徐禕铭
普陀区住宅修缮管理中心
【摘要】随着民用住宅建筑朝着大型化、高层化、多功能化及人员密集化的方向发展，上海第一批高层商品房的机械排烟系统越来越面临着老化、陈旧、功能失效等危险。如何通过修缮施工来确保建筑原机械排烟系统功正常、有效，并顺利通过消防部门的验收是目前高层房屋修缮所需要解决的重点之一。本文以上海市普陀区海鑫小区高层建筑机械排烟系统修缮施工为例，介绍民用建筑机械排烟系统修缮施工中碰到的难点及采取的措施，对今后同类型工程的施工有一定的借鉴作用。
【关键词】 民用建筑机械排烟系统、漏风量、内连接、前期介入式漏风量检测
0、引言
随着上海居民住宅建筑建设的高速发展，居民住宅建筑正朝着高层化、多功能化及居住人员密集化方向发展。在这样建筑中，火灾带来的危害及排烟系统所起的作用也越来越大。从目前完成房屋修缮工作的实际来看，诸多早起商品房高层建筑原始的机械防排烟系统功能不足、老化、陈旧、失效，为百姓居民的使用和火灾发生时的自救互救埋下隐患。
1.排烟系统与普通空调系统的区别
多年的现场施工、管理经验，使我明白民用建筑的排烟系统运行质量的好坏，直接影响着建筑暖通系统乃至整个住宅的安全性能和消防主管部门的检测结果。要是住宅排烟系统高质量的运行和修缮施工，我想首先还是要对排烟系统与普通空调系统在功能上、设计原理要有一定的了解和掌握。
1.1全空气空调系统
一般意义上的全空气空调系统是指是所有风阀门是全开状态，风速较低（一般总管约8～10m/s，支管约4～6m/s），系统阻力较低，管内温度介于-3℃～45℃（通风系统：-3℃～35℃，空调系统：15℃～45℃），对系统噪音有严格要求（通常在60 dB（A）～40dB（A）），属于舒适性空调系统，是系统压力小于500Pa的低压系统。
1.2排烟系统
排烟系统是指在平时所有排烟口都是关闭的，只有当发生火灾时，一般只开启着火层的排烟口，在着火区域利用排烟系统和补风系统把烟气排出室外，以防止烟气蔓延扩散的应急系统。也就是讲，通常一个排烟系统约负担10-13个楼层，每个楼层设一个排烟口，只开一个排烟口，其余都关闭。且排烟管网风速，按“高规”要求最高可达20m/s，这样排烟系统的压力通常在800～1000Pa属于中压系统。排烟系统管内温度在系统启动后，可由最初的常温迅速升高至280℃；且排烟系统的运行属于非常规状态，一般不考虑噪音与震动的问题。
2.工程概况
普陀区海鑫公寓高层住宅位于普陀区东北部，小区北临华师大，南临苏州河，处于中山北路和枣阳路之间。海鑫公寓高层住宅小区总建筑面积约74000㎡，地上18层，地下1层，共有居民864户，是普陀区20世纪九十年代比较具有代表性的高标准高层商品房小区。
海鑫公寓高层住宅的防排烟系统主要分布在：-1F—18F的防烟楼梯间区域。其排烟系统排烟风机设在屋顶，在每层防烟楼梯间内设有两根建筑排烟立管：SPF-RF-1，SPF-RF-2。每根排烟立管风量为：16500 /h,管内压力930Pa，设备功率15KW；竖井尺寸为630mmX400mm；每层的水平排烟风管为镀锌钢板风管。
本文主要以海鑫公寓高层住宅重大消防安全隐患整改工程中的防排烟系统修缮施工为例，简单论述民用住宅建筑机械排烟系统的修缮施工技术中需重视的几个关键内容，以确保经过修缮施工后，建筑的排烟系统达到设计和功能性使用的要求，并顺利通过消防部门的验收。
图 1 普陀区海鑫公寓高层住宅排烟系统平面图
3．项目排烟系统修缮施工难点
通过上述对于普通空调系统和防排烟系统的对比，我清晰的认识到，海鑫公寓高层居民住宅排烟系统是在非常规状态下运转的，对运转产生的噪音等因素没有严格限制；关于排烟系统管内风速也只是要求遵照《建筑设计防火规范》第九章十六条的规定，采用风速不宜大于20m/s。
该项目排烟系统修缮施工难点在于其系统垂直布置，一个排烟系统承担大约19个楼层的排烟任务。由于风速高，系统长度长，客观上造成排烟系统的工作压力要比普通的空调系统高出许多；海鑫公寓高层居民住宅排烟系统修缮施工来说，其排烟系统压力为930Pa。
从流体力学原理可知，就一个特定的风管系统来讲，其漏风风量与管内压力的0.65次方成正比。
通过上述分析可知，排烟系统由于设计的需要和管路的特点，势必造成系统阻力上升，为了克服系统阻力，我们就要提高排烟系统的工作压力，而工作压力的提高，定会造成漏风量的上升。因而，如果该系统施工如若还是按照低压系统施工工艺，就可能在中压系统压力升高后的恶劣工况下产生漏风量超过规范要求，进而不能通过合消防验收并交付使用的窘境。
4.克服施工难点的具体措施
为了保证鑫公寓高层居民住宅排烟系统修缮施工的质量和后期的顺利通过消防部门的验收和交付全体业主使用，我个人在项目开始之初就对该项目的排烟系统进行深入研究，对相关的规范、要求进行了系统的学习和理解，并找出了可能影响施工质量，致使排烟系统出现漏风量过大的几点因素，采取了有针对性的，预防性的施工技术措施。
4.1确保建筑排烟风道的施工质量
海鑫公寓高层居民住宅的排烟立管局部采用建筑风道，由于建筑风道在项目开发是已经建成，且建筑排烟风道相关的技术指标：密封性、风道内壁的平整度（与风道阻力密切相关）均不是当时土建单位的质量指标；但是上述指标的质量好坏却都与当前排烟系统修缮的质量和后期排烟量有着直接的关系。
为此，我在查阅前期项目土建图纸和相关施工要求的前提下，及时召集施工、监理、设计等单位进行积极沟通，强调了既有建筑风道的质量关系整个整改项目的修缮效果，并将建筑排烟风道的功能性要求、技术性规范和相关注意事项一一交代清楚，落实检查、整改责任人员，确保目测风道内表面平整，无明显孔洞缝隙；并进行了建筑风道的漏风量测试，测试面积控制在50～60㎡，按照中压风管标准进行测试，在确定既有建筑风道密封性能符合规范之后，才允许施工单位进行镀锌钢板排烟风管的修缮安装，从而有效确保了整个建筑风道系统的使用质量，为日后整个排烟系统的正常工作奠定基础。
4.2优化镀锌钢板排烟风管的安装工艺
海鑫公寓高层居民住宅的排烟立管在1F—18F排烟风管大都采用大尺寸的镀锌钢板排烟风管；由于海鑫公寓属于第一代商品房小区，历经多次修缮工程，建筑公用区域部分和吊顶内各类管线纵横交错，排列复杂，经常发生排烟风管安装空间不足的尴尬局面；如若按照以往常规的工艺，是无法正常的连接楼板下方的法兰螺栓以及楼板与墙的阴角部位的法兰螺栓的，这将极大的影响水平金属排烟风管的安装质量和日后排烟系统的使用效果。
针对这样的实际情况，我查阅大量施工工艺工法资料，并且结合自身工作实际经验，决定对外侧无法紧固法兰连接螺栓的部位在风管内设置长度为50mm的连接角钢加以固定。具体角钢节点风管内连接方法如下图所示：
图 2 角钢节点风管内连接方法图
在优化了无法外固定风管的安装工艺，进行内部角钢固定工作之后，我还对排烟系统风管垫料做了具体的思考和改良。我严格按照《建筑防火设计规范》对于排烟系统需要在280℃稳定工作30分钟的要求，要求排烟系统的法兰垫料全部使用石棉橡胶板，较大程度上提升了排烟系统整体耐受高温的能力，提高了系统在280℃工作的稳定性，确保了日后顺利通过消防验收。
4.3采取前期介入式漏风量检测工作模式
早期介入排烟系统漏风量测试对于验证上述安装工艺的可靠性、稳妥性以及减少后期修改、返工造成的工期、经济损失，提高我方经济效益，更是为业主提供快速投资价值实现的一种良好方法。
因此，我在征得设计、施工、监理、业主等各方认可的基础上，在1F—3F排烟系统施工过程中，对于排烟立管、排烟风口的施工工艺和漏风量指标进行了如下检测：
4.3.1排烟风口漏风量检测
首先我要求施工方对送至施工现场的排烟阀应进行全数目测检查，目测其叶片周边缝隙是否过大；选取目测缝隙最大的8个样本（排烟阀（口））进行漏风量检测，漏风量严格按照《排烟防火阀试验方法 》GB15931-1995。
正式检测时，检测样本排烟阀（口）前后压差控制在800Pa±15Pa时，漏风量不大于700［ m3/(h·m2）］。不能按某企业压差300Pa时，漏风量不大于700［ m3/(h·m2）］检验。排烟阀（口）测试装置见下图：
图 3 排烟风口漏风量检测装置
排烟风阀（口）漏风量测试按以下过程进行：
将排烟阀（口）处于关闭状态，入口处用不渗漏的材料密封。然后启动引风机，调节粗调阀和细调阀，使排烟阀（口）前后的气体压差为800Pa±15Pa，待稳定60s后，测量并记录流量计处管道气体压力P1，气体温度T1和流量计的数值Q1。此流量值为实测系统漏风量。同时，测量并记录试验时的大气压力B1。
拆去排烟阀（口）入口处的密封，使其保持关闭状态。调节粗调阀和细调阀，使排烟阀（口）前后的气体压差仍保持930Pa ±15Pa，待稳定60s后，测量并记录流量计处管道气体压力P2，气体温度T2和流量计的数值Q2，此流量值为实测的排烟阀（口）整机漏风量。同时，测量并记录试验时的大气压力B2。
计算排烟阀（口）单位面积的漏风量。
Q标2——排烟阀（口）的整机漏风量，单位为立方米每小时（m3/h）；
Q2——实测的排烟阀（口）整机漏风量，单位为立方米每小时（m3/h）；
P2——实测排烟阀（口）整机漏风量时，流量计处的气体压力，单位为帕（Pa）；
T2——实测排烟阀（口）整机漏风量时，流量计处的气体温度，单位为摄氏度（℃）；
B2——实测排烟阀（口）整机漏风量时的大气压力，单位为帕(Pa)；
Q标1——系统漏风量，单位为立方米每小时（m3/h）
Q1——实测系统漏风量，单位为立方米每小时（m3/h）；
P1——实测系统漏风量时，流量计处的气体压力，单位为帕（Pa）；
T1——实测系统漏风量时，流量计处的气体温度，单位为摄氏度（℃）；
B1——实测系统漏风量时的大气压力，单位为帕（Pa）。
经过严格的测试，发现8个被测样本单位面积漏风量均不大于700［ m3/(h·m2）］，能够证明本批次排烟风口的质量，为安装后提高排烟系统整体性能夯实了基础。
4.3.2建筑立管、金属水平风管的漏风量检测
在施工至三层时，我要求施工方对排烟立管系统中随机选取了一段作为测试样本，测试面积由于测试设备的原因，控制在150㎡左右。
排烟立管测试装置见图4：
式中： Q — 风管的漏风量（m3/h）
Ad — 喷嘴前后的喉部面积(m2)；
Cd — 流量系数，取0.97 ～0.98；
△P — 喷嘴前后的静压差（Pa）；
P — 空气密度，取1.205(kg/m3)
通过测出喷嘴前后的静压差值△P，按照公式5所计算出的流量值：建筑立管Q约为352（m3/h），金属风管Q约为378（m3/h）再除以被测风管系统展开面积F=150（m2），即为被测风系统在930Pa下的实际漏风量QA约为2.56［ m3/(h·m2）］左右。而按照《通风与工程施工质量验收规范》的规定，中压系统允许漏风量计算公式6可知：
≦0.0352
— 系统风管在相应工作压力下，单位面积风管单位时间内允许漏风量［ m3/(h·m2）］
P — 指风管系统的工作压力（Pa）
当风管系统压力为930Pa时，规范允许的漏风量为2.71［ m3/(h·m2）］，因此可以看出，本次被检测建筑风道立管的漏风量完全符合规范要求，足以证明前期所采用的各项施工工艺和要求是正确的。上述的施工方法和工艺也在后期的施工中被要求严格遵照与执行，在最后的消防验收中取得了较好效果，同时海鑫公寓高层居民住宅消防安全隐患整改工程的施工质量也受到了市消防总队、区房管局、长风街道、小区业委会等单位的一致肯定。
6.总结
随着社会各界对于建筑安全性的不断重视，上世纪第一批商品房建筑老化程度不断增加，居民老龄化比例不断提高，高层住宅建筑消防排烟系统的修缮工作的重要性愈加突出。作为一名房屋修缮管理人员，在日后的施工管理工作中，我将切实按照最新的建筑规范和具体的施工要求，不断将工作经验与之有机结合，为提升修缮工程的施工质量，提升居民百姓的获得感，居民住宅全寿命周期管理贡献自身的一份力量。
参考文献：
1、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
2、《建筑防排烟技术规程》DGJ08-88-2006
3、上海市市级工法《建筑机械防排烟系统工程施工工法》（2011-2012年度）
论文作者:徐禕铭
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/16
标签：排烟论文; 系统论文; 风管论文; 建筑论文; 风道论文; 单位论文; 压力论文; 《中国住宅设施》2018年3月上论文;