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《自然排烟窗技术规程》T/CECS 884-2021

住房和城乡建设部
实施时间:2021-11-01
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 前言

中国工程建设标准化协会标准
自然排烟窗技术规程
Technical specification for natural smoke exhaust ventilators
T/CECS 884-2021
主编单位:中国民航大学
江苏金秋竹集团有限公司
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2021年11月1日
 
中国工程建设标准化协会公告
第891号
关于发布《自然排烟窗技术规程》的公告
 
    根据中国工程建设标准化协会《关于印发〈2013年第二批工程建设协会标准制订、修订计划)的通知》(建标协字〔2013]119号)的要求,由中国民航大学、江苏金秋竹集团有限公司等单位编制的《自然排烟窗技术规程》,经本协会消防系统专业委员会组织审查,现批准发布,编号为T/CECS884-2021,自2021年11月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
2021年6月28日

    根据中国工程建设标准化协会《关于印发〈2013年第二批工程建设协会标准制订、修订计划)的通知》(建标协字〔2013〕119号)的要求,编制组经过深入调查研究,认真总结工程经验,借鉴国内外相关标准及相关研究成果,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规程。
    本规程共分为7章和2个附录,主要技术内容包括:总则、术语和符号、设计、组件和性能、安装和调试、验收、维护管理等。
    请注意本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利,本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。
    本规程由中国工程建设标准化协会消防系统专业委员会归口管理,由中国民航大学民航热灾害防控与应急重点实验室负责具体技术内容的解释。本规程在使用过程中如有需要修改或补充之处,请将有关资料和建议寄送解释单位(地址:天津市东丽区津北公路2898号南校区航安楼,邮政编码:300300),以供修订时参考。
    主编单位:中国民航大学
    江苏金秋竹集团有限公司
    参编单位:应急管理部天津消防研究所
    广东省消防救援总队
    天津市消防救援总队
    北京市消防救援总队
    中国建筑西北设计研究院有限公司
    万达商业规划研究院有限公司
    宁波合力伟业消防科技有限公司
    上海迈联建筑技术有限公司
    天津利安吉隆门窗股份有限公司
    主要起草人:黄鑫 倪照鹏 邹卫阳 阚强 罗云庆 王以革 李建广 臧桂丛 范珑 解宏 陈卫国 姜明理 盛伟军 郑大吉 李迎锋
    主要审查人:党杰 刘连喜 朱国庆 王钊 姚斌 周晓猛 王智勇

1总则

1.0.1 为了规范应用自然排烟窗,减少火灾危害,保护人身财产安全,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于新建、扩建、改建的工业与民用建筑中自然排烟窗的设计、施工、验收及维护管理。
1.0.3 自然排烟窗的设计、施工、验收及维护管理,应遵循国家的有关方针和政策,积极采用新材料、新技术、新工艺,做到安全可靠、技术先进、经济合理。
1.0.4 自然排烟窗的设计、施工、验收及维护管理除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明
 
1.0.1 本规程作为国家标准的补充,规范自然排烟窗的性能、设计和使用,确保自然排烟窗在火灾时能及时有效地排出烟气和热量。
1.0.2 本条规定了本规程的适用范围,本规程不适用于建筑防烟系统中自然通风设施。
1.0.3 本条规定了自然排烟窗设计、施工、验收及维护管理的基本原则。
1.0.4 本规程主要对自然排烟窗的设计、施工、验收及维护管理提出具体的要求。除执行本规程外,还应符合相关现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016、《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251等的规定。
 

2术语和符号

2.1 术语
2.2 符号

 2.1 术语

2.1.1 自然排烟窗 natural smoke exhaust ventilator
    利用火灾热烟气流的浮力和外部风压作用,将建筑内的烟气和热量直接排至室外的可开启外窗。
2.1.2 手动排烟窗 manually opened natural smoke exhaust venti-lator
    只能人为手动开启的自然排烟窗。
2.1.3 自动排烟窗 automatic natural smoke exhaust ventilator
    发生火灾后能自动开启的自然排烟窗,一般由窗体、执行机构、控制系统、管路(线)等组成。
2.1.4 电动排烟窗 electric natural smoke exhaust ventilator
    依靠电力驱动执行机构开启窗扇的自然排烟窗。
2.1.5 气动排烟窗 pneumatic natural smoke exhaust ventila-tor
    依靠气压差驱动执行机构开启窗扇的自然排烟窗。
2.1.6 有效排烟面积 effective aerodynamic area
    自然排烟窗实际有效排出烟气的面积,为自然排烟窗开口面积与排烟系数的乘积。

条文说明

2.1.1 本规程针对的是平时可处于关闭状态,火灾时可开启的外窗,不包括建筑内的结构孔洞、固定的百叶口等常开固定的自然排烟口。
2.1.2、2.1.3 本规程将自然排烟窗的开启是否需要人为干预分为手动排烟窗和自动排烟窗两种。手动排烟窗只能通过人为手动开启,包括人可以直接触及手动操纵的排烟窗和人不能直接触及需要通过手动按钮或装置操纵的排烟窗。自动排烟窗是在发生火灾后无须人为干预,可以自行开启的排烟窗,如通过火灾自动报警系统联动开启的排烟窗。手动排烟窗和自动排烟窗的开启动力源可以是机械联动、电动或气动。
2.1.4、2.1.5 根据自然排烟窗开启动力源的不同可分为电动排烟窗、气动排烟窗以及机械联动的排烟窗等。电动排烟窗在控制信号作用下,使用电源通过电机将其转化成启闭窗扇的动力,包括220V交流供电和24V直流供电。气动排烟窗在控制信号作用下,使用气源通过气缸将其转化成启闭窗扇的动力。按压缩气源的供气方式,可分为集中供气型的气动排烟窗和区域储气瓶供气型的气动排烟窗。当采用集中供气方式时,气源一般由空气压缩机与储气罐组成,通过集中供气管路给每个气动排烟窗供气。当采用区域储气瓶供气时,气源由一次性的高压储气瓶提供,高压储气瓶接到启动信号打开后,向管路加压,开启气动排烟窗。
2.1.6 自然排烟窗开口面积为不含窗框的几何开口面积,排烟系数为通过本规程附录A的试验方法测得的系数。

 2.2 符号

    A0——所有补风口总面积;
    Ae——自然排烟窗的有效排烟面积;
    Av——自然排烟窗的开口面积;
    C0——补风口流量系数;
    Cv——自然排烟窗排烟系数;
    db——烟气层厚度;
    g——重力加速度;
    H——建筑室内计算排烟净高度;
    H1——空间最高疏散楼层楼板至顶棚的距离;
    H2——空间最高疏散楼层楼板至该空间地面的高度;
    Hf——燃料面至该空间地面的高度;
    Hq——最小清晰高度;
    Ming——进入稳定室的空气质量流量;
    Mp——烟羽流质量流量;
    Pambient——环境大气压力;
    Pint——稳定室内部静态压力;
    △Pint——稳定室内部静态压力和环境大气压力的压力差;
    △Pv0——稳定室内部静态压力和环境大气压力的参考压力差;
    T——烟气层平均温度;
    T0——环境温度;
    ρ0——环境温度下的空气密度。

3设计

3.0.1 具备自然排烟条件的场所宜采用自然排烟方式。自然排烟窗的设计应综合考虑建筑使用功能、平面布局、室外环境等条件。
3.0.2 同一空间不宜同时使用自然排烟窗和机械排烟系统进行排烟。同一防烟分区不应同时使用自然排烟窗和机械排烟系统进行排烟。
3.0.3 净高大于9m的中庭和人员密集公共场所的建筑面积大于2000㎡的厅、室,当设置自然排烟窗时,应采用自动排烟窗。
3.0.4 不便于直接开启的手动排烟窗,应设置距地面高度1.3m~1.5m的远程手动开启装置。自动排烟窗在设置场所和消防控制室均应设置应急手动开启装置,应急手动开启装置应能同时开启同一防烟分区内的所有自然排烟窗。现场的应急手动开启装置应能保证在断电、联动和自动功能失效的情况下,仍能手动开启自然排烟窗。远程手动开启装置应设置易于识别的明显标志。
3.0.5 建筑面积大于5000㎡的营业厅、展览厅、多功能厅、观众厅、候机(车、船)厅等场所设置的自动排烟窗,宜具备在失去系统联动功能的情况下,仍有其他方式保证自动排烟窗能自行开启至设计位置的能力。
3.0.6 自然排烟窗宜分散均匀布置,防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗之间的水平距离应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。除依靠重力开启的平移式屋面天窗和可熔性采光带(窗)外,单个自然排烟窗的面积不宜大于3m²。
3.0.7 自然排烟窗宜设置在排烟区域的顶部。设置在屋面上的自然排烟窗宜采用对开式、百叶式或平移式自然排烟窗。
3.0.8 当自然排烟窗设置在排烟区域的外墙时,宜在建筑物不同方向的外墙上均匀设置,并应符合下列规定:
    1 自然排烟窗宜沿火灾烟气的气流方向开启,单开式自然排烟窗宜采用外开式下悬窗;
    2 净高大于9m的中庭和人员密集公共场所的建筑面积大于2000㎡的厅、室,自然排烟窗宜沿建筑物的两条对边均匀设置;当仅设置在建筑物的一侧且室内空间无对流条件时,宜设置挡风设施或开启角度不大于45°的外开式上悬或下悬窗;
    3 其他设计应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。
3.0.9 设置自然排烟窗场所的补风设施的设置应符合下列规定:
    1 同一空间宜采用同一种补风方式;
    2 当采用自然进风方式进行补风时,其补风口有效面积不宜小于所在空间的防烟分区中最大总自然排烟窗有效排烟面积的1/2,补风空气应直接从室外引入;
    3 当采用机械补风时,其补风风口的风速不宜大于5m/s,补风量不应小于所在空间的防烟分区中最大计算排烟量的50%且不应大于所在空间的防烟分区中最小计算排烟量的70%;
    4 补风口与自然排烟窗水平距离不应小于5m;补风口与自然排烟窗设置在同一防烟分区时,补风口宜设在储烟仓下沿1m以下。
3.0.10 自动排烟窗应与火灾自动报警系统联动,其联动控制应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定。当排烟区域采用自动控制方式进行补风时,补风设施与所服务防烟分区的自然排烟窗应联动开启。
3.0.11 当火灾确认后,应至少同时打开起火防烟分区的所有自动排烟窗及对应的补风口,宜同时打开起火防烟分区所在空间内的所有自动排烟窗及补风口。当火灾初始仅打开起火防烟分区的自动排烟窗及补风口时,其他防烟分区的自动排烟窗及对应的补风口应在烟气蔓延至该防烟分区时能及时开启。
3.0.12 消防监控设备应能监控每扇自动排烟窗的启闭,并能监测电动排烟窗的电源供应状态和气动排烟窗的储气罐或储气瓶的压力。
3.0.13 电动排烟窗的供电负荷等级不应低于所在建筑物消防用电的供电负荷等级。
3.0.14 气动排烟窗供气系统应具备将其承担的所有气动排烟窗开启至设计位置的能力。气动排烟窗采用集中供气系统时,储气罐容量应至少满足系统承担的最大防烟分区设置的所有气动排烟窗连续开启不少于3次的要求;采用区域储气瓶供气方式时,储气瓶组应满足1用1备的要求。
3.0.15 用于平时自然通风的自动排烟窗,发生火灾时应自动切换到消防控制模式。
3.0.16 排烟空间的计算排烟净高度应按下列方法确定:
    1 平顶空间的净高度为从顶棚下沿到地面的距离;
    2 锯齿形和斜坡式顶棚的空间净高度为从自然排烟窗开口中心到地面的距离;
    3 有吊顶场所室内净高度应从吊顶处算起;设置格栅吊顶场所净高度应从上层楼板下边缘算起。
3.0.17 走道、室内空间净高度不大于3m的场所,其最小清晰高度不宜小于其净高的1/2;空间净高度大于3m的场所,其最小清晰高度应按下式进行计算:
Hq=1.6+0.1H1+H2(3.0.17)
    式中:
    Hq——最小清晰高度(m);
    H1——空间最高疏散楼层楼板至顶棚的距离(m),对于单层空间,取排烟空间的计算排烟净高度(m);对于多层空间,取最高疏散楼层的层高(m);
    H2——空间最高疏散楼层至该空间地面的高度(m),对于单层空间为0。
3.0.18 自然排烟窗的有效排烟面积宜按排烟系数乘以排烟窗开口面积计算确定,排烟系数可通过本规程附录A的试验确定。
3.0.19 自然排烟窗设置场所所需有效排烟面积的计算应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。当采用公式法计算时,所取清晰高度不应小于最小清晰高度且不小于室内净空高度的80%。
3.0.20 每个防烟分区自然排烟窗的有效排烟面积应按下式进行计算:
每个防烟分区自然排烟窗的有效排烟面积计算公式
    式中:
    Ae——自然排烟窗的有效排烟面积(㎡);
    A0——所有补风口总面积(㎡);
    C0——补风口流量系数(开口角度不小于55°的补风口取0.55,开口角度小于55°但不小于30°的补风口取0.35);
    Mp——烟羽流质量流量(kg/s);
    T——烟气层平均温度(K);
    T0——环境温度(K),通常T0=293K;
    g——重力加速度(m/s²);
    db——烟气层厚度(m);
    ρ0——环境温度下的空气密度(kg/m³),通常T0=293K时,ρ0=1.2kg/m³。
3.0.21 当计算出的储烟仓烟气层平均温度与周围空气温差小于15℃时,不宜采用自然排烟方式;当采用自然排烟方式时,自然排烟窗的有效排烟面积不应小于其设置场所地面面积的25%。

条文说明
 
3.0.1 燃烧时的高温会使气体膨胀产生浮力,火焰上方的高温气体与环绕火的冷空气流之间的密度不同将产生压力不均匀分布,从而使建筑内的空气和烟气产生流动。自然排烟是利用建筑内气体流动的上述特性,采用建筑外墙或屋面设置的可开启外窗或专用排烟口等将烟气排除。与机械排烟方式相比,自然排烟窗具有可靠性高、投资少、管理维护简便等优点。但是自然排烟方式受火灾时的建筑环境和气象条件影响较大,因此自然排烟窗在设计时需要考虑到这些因素对排烟效果的影响,防止因为设计不当导致烟气不能有效排出,甚至产生倒灌的情况。高层建筑受自然条件(如室外风速、风压、风向等)的影响较多层建筑更大,但是在采用了合适的措施消除环境风的影响后,如设置挡风设施、调整排烟窗开启方式和开启角度,仍可以采用自然排烟的方式。
3.0.2 在同一个空间内不宜同时使用自然排烟窗和机械排烟系统,主要是考虑到两种排烟方式同时使用会相互影响烟气流的组织,自然排烟口甚至有可能会在机械排烟系统动作后变成进风口而失去排烟作用。对于比较大的空间,当设置有足够高度的挡烟垂壁划分了防烟分区,且自然排烟窗和机械排烟口的距离较远的情况下,相互之间的影响有可能消除。通过试验或者计算确认两种方式同时启用不会影响到排烟效果的情况下,同一空间的不同防烟分区可分别采用自然排烟窗和机械排烟系统,但同一防烟分区不应同时使用自然排烟窗和机械排烟系统进行排烟。
    本条所指的是达到标准规定最低排烟要求时的排烟方式选择。由于机械排烟系统到火灾中后期自动关闭,失去排烟功能,为能在火灾中后期继续排出烟气和热量,给消防队员创造有利的救援条件,在已设置满足标准要求的机械排烟系统的情况下,可以增设自然排烟窗。此种情况不受本条的限制,但应优先启动机械排烟系统,在机械排烟系统达到关闭条件或机械排烟系统失效时再联动启动自然排烟窗排烟。
3.0.3 相关调查显示,吸入烟气致死占火灾死亡人数的70%~75%。建筑面积大、人员密集的场所发生火灾时人员疏散需要较长时间,为了给人员疏散创造安全的条件,防止人员在疏散过程中吸入有毒烟气导致伤亡,需要尽早地开启排烟窗进行排烟,因此要求这类场所采用自动排烟窗。本条中“人员密集公共场所”的“厅、室”主要指营业厅、展览厅、多功能厅,礼堂、电影院、剧院和体育场馆的观众厅,公共娱乐场所中出入大厅、舞厅,候机(车、船)厅及医院的门诊大厅等面积较大、同一时间聚集人数较多的场所。
3.0.4 为了确保自动排烟窗在自动功能失效的情况下仍能够手动开启,要求所有自然排烟窗都设置可手动开启的装置。手动开启可以通过机械方式、电动方式或气动方式实现。设置在高处或其他人员不便到达区域的自然排烟窗,应在附近方便的位置设置手动开启装置。自动排烟窗除了具有火灾下自动联动开启的功能外,还应具有现场手动开启和消防控制室远程手动开启的功能。自动排烟窗的手动开启装置应确保任意一个防烟分区内的所有自然排烟窗均能统一集中开启。为了保证即使在断电、联动功能和自动开启功能失效的状态下仍然能够通过手动装置可靠开启排烟窗,自动排烟窗的现场应急手动开启装置应采取其他备用驱动元件或机械方式开启。
3.0.5 对于火灾危险性较大且人员数量较多的场所,为提高自动排烟窗的可靠性,建议自动排烟窗具备防自动开启失效的保护功能,即保证在火灾情况下即使主动力源、主要动力设备或消防联动信号源失效的情况下仍能自动打开并处于设计开启位置,如采用温度释放装置加CO2气瓶或温度释放装置加自重方式开启。
3.0.6 烟气的自然流动受较多条件的限制,为提高排烟效果,自然排烟窗应尽量分散均匀布置,并应根据空间高度与室内的火灾荷载情况尽量缩短排烟距离。
    自然排烟窗的面积越大,重量就越大,开启所需的力矩大且开启时间长,导致可靠性降低且不利于人为手动开启,因此本规程对单个自然排烟窗的面积进行了限制。依靠重力开启的自然排烟天窗可以打开大面积的屋面,且重力开启方式的可靠性较高,因而对其单个自然排烟窗的面积不作限制。
3.0.7 自然排烟窗是利用火灾热烟气流的浮力将烟气排出室外,排烟口处的烟气流出速度决定了排烟效率。与设置在外墙相比,自然排烟窗设置在排烟区域顶部烟气排出速度更快且更不容易受到室外环境风的影响,因此建议有条件的情况下尽量将排烟窗设置在排烟区域顶部。但是对于冬季温度低、雪量大的地区,大的雪荷载和冰冻会导致自然排烟窗开启困难,此时宜将排烟窗设置在建筑侧墙上。
    屋面上设置的自然排烟窗主要有单开式、对开式、百叶式、平移式和平推式。
    单开式:由单扇窗扇构成,采用执行机构使窗扇向室外单方向旋转开启的用于排烟散热的窗,参见图1。
    对开式:由双扇窗扇构成,两扇窗扇分别向不同方向相对开启的用于排烟散热的窗,参见图2。
单开式和对开式
    百叶式:窗框内重叠(搭接)式布置可(旋转)活动百叶片,采用执行机构使百叶片自动翻转开启的用于排烟散热的窗,参见图3。
    平移式:可以依靠窗体自身重力在呈一定角度倾斜的平面上移动开启的自然排烟窗,参见图4。
百叶式和平移式
    平推式:可以依靠平推铰链或顶杆将窗扇沿所在平面法线方向平行开启的自然排烟窗,参见图5。
 平推式
    对开式、百叶式、平移式和平推式排烟天窗的排烟效率受环境风的影响较小,而单开式排烟天窗如果开启角度不够,在某些情况下,正向风压不但影响排烟效果,甚至可能导致烟气倒灌,如图6所示。对于普通的单开式排烟天窗,当开启角度大于140°时,环境风的影响则很小。
风向对天窗排烟效果的影响
    除环境风的影响外,排烟天窗开启角度的设定,还应考虑高空坠落的隐患和高温烟气对驱动机构的影响。当排烟天窗开启角度小于90°时,排烟窗在高温烟气炙烤之下所爆裂的碎片,会从洞口位置的高空坠落,可能对地面疏散人员造成伤害;驱动机构的细长形推杆在窗体自重和高温烟气的双重作用下,可能会发生变形、弯曲、失稳,从而导致开启扇向下倒伏,导致排烟口坍塌、萎缩或重新封闭,影响排烟效果。因此,排烟天窗的开启角度建议不小于90°。
    排烟窗的设计形式多种多样,除了上述的排烟窗形式外,还有其他多种开启形式的排烟窗,如图7所示的几种形式的排烟窗,其中图7(a)和图7(b)所示排烟窗的窗扇转轴在窗体中部的中悬排烟窗,图7(c)所示的排烟窗的窗扇转轴在窗体顶部的上悬排烟窗。这些特殊开启方式排烟窗的开启角度需要根据实际情况综合判断。
几种特殊开启方式的排烟窗
3.0.8 本条给出了设置在外墙上的自然排烟窗的设计要求:
    1 自然排烟窗的开启方式应有利于烟气的排出,沿火灾烟气的气流方向开启将减少烟气排出时受到的阻力,提高排烟效率。对于单开式自然排烟窗,外开式下悬窗的开启方向是沿火灾烟气的排出方向,因此排烟效果要比内开式和上悬窗更好。
    2 仅在建筑一侧的外墙上设置排烟窗,在大风天气下容易产生烟气倒灌的现象,而在建筑的两侧长边对称布置,可以形成对流,减小环境风的影响。受条件限制只能将排烟窗设置在建筑的一侧时,为减小环境风的影响,可以在排烟窗上增设挡风设施或者减小悬窗的开启角度。这里的悬窗指外开的上悬或下悬窗(图8)。
环境风对悬窗排烟效果的影响
3.0.9 本条规定了补风系统的设置要求。根据空气流动的原理,要排出某一区域的空气,同时需要有另一部分空气进入补充。对于采用自然排烟方式的场所,如果不设置专门的补风口,部分排烟口就会成为补风口而影响排烟效果。合理的设置补风主要是为了形成理想的气流组织,有利于人员的安全疏散和消防人员的进入。
    1 补风系统可以采用自然进风方式或机械送风方式,同一空间应尽量采用同一种补风方式,避免机械方式送人的空气从自然补风口流出。
    2 本款规定了采用自然补风时的补风口面积要求。区域所需自然排烟窗有效面积由火灾规模和所需清晰高度决定,同时还与补风位置、补风口面积及补风风速等因素直接相关。
    表1列出了对于火灾热释放速率6MW,空间净高6m的场所,按本规程公式(3.0.20)计算出来的在不同有效面积比下的排烟口和补风口有效面积。可见设置的补风口面积越大,需要的排烟口面积就越小。当补风口和排烟口有效面积比小于0.5时,补风口面积的减小会显著增加排烟口面积。综合考虑,建议自然补风口有效面积不小于所在空间最大防烟分区自然排烟窗有效排烟面积的1/2。
不同有效面积比下的排烟口和补风口计算有效面积
    3 本款对机械补风的风量和风速进行了规定。区域所需排烟量由火灾规模和所需清晰高度决定,而补风量一般为排烟量的1/2,排烟量可以根据现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251计算得到的产烟量确定。为了防止同一空间内不同防烟分区面积相差很大时,计算出的补风量可能超过面积较小的防烟分区的排烟量,而影响排烟效果,因此对机械补风量的最大值进行了限定。
    4 为了防止冷热气流相互对撞造成烟气的混流,补风口应尽量远离自然排烟窗。当补风口与自然排烟窗设置在不同防烟分区时,补风口相对自然排烟窗的竖向位置不限。同一空间内有多个防烟分区时,如果补风口的设置位置能满足所有防烟分区的要求,则补风口的大小和风量可以按最大一个防烟分区计算确定,否则需要分别设置补风口。
3.0.10 自动排烟窗主要设置在火灾危险性较高的人员密集场所,为了在发生火灾时能够尽快开启,自动排烟窗应与火灾自动报警系统联动。自动排烟窗也可以通过温度释放装置联动开启,但是温度释放装置需要达到设定温度后才能启动,启动时间难以控制,对于产烟量大而温度较低的阴燃火可能难以启动;并且由于自然排烟窗的排烟距离允许达到30m,如果火源距离自然排烟窗较远,也会影响到启动时间;此外,温度释放装置往往只服务于所在位置的自然排烟窗,无法同时打开整个防烟分区的所有排烟窗,影响初期排烟效果;目前温度释放装置联动主要是作为自动排烟窗在主动力源失效情况下的第二启动方式。由于上述原因,且国内尚缺温度释放装置联动排烟窗的研究经验和工程应用经验,因此本规程不建议自动排烟窗仅与温度释放装置联动。
3.0.11 本条规定了自然排烟窗及对应补风口的开启顺序,主要针对的是自动排烟窗。对于可以人为远程开启的手动排烟窗,消防管理人员也应该按照这个顺序启动相应的排烟窗和补风口。
3.0.12 消防监控设备对自动排烟窗的启闭状态进行显示,可以方便消防管理人员及时了解到排烟窗的运行状态,在发生故障无法开启时,及时进行处理。电源和储气罐分别是电动排烟窗和气动排烟窗的主动力源,通过对其监控,方便人员及时发现电源故障和储气罐压力不足问题。
3.0.13 自然排烟窗是重要的消防设施,需保证其运行可靠。对于电动排烟窗,供电的可靠性是保证其可靠运行的基本保证。电动排烟窗可以接入建筑的消防用电回路,或者独立设置并保证供电负荷等级不低于建筑消防用电的供电负荷等级。
3.0.14 本条文对气动排烟窗的供气系统能力提出了要求。
    气动排烟窗采用集中供气系统时,储气罐应能提供系统承担的最大防烟分区设置的所有气动排烟窗连续开启不少于3次的要求。储气罐的容量大小所对应的气动排烟窗的数量应由专业厂家提出并提供必要的支持依据。一般来说,0.5m³容量的储气罐可满足100套以内气动排烟窗的需要;1.0m³容量的储气罐可满足250套以内气动排烟窗的需要;1.5m³容量的储气罐可满足350套以内气动排烟窗的需要。储气罐工作压力为0.8MPa,其出口通过电磁阀与气体管路相接,气体管路部分平常时保持无压状态。
    现以1个示例说明集中供气的气动排烟窗气动控制系统的组成和设计要求。气动装置系统组成参见样图(图9)。
集中供气式气动排烟窗的气动系统组成样图
    该项目气动排烟窗排烟开口总面积为200㎡,设计采用2.5m×1.5m对开式排烟窗54套。该系统需满足如下要求:
    1 提供一个面积为2㎡空间放置空压机(与储气罐一体),可以是控制室或地下室,空间不限。
    2 提供普通220V电源给空压机设备。空压机需要提供0.8MPa供气压力;储气罐容量不应小于1.5m³,满足整个系统排烟窗开启3次要求。
    3 气源传输选用8mm铜管,排烟窗到控制柜的距离不应超过2000m。
    4 消防控制中心提供24V报警信号给排烟窗控制板。
    对于平时关闭,仅在发生火灾时一次性开启排烟的区域储气瓶供气式气动排烟窗系统,应该设置备用储气瓶组,当主储气瓶组发生故障时应能够自动切换到备用储气瓶组启动系统。
3.0.15 建筑中的自然排烟窗往往也同时作为平时自然通风窗使用。有些场所的自动排烟窗在平时作为通风窗使用时允许实现消防控制模式以外的一些功能,如日常通风换气、遇雨水自动关闭、人为干预控制等。对于这种类型的自动排烟窗,必须在火灾自动报警系统接收到报警信号时能自动实现消防控制模式,即消防优先原则。
3.0.16 本条参考了美国《排烟排热标准》NFPA204-2018,对于不同形式屋顶的建筑空间的室内计算排烟净高度如图10所示。
屋顶高度及挡烟垂壁高度示意(一)
屋顶高度及挡烟垂壁高度示意(二)
3.0.17 最小清晰高度是采用公式法计算空间设计有效排烟面积的重要参数,该参数决定了烟羽流质量流量。对于单层空间,保证最小清晰高度满足首层人员的安全疏散即可,如图11(a)所示。但是对于多层空间,需要满足各层人员的疏散安全,因此最小清晰高度应包括满足最上层人员安全疏散要求的清晰高度与最上层距地面的高度,如图11(b)所示。
最小清晰高度示意
3.0.18 自然排烟窗的排烟效果受形状、构造、安装位置、开启方式等多种因素的影响,开口大小相同的不同排烟窗,排烟效果可能不同,因此需要采用有效排烟面积来衡量排烟窗的实际排烟能力。欧洲标准《烟和热的控制系统 第2部分:自然排烟排热设施规范》DINEN12101-2规定了自然排烟窗有效排烟面积的确定方法,并给出了相应的测试装置和测试方法用于测试各种自然排烟窗的烟气流动系数。本规程参照该欧洲标准在本规程附录A给出了排烟系数测试试验方法,有条件的情况下尽量通过试验测量排烟系数再计算出有效排烟面积。考虑到我国的现状,对于一些常见类型的排烟窗,可以按照现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的规定,采用简化方法来计算有效排烟面积。
3.0.19 现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251给出了自然排烟窗设置场所的有效排烟面积确定方法,其中对于公共建筑、工业建筑中空间净高大于6m的场所,要求采用公式计算或者查表法确定。
    表2~表4给出了按照国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的规定计算得到的空间净高大于6m的场所所需自然排烟窗的有效排烟面积。表3和表4按补风口有效面积(A0C0)为排烟口有效面积(AvCv)的50%计算。
空间净高大于6m的场所的有效排烟面积
空间净高大于6m的场所的有效排烟面积
空间净高大于6m的场所的有效排烟面积
    当采用公式法计算时,自然排烟窗的有效排烟面积受清晰高度的取值影响大,清晰高度越小,所需有效排烟面积越小。表3显示了按最小允许清晰高度计算得到的有效排烟面积,其值要显著低于国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017表4.6.3规定的有效排烟面积;并且对于一个建筑面积为2000㎡的防烟分区来说,有效排烟面积仅占防烟分区建筑面积的0.09%;此外,计算有效排烟面积随着空间净高的增加反而减小,而空间越高,排烟效率降低,应该增加排烟面积。
    表4显示了清晰高度按室内净空高度的80%计算得到的有效排烟面积,其值与国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017表4.6.3的规定较为接近,且避免了过大的储烟仓对人员疏散和灭火救援产生影响。当补风口的有效面积大于有效排烟面积的50%时,计算有效排烟面积的值要略小于表2的值,而补风口面积较小时,计算有效排烟面积将大于表2的值,设计有效排烟面积应取两者的大值。
3.0.20 本条给出了自然排烟窗有效排烟面积的计算方法,该计算公式由英国防火设计规范《烟和热控制系统 第5部分:排烟和排热系统功能建议和计算方法指南》CEN/TR12101-5和美国防火设计规范《排烟和排热标准》NFPA204-2012的计算公式转换而来,与国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的公式等同,但无须采用试算的方法可以直接算得自然排烟窗的有效排烟面积。
3.0.21 当空间净高过大时,由于烟气在上升过程中温度不断下降,将可能没有足够的浮力从排烟口排出。对于自然排烟方式而言,即使降低排烟窗的设置位置,也不能有效地排出烟气,因此对于过高的空间,宜采用机械排烟的方式。当开窗面积超过设置场所地面面积的25%时,例如一些设置重力滑盖式天窗的大空间场所,由于其开窗面积很大,全部打开时营造了类似半室外的空间,因此对于这种情况可以适当放宽对设置场所高度的限制。表5给出了按国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017中的公式计算得到的储烟仓烟气层平均温度与周围空气温差等于15℃时的室内净空高度。
采用自然排烟方式时的最大建议室内净空高度
 
《自然排烟窗技术规程》T/CECS 884-2021

4组件和性能

4.1 组件

4.1.1 自然排烟窗的窗体和窗扇应采用不燃材料制造,其他部位应采用燃烧性能不低于B1级的材料制造。
4.1.2 自然排烟窗所用弹簧及转动部件应选用耐腐蚀、耐磨的材料制成。
4.1.3 自然排烟窗所有组件应确保在自然排烟窗开启后30min内不会因受到火灾热影响而使排烟开口面积缩小10%以上。
4.1.4 电动排烟窗配电线路应使用阻燃或耐火电缆,配电线路的敷设应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016对消防配电线路的规定。
4.1.5 气动排烟窗的气体管路应采用金属管。
4.1.6 集中供气的气动排烟窗,其空气压缩机与储气罐的设置房间应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.50h的楼板与其他部位分隔,隔墙上的门应采用乙级防火门。
4.1.7 设置温控释放装置的自动排烟窗,温控元件应设置在火灾早期能接触到热烟气并且不被周边自动喷水灭火系统打湿的位置。自动排烟窗的温控释放温度应大于环境温度30℃且小于100℃,并大于同一场所设置的自动喷水灭火系统的闭式喷头启动温度5℃。
4.1.8 自动排烟窗的消防联动控制器应符合下列规定:
    1 消防联动控制器应设有DC24V消防联动信号端子和无源远程控制端子;
    2 消防联动控制器应在接收到火灾报警信号后3s内,发出启动信号,开启窗扇;
    3 消防联动控制器应设有手动操作按钮,在自动模式下,手动操作优先;
    4 消防联动控制器应设有自然排烟窗消防信号灯,在消防信号有效时,消防信号灯亮起;
    5 消防联动控制器应设有动作反馈端子及自然排烟窗启闭状态端子,供消防控制室采集用;
    6 电动排烟窗的消防联动控制器的电源部分应具有主电源和备用电源转换功能;当主电源断电时,应能自动转换到备用电源。

条文说明

4.1.1 本条对自然排烟窗的材料进行了规定。制造自然排烟窗所用的材料不应增加建筑物的着火风险,自然排烟窗的窗体和窗扇应采用不燃材料制造,其他活动部件、轴承、滑动面、紧固件和操作机构等部件应采用不燃或难燃材料,并应确保自然排烟窗具有10年的期望寿命期(耐久性能)。
4.1.2 弹簧和转动部件是自然排烟窗的重要部件,弹簧和转动部件老化、生锈都会导致自然排烟窗无法正常开启或不能维持在开启状态,因此本规程要求自然排烟窗所用的弹簧应选用不锈钢等耐腐蚀、耐磨的材料制成。
4.1.3 在火灾热的影响下,自然排烟窗的材料受热膨胀可能导致排烟开口缩小,为保证排烟效率不会受到大的影响,排烟开口在自然排烟窗开启后30min内的缩小率不应超过10%。
4.1.4 为保证火灾发生时电动排烟窗能够正常工作,因此要求其配电线路采用阻燃或耐火电缆,并且按照规范对消防配电线路的要求进行敷设。明敷时(除设在电缆井、沟内外),应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护,金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施;暗敷时,应穿管并应敷设在不燃性结构内且保护层厚度不应小于30mm。
4.1.5 国内部分工程气动排烟窗的气体管路采用塑料管,一方面塑料管时间长后容易老化断裂;另一方面在火场环境中,塑料管受热容易变形甚至被引燃,因此为保证气动排烟窗的可靠性,本规程要求气动排烟窗的气体管路采用金属管。气动排烟窗的主管路宜采用热镀锌钢管,支管路宜采用铜管或铝管。
4.1.6 为保证气动排烟窗的空气压缩机与储气罐不受火灾时的火焰和高温烟气影响,以及日常的风、雨、异物等侵蚀损坏,在火灾时能可靠运行,本规程特别规定了空气压缩机与储气罐应放置在与周边防火分隔开的房间内。空气压缩机宜采用可靠性高的螺杆式空压机。对于仅设置储气瓶,无空气压缩机的气动排烟窗,放置储气瓶的控制柜可直接设置在气动排烟窗的设置房间内,但应避开房间内的可燃物。
4.1.7 为了使得温控释放装置能够及时有效启动,温控元件应设置在火灾早期能接触到热烟气并且不被周边自动喷水灭火系统打湿的位置。为了防止自动排烟窗开启后室内烟气温度降低影响闭式自动喷水灭火系统的启动,因此要求自动排烟窗的启动温度比同一场所设置的闭式自动喷水灭火系统的启动温度高5℃。

4.2 性能

4.2.1 手动开启或接收到启动信号后,自然排烟窗应在60s内达到设计开启位置。
4.2.2 自然排烟窗在无外加负载的情况下能够正常开启和关闭的次数不应少于1000次,兼用于日常通风的自然排烟窗能够正常开启和关闭的次数不应少于11000次。
4.2.3 自然排烟窗的气密、水密、保温、采光等性能应根据使用场所所在地区的地理、气候、周围环境以及建筑的高度、体形、重要性等选定。
4.2.4 自然排烟窗应具备抗风压性能,根据现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T7106的试验方法检测应能经得起50年重现期的风荷载,试验后自然排烟窗应能正常开启,且窗扇与窗体之间的缝隙不应大于1mm。在开启状态时,自然排烟窗应能在不小于10m/s的风速和最不利风向下保持设计开启位置。
4.2.5 在受冰雪和冰冻影响的区域设置的自然排烟窗应具备抵抗冰雪和冰冻影响的性能。设在屋顶的自然排烟窗应能在有雪荷载的情况下正常开启,测试方法可按本规程附录B进行,雪荷载可取根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中10年重现期的雪压计算所得的雪荷载基本值。
4.2.6 自然排烟窗应能在设计使用的最低温度至85℃的环境条件下正常开启,在300℃的环境条件下保持设计开启位置不应少于30min。

条文说明

4.2.1 为了保证排烟效果,尽快排出火灾产生的烟气,要求自然排烟窗能够尽快开启到设计位置。对于无须设置挡烟设施的高大空间,其储烟仓的计算厚度很大,如果等到烟气全部充满储烟仓,空间中大部分都是烟气,烟气温度也可能很高,对疏散和救援都不利,自然排烟窗不能起到早期排烟排热的效果,因此对于高大空间场所,自然排烟窗也应该尽量在60s内开启,可以通过减小单个开启扇的面积来达到目的。
4.2.2 自然排烟窗应该具有一定的耐久性能,故要求自然排烟窗应满足1000次开启关闭试验,兼用于日常通风的自然排烟窗则应在1000次开启关闭试验前先满足10000次日常通风的开启关闭操作。
4.2.3 自然排烟窗不仅是排烟设施,本身也是建筑外窗的一种,因此需要满足作为建筑外窗的性能要求,包括气密、水密、保温、采光等各方面的性能。
4.2.4 作为建筑外窗,自然排烟窗平时会受到大风、雨、雪等恶劣天气的影响,如果受大风的影响导致窗扇和窗体之间缝隙过大,冬天雨雪会渗入缝隙,遇冷结冰则自然排烟窗很难打开,为了保证自然排烟窗在大风天气后不会因为变形而无法开启或产生较大的缝隙,因此要求自然排烟窗应进行风荷载试验。此外,在大风天气下发生火灾时,自然排烟窗也应该能够承受住风压保持开启状态。
4.2.5 在冬季窗户上存在积雪的情况下,自然排烟窗也应该能够正常开启,因此本规程对自然排烟窗抗雪荷载的性能进行了要求,并给出了测试方法。考虑到同时发生火灾和50年重现期的大雪的概率较小,因此本规程规定按10年重现期的雪压确定自然排烟窗应具备的抗雪荷载性能。除了雪荷载外,寒冷地区冬季自然排烟窗还有可能发生结冻的情况,导致自然排烟窗无法正常开启,因此在有结冻可能的区域,自然排烟窗还应该具有抗结冻的能力。
4.2.6 本条规定了自然排烟窗的工作温度要求,除了在设计使用的最低环境温度下能正常开启外,还要考虑在火灾初期产生的热烟气环境下也能正常开启。并且在自然排烟窗开启后,为防止火灾产生的大量热烟气导致自然排烟窗支撑结构失效,自然排烟窗应具备一定耐高温性能。

5安装和调试

5.1 安装

5.1.1 自然排烟窗的安装除应符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。
5.1.2 自然排烟窗开口内外部涂刷的涂料、设置的密封剂或堵缝不应影响扇页的启闭。
5.1.3 气动排烟窗的供气系统应符合下列规定:
    1 管路应采用金属管,其接口部位应具有良好的气密性,保证无泄漏;
    2 管道应进行合理的检验批划分,每一批管道安装完毕后应对管道系统进行气密性、严密性试验;在1.2倍工作气压的试验压力下,气动排烟窗开启或关闭完成后,5min之内管道系统末端气压不应小于设计的工作气压;
    3 空气压缩机的安装应符合现行国家标准《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》GB10892的有关规定;
    4 管道布置应满足安装和检修的要求,同时应符合现行国家标准《压缩空气站设计规范》GB50029对压缩空气管道架设的规定。
5.1.4 电动排烟窗供电与控制电缆应满足火灾时连续供电的需要。电动排烟窗的传输线路和供电应符合下列规定:
    1 传输线路除满足技术条件的要求外,还应满足机械强度的要求;电线芯线材质、电线外护层类型,控制电线及金属屏蔽、电线截面的选用应符合现行国家标准《电力工程电缆设计标准》GB50217的有关规定;
    2 传输线路应采用穿金属管、经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线;采用经阻燃处理的电缆时,可不穿金属管保护,但应敷设在电缆竖井或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内;
    3 系统供电应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定。

条文说明

5.1.2 本条规定了安装自然排烟窗时,在排烟窗上涂刷涂料、设置密封剂或堵缝的要求。
5.1.3 本条规定了气动排烟窗气路管道接口以及空气压缩机的安装要求。气体管路可明装,也可暗装。对于明装部分,外观宜采用红色漆涂刷。
5.1.4 本条规定了电动排烟窗供电与控制电缆选型要求,以保证电动排烟窗的可靠运行。电动排烟窗不仅仅是建筑构件,而应作为消防用电设施进行供电和控制,以保证其在火灾时能够可靠开启。

5.2 调试

5.2.1 自然排烟窗在安装完毕投入使用前应进行系统的调试。消防联动的自然排烟窗的调试应在与工程有关的火灾自动报警系统及联动控制设备调试合格后进行。
5.2.2 自然排烟窗的调试,除应符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。
5.2.3 手动排烟窗应进行设备单机调试,自动排烟窗应进行设备单机调试和系统联动调试。
5.2.4 手动排烟窗的单机调试应符合下列规定:
    1 手动操作排烟窗开启装置或就近按钮,各进行3次开启试验,排烟窗开启应灵活、无阻碍,并能开启到设计位置;
    2 调试过程中排烟窗应牢固安装在指定位置上。
5.2.5 自动排烟窗的现场单机调试应符合下列规定:
    1 切断主动力源供应线路,关闭控制箱,手动操作现场应急手动开启装置,进行3次开启试验,排烟窗动作应灵敏、可靠,并能开启到设计位置;
    2 调试过程中排烟窗应牢固安装在指定位置上;
    3 排烟窗完全开启时间应符合本规程第4.2.1条的规定;
    4 排烟窗完全开启后,状态信号应反馈到消防控制室。
5.2.6 自动排烟窗的远程单机调试应符合下列规定:
    1 手动操作消防控制室远程按钮,进行3次开启试验,排烟窗动作应灵敏、可靠,并能开启到设计位置;
    2 自动排烟窗控制柜应能正常接收报警信号并启动排烟窗;
    3 调试过程中排烟窗应牢固安装在指定位置上;
    4 排烟窗完全开启时间应符合本规程第4.2.1条的规定;
    5 排烟窗完全开启后,状态信号应反馈到消防控制室;
    6 气动排烟窗储气罐里的压缩空气的最低压力值应时刻保持在额定最低工作压力以上。
5.2.7 自动排烟窗的联动调试应符合下列规定:
    1 应通过火灾模拟试验与火灾自动报警系统联动调试;
    2 自动排烟窗应在火灾自动报警探测器发出火警信号后联动开启到设计位置;
    3 自动排烟窗完全开启时间应符合本规程第4.2.1条的规定;
    4 自动排烟窗开启的同时,应开启对应的自动补风口和补风机,调试补风系统使补风口处的风速值及补风量值达到设计要求;
    5 自动排烟窗、自动补风口和补风机的动作状态信号应反馈到消防控制室。
5.2.8 自动排烟窗在消防联动失效下的自动开启功能的调试应符合下列规定:
    1 去除或断开主要驱动机构的动力源、主要动力设备和消防联动信号源;
    2 采用烟气或温度模拟火灾发生后,自动排烟窗应能自动开启到设计位置。
5.2.9 当自然排烟窗重新设计、修改后,应对调整措施的适用性进行重新测试。
5.2.10 机械补风系统设备安装、运转与调试应符合现行国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243的有关规定。

条文说明

5.2.1 本条规定自然排烟窗在安装完毕投入使用前,必须进行系统的调试与测定,并规定了系统调试的必要顺序,以验证自然排烟窗的有效性。
5.2.3 本条规定了不同类型排烟窗的调式内容。单机调试是单个部件、设备动作功能和性能参数的检测和调整,系统联动调试是对系统的整体功能进行检测和调整。
5.2.4~5.2.6 本规程对自然排烟窗单机调试的内容及应达到的功能作出规定。
    自然排烟窗一定要安装牢固,否则送风机一打开,会对自然排烟窗产生一定的压力,可能会造成自然排烟窗的脱落,影响排烟系统的正常运行,给人员的生命安全带来威胁。
    自然排烟窗的安装位置应符合设计要求,不能随意更改,否则会影响系统的效率。通过调试时手动开启及复位测试,能及时发现系统安装及产品质量上存在的问题,并及时排除,以保证系统能可靠、正常地运行。
    自动排烟窗的现场单机调试主要测试在主动力源及其传输管路和线缆失效的情况下,现场应急手动开启装置的性能;远程单机调试主要测试在消防控制室控制自动排烟窗的能力。
5.2.7 本条规定了自动排烟窗的联动调试方法及要求。一旦发生火灾,火灾自动报警系统应能联动自动排烟窗、自动补风口、补风机和活动挡烟垂壁等设备动作,以保证排烟系统的正常运行。
5.2.10 本条规定了机械补风系统设备安装、运转与调试应满足的标准要求。

6验收

6.0.1 自然排烟窗工程竣工后,应进行工程验收。工程验收除应符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。
6.0.2 自然排烟窗工程竣工验收时,施工单位应提供下列资料:
    1 竣工验收相关设计资料;
    2 自然排烟窗整体窗性能测试报告;
    3 工程质量事故处理报告;
    4 自然排烟窗安装过程质量检查记录;
    5 工程质量控制资料检查记录。
6.0.3 自然排烟窗应进行外观质量验收,其表面应平整、无损坏,安装应正确牢固;操作装置安装应正确牢固、调节灵活、操作方便。
    检查数量:按30%抽查且不少于10扇,少于10扇时全数检查。
6.0.4 自然排烟窗应进行手动功能验收,其应能正常手动开启,开启角度应符合设计要求。自动排烟窗的手动功能验收包括现场应急于动开启装置功能验收和消防控制室远程手动开启装置功能验收,自动排烟窗的动作信号应在消防控制室显示。
    检查数量:按30%抽查且不少于10扇,少于10扇时全数检查。
6.0.5 自动排烟窗应按设计进行联动功能验收,其应在本规程第4.2.1条规定的时间内开启完毕,动作信号应在消防控制室显示。
    检查数量:全数检查。
6.0.6 自然排烟窗的安装位置、布置方式、间距和有效排烟面积应满足设计和本规程的要求。
    检查数量:按30%抽查且不少于10扇,少于10扇时全数检查。
6.0.7 在消防联动功能失效下仍能自动开启的自动排烟窗应按设计进行消防联动功能失效下的自动开启功能验收,其自动开启功能应符合本规程第3.0.5条规定。一次性使用的自动开启设施应在抽查后予以更换。
    检查数量:按10%抽查且不少于3扇,少于3扇时全数检查。
6.0.8 室内净空高度大于12m的场所,当采用自动排烟窗进行自然排烟时,宜进行实体热烟试验检验。
6.0.9 自然排烟窗工程质量验收判定条件,应符合下列规定:
    1 自然排烟窗的设备、部件型号规格与设计不符,无出厂质量合格证明文件及自然排烟窗整体窗性能测试报告,工程验收不符合本规程第6.0.4条~第6.0.6条任一功能及主要性能参数要求的,判定为A类不合格;
    2 不符合本规程第6.0.2条要求的,判定为B类不合格;
    3 不符合本规程第6.0.3条要求的,判定为C类不合格;
    4 验收合格判定应为:A=0,且B≤2,B+C≤6为合格,否则为不合格。

条文说明

6.0.2 本条规定了自然排烟窗工程竣工验收前,申请单位应提交的技术文件。
6.0.3~6.0.7 这几条规定了自然排烟窗的各项验收内容及要求,测试方法可参照本规程第5.2节。
6.0.8 室内净空高度超过12m的场所采用自然排烟方式时,由于空间高,烟气可能在上升过程中由于温度降低、浮力下降而无法从排烟口有效排出,尤其是对空间结构比较复杂的高大空间场所,因此建议此类场所通过实体热烟试验来检验排烟效果。
6.0.9 本条规定了验收的判定条件。
《自然排烟窗技术规程》T/CECS 884-2021

7维护管理

7.0.1 自然排烟窗的维护管理应包括检测、维修、保养、建档等工作,应符合现行国家标准《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的有关规定。
7.0.2 自然排烟窗投入使用后,应妥善保存下列资料:
    1 技术资料和竣工验收报告;
    2 操作规程;
    3 自然排烟窗运转的相关参数说明与日常记录;
    4 检查与维护记录。
7.0.3 自然排烟窗投入使用后,应处于完好有效状态。值班、巡查、检测时发现故障,应及时组织修复。
7.0.4 维护、管理人员应经专门培训合格,并应熟悉自然排烟窗的工作原理、性能和操作维护规程。
7.0.5 管理人员每周应对自然排烟窗的外观进行检查,目测有无损坏、变形;每季度应进行手动和/或自动启动、复位试验,观察有无开关障碍;每年应进行不少于1次的消防联动功能试验。
7.0.6 为气动排烟窗供气的空气压缩机的维护与保养应符合现行国家标准《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》GB10892的有关规定。

条文说明

7.0.2 本条规定了自然排烟窗投入使用后,应保存的资料。完整的技术资料、操作规程、各项报告及记录可为维护保养人员提供参考依据来进行正确有效的工作,也便于维护保养人员开展工作。
7.0.3 自然排烟窗应时刻处于良好的工作状态。在自然排烟窗使用一定时间后,其可靠性可能会降低,工作效率会下降,因此,要通过定期地对其进行维护和保养来保证正常的工作状态。
7.0.4 维护、管理人员承担了系统可靠运行的职责,应当经过专业培训,持证上岗。
7.0.5 管理人员应定期对自然排烟窗进行检查及功能检测,以便能随时发现故障并予以解决。自动排烟窗在消防联动失效下的自动开启功能建议在每年的联动功能试验中一并测试。
7.0.6 本条规定了气动排烟窗空气压缩机的维护与保养执行的标准。

 附录A自然排烟窗有效排烟面积确定试验

A.0.1 自然排烟窗的有效排烟面积宜采用试验测定的方法确定。设置在屋面上的自然排烟窗当满足下列要求时,自然排烟窗排烟系数值可取1.0(图A.0.1):
    1 自然排烟窗的长边长度不大于2.5m,长宽比不大于5:1;
    2 自然排烟窗距屋面的竖向安装高度不低于300mm;
    3 单开式自然排烟窗的开启角度不小于140°,对开式自然排烟窗的开启角度不小于90°。
排烟系数可取1.0的自然排烟窗类型
A.0.2 自然排烟窗有效排烟面积可使用封闭式测试装置进行测试获得,测试装置由气流生成装置和稳定室构成(图A.0.2-1),稳定室应满足如下要求:
    1 自然排烟窗的开口面积和稳定室的水平截面面积的比值不应大于0.15;
    2 开口处不设置自然排烟窗时,在开口处均匀设置9个风速测点(图A.0.2-2),测得的开口处速度分布变化不应超过稳定室开口平均速度的±10%。
自然排烟窗有效排烟面积封闭式测试装置
稳定室顶部开口处风速测量点(一)
稳定室顶部开口处风速测量点(二)
A.0.3 自然排烟窗应牢固安装在测试装置稳定室上方的开口处(图A.0.3)。
自然排烟窗在稳定室顶部的安装示意
A.0.4 试验应采用由制造商或者供应商所提供的全尺寸的自然排烟窗进行测试。对于同一系列尺寸相似的自然排烟窗,可选择一个有代表性尺寸的自然排烟窗进行测试;同系列的其余尺寸的自然排烟窗的有效排烟面积可通过计算确定,计算方法应在测试报告中说明。
A.0.5 当测试的自然排烟窗为连续设置的排烟天窗的一部分时,测试的自然排烟窗样品两侧应安装部分排烟天窗,两侧排烟天窗的最小长度不应小于测试自然排烟窗样品长度的一半。
A.0.6 正式测试前应先按下列程序确定外部环境的静态压力:
    1 稳定室应保证密闭,在稳定室的上部开口处设置一个多孔金属板,金属板上均匀分布直径5cm的小孔,孔隙率应为(5±1)%;
    2 测量并记录稳定室的压力差,按下式计算稳定室内部的静态压力:
Pint1 = Pambient1 +△Pv0    (A.0.6)
    式中:
    Pint1——稳定室内部静态压力(Pa);
    Pambient1—环境大气压力(Pa);
    △Pv0——稳定室内部静态压力和环境大气压力的参考压力差(Pa)。
A.0.7 自然排烟窗有效排烟面积的测试应按下列步骤进行:
    1 移除稳定室开口处的多孔金属板,将自然排烟窗安装在稳定室上,在无环境风的情况下,测量并记录稳定室的压力差,稳定室的压力差应在3Pa~12Pa之间,精度不应低于±5%,并按下式计算稳定室内部的静态压力:
Pint2 = Pambient2+△Pv0+△Pint    (A.0.7)
    式中:
    Pint2——稳定室内部静态压力(Pa);
    Pambient2——环境大气压力(Pa);
    △Pint——稳定室内部静态压力和环境大气压力的压力差(Pa)。
    2 改变进入稳定室的空气流量,测量每次试验时周围环境的大气压力和温度,以及稳定室内部的静态压力,记录每一个稳定室压力值对应的空气质量流量。在不同的空气流量下,应至少测量6组数据。
    3 压力差的测量精度应不大于读数的±3%,质量流量的测量精度应不大于读数的±2.5%,周围环境温度与环境压力的测量精度应分别不大于±0.5K和±0.5%。
    4 压力和气体体积流量的记录值可取一段足够长时间内的测量平均值,波动的范围分别不应超过±2.5%和±5%,并应在报告中列出平均值的计算过程。
A.0.8 自然排烟窗的排烟系数应按下式计算,并根据每次试验记录的数据计算出平均值,保留2位有效数字:
自然排烟窗的排烟系数计算公式
    式中:
    Cv——自然排烟窗排烟系数,无量纲;
    Ming——进入稳定室的空气质量流量(kg/s);
    Av——自然排烟窗的开口面积(㎡);
    ρ0—环境温度下的空气密度(kg/m³),通常T0=293K时,ρ0=1.2kg/m³。
A.0.9 自然排烟窗的有效排烟面积应按下式计算:
Ae = Av·Cv    (A.0.9)
    式中:Ae——自然排烟窗的有效排烟面积(㎡)。

 附录B施加荷载下的自然排烟窗开启试验

B.0.1 为了检验自然排烟窗在风荷载和雪荷载条件下,正常开启与维持开启状态的能力,应进行施加荷载下的自然排烟窗开启试验。
B.0.2 安装待检测的自然排烟窗的支架应能够承受采用以下方法之一施加的测试荷载:
    1 金属板,当测试百叶窗型排烟窗时,金属板应放置于每个叶片上;
    2 单个质量不小于5kg,内装固体颗粒或液体的包;
    3 将风荷载和雪荷载转化为施加在有转动轴的自然排烟窗转轴上的等效转矩。
B.0.3 测试荷载应均匀的施加在被检测的自然排烟窗的开合部分的整个外表面。
B.0.4 测试应在有侧风的环境中进行,风阻应施加在自然排烟窗开启的方向上,自然排烟窗开口的投影区侧风的风速应为(10±1)m/s。
B.0.5 对于具有相似结构和尺寸的同系列自然排烟窗,可仅测试几何面积最大的自然排烟窗和边长最长的自然排烟窗作为代表,且两者均应通过测试。如果同时具备最大的几何面积与最长的边长,则只需测试该自然排烟窗。
B.0.6 施加荷载下自然排烟窗开启性能的测试应按下列步骤进行,且测试次数不应少于3次。
    1 将自然排烟窗按照供应商所推荐的最小安装角度,安装在检测支架上,并处于关闭状态;
    2 增加适量的荷载,启动自然排烟窗,在设计的开启时间内,自然排烟窗应能打开并达到着火时要求达到的开启位置,且能够在没有其他外部动力源的情况下,维持开启状态;
    3 使用主动力源打开后,自然排烟窗应无破损。
 

 本规程用词说明

1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
    正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
    正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
    正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

 引用标准名录

《建筑结构荷载规范》GB 50009
《建筑设计防火规范》GB50016
《压缩空气站设计规范》GB50029
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116
《电力工程电缆设计标准》GB50217
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243
《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251
《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T 7106
《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》GB10892
《自然排烟窗技术规程》T/CECS 884-2021
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