前言:
今天分享的是關於防排煙調試的部分內容,目的在於了解調試的一些具體工作,方便了解系統調試的意義,無論施工單位還是業主單位,在不計取一些調試費/系統調試時候,要做到有理有據有節
熱煙試驗的目的是在建築防排煙系統調試過程中,通過試驗火源產生定量的煙氣來考察火災工況下防排煙系統的煙氣控制能力。
試驗結論:1)監測防排煙系統的運行狀態,並判定是否符合設計標準; 2)評估防排煙系統對煙氣蔓延範圍的控制是否能夠達到設定的目標。
前言
中華人民共和國公共安全行業標準防排煙系統性能現場驗證方法熱煙試驗法Test method for verifying, field performance of smoke management system—Hot smoke testGA/T999-20122012-06-19發布 2012-08-01實施中華人民共和國公安部 發布
本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。本標準參考了澳大利亞標準AS4391-1999《煙控系統熱煙試驗》(英文版)。本標準由公安部消防局提出。本標準由全國消防標準化技術委員會建築消防安全工程分技術委員會(SAC/TC113/SC13) 歸口。本標準負責起草單位:公安部四川消防研究所。本標準參加起草單位:四川省公安消防總隊、公安部消防局。本標準主要起草人:謝元一、張曉明、楊慶、盧國建、胡忠日、李樂、胡銳。
引言
本標準在我國建設工程消防驗收方法研究領域取得的成果基礎上參考國外先進標準制定,為防排煙系統設計、施工和管理人員提供了一種現場評價防排煙系統性能的熱煙試驗方法,可在不對試驗現場造成破壞的前提下,對防排煙系統的性能進行現場測試。熱煙試驗的目的是在建築防排煙系統調試過程中,通過試驗火源產生定量的煙氣來考察火災工況下防排煙系統的煙氣控制能力。試驗中通過乙醇池火的燃燒產生無色無毒的熱羽流,用可視的示蹤煙氣注人熱羽流,演示熱羽流的流動特性,並啟動防排煙系統,評價防排煙系統的性能是否能夠滿足要求。
1 範圍
本標準規定了在不破壞建築結構及內部設施、設備的條件下,採用熱煙試驗法測試建築防排煙系統所需的試驗裝置、試驗程序和安全防護要求,以及產生定量煙氣和確定熱煙試驗火災規模的方法。本標準適用於在空間結構特殊、防排煙系統設計複雜的建築中實施的熱煙試驗,如:中庭、工廠、貨倉、百貨商場、購物中心、複雜辦公建築以及體育娛樂中心等其他人員密集的公共建築、隧道、地鐵、車站、航站樓等交通樞紐建築和大型地下建築。熱煙試驗的相關數據還可用於煙流模擬軟體的驗證。
2 規範性引用文件
下列文件對於本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用於本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用於本文件。GB2626-2006 呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器GB/T2903-1998 銅-銅鎳(康銅)熱電偶絲GB/T5907 消防基本術語 第一部分GB/T14107 消防基本術語 第二部分GB50019-2003 採暖通風與空氣調節設計規範
3 術語和定義
GB/T 5907和GB/T 14107界定的以及下列術語和定義適用於本文件。3.1 發煙裝置smoke generator一種可以產生定量體積流量煙氣的裝置,包括發煙源和導煙裝置兩個部分,發煙源分為發煙餅、發煙筒和發煙罐等類型。3.2 試驗火源test fire試驗中用於測試防排煙系統的火源,其熱釋放功率大小被控制在不破壞建築物和內部設施設備的範圍以內。3.3 示蹤煙氣 tracer smoke發煙源陰燃產生的煙氣顆粒,注入乙醇燃燒產生的熱煙羽流中,顯示羽流的流動特性。
4 試驗裝置
4.1 一般規定試驗裝置如圖1所示,基本組成包括置於承水盤中的燃燒盤和緊靠燃燒盤的發煙裝置。承水盤和發煙裝置均置於隔熱墊上。測溫點應緊貼頂棚安裝在燃燒盤正上方的中心。
4.2 隔熱墊
試驗裝置平臺的隔熱墊可採用厚度不小於13mm的石膏板,石膏板的覆蓋面積應保證放置於石膏板上的試驗裝置距石膏板各邊緣不少於1.5m的距離。4.3 燃燒盤燃燒盤由1.6mm厚鋼板焊接而成(如圖2)。燃燒盤應密封不漏水。把手採用直徑10mm的圓鋼製成,焊接在燃燒盤的外壁。底座支架採用角鋼焊接在燃燒盤底部,在支架交叉處的焊縫應為全焊透焊接。燃燒盤尺寸如表1所示。
4.4承水盤承水盤由1.6mm厚鍍鋅鋼板焊接而成(如圖3)。承水盤應密封不漏水。把手採用直徑科10mm的圓鋼製成,焊接在盤的內壁。承水盤尺寸如表2所示。
4.5 測溫裝置測溫裝置應採用符合GB/T2903-1998的要求、精度為±3°C的熱電偶或熱電阻。4.6 示蹤煙氣示蹤煙氣的pH值應接近中性,顏色為白色,且殘留物少。示蹤煙氣的生成不應受試驗火源的影響。4.7 燃料燃燒盤中的燃料應採用95%乙醇,穩定燃燒時間不低於10min。對應表1規定的燃燒盤尺寸,表3給出了燃料的推薦注入量和對應的燃燒熱釋放速率。
4.8 冷卻水承水盤中應注人儘可能多的冷卻水。在保證空燃燒盤不會漂浮的情況下,最大注水水位可達到距離承水盤側壁頂端10mm的位置。試驗之前承水盤中的水溫應接近環境溫度,控制在15°C-30°C範圍內,具體加注方法見6.6的規定。
5 試驗過程
5.1 —般規定熱煙試驗應在既有建築或即將竣工的新建建築內進行。在即將竣工的新建建築內進行熱煙試驗之前,建築的空間輪廓應基本形成,通風空調系統和防排煙系統應安裝調試完畢,防排煙系統的風壓、流速和排煙速率應達到設計參數,防排煙系統的煙氣控制能力不受建築未完工或其他類似問題的影響。5.2 試驗判據試驗結果應至少滿足以下判定標準:a)防排煙系統的煙氣控制能力和控制模式滿足設計要求;b)防排煙系統在試驗過程中不出現失效。5.3 試驗步驟5.3.1 一般規定熱煙試驗應按照以下步驟和順序進行:a)按照5.3.25.3.5的規定設計火災場景,確定試驗的火源位置、火災規模和盤組布置、疊放順序;b)在試驗現場布置盤組和測試系統;c)系統調試:1)調試防排煙系統達到設計參數; 2)開啟通風空調系統達到室內環境設計參數;d)試驗實施: 1)點火; 2)向火源注入示蹤煙氣; 3)測試數據。5.3.2 試驗火源位置的確定試驗火源宜放置在試驗場地的中間位置,或者在試驗場地具有代表性的位置。5.3.3 試驗火災規模和盤組的確定根據建築結構、規模、使用功能、試驗現場的具體情況,在確保試驗現場頂棚下的煙氣最高溫度不會破壞頂棚和試驗現場其他部分的原則下,選擇較大的火災規模和盤組尺寸。選擇火災規模的步驟如下:a)由式A.2確定煙層分界面的高度;b)結合頂棚可承受的最高溫度,根據表A.1給出的煙層底部與羽流分界面處的溫度確定對應的燃燒盤組合;c)根據表3確定燃料注人量和相應的試驗火災規模。注1:附錄A中數據的確定基於表1中的燃燒盤尺寸和表2中的承水盤尺寸。注2:附錄A中給出的溫度值根據靜止空氣中的對稱煙羽流計算得出。在有空氣流動的環境下,上升煙羽流的卷吸混合作用更強,更多的空氣進人煙羽流將使實際的頂棚溫度值低於附錄A。注3:頂棚可承受的最高溫度根據試驗現場頂棚、燈具、管線材料的溫度耐受能力確定。5.3.4 盤的布置盤的規格和組合形式應符合表1表3的規定,盤的布置方式應與圖4一致。
5.3.5 盤的疊放順序隔熱墊應放在設定的試驗地點。承水盤應放置在隔熱墊上。燃燒盤應放置於承水盤的中央。按4.8的規定向承水盤加注冷卻水。燃燒盤內注人燃料的量應符合4.7的規定。註:隔熱墊下鋪設防水墊,可避免水漬對建築地面造成損害。5.3.6 系統調試在試驗開始之前,應對建築的防排煙系統和通風空調系統進行調試,並滿足以下要求:a)防排煙系統的風壓、流速和排煙速率應達到設計參數;b)開啟建築的通風空調系統,調節建築室內的空氣環境與設計參數一致,建築室內的空氣環境設計應符合GB50019-2003的要求。5.3.7 點火在點火棒端頭綁縛浸了95%乙醇的棉紗,點火人員手持點火棒將點燃的棉紗伸人燃燒盤中引燃燃料。點火棒長度不小於1.8m,點火人員距離燃燒盤邊緣的水平距離不小於1.5m。5.3.8 示蹤煙氣示蹤煙氣應連續注入熱煙羽流,注人的煙量應保證示蹤煙氣能夠完整演示乙醇燃燒產生的熱煙層。5.3.9 測試數據記錄按6.5和第7章的要求,測試記錄相關試驗數據。5.4 重複試驗5.4.1 —般規定通過重複試驗,判斷防排煙系統是否能夠滿足5.2規定的試驗判據。5.4.2 重複試驗準備在進行重複試驗之前,應將建築內的殘留煙氣排盡,火災自動報警系統應復位並停止報警。承水盤和燃燒盤應按4.7和4.8的規定重新加注。為保證重新加注過程的安全性,應按6.6規定的加注程序, 控制承水盤中的水溫。重複試驗的步驟與5.3的要求一致。5.5 清除煙氣在熱煙試驗結束之後,應清除建築物內的所有煙氣。
6 試驗人員與設施設備安全
6.1 現場火災控制現場應配備專職的滅火人員和相應的滅火裝備,隨時準備控制試驗火災。應指定一人作為現場安全員監督整個試驗過程中試驗火的發展情況。6.2 呼吸裝置當試驗現場充滿煙氣時,現場人員應視情況佩戴過濾式呼吸器。呼吸器應符合GB2626-2006的要求。6.3 燃料和發煙源存儲熱煙試驗的燃料和發煙源應存儲在明涼且不受試驗火源熱輻射影響的地方。6.4 裝置和設備保護應採用鋁箔、石膏板和石棉等不燃隔熱材料保護高溫下容易受到破壞的設備、儀器和裝置。6.5 頂棚溫度監測在試驗火源產生的熱煙羽流中心線上,應設置熱電偶樹或其他溫感裝置,以連續監測試驗期間建築物內的最高溫度,最高監測點應設置在火源中央上方緊貼頂棚的位置。6.6 承水盤溫度控制在試驗開始時,應按4.8的規定向承水盤內注入冷卻水。水源可採用市政供水管路或消火栓。當採用同一承水盤來做第二試驗時,第一次試驗後承水盤內剩餘的所有熱水都應倒淨,待承水盤冷卻到室溫,再按4.8的規定注入冷卻水。註:任何情況下都不要將乙醇直接倒入未冷卻或置於熱水中的燃燒盤內,否則乙醇蒸發可能會引起爆炸。6.7 試驗火災規模控制如果火源的熱釋放速率過大,導致頂棚溫度超過了最高安全溫度,可以通過向燃僥盤內加注冷卻水來降低火源的熱釋放速率。將冷卻水注入燃燒盤時,應控制燃料不濺出燃燒盤,以免在地面上形成流淌火。試驗結束時,宜採用泡沫滅火器快速滅火,然後向燃燒盤加水稀釋冷卻,減少燃料的蒸發;另一種滅火方法是先向燃燒盤內大量加水稀釋冷卻,如果仍持續觀測到有火焰,宜用乾粉滅火器熄滅殘餘的火焰。6.8 點火安全乙醇應在即將點火之前注入燃燒盤內,在燃料盤內放置時間不宜超過3min。註:在相對封閉的空間內,乙醇長時間置於敞開的燃燒盤內產生的蒸汽可能會引起爆炸。點火時應保證點火人員和現場其他人員的安全,點火人員應採取足夠的個人防護措施,現場其他人員應與燃澆盤保持足夠的安全距離。6.9 最小試驗空間尺寸試驗場地的空間體積不應小於250m3。
7 數據記錄
試驗中應記錄的數據包括:a)照片記錄,記錄試驗的狀態和現象,例如裝置的布局、煙氣層的分層、煙羽流的形狀等;b)錄像記錄,動態連續記錄試驗的全過程,或分段連續記錄試驗的重要階段和現象;c)頂棚溫度測量結果,測溫點應按6.5的要求設置。當熱煙試驗應用於工程防排煙系統性能驗證以外的擴展性科學研究時,還應採集記錄以下各項試驗數據:d)試驗前後水的質量變化;e)燃料的損失;f) 煙羽流溫度;g)重點位置的溫度;h)各測試點與羽流位置的相對煙氣減光率;i)熱輻射強度;j)承水盤中的水溫。
8 試驗準備和試驗報告
8. 1 試驗必備條件8.1.1 —般規定試驗裝置和試驗程序參照第45章的規定進行準備。8.1.2預試驗在進行正式的熱煙試驗之前,應先進行預試驗,確保系統設備能夠正常運行。預試驗如果出現系統設備失效情況,應重複進行,直至確認正式的熱煙試驗中不會出現異常中斷。預試驗可只對局部系統的運行狀態進行測試,但應至少包含一組能夠完整演示火災工況下整個防排煙系統運行狀態的試驗。預試驗應在正式試驗的1個星期之前進行。在正式熱煙試驗當天,宜先進行1組完整的預試驗。8.1.3 準備工作為得到安全合理的試驗結果,熱煙試驗的準備工作包括以下內容:a)試驗前期組織協調:1)確定熱煙試驗的負責人、實施機構、試驗人員、參觀和監督人員; 2)熱煙試驗實施機構提供試驗方案; 3)由對試驗方案進行評估; 4)在熱煙試驗之前安排會議對所有問題進行討論、協商和確認。b)試驗場地準備: 1)在觀測區設置足夠的安全出口,以保證觀測區人員的安全疏散; 2)對地面採取保護措施(針對盤組和發煙裝置); 3)對周圍建築空間採取保護措施; 4)對周圍設施設備採取保護措施; 5)將試驗火源附近自動噴水滅火系統的噴淋頭包裹覆蓋,或者將系統管道內的水排空; 6)試驗火源附近應配置手提式滅火器; 7)設置供試驗使用的水源。c)試驗數據採集記錄準備: 1)記錄設備; 2)電源(220V); 3)照明; 4)熱電偶「樹」及其支撐掛架; 5)連接記錄設備和數據採集點的數據傳輸線纜; 6)攝像機(至少2部); 7)照相機(至少2部); 8)風速儀。d)現場試驗人員: 1)限制試驗現場的人數; 2)限制試驗觀測區的人數; 3)現場應至少配有1名防排煙系統相關專業的設計安裝人員或技術代表; 4)現場應至少指定1名負責現場安全的人員。8.2試驗報告內容在不同地點進行的試驗,應在試驗報吿中分開記錄。每一個試驗的報告應當包含以下內容:a)與試驗相關的基本設計參數: 1)火災規模; ——設計火災規模; ——試驗火災規模; 2)排煙量和補風量; 3)通風風速; 4)與通風有關的建築參數,比如門窗的開啟面積和吊頂高度等; 5)外部天窗的有效開啟面積。b)建築物內火災試驗地點的詳細資料: 1)火災試驗現場的設計圖紙; 2)熱傳感器的位置。c)對煙氣控制目標的簡要描述。d)試驗設施設備: 1)燃燒盤和承水盤的尺寸和組合(試驗火源); 2)燃料數量; 3)發煙源成份及數量; 4)點燃物; 5)測溫裝置。e)試驗過程記錄: 1)試驗的次數; 2)頂棚溫度; 3)室外空氣的幹球溫度; 4)室外風向和風速; 5)試驗中斷和失敗的原因。f) 試驗結論: 1)監測防排煙系統的運行狀態,並判定是否符合設計標準; 2)評估防排煙系統對煙氣蔓延範圍的控制是否能夠達到設定的目標。
附錄A (規範性附錄)煙層底部和羽流分界面處的煙氣溫度和體積流量
A. 1頂棚溫度的判定方法頂棚最高溫度低於煙層底部與羽流分界面處的溫度,因此,由分界面處的煙氣溫度可保守確定頂棚的最高溫度,判定頂棚的最高溫度是否處於安全範圍,煙層底部與羽流分界面的示意如圖A.1所示。
A.2 煙層底部與羽流分界面處的溫度和體積流量煙層底部與羽流分界面處的溫度和體積流量也可通過公式計算得到。首先根據式(A.1)計算熱煙層卷吸空氣的質量流量:
式中:M—— 羽流卷吸空氣的質量流量,單位為千克每秒(kg/s);P——火源的周長,由表1給出的燃燒盤長寬尺寸和其數量確定,單位為米(m);p——羽流卷吸的空氣的密度,單位為千克每立方米(kg/m3);z——煙氣層分界面的高度,由式(A.2)確定,單位為米(m);g——重力加速度,單位為米每平方秒(m/s);TA——周圍環境的溫度,單位為開爾文(K);TF——火焰溫度,單位為開爾文(K)。煙層分界面的高度z應維持在距離疏散地面至少1.8m以上的高度,對於高大空間,煙層分界面的高度z根據式(A.2)進行計算確定。
式中:z——煙氣層底部的高度,由式(A.2)確定,單位為米(m);H——空間頂棚距離火源位置的高度,單位為米(m);h——疏散地面高於火源位置的高度,單位為米(m)。
由表3可確定不同盤組的熱釋放速率Q,根據式(A.1)計算得出的羽流卷吸空氣的質量流量M,可由式(A.3)計算煙氣層與羽流分界面處的溫度TB。
式中:ρo——絕對溫度為273K、壓力為0.1013MPa狀態下的空氣密度,單位為千克每立方米(kg/m3)。對應不同規格的燃燒盤組和煙層分界面高度z,根據式(A.1)式(A.5)可確定煙層底部與羽流分界面處的溫度和體積流量,計算結果如表A.1和表A.2所示。表A.1給出了煙層底部與羽流分界面處溫度TB的最大值,表A.2給出了羽流在分界面處進人煙層的煙氣體積流量V。表中的溫度和體積流量根據靜止空氣中的軸對稱羽流計算模型得出。羽流卷吸的空氣溫度分別為10°C、20°C和30°C。當房間的高度、房間內的溫度和卷吸空氣的溫度與表A.1和表A.2中提供的數據不一致的時候, 可根據表中的數據,採用內差法或者外差法計算分界面處的溫度和體積流量。由於試驗過程中存在一定程度的不確定性因素,可能造成實際的試驗溫度與表A.1給出的理論數據存在偏差。因此,應在頂棚安裝感溫探測器,在試驗中對頂棚溫度進行監測,並據此對表A.1給出的溫度數據進行校正,避免頂棚溫度過高對試驗現場造成破壞。