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排烟管道穿越火灾危险性大的机房防火设计探讨

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2020年10月下作者：王青峰

[导读] 本文以排烟管道穿越通风空调机房、配电室为例，阐述了在排烟管道穿越火灾危险性大的机房时设置排烟防火阀的重要性，最后从国家规范层面就当前面临的问题提出合理化建议。

航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司王青峰

摘要：本文以排烟管道穿越通风空调机房、配电室为例，阐述了在排烟管道穿越火灾危险性大的机房时设置排烟防火阀的重要性，最后从国家规范层面就当前面临的问题提出合理化建议。
关键词：通风空调机房配电室排烟防火阀防火分隔
        0引言
        2019年8月12日，中国台北故宫南院发生火警，3楼空调机房冒浓烟，消防人员立即到场，火势于2时22分控制、2时32分熄灭。据调查，本次火灾三楼空调机房为事故点，机房内的变电箱走火导致了火灾发生。同样是机房火灾，2019年7月31日，中国移动唐山某机房起火。
        机房内设备众多，功率与耗电量都很大，同时线缆多、布线复杂，这些都是机房容易发生火灾的隐患，生产生活中机房失火事件可谓时常发生。同时，通风、空调机房是通风管道汇集的地方，容易造成火势蔓延。此次台北故宫机房失火事故，对珍藏的历史文物造成了威胁，但在我们的日常生活中，更会对人们的生命安全及日常生活秩序造成威胁。因此，机房火灾预防需从设计、施工、管理等多方面做好防范工作。
        本文主要从设计角度考虑如何做好排烟管道穿越火灾危险性大的机房时防火设计。
        1阐明规范中的几个观点
        1.1附设在建筑内机房是否作为单独的防火分区
        《建筑设计防火规范》GB50016-2014（以下简称《建规》）中防火分区的定义：在建筑内部采用防火墙、楼板及其他防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间。
        《建规》第5.3条对机房的防火分区未作特别的说明。但第6.2.7提到：附设在建筑内的消防控制室、灭火设备室、消防水泵房和通风空气调节机房、变配电室等，应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.50h的楼板与其他部位分隔。根据《建规》中防火墙的定义：防止火灾蔓延至相邻水平防火分区且耐火极限不低于3.00h的不燃性墙体。此处采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.50h的楼板与其他部位分隔。表明《建规》对消防控制室、灭火设备室、消防水泵房和通风空气调节机房、变配电室等提出了比其他房间较高的要求，但并未作为单独的防火分区。
        1.2通风、空调系统风管穿越建筑内其他部位防火要求
        关于通风、空调系统风管穿越建筑其他部位的防火设计在《建规》中有明确要求。通风、空气调节系统的风管在下列部位应设置公称动作温度为70℃的防火阀：1）穿越防火分区处；2）穿越通风、空气调节机房的房间隔墙和楼板处；3）穿越重要或火灾危险性大的场所的房间隔墙和楼板处；4）穿越防火分隔处的变形缝两侧；5）竖向风管与每层水平风管交接处的水平管段上。同时要求在防火阀两侧各2.0m范围内的风管及其绝热材料应采用不燃材料。
        另外，《建规》第6.3.5要求防烟、排烟、供暖、通风和空气调节系统中的管道及建筑内的其他管道，在穿越防火隔墙、楼板和防火墙处的孔隙应采用防火封堵材料封堵。风管穿过防火隔墙、楼板和防火墙时，穿越处风管上的防火阀、排烟防火阀两侧各2.0m范围内的风管应采用耐火风管或风管外壁应采取防火保护措施，且耐火极限不应低于该防火分隔体的耐火极限。同时，《通风与空调工程施工质量验收规范》第6.2.2条要求当风管穿过需要封闭的防火、防爆的墙体或楼板时，必须设置厚度不小于1.6mm的钢制防护套管，风管与防护套管之间应采用不燃柔性材料封堵严密。
        1.3排烟管道穿越建筑内其他部位防火要求
        《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（以下简称《烟标》）第4.4.10条规定：排烟管道下列部位应设排烟防火阀：1）垂直风管与每层水平风管交界处的水平管段上；2）一个排烟系统担负多个防烟分区的排烟支管上；3）排烟风机入口处；4）穿越防火分区处。本文1.1已阐述清楚附设在建筑内的通风空气调节机房、变配电室不作为单独的防火分区。可见《烟标》对排烟管道穿越通风、空气调节机房、变配电室等房间隔墙和楼板处，穿越火灾危险性大场所的房间隔墙和楼板处无设置排烟防火阀的要求。《建规》第6.3.5条也仅说明排烟管道穿越防火隔墙、楼板和防火墙处的孔隙应采用防火封堵材料封堵，无设置排烟防火阀的要求。同时，《烟标》第4.4.8条要求穿越防火分区的排烟管道的耐火极限不应小于1.00h。此条要求的耐火极限很显然低于《建规》第6.3.5条的要求。
        2目前存在的问题
        实际项目中，由于使用功能、机房使用面积受限等各种因素影响，会出现排烟管道穿越通风空调机房、配电室的情况。如下图所示。

        按照目前规范的要求，当排烟管道穿越通风空调机房、配电室时无需设置排烟防火阀。
        《建规》第6.2.7的条文说明中提到：通风、空调机房是通风管道汇集的地方，是火势蔓延的主要部位之一。基于上述考虑，《建规》规定这些房间要与其他部位进行防火分隔。由该条文说明结合国内外机房火灾案例可以看出，通风空调机房、配电室等区域火灾危险性大、易造成火灾蔓延。需要在穿越该区域的管道上采取有效的防火措施。然而规范仅对通风、空调系统的管道有设防火阀的要求，对排烟管道无设置排烟防火阀的要求。正所谓“法无禁止皆可为”，实际项目中遇到排烟管道不得已需要穿越配电室、空调机房时，设校审人员也会有不同的看法。
        3.建议采取的措施
        根据以上论述，结合《烟标》排烟防火阀的定义：安装在机械排烟系统的管道上，平时呈开启状态，火灾时当排烟管道内烟气温度达到280℃时关闭，并在一定时间内能满足漏烟量和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。该定义中明确说明排烟防火阀起隔烟阻火的作用，安装了排烟防火阀可减缓甚至避免火势的蔓延。笔者认为排烟管道穿越通风空调机房、配电室等火灾危险性大、易造成火灾蔓延的区域时应设置排烟防火阀。并且，应按照《建规》第6.3.5的规定，要求排烟防火阀两侧各2m范围内的排烟管道的耐火极限不应低于2.00h。同时，笔者建议在《烟标》第4.4.10条在升版时应结合《建规》6.3.5、9.3.11条，对排烟管道穿越火灾危险性大的场所的房间隔墙和楼板设置排烟防火阀提出明确的要求。《烟标》第4.4.8条也应结合《建规》第6.3.5条的要求，对穿越防火隔墙、楼板和防火墙处排烟管道的耐火极限与《建规》的要求保持一致。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范（GB50016-2014）（2018年版）[S].北京：中国计划出版社，2018
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑防烟排烟系统技术标准（GB51251-2017）[S].北京：中国计划出版社，2017
[3]住房和城乡建设部防灾研究中心.建筑防灾年鉴2018 [M].北京：中国建筑工业出版社，2019