談地下室排風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)的若干問(wèn)題

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 地下室排風(fēng)及消防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)是近年來(lái)暖通設(shè)計(jì)人員討論的熱點(diǎn)問(wèn)題。歸納起來(lái)，比較認(rèn)同的有三種做法：雙風(fēng)機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)，平時(shí)單機(jī)運(yùn)行，互相備用，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，雙機(jī)同運(yùn)行；雙速風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，平進(jìn)低速運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)切換到高速擋；單風(fēng)機(jī)單速系統(tǒng)，平時(shí)排風(fēng)打開(kāi)所有排風(fēng)（煙）口（常開(kāi)），火災(zāi)時(shí)關(guān)閉所有非著火防煙分區(qū)風(fēng)口，僅對(duì)著火防煙分區(qū)進(jìn)行排煙。本文擬對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行分析的探討。
1  雙風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)對(duì)排煙量的影響
這種方式通風(fēng)系統(tǒng)的單云貴風(fēng)機(jī)按平時(shí)排風(fēng)量確定。如圖1所示，系統(tǒng)擔(dān)負(fù)的防火分區(qū)不再進(jìn)一步劃分防煙分區(qū)，整個(gè)防火分區(qū)的排煙量往往超過(guò)平時(shí)風(fēng)量一倍。火災(zāi)發(fā)生時(shí)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)排煙量達(dá)到《高規(guī)》的要求。但是，并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)的風(fēng)量能達(dá)到單臺(tái)風(fēng)機(jī)平時(shí)運(yùn)行的兩倍嗎？
圖2為兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行特性曲線(xiàn)圖，從圖中可以看出，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)為①，并聯(lián)后的特性曲線(xiàn)為②，風(fēng)道阻力特性曲線(xiàn)為③，風(fēng)機(jī)效率曲線(xiàn)為④。單機(jī)運(yùn)行時(shí)作點(diǎn)為D，相應(yīng)的風(fēng)量為L(zhǎng)D，風(fēng)壓為PD。并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移到A，相應(yīng)的風(fēng)量為L(zhǎng)A，風(fēng)壓為PA。從A點(diǎn)作一水平線(xiàn)和單機(jī)特性曲線(xiàn)①交于B點(diǎn)上，則B點(diǎn)表明每臺(tái)單機(jī)在并聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)，也就是每臺(tái)單機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓分別為L(zhǎng)B和PB，從圖中可知：LB=（1/2）LA，PA=PB，而LB<LD，也就是2LB=LA<LD。由此可見(jiàn)，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的排煙量并不等于單臺(tái)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量的2倍，而是小于單臺(tái)風(fēng)機(jī)平時(shí)排風(fēng)時(shí)排風(fēng)量的2倍，因而并聯(lián)時(shí)排煙量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。如果要滿(mǎn)足消防排煙量的要求，那么單臺(tái)風(fēng)機(jī)平時(shí)排風(fēng)量勢(shì)必比設(shè)計(jì)排風(fēng)量大得多。使風(fēng)機(jī)容量加大、電耗增多，噪聲增高。
2 雙速風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的局限性
排風(fēng)和排煙系統(tǒng)的功能切換，理論上可以采用雙速風(fēng)機(jī)，這種方式的工作原理：平時(shí)低速檔運(yùn)行進(jìn)行排風(fēng)，火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動(dòng)切換到高速檔進(jìn)行排煙。
風(fēng)機(jī)的風(fēng)量同轉(zhuǎn)速有關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電源頻率一定時(shí)，不同磁極對(duì)數(shù)的電機(jī)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速也不同，根據(jù)這個(gè)原理，利用帶雙速電機(jī)的風(fēng)機(jī)可調(diào)節(jié)風(fēng)量，目前，雙速風(fēng)機(jī)上使用的電機(jī)，通常為4/6級(jí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速分別為750rpm和500rpm。根據(jù)轉(zhuǎn)速同流量的關(guān)系，流量的變化范圍由100~67%。
民用建筑用作車(chē)庫(kù)的地下室，排風(fēng)量一般在30m3/m2h左右，消防排煙量達(dá)60m3/m2h。即平時(shí)通風(fēng)與消防排煙量的比值是1：2?？梢?jiàn)，滿(mǎn)足平時(shí)排風(fēng)量的風(fēng)機(jī)，火災(zāi)時(shí)，即使切換到高速檔也遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的排煙量。若按滿(mǎn)足火災(zāi)時(shí)消防排煙的要求選擇風(fēng)機(jī)，那末，低檔運(yùn)行時(shí)風(fēng)量及風(fēng)壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平時(shí)排風(fēng)所需，從而增加了風(fēng)機(jī)容量，增加一次投送費(fèi)用，能耗和噪聲均較大。
要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)既能滿(mǎn)足平時(shí)排風(fēng)，又滿(mǎn)足火災(zāi)排煙，必須采用變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，然而，這種風(fēng)機(jī)價(jià)格十分昂貴，一臺(tái)風(fēng)量60000m3/h，軸功率75kW的普通離心風(fēng)機(jī)，造價(jià)大約3萬(wàn)元左右，但與其匹配的變速調(diào)頻器，價(jià)格大約15萬(wàn)元左右，如果是進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格更貴。建設(shè)單位難以接受。那么，究竟設(shè)計(jì)成怎么樣的系統(tǒng)，才能降低造價(jià)，并且技術(shù)上又安全可靠呢？
3 利用系統(tǒng)所擔(dān)負(fù)的排風(fēng)面積成比例關(guān)系的排風(fēng)（煙）方式
這種方式是在一個(gè)防火分區(qū)上再劃分若干個(gè)防煙分區(qū)，設(shè)計(jì)步驟是：先計(jì)算出平時(shí)排風(fēng)量，選定風(fēng)機(jī)，再根據(jù)所選風(fēng)機(jī)銘牌風(fēng)量反算出防煙分區(qū)面積，劃分防煙分區(qū)；最后布置排風(fēng)口及排煙口。如圖3所示，排煙口和排風(fēng)口均為常開(kāi)，所有平時(shí)排風(fēng)口均設(shè)有一個(gè)帶電信號(hào)的防火閥，并互相聯(lián)鎖，有火災(zāi)信號(hào)時(shí)全部關(guān)閉。排煙口是可以自動(dòng)復(fù)位的常開(kāi)風(fēng)口（平時(shí)兼作排風(fēng)口），由消防中心控制其動(dòng)作?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)關(guān)閉非著火防煙分區(qū)的排煙閥，使著火的防煙分區(qū)排煙量能滿(mǎn)足規(guī)范的要求。當(dāng)國(guó)氣溫延到其它防煙分區(qū)時(shí)，重新打開(kāi)該處的排煙口。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是不必改變風(fēng)量就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的排風(fēng)與排煙功能轉(zhuǎn)換。值得注意的是，在設(shè)計(jì)上需要一定的技巧，下一定的功夫。每個(gè)防煙分區(qū)不宜太小，太小造成防煙分區(qū)過(guò)多，所需排煙口數(shù)量多，使控制系統(tǒng)復(fù)雜。也不要太大，一般建議250m2左右。這樣既控制了排煙口的數(shù)量，又使排煙量能與平時(shí)排風(fēng)機(jī)匹配，這樣，風(fēng)機(jī)設(shè)備初設(shè)資少、電耗、低，控制系統(tǒng)也不復(fù)雜，因則既經(jīng)濟(jì)，又安全可靠。
4  結(jié)論
地下室排風(fēng)與消防排煙結(jié)合使用的系統(tǒng)，有若干方案可供選擇，采和雙風(fēng)機(jī)并聯(lián)或雙速風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，如果按平時(shí)所需排風(fēng)量確定風(fēng)機(jī)，則火災(zāi)發(fā)生時(shí)不能滿(mǎn)足消防排煙量的要求；如果按火災(zāi)時(shí)消防排煙量選擇風(fēng)機(jī)，則增加設(shè)備投資和電耗，風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的噪聲也高；如果采用調(diào)頻變速風(fēng)機(jī)，雖然中滿(mǎn)足任意風(fēng)（煙）量要求，電耗也低，但是設(shè)備投資過(guò)大，建設(shè)單位一般無(wú)法接受。為謀求排風(fēng)及排煙系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，最好應(yīng)采用單風(fēng)機(jī)排風(fēng)（煙）系統(tǒng)，并合理地劃分防煙分區(qū)，使平時(shí)排風(fēng)量和消防排煙量相當(dāng)，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)。