第九章 防排烟系统的原-检测-培训

第九章防排烟系统的原_检测--培训9.1防排烟系统核心原理防排烟系统是建筑消防设施的重要组成部分，通过对火灾烟气的疏导、阻挡和排除，为人员安全疏散、消防救援作业提供无烟、低毒的安全空间，其工作原理基于火灾烟气的流动特性，分为防烟、排烟、补风三大功能模块。9.1.1火灾烟气流动基础特性火灾烟气是由可燃物燃烧产生的气态产物、未燃烧的可燃物微粒、空气及其他杂质组成的混合体系，其流动规律是防排烟系统设计与检测的核心依据。（1）密度特性：烟气密度随温度升高呈线性降低，标准大气压下，0℃时烟气密度约为1.295kg/m³，100℃时约为0.946kg/m³，200℃时约为0.746kg/m³，600℃时约为0.324kg/m³。火灾初期（阴燃阶段）烟气温度约为80℃~150℃，轰燃后烟气温度可达600℃~1200℃，远高于室内空气温度，因此具有显著的浮力效应。（2）流动驱动力：烟气流动的核心驱动力为浮力，其次包括热膨胀力、通风空调系统风压、室外自然风压、电梯活塞效应等。垂直方向上，浮力驱动的烟气上升速度与温度差、高度正相关，在楼梯间、管道井等竖井环境中，烟气上升速度可达3m/s~4m/s，高度每增加1m，上升速度约提升0.1m/s~0.2m/s；水平方向上，火灾初期烟气扩散速度约为0.3m/s~0.5m/s，轰燃后受强热膨胀力驱动，扩散速度可达1.5m/s~2m/s。（3）危害特性：烟气中含有一氧化碳、氰化氢、丙烯醛等有毒物质，人员吸入后易在3min~5min内出现中毒、窒息症状；同时烟气会降低能见度，火灾初期能见度可降至3m~5m，轰燃后甚至不足1m，严重阻碍人员疏散和救援作业。9.1.2防烟系统工作原理防烟系统的作用是防止烟气侵入疏散通道、避难区域，分为自然通风防烟和机械加压送风防烟两类。（1）自然通风防烟原理：利用建筑外窗、通风开口与室外连通，通过烟气的浮力作用将侵入疏散通道的烟气排出室外，同时借助室外风压补充新鲜空气，维持疏散通道的无烟环境。该系统无需动力设备，适用于建筑高度不超过50m的公共建筑、建筑高度不超过100m的住宅建筑的封闭楼梯间、防烟楼梯间及前室。（2）机械加压送风防烟原理：通过专用送风机向楼梯间、前室、避难层（间）等区域送入经过滤的新鲜空气，使该区域的空气压力高于火灾发生区域的压力，形成正向压力差，阻挡烟气通过门缝、墙体缝隙侵入疏散区域。压力差需控制在合理范围内：压力差过小无法阻挡烟气侵入，压力差过大会导致疏散门开启阻力过大，影响人员疏散。依据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定，防烟楼梯间、避难走道、避难层（间）的余压值应为40Pa~50Pa；前室、合用前室、消防电梯前室的余压值应为25Pa~30Pa。当疏散门开启时，门洞断面的平均风速不应小于0.7m/s，确保气流速度大于烟气扩散速度，阻止烟气侵入。9.1.3排烟系统工作原理排烟系统的作用是将火灾产生的烟气及时排出建筑外，降低火灾区域的烟气浓度，提高能见度，为人员疏散和灭火救援创造条件，分为自然排烟和机械排烟两类。（1）自然排烟原理：利用火灾烟气的浮力作用，通过建筑顶部或上部的排烟窗（口）将烟气排出室外，同时由下部开口补充新鲜空气。该系统需满足两个核心条件：一是具备足够的储烟仓容积，确保烟气在排出前不会下降到人员疏散的清晰高度以下；二是排烟口面积符合要求，确保排烟速率大于烟气产生速率。依据GB51251-2017规定，采用自然排烟方式时，储烟仓厚度不应小于空间净高的20%，且不应小于500mm。（2）机械排烟原理：通过排烟风机的机械抽力，将火灾区域的烟气经排烟口、排烟管道排出室外。机械排烟系统不受自然通风条件限制，排烟效率稳定，适用于各类大空间、地下建筑、高层公共建筑等场所。机械排烟系统的储烟仓厚度不应小于空间净高的10%，且不应小于500mm；排烟口的风速不宜大于10m/s，避免风速过大卷吸过多新鲜空气导致排烟效率下降。9.1.4补风系统工作原理补风系统是机械排烟系统的配套设施，作用是向排烟区域补充新鲜空气，避免因排烟导致区域内形成负压，降低排烟效率，同时为疏散和救援提供必要的新鲜空气。补风方式分为自然补风和机械补风两类：自然补风利用建筑外窗、门洞等开口，通过排烟形成的负压引入室外空气；机械补风通过专用补风机主动送入新鲜空气，补风效率稳定，适用于地下建筑、密闭性较好的大空间场所。依据GB51251-2017规定，补风量不应小于排烟量的50%；机械补风口的风速不宜大于10m/s，人员密集场所补风口风速不宜大于5m/s；自然补风口风速不宜大于3m/s。9.2防排烟系统检测基础9.2.1检测依据防排烟系统检测需严格遵循现行国家规范、行业标准及设计文件，主要依据包括：（1）《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）（3）《火灾自动报警系统施工及验收标准》GB50166-2019（4）《挡烟垂壁》GB25181-2010（5）《消防设施通用规范》GB55036-2022（6）项目竣工图纸、设计变更通知单、设备技术说明书等技术文件9.2.2检测前准备（1）资料准备：收集并审核项目竣工图（包括防排烟系统平面图、系统图、设备布置图、联动控制逻辑图）、隐蔽工程验收记录、设备出厂合格证明、系统调试记录、消防设计审查意见等资料，确认系统参数与设计要求一致。（2）仪器准备：配备经法定计量检定机构检定合格且在有效期内的检测仪器，主要包括：①微压计：测量范围0Pa~100Pa，最小分度值不大于1Pa，精度不低于2级，用于测量余压值；②风速仪：采用热线式或叶轮式，测量范围0m/s~30m/s，精度不低于±5%，用于测量风口风速、门洞风速；③声级计：精度不低于2级，测量范围30dB(A)~130dB(A)，用于测量风机、挡烟垂壁运行噪声；④钢卷尺：Ⅰ级精度，配备5m、50m两种量程，用于测量风口尺寸、挡烟高度、储烟仓厚度；⑤秒表：精度不低于0.1s，用于测量设备启动时间、动作时间；⑥烟气发生器：发烟量不小于5m³/min，烟气温度不高于60℃，无毒无害，用于模拟火灾烟气触发探测器；⑦数字万用表：用于检测电气线路电压、通断状态。（3）现场准备：确认系统供电正常，消防电源处于自动切换状态；火灾自动报警系统处于正常工作状态，无故障报警；通风空调系统可正常联动切断；清理检测区域内的障碍物，确保风口、排烟口、外窗无遮挡；提前通知建筑管理方及相关人员，避免联动测试引发恐慌。9.2.3检测基本流程防排烟系统检测遵循“先单机、后联动，先局部、后整体”的原则，基本流程为：（1）外观检查：检查风机、风口、阀门、挡烟垂壁等设备的外观、安装质量、标识情况；（2）单机测试：分别测试风机、风口、阀门、挡烟垂壁等设备的手动、电动运行功能；（3）参数检测：检测各系统的风量、风速、余压、挡烟高度等技术参数；（4）联动测试：模拟火灾报警信号，测试系统的联动控制逻辑、动作时间、运行参数；（5）结果判定：对照规范及设计要求判定检测结果，出具检测报告，对不合格项提出整改意见。9.3各系统检测技术要求及操作方法9.3.1自然通风防烟系统检测（1）检测项目及合格标准①可开启外窗（口）设置：封闭楼梯间、防烟楼梯间最高部位应设置面积不小于1.0㎡的可开启外窗或开口，每5层内可开启外窗总面积不应小于2.0㎡，且布置间隔不大于3层；消防电梯前室可开启外窗面积不应小于2.0㎡，合用前室不应小于3.0㎡；避难层（间）可开启外窗面积不应小于地面面积的2%，且每个朝向面积不应小于2.0㎡。②有效面积计算：当窗开启角度≥70°时，有效面积按窗的总面积计算；当开启角度<70°时，有效面积按窗面积乘以开启角度的正弦值计算；推拉窗、上悬窗按实际开启的通风净面积计算。③开启功能：手动开启的外窗应启闭灵活，锁紧装置可靠；电动开启的外窗应具备手动、远程控制功能，火灾确认后应在15s内联动开启到位，开启角度符合设计要求。（2）检测操作方法①用50m钢卷尺测量建筑高度、楼层数，确定自然通风系统的适用范围；②用5m钢卷尺测量可开启外窗的长、宽尺寸，计算窗的总面积，结合开启角度核算有效通风面积；③手动操作外窗开启、关闭，检查启闭灵活性、锁紧可靠性；④触发对应防火分区的火灾报警信号，用秒表测量电动外窗的开启时间，检查开启角度、信号反馈情况。9.3.2机械加压送风系统检测（1）检测项目及合格标准①风机性能：送风机应能手动、远程启动，启动时间不大于10s；连续运行30min后，滑动轴承温度不高于70℃，滚动轴承温度不高于80℃；风量、风压符合设计要求，偏差不超过设计值的-5%~+10%；风机房内噪声不大于85dB(A)。②送风管道：金属风管风速不宜大于20m/s，非金属风管风速不宜大于15m/s；风管严密性符合设计要求，漏风量不大于规范规定值。③送风口参数：常闭送风口应启闭灵活，信号反馈正常；送风口风速不宜大于7m/s；风口有效面积符合设计要求。④余压值：防烟楼梯间、避难走道、避难层（间）余压值为40Pa~50Pa；前室、合用前室、消防电梯前室余压值为25Pa~30Pa；门洞断面风速不小于0.7m/s。（2）检测操作方法①风机检测：断开主电源，手动盘车检查风机转动灵活性；接通电源，启动风机，用秒表测量启动时间；运行30min后，用红外测温仪测量轴承温度，用声级计在距风机1m、高1.5m处测量噪声；用风速仪在风机进风口或出风口测量风量，核算是否符合设计要求。②风口风速检测：将被测风口断面按等面积划分为4~9个测点（矩形风口按网格布点，圆形风口按环形布点），用风速仪逐点测量风速，取算术平均值作为风口平均风速，乘以风口有效面积得到单口风量。③余压值检测：关闭被测区域所有门窗，将微压计高压端置于被测区域（如前室）距地面1.5m、远离送风口的位置，低压端置于走道等火灾侧区域；启动加压送风机，待压力稳定后（约3min~5min），连续读取3次数据，每次间隔10s，取平均值作为该测点的余压值；分别测量楼梯间最高层、中间层、最低层平台的余压值，以及着火层及相邻上下层前室的余压值。④门洞风速检测：模拟疏散门开启状态，将门洞断面按等面积划分为3行3列共9个测点，测点距地面高度分别为0.5m、1.0m、1.5m，用风速仪逐点测量风速，取平均值作为门洞断面风速，确认不小于0.7m/s。9.3.3自然排烟系统检测（1）检测项目及合格标准①排烟窗（口）设置：防烟分区内任一点与最近排烟窗的水平距离不大于30m，工业建筑尚不应大于空间净高的2.8倍；排烟窗应设置在储烟仓内，且沿烟气流动方向开启。②储烟仓与清晰高度：储烟仓厚度不应小于空间净高的20%，且不小于500mm；储烟仓底部距地面高度大于最小清晰高度，其中空间净高≤6m的场所，最小清晰高度不小于1.6m；空间净高>6m的场所，最小清晰高度按公式Hq=1.6+0.1×(H-6)计算（H为空间净高，单位m）。③开启功能：自动排烟窗应具备手动、自动、机械应急开启功能，火灾确认后15s内联动开启到位，开启角度符合设计要求；手动开启装置距地面高度为1.3m~1.5m，标识清晰。（2）检测操作方法①用激光测距仪测量空间净高、储烟仓底部距地面高度，计算储烟仓厚度和最小清晰高度，判定是否符合要求；②用钢卷尺测量防烟分区的长、宽尺寸，核算防烟分区面积，测量各点到最近排烟窗的水平距离，确认不超过规范限值；③手动、远程启动自动排烟窗，用秒表测量开启时间，用角度尺测量开启角度，核算有效排烟面积；④模拟火灾报警，检查排烟窗的联动开启情况及信号反馈功能。9.3.4机械排烟系统检测（1）检测项目及合格标准①排烟风机性能：风机应能手动、远程、连锁启动，启动时间不大于10s；连续运行30min后，轴承温度、噪声符合规范要求；风量、风压符合设计要求，偏差不超过设计值的-5%~+10%；当排烟防火阀关闭时，风机应能连锁停止。②排烟管道：金属风管风速不宜大于20m/s，非金属风管风速不宜大于15m/s；排烟管道采用不燃材料制作，隔热层厚度符合设计要求。③排烟口参数：排烟口应设置在储烟仓内，风速不宜大于10m/s；常闭排烟口启闭灵活，信号反馈正常；防烟分区内任一点与最近排烟口的水平距离不大于30m。④排烟量：每个防烟分区的排烟量符合设计要求，且不低于规范最小值：空间净高≤6m的场所，排烟量不小于60m³/(h·㎡)，且最小排烟量不小于15000m³/h；空间净高>6m的场所按GB51251-2017表4.6.3取值。（2）检测操作方法①风机检测：参照加压送风机检测方法，同时测试排烟防火阀关闭时的连锁停风机功能，手动关闭排烟防火阀，检查风机是否立即停止，信号是否反馈至消防控制室。②排烟口风速及排烟量检测：开启被测防烟分区的所有排烟口，关闭其他防烟分区的排烟阀，启动排烟风机，待运行稳定后，按等面积布点法测量每个排烟口的平均风速，乘以风口有效面积得到单口排烟量，同一防烟分区内所有排烟口的风量之和即为该防烟分区的排烟量，确认符合设计及规范要求。③排烟防火阀检测：手动开启、关闭排烟防火阀，检查动作灵活性及信号反馈；采用加热装置模拟280℃烟气温度，检查易熔片是否熔断，阀门是否自动关闭，是否连锁停止排烟风机。9.3.5补风系统检测（1）检测项目及合格标准①补风机性能：启动时间不大于10s，风量、风压符合设计要求；补风量不小于排烟量的50%。②补风口参数：机械补风口风速不宜大于10m/s，人员密集场所不宜大于5m/s；自然补风口风速不宜大于3m/s；补风口应设置在储烟仓下方，距地面高度不宜小于1.5m，且与排烟口水平距离不应小于5m。③联动功能：排烟风机启动时，补风机应同步联动启动，对应补风口同步开启，信号反馈正常。（2）检测操作方法①补风机性能检测参照加压送风机检测方法；②用风速仪测量补风口风速，核算补风量，确认不小于排烟量的50%；③模拟排烟系统联动启动，检查补风机、补风口的联动动作情况及信号反馈。9.3.6挡烟垂壁检测（1）检测项目及合格标准①外观与安装：挡烟垂壁采用不燃材料制作，表面平整无破损，安装牢固；挡烟高度符合设计要求，且不小于500mm。②运行性能：卷帘式挡烟垂壁运行速度不小于0.07m/s，翻板式挡烟垂壁运行时间不大于7s；运行噪声不大于75dB(A)；上下限位动作准确，到位后自动停止。③控制功能：具备自动控制、手动控制、机械应急操作功能；火灾确认后15s内下降至设计高度，信号反馈至消防控制室。（2）检测操作方法①用钢卷尺测量挡烟垂壁的挡烟高度，确认符合设计及规范要求；②手动操作挡烟垂壁的上升、下降按钮，检查运行平稳性、限位准确性，用秒表测量运行时间，用声级计测量运行噪声；③触发同一防烟分区内的两只感烟火灾探测器，用秒表测量挡烟垂壁的下降到位时间，检查信号反馈情况；④测试机械应急操作功能，拉动应急拉绳，检查挡烟垂壁是否能依靠自重下降到位。9.3.7联动控制功能检测（1）防烟系统联动测试触发同一防火分区内的两只独立火灾探测器（或一只探测器+一只手动报警按钮），检查以下内容：消防联动控制器是否在3s内发出联动指令；是否在15s内开启该防火分区楼梯间的全部加压送风机；是否开启着火层及相邻上下层前室的常闭送风口，并启动对应加压送风机；余压值、门洞风速是否符合要求；所有动作信号是否反馈至消防控制室。（2）排烟系统联动测试触发同一防烟分区内的两只独立感烟火灾探测器（或一只感烟探测器+一只手动报警按钮），检查以下内容：消防联动控制器是否在3s内发出联动指令；是否在15s内开启着火防烟分区的排烟阀、排烟口及排烟风机；是否同步开启对应补风系统；是否在30s内关闭该防火分区内与排烟无关的通风空调系统；排烟量、补风量是否符合要求；当排烟温度达到280℃时，排烟防火阀是否自动关闭并连锁停风机；所有动作信号是否反馈至消防控制室。（3）挡烟垂壁联动测试触发同一防烟分区内的两只独立感烟火灾探测器，检查挡烟垂壁是否在15s内下降到位，信号是否反馈正常。9.4常见检测问题分析与处置9.4.1机械加压送风系统余压不合格（1）余压过高（超出规范上限）：常见原因包括送风机风量过大、常闭送风口开启度过大、余压阀设置数量不足或卡滞故障、疏散门密封性能过好导致泄压不畅。处置方法：调整风机变频转速或更换皮带轮降低输出风量；调小常闭送风口的开启角度；增设余压阀或拆解检修卡滞的余压阀，校准开启压力；在保证门体强度的前提下，适当调整门缝间隙，增加自然泄压量。（2）余压过低（低于规范下限）：常见原因包括送风机反转、进风口堵塞导致风量不足；风管接口松动、风井墙面开裂导致漏风严重；送风口积尘、杂物堵塞；疏散门缝隙过大导致泄压过快；风井断面过小或内壁粗糙度过大导致沿程阻力过高。处置方法：调整风机相序，清理进风口杂物；密封风管接口，修补风井墙面裂缝；清理送风口杂物，确保通风顺畅；采用密封条密封疏散门缝隙；优化风井设计，内壁做光滑处理，或增大风井断面尺寸。9.4.2机械排烟系统排烟量不足常见原因包括：排烟风机反转、叶轮变形导致风量不足；排烟管接口松动、破损导致漏风严重；排烟阀执行机构故障，未完全开启；排烟口被杂物、吊顶遮挡；防烟分区划分过大，超过规范限值；挡烟垂壁高度不足，储烟仓容积过小，排烟口卷吸冷空气。处置方法：调整风机相序，维修或更换变形叶轮；封堵风管漏点，更换破损风管；检修排烟阀执行机构，确保全开到位；清理排烟口遮挡物，调整排烟口位置；重新划分防烟分区，控制单个防烟分区面积不超过规范限值（空间净高≤6m时不大于500㎡，大于6m时不大于2000㎡）；调整挡烟垂壁高度，确保储烟仓厚度符合要求。9.4.3联动功能失效常见原因包括：消防联动控制器逻辑编程错误，未按规范设置“与”逻辑触发条件；输入输出模块故障，无法接收或输出控制信号；控制线路断路、短路或接地不良；设备电源未接通，或备用电源故障；设备自身电机、执行机构损坏。处置方法：核对设计文件及规范要求，重新编辑联动逻辑；更换故障模块，排查线路故障并修复；接通设备主电源，检修备用电源；维修或更换损坏的电机、执行机构。9.4.4挡烟垂壁动作异常常见原因包括：轨道积尘、杂物卡滞导致运行受阻；电机烧毁、传动皮带断裂导致无法运行；限位器故障导致到位后不停止或下降不到位；卷帘帘面变形、翻板转轴卡滞；控制信号传输故障。处置