防火排煙閥門質量分析及建議

王聰 暢通

摘要：防火排煙閥門是建筑通風、防排煙系統的重要組成部分。本文通過對大量實驗數據進行分析，查找影響防火排煙閥門質量的因素。并分析環境溫度下的漏風量超標和耐火性能不合格的原因。

關鍵詞：防火排煙閥門;產品質量;漏煙量

中圖分類號：TU834? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2021）06-0036-02

一、概述

防火排煙閥門是建筑通風、防排煙系統的重要組成部分。煙氣是造成火災人員傷亡的最主要因素。建筑物一旦發生火災，欲確保人員的安全疏散、消防撲救的順利進行，設置合理的煙氣控制方式，建立有效的煙氣控制設施是十分必要的。若在火災環境下，防火排煙閥門失去保護作用，將導致煙氣、火焰通過風管蔓延到其他區域，擴大火災面積，給人員撤離帶來困難，造成更大損失和人員傷亡。

二、防火排煙閥門的用途與應用場所

GB 15930-2007將建筑通風和排煙系統用防火閥門（以下簡稱：防火排煙閥門）分為防火閥、排煙防火閥、排煙閥。

1.防火閥是安裝在通風、空氣調節系統的送、回風管道上，平時呈開啟狀態，火災時當管道內溫度達到70℃時關閉，并在一定時間內能滿足漏煙量和耐火完整性要求，起隔煙阻火作用的閥門。

由于在火災中80%的人員傷亡由煙氣引起，且大量實驗證明70℃及以上溫度煙氣會對人體呼吸系統造成嚴重灼傷，致使人員窒息。由于防火閥的安裝位置位于送風系統管路中，此時關閉防火閥可以有效隔絕高溫煙氣對人體的傷害并防止火焰通過送風系統蔓延。

2.排煙防火閥在機械排煙系統的管道上，平時呈開啟狀態，火災時當排煙管道內煙氣溫度達到280℃時關閉，并在一定時間內能滿足漏煙量和耐火完整性要求，起隔煙阻火作用的閥門。

通常與消防排煙風機聯動。當火災發生、排煙系統中煙氣溫度超過280℃，排煙防火閥自動關閉、消防排煙風機停止工作。

通過熱重分析（TG）技術得到的常見保溫泡沫塑料的熱解溫度，表明280℃及以上溫度會使泡沫塑料熱解，由于其中大量的熱解產物為可燃氣體，此時關閉排煙防火閥能防止高溫氣體引燃相鄰防火分區，并防止火焰通過排煙系統蔓延。

3.排煙閥安裝在機械排煙系統各支管端部（煙氣吸入口）處，平時呈關閉狀態并滿足漏風量要求，火災或需要排煙時手動和電動打開，起排煙作用的閥門。帶有裝飾口或進行過裝飾處理的閥門稱為排煙口。并按照防火分區進行設置，用于保障防火分區內的密閉性。也可以用來保證房間的正壓狀態，利于房間內空氣的自然排出。

排煙閥需要與消防排煙風機實現聯動。當火災發生時，手動或者電動開啟排煙閥，此時消防排煙風機應立即開始工作，排出該防火分區內的有害氣體。

三、防火排煙閥門質量分析

通過分析大量的試驗現象和數據，我們發現防火排煙閥門的不合格的情況主要有環境溫度下的漏風量超標、耐火性能不合格。針對防火排煙閥門不合格的情況我們進行了分析并進一步查找對策。

（一）環境溫度下的漏風量超標

環境溫度下的漏風量主要與閥門縫隙及關閉力有關。

分析環境溫度下的漏風量超標主要原因有：葉片與葉片、擋板搭接不嚴密，主要是由于葉片平整度不夠，葉片關閉后搭接處有縫隙;或樣品提供的驅動轉矩與所需關閉力不匹配，葉片關閉力過小會導致閥門關閉后葉片間貼合不夠密實，而關閉力過大則會導致閥門關閉過程中葉片回彈現象，使葉片間存在間隙。葉片的關閉力調整主要與彈簧有關，彈簧的質量、數量、安裝角度等都會影響葉片的關閉力。

同時還要注意運輸過程中樣品的保護，部分鉚接的樣品在運輸過程中由于碰撞使葉片與軸發生錯位，造成兩側縫隙過大致使漏風量超標。

（二）耐火性能不合格

耐火性能不合格主要包括閥門的關閉時間和漏煙量。

造成關閉時間超時的主要原因是執行機構質量不過關，如在規定時間內溫感器不動作，動作后芯桿卡阻，甚至有芯桿頂帽脫落的現象。建議廠家采用質量好、口碑好的廠家。

漏煙量超標的主要原因：

1.支架不銹鋼彈片嚴重變形或脫落

由于不銹鋼彈片材質較薄，受熱極易變形，且多采用機械固定安裝的方式。可能出現執行機構尚未動作時，彈片已經嚴重受熱變形甚至脫落的情況，造成葉片卡阻無法關閉。如圖2執行器動作后，由于葉片卡阻造成漏煙量超標。

2.葉片與支架之間間隙過小

有些企業為了盡量減少閥門的常溫漏風量，過于縮小葉片與閥體之間的間隙。未給閥體與葉片變形留出足夠空間，造成葉片卡阻無法關閉。

3.耐火試驗中閥門的標準漏煙量逐漸增長超過700m3/h·m2。造成這種情況的原因主要有：

（1）閥門設計問題

通常在耐火試驗后期閥門的漏煙量會保持在一段區域波動甚至變小（如圖1）。對于某些設計的閥門，比如支架不帶彈片或浮動條。隨著溫度的升高，葉片逐漸變軟，在引風機的作用下葉片與支架之間的間隙逐漸拉大，由于沒有彈片或浮動條填補拉大的縫隙，可能會造成耐火試驗漏煙量不合格。

（2）材質變形嚴重

材質的影響對閥門漏煙量也很重要。主要體現在材質厚度和材質內部結構的均勻性。一般來講材質越薄高溫下變形量越大，對于內部結構主要取決于鋼坯質量和軋制工藝。建議企業選擇資質全、信譽好、品質優的正規鋼廠生產的鋼材。避免使用地條鋼作為生產閥門的原材料，由于地條鋼的生產工藝落后，化學成分不易控制，因此地條鋼的質量難以保證，其耐火性能也難以達標。對于軋制工藝冷軋鋼板相比于熱軋鋼板其機械性能通常更為優良，也更容易滿足耐火性能的要求。如圖3。

4.耐火試驗中閥門的標準漏煙量突然超過700m3/h·m2。造成這種情況的主要原因是閥門制作過程中葉片與葉片軸連接不牢靠，致使在耐火試驗中葉片從葉片軸上脫落。

為了避免上述情況的發生，建議企業將葉片安裝列為關鍵工序進行控制，盡量采用焊鉚結合的連接方式。若葉片較長，建議企業酌情增加焊接點和軸壓板。

四、防火排煙閥門的設計發展趨勢

（一）取消或減少葉片插條的使用

葉片插條的主要作用是用來封閉葉片與葉片之間、葉片與擋條之間可能存在的間隙。減少插條的使用雖然能夠有效降低人工成本，但同時對葉片的成型工藝與調校技術提出了更高的要求，閥門成型后需要保證葉片與葉片之間、葉片與擋條之間沒有間隙。

（二）減少閥體分倉的數量，比如使用口字形結構

當閥體分倉減少時，葉片的長度相應增加。此時一定要注意葉片的強度是否滿足要求。必要時可以考慮增加葉片加強筋或通過改變折彎工藝保持強度，比如將葉片弧形折彎工藝改為等邊三角形折彎。

（三）減少執行機構的數量

在大尺寸閥門的老式設計中往往采用雙執行機構的結構形式，減少執行機構的數量是最為有效降低大尺寸閥門制作成本的手段。當執行機構減少時，往往需要增加彈簧和連桿的數量，以保證閥門能正常啟閉。

（四）大量使用支架彈片代替浮動條

使用不銹鋼彈片代替浮動條時，需要注意彈片的安裝工藝。由于技術限制，生產企業通常采用機械的方式將不銹鋼彈片卡扣在支架上，若安裝工藝不當，可能會造成彈片受熱脫落。

（五）閥體連接工藝的改進

閥體的連接工藝主要有焊接、鉚接和榫卯。焊接存在殘余應力易變形，鉚接連接強度低、密封性差、效率比較低。榫卯工藝是新開發的一種閥體連接方式，閥體采用整張鋼板通過數控機床一次裁制成型，將各連接處榫卯咬合。相比傳統的焊接或鉚接工藝可以節約大量的人工成本，提高工作效率。

參考文獻：

[1]GB 15930-2007，建筑通風和排煙系統用防火閥門[S].

[2]GB 50016-2014，建筑設計防火規范[S].

[3]GB 9978.1-2008，建筑構件耐火試驗方法第一部分：通用要求[S].