姚明濤

【摘要】在我國城市化發(fā)展速度不斷加快的背景下，人們更加重視提升生活質(zhì)量，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以保障居民的生活質(zhì)量，也是現(xiàn)代化建筑工程中不可缺少的重要設(shè)施。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格遵循民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要求，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的合理性。與此同時(shí)，需要加強(qiáng)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中的防火、防爆措施的應(yīng)用。在此次研究中，主要對(duì)現(xiàn)有的民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，探討民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)防火、防爆措施，并對(duì)暖通空調(diào)防火、防爆施工中的主要事項(xiàng)進(jìn)行分析，提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量，保障暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行安全。

【關(guān)鍵詞】民用建筑;暖通空調(diào)設(shè)計(jì);防火措施;防爆措施;應(yīng)用實(shí)踐

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.029

引言：

現(xiàn)階段，暖通空調(diào)系統(tǒng)是民用建筑基礎(chǔ)施工項(xiàng)目中的重要組成部分，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)管理工作，可以提高民用建筑的安全性，保障廣大居民的生活質(zhì)量。在對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究時(shí)，需要加強(qiáng)暖通空調(diào)系統(tǒng)防火、防爆設(shè)計(jì)工作，對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的各個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行全面掌握，從而提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)水平。

1、民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)原則

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，需要遵循以下原則：

1）可循環(huán)可持續(xù)原則。在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，可持續(xù)可循環(huán)的原則符合建筑節(jié)能綠色環(huán)保要求，是提高暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果的基礎(chǔ)。在民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中可以對(duì)一些能夠重復(fù)利用的資源和能源進(jìn)行回收利用。在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中還要回收系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的能源與廢料，形成循環(huán)性系統(tǒng)，可以有效控制暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行成本。例如新風(fēng)系統(tǒng)中增加熱回收段，可以對(duì)排風(fēng)余熱進(jìn)行熱回收，具有較強(qiáng)的節(jié)能環(huán)保效果[1]。

2）協(xié)調(diào)性原則。在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，要堅(jiān)持協(xié)調(diào)性原則，主要是對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，合理布局。例如中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房，燃?xì)忮仩t房的設(shè)置位置需與其他專業(yè)協(xié)調(diào)一致，有防火防爆要求的機(jī)房需滿足相關(guān)規(guī)范要求，風(fēng)機(jī)房位置以及通風(fēng)系統(tǒng)出地面的送、排風(fēng)口位置不能選擇，否則對(duì)室外環(huán)境造成不良影響，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)與建筑物以及室外環(huán)境可以整體協(xié)調(diào)共存[2]。

3）安全性原則。在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)存在一些問題影響系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，要遵循安全性原則，必須重視對(duì)防火、防爆措施進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，防止在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致安全隱患。

2、民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的防火措施

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，對(duì)防火措施進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，必須重視系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)。通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，橫向宜按防火分區(qū)設(shè)置，豎向不宜超過5層。豎向風(fēng)管應(yīng)設(shè)置在管井內(nèi)。在風(fēng)管穿越防火隔墻部位應(yīng)設(shè)置防火閥，可控制火災(zāi)沿風(fēng)管蔓延。暖通空調(diào)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)在橫向和豎向可以按照樓層分段進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。在機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，如果沿著水平方向進(jìn)行布置時(shí)，每個(gè)防火分區(qū)的機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。建筑高度超過50m的公共建筑和超過100m的住宅，其排煙系統(tǒng)需要豎向分段獨(dú)立設(shè)置，且公共建筑中每段高度在50m以內(nèi)，民用建筑每段高度在100m以內(nèi)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要按照防火分區(qū)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，對(duì)機(jī)械排煙系統(tǒng)也要嚴(yán)格按照防火分區(qū)以及不同階段進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。在防火措施設(shè)計(jì)中，需要對(duì)暖通空調(diào)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行科學(xué)把握[4]。

2.2風(fēng)管材料選擇

在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，還要對(duì)風(fēng)管材料進(jìn)行科學(xué)選擇。風(fēng)管材料必須采用不燃材料制作，但是對(duì)于一些接觸腐蝕性介質(zhì)的風(fēng)管和柔性接頭可采用難燃材料。在體育館、展覽館、候機(jī)廳等大空間建筑，單層或者多層辦公建筑內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管，當(dāng)不跨越防火分區(qū)且在穿越房間隔墻處設(shè)置防火閥時(shí)，可以采用難燃材料。風(fēng)管材料可以采用鋼板或鍍鋅鋼板，也可以采用復(fù)合風(fēng)管材料。為了提高復(fù)合材料風(fēng)管的整體性與安全性，要嚴(yán)格按照我國的相關(guān)規(guī)定對(duì)復(fù)合材料風(fēng)管的覆面材料進(jìn)行嚴(yán)格審核，必須為不燃材料。內(nèi)層絕熱材料也要利用難燃或者不燃且對(duì)人體無害的材料進(jìn)行制作。在設(shè)計(jì)防煙樓梯間、前室等場所的加壓送風(fēng)管道時(shí)，需選擇可以滿足耐火極限要求的風(fēng)管材料。排煙風(fēng)管一般用于排除火災(zāi)初期的煙氣，建筑物局部起火后，排煙風(fēng)管需維持一定時(shí)間的正常功能，耐火極限主要包括0.5h、1h、2h、3h等不同級(jí)別。在對(duì)防火風(fēng)管的材料進(jìn)行選擇時(shí)，要保證其本體、框架、固定材料、密封墊材等都為不燃性材料。機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)要以管道送風(fēng)為主，送風(fēng)管道可以采用不燃材料制作，機(jī)械排煙系統(tǒng)利用管道進(jìn)行排煙，排煙管道也要利用不燃材料制作。在對(duì)風(fēng)管材料進(jìn)行選擇時(shí)，不燃性以及耐燃性是主要考慮的特性。在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)風(fēng)管材質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確描述，方便施工人員根據(jù)建筑暖通空調(diào)施工要求完成材料選擇。

2.3防火閥設(shè)計(jì)

防火閥設(shè)計(jì)也是暖通空調(diào)系統(tǒng)防火措施中的有效手段，合理應(yīng)用防火閥可以防止建筑內(nèi)部火災(zāi)沿風(fēng)管快速蔓延，為火災(zāi)救援爭取寶貴時(shí)間。防火閥應(yīng)用時(shí)需根據(jù)風(fēng)管不同使用要求，不同的使用場所采用不同公稱動(dòng)作溫度以及不同控制方式的防火閥。在我國相關(guān)規(guī)定中，通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的風(fēng)管在下列部位應(yīng)設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為70℃的防火閥：穿越防火分區(qū)處;穿越通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)機(jī)房的房間隔墻和樓板處;穿越重要或火災(zāi)危險(xiǎn)性大的場所的房間隔墻和樓板處;穿越防火分隔處的變形縫兩側(cè);豎向風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處的水平管段上，但當(dāng)建筑內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)的通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置時(shí)，該防火分區(qū)內(nèi)的水平風(fēng)管與垂向總管的交接處可不設(shè)置防火閥。公共建筑的浴室、衛(wèi)生間和廚房的豎向排風(fēng)管宜在支管上設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為70℃的防火閥。公共建筑內(nèi)廚房排油煙管道應(yīng)在與豎向排風(fēng)管連接的支管處設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為150℃的防火閥。機(jī)械加壓送風(fēng)管以上部位應(yīng)設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為70℃的防火閥;排煙風(fēng)管以上部位應(yīng)設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為280℃排煙防火閥。在設(shè)計(jì)中除了要明確標(biāo)注防火閥的具體位置和動(dòng)作溫度之外，還要說明防火閥實(shí)際使用時(shí)的系統(tǒng)控制方式，如280℃排煙防火閥應(yīng)在280℃時(shí)自行關(guān)閉，并應(yīng)連鎖關(guān)閉相應(yīng)排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)機(jī)等。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2.4保溫與保冷材料選擇

在民用建筑防火措施應(yīng)用過程中，需要加強(qiáng)保溫與保冷材料選擇。由于保溫材料引起的火災(zāi)，在建筑中多有發(fā)生，同時(shí)材料燃燒后形成的濃煙，成為火災(zāi)中人員傷亡的主要因素。因此，采用保溫材料燃燒性能的級(jí)別應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行國家和地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。設(shè)備、風(fēng)管與水管保溫宜采用不燃材料，但是如果條件不允許可采用難燃材料，嚴(yán)禁采用可燃材料。在相關(guān)規(guī)定中有明確要求：在條件不允許的情況下可采用難燃材料，但是個(gè)別設(shè)計(jì)師一開始就采用難燃材料，在設(shè)計(jì)說明中也沒有詳細(xì)描述困難原因。橡塑作為難燃材料，燃燒產(chǎn)生的煙氣密度比較高，在火災(zāi)中造成逃生人員吸入過多煙氣而出現(xiàn)中毒傷亡情況，利用橡塑材料存在一定消防隱患。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)設(shè)備、風(fēng)管與水管保溫材料進(jìn)行科學(xué)選擇，如果不是特殊情況不建議采用難燃材料。

2.5其他材料與管件選擇

除了對(duì)保溫材料進(jìn)行科學(xué)選擇外，在暖通空調(diào)系統(tǒng)防火措施應(yīng)用過程中，還要對(duì)加濕材料、消聲材料、粘結(jié)劑等進(jìn)行科學(xué)選擇。這些材料也要采用不燃材料，但是條件不允許時(shí)可采用難燃材料。整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)中的管件和附件材質(zhì)都要采用不燃或難燃材料進(jìn)行施工。我國相關(guān)規(guī)范中針對(duì)防排煙系統(tǒng)有強(qiáng)制性規(guī)定，防火風(fēng)管的本體、框架與固定材料、密封墊料等必須使用不燃材料，防火風(fēng)管的耐火極限時(shí)間必須要滿足系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)要求。

3、民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的防爆措施

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，防爆措施也是重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，防爆措施的合理應(yīng)用可以確保暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行安全。我國暖通空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范中有明確規(guī)定，可能會(huì)突然散發(fā)大量有害氣體或有爆炸危險(xiǎn)氣體的場所要設(shè)置事故通風(fēng)系統(tǒng)。我國防火相關(guān)規(guī)范中有強(qiáng)制性規(guī)定，民用建筑空氣內(nèi)有易燃易爆危險(xiǎn)物質(zhì)的房間必須利用自然通風(fēng)或者獨(dú)立的機(jī)械通風(fēng)設(shè)施，且空氣不能循環(huán)使用。這是暖通空調(diào)防爆設(shè)計(jì)中的基本原則，主要目的是防止著火或者爆炸物質(zhì)通過通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入到建筑內(nèi)部其他房間。特別是存放易燃易爆物質(zhì)的房間，必須設(shè)置事故排風(fēng)，并要確保排風(fēng)系統(tǒng)的獨(dú)立性。

3.2設(shè)備選型與控制要求

對(duì)民用建筑暖通空調(diào)防爆措施進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)設(shè)備選型工作。一般空氣中含有易燃易爆物質(zhì)的房間，其送、排風(fēng)系統(tǒng)需采用防爆型通風(fēng)設(shè)備，防止風(fēng)機(jī)因?yàn)榛鸹ǔ霈F(xiàn)爆炸事故。在事故通風(fēng)設(shè)計(jì)中要按照擴(kuò)散物的具體種類進(jìn)行設(shè)計(jì)，一旦檢測到相應(yīng)物質(zhì)后，檢測報(bào)警或者控制系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警告。事故通風(fēng)的手動(dòng)控制裝置要設(shè)置在室內(nèi)外方便進(jìn)行操作的區(qū)域。事故通風(fēng)設(shè)置場所一般以散發(fā)有毒有害或者有爆炸危險(xiǎn)氣體的場所為主。在民用建筑中存在爆炸危險(xiǎn)氣體的主要場所，包括燃?xì)鈴N房、燃?xì)忮仩t房、布置燃?xì)夤艿赖姆块g和管道井等。這些場所需要根據(jù)具體規(guī)定設(shè)置燃?xì)鉂舛缺O(jiān)測裝置，一旦燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限濃度值，可以自動(dòng)報(bào)警并聯(lián)動(dòng)開啟事故排風(fēng)機(jī)，使燃?xì)庖牍苌系木o急自動(dòng)切斷閥關(guān)閉，保障民用建筑安全性，防止出現(xiàn)爆炸事故[5]。

3.3其他措施

現(xiàn)階段，在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，輸送含有易燃易爆氣體或者安裝易燃易爆環(huán)境中的風(fēng)管系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)管上必須設(shè)置可靠性相對(duì)較高的防靜電接地裝置。輸送含有易燃易爆氣體的風(fēng)管系統(tǒng)在通過生活區(qū)域時(shí)，禁止設(shè)置接口。這一強(qiáng)制性規(guī)定可防止風(fēng)管因?yàn)殪o電引發(fā)火災(zāi)或者爆炸，有利于避免易燃易爆氣體通過風(fēng)管系統(tǒng)擴(kuò)散其他生活區(qū)域。

4、民用建筑暖通空調(diào)防火防爆施工要點(diǎn)

4.1防火封堵施工

在民用建筑暖通空調(diào)防火防爆施工過程中，防火封堵施工的主要作用是確保防火墻墻體完整性，可以有效避免在發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣或者火焰通過管道穿墻部位的縫隙滲透到其他房間。在防火封堵施工過程中，必須明確標(biāo)注暖通管道在穿越防火隔墻、樓板的防火封堵措施。在施工中需要對(duì)封堵材料進(jìn)行嚴(yán)格選擇，可以利用礦棉或者巖棉等不燃柔性材料進(jìn)行施工。施工人員必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保防火封堵施工質(zhì)量。

4.2局部強(qiáng)化施工

在民用建筑暖通空調(diào)防火防爆施工過程中，風(fēng)管穿過防火隔墻、樓板以及防火墻時(shí)，需要在風(fēng)管上的防火閥、排煙防火閥兩側(cè)各2.0m范圍內(nèi)的風(fēng)管外壁采用耐火風(fēng)管進(jìn)行防火保護(hù)施工，并且耐火極限必須比該防火分隔體的耐火極限更高。在建筑暖通空調(diào)防火防爆局部強(qiáng)化施工過程中，需要施工人員嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)說明的防火措施，對(duì)具體的耐火風(fēng)管進(jìn)行合理選擇，要確保風(fēng)管能夠滿足要求，對(duì)防火風(fēng)管的承載能力、完整性、隔熱性等進(jìn)行判定，保證局部強(qiáng)化措施的有效性。特別是對(duì)穿越防火隔墻樓板和防火墻的風(fēng)管進(jìn)行施工時(shí)，如果采用鋼板材料進(jìn)行施工，必須保證風(fēng)管板材厚度在2mm以上。

4.3風(fēng)管安裝

大型民用建筑暖通空調(diào)防火防爆施工中有輸送高溫氣體風(fēng)管和防火閥安裝作業(yè)，會(huì)對(duì)防火防爆的最終施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在具體施工過程中需要確保輸送易燃?xì)怏w或者易燃碎屑管道與可燃物體之間的間隙在150mm以上。在施工中還要利用厚度在50mm以上的不燃材料進(jìn)行隔熱。如果管道是上下布置方式，表面溫度比較高的管道需要布置在上面。在風(fēng)管安裝中還要對(duì)輸送高溫燃?xì)夤艿琅c可燃物體之間的距離進(jìn)行明確標(biāo)注，在施工中還需要利用導(dǎo)熱性較差的不燃隔熱材料進(jìn)行隔熱施工，進(jìn)一步提升風(fēng)管安裝質(zhì)量。

5、民用建筑暖通空調(diào)防火防爆設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)

在民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還要關(guān)注其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)，特別是對(duì)燃燒爆炸性區(qū)域進(jìn)行分析。在暖通空調(diào)工程中，管線設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)電火花、高溫、靜電等危險(xiǎn)源。因此，要利用科學(xué)可靠的防火、防爆措施，盡可能消除危險(xiǎn)源。在這一過程中還要科學(xué)劃分燃燒爆炸性危險(xiǎn)區(qū)。第一，要對(duì)燃燒爆炸物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行綜合考慮，主要是對(duì)引燃溫度、爆炸極限點(diǎn)等參數(shù)進(jìn)行全面把握;第二，在暖通空調(diào)運(yùn)行過程中，要對(duì)可能形成危險(xiǎn)源的具體位置進(jìn)行全面掌握，同時(shí)要對(duì)混合氣體流量、速度和濃度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，明確氣體擴(kuò)散和遷移方式。一些比空氣更重的混合氣體擴(kuò)散能力相對(duì)較弱，易沉積。而比空氣輕的混合氣體不易沉積，并且很容易擴(kuò)散;第三，在確定混合氣體的可能泄露頻率和持續(xù)時(shí)間后，需要對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行科學(xué)衡量，將燃燒爆炸區(qū)域分為以下等級(jí)：（1）0等級(jí)為暖通空調(diào)正常運(yùn)行或者連續(xù)長期出現(xiàn)危險(xiǎn)混合氣體的區(qū)域;（2）1等級(jí)為暖通空調(diào)在正常運(yùn)行條件下，可能會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)混合氣體的區(qū)域;（3）2等級(jí)區(qū)為暖通空調(diào)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不可能或者極少可能出現(xiàn)危險(xiǎn)混合氣體的區(qū)域。對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行科學(xué)劃分，除了要對(duì)燃燒爆炸性混合氣體的綜合性質(zhì)進(jìn)行考慮之外，還要考慮到暖通空調(diào)的通風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)，確定氣體排放和擴(kuò)散方式。以氣體的存在動(dòng)態(tài)為基礎(chǔ)對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行合理調(diào)整。在通風(fēng)狀態(tài)良好的情況下，可以適當(dāng)降低危險(xiǎn)等級(jí);如果通風(fēng)狀態(tài)不佳，需要提高危險(xiǎn)等級(jí)。一般情況下，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中大多數(shù)設(shè)備安裝為低燃燒爆炸風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，為了防止出現(xiàn)0等級(jí)區(qū)，需要對(duì)暖通空調(diào)的整體運(yùn)行進(jìn)行全面監(jiān)測[6]，及時(shí)掌握危險(xiǎn)因素并采取正確高效的方法排除。

結(jié)語：

總之，在暖通空調(diào)防火防爆措施設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)當(dāng)前我國對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)防火、防爆的具體要求，科學(xué)把握相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略，提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)防火、防爆水平。在具體設(shè)計(jì)工作中還要加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案審核和檢查工作，確保暖通空調(diào)的防火、防爆設(shè)計(jì)方案符合我國相關(guān)規(guī)定，提高民用建筑后期使用過程中的安全性與舒適性。

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