风机通风管道设计
一、地下室通风与排烟设计
从通风排烟系统划分、通风方式及通风排烟风机选择方面介绍了高层建筑地下室通风系统和排烟系统相结合以充分利用地下室上部空间的设计方法包括解决从平时运行到火灾运行的可靠转换的做法。强调了风机的选择、布置及设计中需注意的问题。
高层建筑地下室面积大层数多为1～3层除大部分作地下车库外常设置部分设备用房如高低配电室、水池、泵房、通风排烟机房及空调冷冻机房。若设有六级人防地下工事则地下层还应设有人防进出风口部分(滤毒室、进风机房、密闭通道、消毒通道、扩散室、活门室等)。因此地下室集中了水电、通风空调大部分管线特别是通风排烟管道尺寸大系统多。在工程设计中有必要把平时通风管道兼作火灾时该区的排烟管以减少地下室上部空间占用及风管用量而排风排烟机合理组合及控制对于火灾时排风排烟系统可靠地转换为排烟系统就显得很重要。
通风排烟系统划分应结合建筑防火分区来考虑做到既有利于通风系统兼作排烟系统又不会出现排烟风管跨越防火分区的现象。根据文献[1]地下室在设有自动喷淋灭火设施时防火分区面积为1000m2可分成2个防烟分区排烟量按60m3/(h·m2)计算该防火分区排烟量为60000m3/h而平时通风量按换气次数8h-1计算层高(净高)按3.9m计通风量为1000×3.9×8=31200m3/h。可见平时通风量与火灾时排烟量相差约一半而平时通风管主干管风速一般设计在8～10m/s火灾时排烟风管风速允许最大达20m/s所以使用一套风系统可以满足通风与排烟要求但应注意共用一套风管时风管应满足排烟风管所要求的壁厚(最小厚度不应小于1mm)。所以每个防火区应设一套通风、排烟系统按文献[1]还应设一套机械进风系统进风量为火灾时排烟量的一半。此进风系统除保证火灾时启动补风外最好平时也能开启补风特别是对于地下二层及更深层的地下室靠车道补新风已不可能。
平时通风采用均匀排风即地下室均匀设置排风管及排风口平时通风用火灾时兼作排烟风管及排烟口;地下一层考虑由车道自然进风其它层由火灾时进风系统兼作平时进风。机械进风系统可不接送风管或接一小段风管相对集中送风此通风方式比均匀送风、集中排风效果会好。另外每个防火分区即对应一个排风、排烟系统及进风系统应设置进风竖井、排风竖井进风口应设在地面洁净处若能与地面主楼有一定距离更好其受火灾烟气影响会小;排风口位置应高于附楼屋面以减少排风对地面环境影响。
风机选型:排风排烟风机可选离心风机或者高温轴流风机。普通离心风机即可满足排风排烟要求但大风量离心风机只能安装在地面占地较大需要较大机房。高温轴流风机为消防专用风机也能满足在280℃烟温下运行30min的要求而高温轴流风机体积小一般可吊装若设机房面积也小实际工程设计中往往采用高温轴流风机排烟。下面就高温轴流风机与普通轴流风机在排烟通风系统的组合应用方面分别讨论。
1高温轴流风机HIF- 8# 30 000m3/ h661Pa7. 5 kW火灾时开启平时关闭
2高温轴流风机HIF- 8# 30 000m3/ h661Pa7. 5 kW火灾时开启平时开启
3.1平时和火灾时均使用高温轴流风机如图1。
可选2台型号相同、风量均为30000m3/h的高温轴流风机。压头按管路阻力定平时开启一台作机械排风用火灾时另一台同时启动进行排烟当烟温280℃时通过风机入口的280℃防火阀关闭2台联动风机停止工作。由于平时仅开启一台另一台风机停止应在每台风机管路上设止回阀以免短路同时也可防止上、下层气流(烟气)进入。2台风机应设计为平时可手动控制互为备用不致造成某台风机总不开启损坏也不知道。为了减少风机噪声对车库及其它房间的影响应在风机前后接内衬不锈钢丝网的不燃石棉布软接头及消声静压箱。为了尽量少占上部空间应充分利用梁上部吊装风机及消声静压箱(如图2)但这种方式平时运行时噪声大。
3.2平时开启低噪混流风机火灾时仅开启高温轴流风机这种方式高温轴流风机风量为60000m3/h。
混流风机仅为平时排风用火灾时停止。由于平时开启低噪混流风机故该方式平时运行噪声较小但排烟用的高温风机功率容量较大外形体积也大必要时可选用2台高温轴流风机供火灾排烟用。图3为其安装示意图。此方式可用于平时要求噪声小的场合。
以上两种方式中的止回阀也可使用排烟阀及防烟阀等来达到要求但这些阀门均要由火灾信号控制并与风机联动其动作可靠性直接影响到排烟系统的可靠性并且防、排烟阀价格均较高因此使用止回阀会更合理、可靠。
3.3排风排烟风机选择双速高温轴流风机平时为低速运行火灾时高速运行。
如:HTF-Ⅱ12#风量60000m3/h或43000m3/h风压680Pa或420Pa功率17kW或8kW转速分别为960r/min和720r/min。风机体积进一步缩小但低速时功率及风速偏大电气应做相应转换控制噪声也较大。
1低噪混流风机SWF-9#30000m3/h300Pa5.5kW平时开启火灾时关闭
2高温轴流风机HIF-12#60000m3/h680Pa18.5kW火灾时开启平时关闭
3.4地下室机械进风系统的送风机可选一般低噪轴流风机。
在轴流风机与竖井连接处应设置70℃防火阀以防止层与层之间火、烟串通进风机风量为排烟风量的一半。
在设计中还应注意:当一个排烟系统负担3个以上防烟分区时排烟量按最大防烟分区面积乘以120m3/(h·m2)计算表示该排烟系统只能同时对2个防烟分区进行排烟其它未着火防烟分区必须关闭排烟口否则就影响着火区的排烟效果。因此在系统管道中要相应设置防烟阀、排烟阀或电动阀来达到该要求电气控制比较复杂控制点多对防排烟阀或电动阀的可靠性要求就高就目前国产阀门及系统维护管理水平来看验收时阀门还合格过几年有的就锈坏了或控制机构损坏。所以应尽量使一个排烟系统负担1个或2个防烟分区只要其中1个分区着火就开启全部排烟风机及排烟口对2个分区同时排烟。考虑平时排风口(即火灾时兼作排烟口)均设在地下室上部下部排风口可不设置因为地下室层高一般多为4.2m左右而风管又布置在梁下并在
平面内均匀布置加上车库内行车的气流扰动通风效果一般还是比较好的。另外通风排烟机房有条件应尽量设置没条件时也可不设。但排烟机应用不燃玻璃棉(50mm厚)保护起来留出风机散热通风孔保证排烟机火灾时可靠地启动排烟。
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二、通风管道厚度要求
《通风管道技术规程》规定普通通风风管及空调风管分为三类：低压、中压、高压，低于500Pa为低压，500-1500为中压，高于1500为高压
边长≤320mm：中低压厚度0.5mm，高压厚度0.75mm
320＜边长≤630：中低压厚度0.6mm。
630＜边长≤1000：中低压厚度0.75mm，高压厚度1mm
1000＜边长≤1250：中低压厚度1mm，高压厚度1mm
1250＜边长≤2000：中低压厚度1mm，高压厚度1.2mm
2000＜边长≤4000：中低压厚度1.2mm，高压厚度按设计，其它风管也有相应设计规范。
不锈钢风管厚度设计是根据不同的要求加工，在设计的时候，要根据需求设计来提高有效利用率，减少能源的浪费，起着重要的作用。如何在保证既有建筑功能和居住环境质量的又能兼顾到节能性和经济性，使节能改造工程得到用户的认可，更有利的促进节能改造。
不锈钢风管厂家从设计角度来看，值得注意的是一个系统可以同时存在几种对应于不同静压级别的不锈钢风管板厚。在不锈钢风管系统的末端或负压不锈钢风管的前端，往往可以采用低压不锈钢风管，而接近风机的部位可以采用中压或高压不锈钢风管。
板厚对不锈钢风管的质量影响较大，为了保证不锈钢风管的重量，要选用最小板厚的不锈钢风管，但是选用的过程还是和不锈钢风管的尺寸和压力级别有关。
参考资料来源：住建部-通风管道技术规程
三、通风管道的风流量计算公式
通风管道的风流量计算公式：T= R*S*3600 T的单位为立方米/小时，其中R为风管截面积
S为管道里的气流速度，单位米/秒。
1、净化空调系统用风管：镀锌板、不锈钢；（使用中可能出现尘源污染的玻璃钢、复合材料禁用）
2、中央空调系统用风管：镀锌板、彩钢保温板；（通风管道可使用玻璃钢、复合材料）
3、环境控制系统用风管：镀锌板、不锈钢；（可使用塑料、玻璃钢、复合材料）
4、工业通风系统用风管：钢板、镀锌板；（丽博通风管.可使用塑料、玻璃钢、复合材料）
注：玻璃钢风管可分有机、无机二种，根据设计规范有消防要求的禁用有机材质；
5、特殊使用场合用风管：矿用涂胶布风筒、矿用塑料通风管；（要求阻燃抗静电矿用安全特性）
风管主要应用在工业及建筑工程中，应用领域主要涉及：电子工业无尘厂房净化系统，医药食品无菌车间净化系统，酒店宾馆、商场医院、工厂及写字楼的中央空调系统。
工业污染控制用除尘、排烟、吸油等排风管、工业环境或岗位舒适用送风管、煤矿抽放瓦斯用抽放瓦斯系统、煤矿矿井环境控制用送回风系统…等等；PS：常被影视、动漫中开发成逃生及潜入专用路线。
1）对于比较复杂的民用建筑，在设计阶段，各工种（暖通、给水排水，供电照明与建筑专业）首先应协商好空间分隔，定出每种管道的标高范围。一般情况下不得越出给自己规定的界限。遇有个别管段要越界时应与通风管道其他工程协商。
2）解决各种通风管道相碰及协调的原则，一般为：“小管让大管，有压让无压”。自来水管与风管相撞，则应当自来水管拐弯。冷、热水管与下水管相碰，则应改变冷、热水管道。
3）施工前应设备总管的工程师，将各工种的管线，单线画在一张平面图上。每种管道用一种彩色笔。在各交点处综合其标高，看是否有矛盾之处，及时发现，将问题解决在安装之前。
4）为了减少投资，节省空间，降低层高，有些敷设无坡度要求的管道，可以穿梁敷设（如自来水管道，消防喷洒干管等）。
参考资料来源：百度百科-通风管道
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