基于《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》中防排煙管道在管道井內(nèi)設(shè)置原則的研究

.前言1.1研究的目的、意義、必要性《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標準》（以下簡稱“《標準》”）GB51251-2017已于2018年8月1日正式實施，《標準》明確了豎向設(shè)置的防排煙管道需采用（防火）風管及其必須設(shè)置在管道井內(nèi)的強制性要求。由于防火風管與普通風管在結(jié)構(gòu)、尺寸、安裝方式上的差異，在應(yīng)用規(guī)范進行設(shè)計的過程中，對于其安裝控件要求必須進行考慮。本課題中針對以上問題進行深入研究，希望可以為后續(xù)項目的設(shè)計工作提供參考，提高設(shè)計效率。1.2研究的主要內(nèi)容和適用范圍本課題首先根據(jù)《標準》對防排煙風管防火極限的具體要求，對常用防火風管的分類、結(jié)構(gòu)及其厚度進行研究。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)防火風管的尺寸和安裝需求，分別對風管單邊鄰剪力墻、直角兩邊鄰剪力墻、四邊無剪力墻、與其他管道合用管道井、豎向風管接支管或風口等不同情況展開研究。通過以上分析，分析計算得出防排煙管道在各種管道井內(nèi)的安裝空間要求，以為后續(xù)項目的設(shè)計工作提供參考，并對現(xiàn)場管道井的施工工序提出要求，以便優(yōu)化施工的人力、物力。本課題適用于民用建筑防排煙系統(tǒng)豎向管道的安裝設(shè)計。2.研究的主要內(nèi)容2.1《標準》對于豎向管道的相關(guān)要求《標準》對于豎向防排煙管道的要求主要包括以下部分：3.3.7條機械加壓送風系統(tǒng)應(yīng)采用管道送風，且不應(yīng)采用土建風道。3.3.8條豎向設(shè)置的送風管道應(yīng)設(shè)置在獨立的管道井內(nèi)，當確有困難時，未設(shè)置在管道井內(nèi)或與其他管道合用管道井的送風管道，其耐火極限不應(yīng)低于1.00h。4.4.7條機械排煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道排煙，且不應(yīng)采用土建風道。4.4.8條豎向設(shè)置的排煙管道應(yīng)設(shè)置在獨立的管道井內(nèi)，排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于0.50h。2.2滿足《標準》要求的防火風管常規(guī)的鍍鋅鋼板風管不能滿足《標準》中對于風管耐火極限的要求。國家標準圖集07K103-2《防排煙系統(tǒng)設(shè)備及附件選用及安裝》給出兩種可達到一定耐火極限要求的風管制作方式，分別是自撐式防火風管和包覆式防火風管，制作安裝詳見圖1和圖2。圖1：自撐式防火風管圖2：包覆式防火風管國家標準圖集07K103-2《防排煙系統(tǒng)設(shè)備及附件選用及安裝》還給出防火板材厚度與耐火極限的對應(yīng)關(guān)系：9mm厚板材制作的金屬風管防火包覆構(gòu)件防火性能達到180min（3h）內(nèi)可以保持完整性和穩(wěn)定性。對照《標準》中對于風道耐火極限的具體數(shù)值要求分別為0.5h、1.0h、1.5h可知，9mm厚板材制作的金屬風管防火包覆構(gòu)件能夠滿足《標準》對于防火風管的要求。結(jié)合安裝的便利性兼顧風道阻力，本研究將包覆式防火風管作為研究對象。目前，已有廠商推出直接采用耐火材料制作的防火風管，經(jīng)比較，其風管實際截面與包覆式防火風管的截面差異很小，因此本研究的結(jié)果對于直接采用耐火材料制作的防火風管的安裝也具有參考價值。2.3豎向風管支架的安裝空間要求國家標準圖集19K112《金屬、非金屬風管支吊架（含抗震支吊架）》中給出豎向風管支架的做法，如下圖所示：圖3：豎向風管支架做法從圖3可知：豎向風管外皮與支架所在墻面的距離為80mm。2.4安裝人員身體尺寸對于安裝空間的要求國家標準GB/T10000-98《中國成年人人體尺寸》給出成年中國男性的人體尺寸，從安裝的角度考慮，本研究主要關(guān)注兩個方面。一是安裝人員用手臂伸入風管與墻體之間，手持工具操作所需的空間，圖4為26-35歲男性人體正位水平尺寸：圖4：26-35歲男性人體正位水平尺寸百分位數(shù)取90%，以（最大肩寬-胸寬）/2近似作為手臂直徑，計算得到：（460-305）/2=77.5mm作為近似手臂直徑，考慮個體差異及穿著工作服等因素，擬采用150mm作為手臂深入風管與墻體之間的推薦最小尺寸。當風道長邊較長時，可能會出現(xiàn)安裝人員僅靠手臂長度已無法進行螺栓緊固等操作的情況。那么，這個單臂安裝的極限尺寸又是多少呢？國家標準GB/T10000-98《中國成年人人體尺寸》給出成年中國男性的人體尺寸，圖5為26-35歲男性人體主要長度尺寸：圖5：26-35歲男性人體主要長度尺寸百分位數(shù)取90%，以（上臂長+下臂長）近似作為手臂長度，計算得到：（333+253）=586mm作為近似手臂長度?？紤]安裝人員一般手持活扳手進行緊固作業(yè)，因此不考慮手自身長度，但考慮活扳手的長度。經(jīng)查閱國家標準GB/T4440-2008《活扳手》可知，公差為+15的活扳手的長度范圍為100-250mm，擬采用200mm作為計算值。另外，經(jīng)查閱《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，高壓系統(tǒng)風管螺栓間距不大于100mm。由此可以計算得到，安裝人員單手可以進行緊固法蘭操作的風管長邊范圍為：586+200+100/2=836mm，考慮工程裕量，擬將800mm作為參考值。在風道長邊長度超過800mm后，需考慮安裝人員在長邊兩側(cè)進行安裝的可行性。受風道為土建豎井墻體材料及施工次序的影響，部分情況下安裝人員需要側(cè)身進入到風道與墻面之間，方可進行另一相鄰面的操作，因此有必要對于側(cè)身進入所需的安裝尺寸進行研究。圖6為26-35歲男性人體側(cè)位主要尺寸：圖6：26-35歲男性人體側(cè)位主要尺寸百分位數(shù)取90%，以胸厚近似作為人體厚度，得到計算人體厚度約為233mm?？紤]個體差異及著裝等因素，擬采用350mm作為側(cè)身安裝時風管與墻體之間的推薦最小尺寸。2.5側(cè)接風口對于安裝空間的要求對于多葉送風口或多葉排煙口自身的規(guī)格，可以參照07K103-2《防排煙系統(tǒng)設(shè)備及附件選用及安裝》，如下圖7所示：多葉排煙口/多葉送風口：圖7：多葉排煙口/多葉送風口：對于此類風口在豎向管道的安裝要求，可參考07K103-2《防排煙系統(tǒng)設(shè)備及附件選用及安裝》，如下圖8所示：圖8：多葉排煙口側(cè)接示意結(jié)合圖8，考慮多葉送風口或排煙口自身的厚度275mm，以及豎向管道三通的尺寸，建議要求豎井外墻至風道開風口側(cè)邊的長度為400mm，一般豎井的墻厚約150mm，因此，相對于風道與豎井內(nèi)側(cè)約250mm。3.結(jié)論本研究通過對《