特殊消防排烟系统设计与施工思考

特殊消防排烟系统设计与施工思考

余健1苗恩新2徐传中3王政4

中国建筑第四工程局有限公司，浙江

摘要:随着物流制造业的快速发展，智能化制造和智慧化货运系统已成为未来的发展趋势，而智能化厂房或智慧化货站需要大面积连续自动化的设备安装空间，设计中经常突破现行防火规范的防火分区要求，对消防及排烟及通风设备耐火性能提出更高要求。同时，该类建筑设备多，移动范围广，空间高度高等特点，安装带来一定难度。本文基于杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）项目工程总结了特殊消防排烟系统设计和双面钢面镁质复合风管制作及高空安装施工技术，解决了特殊消防排烟系统的耐火性能和安装难题，以供类似工程借鉴。

关键词：特殊消防；隔热耐火；复合风管；高空安装

1前言

对于工业厂房、仓库、货运仓储等货物储量大的建筑，防火设计要求往往高于普通民用建筑，且为配合生产作业而导致的防火分区面积大、防烟分区长度过大等特殊消防问题，消防排烟对风管的隔热及耐火性能有较高要求，现有传统镀锌钢板风管工序多、造价高、安装效率低、耐火性能较差、隔热性能等缺点较为突出，无法完全适应该类工程的消防需求。且层高较高时采用满堂架形式安装风管效率低、进度慢。

2工程概况

杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）项目位于杭州市萧山区萧山机场以东、保税区以西，其设计使用功能为物流中转，其中A#货站综合体建筑面积为135561.57㎡，地上一~三层，单层最大建筑面积超过4万㎡，建筑高度23.845m，层高分别为7.8mm、7.9m、7.45m，作为国内罕见“多层结构+智能化”国际货站，配套TV、ETV、集装货架等智能化设备。

图1  “多层结构+智能化”国际货站

3设计思考与分析

3.1设计背景

杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）项目A#货站综合体设计以建筑、结构、电气、暖通、给排水专业配合工艺设备设计为主要目标，为满足建筑使用功能，五专业配套智能化设备，在设计有自动灭火系统的前提下，根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，2018版），立体库连续作业面积达到3687㎡，超出第3.3.2、3.3.3条对丙二类仓库规定的2400㎡，货站作业区连续作业面积也远大于第3.3.1、3.3.3条对丙二类仓库规定的12000㎡，防烟分区最大长度达到77.8m，超过《建筑防烟排系统技术标准》（GB51251-2017）规定的75m上限。上述条件使得本工程消防设计存在较大的特殊性，也对工程整体消防设计提出更高的要求。

3.2设计分析

根据现行《建筑设计防火规范》，A#货站综合体货站作业区主要功能为货物转运和货物分拣，属于丙二类厂房，立体库主要功能为货物暂存和转运，属于丙二类仓库，根据规范第3.2.9条“内类仓库内的防火墙，其耐火极限不应低于4.0h”，因此货站作业区和立体库之间的分隔墙耐火时间不得小于4.0h。根据《建筑设计防火规范》第6.3.5条“风管穿过防火隔墙、楼板和防火墙时，穿越处风管上的防火阀、排烟防火阀两侧各2.0m范围内的风管应采用耐火风管或风管外壁应采取防火保护措施,且耐火极限不应低于该防火分隔体的耐火极限”，因此要求风管的耐火时间应能达到4.0h，根据防排烟系统验收规范，传统镀锌钢板风管须采用A1级燃烧性能材料做防火包裹，综合成本较高，且现场施工工序繁琐，不利于加快现场施工进度，且影响整体观感。

3.3设计方案选择

双面钢面镁质复合风管具有优异的防火、耐火、保温、隔热性能，可解决特殊消防设计中对风管耐火性能要求高的问题。加之双面钢面镁质复合风管良好的防腐防酸无毒、防水、抗折、吸音、消声、整洁美观的特性，尤其适用于对机电施工质量要求较高的、消防排烟隔热耐火要求高、观感要求较高的厂房或仓库建筑工程。

因此杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）项目防排烟系统风管均采用双面钢面镁质复合风管，板芯采用14mm厚无泛卤的防火板（硫酸卤、氧化镁等原料），内外双面衬0.35mm厚彩钢板，耐火等级达到不燃A1级；制作中矩形风管采用四片拼接法，利用铁皮包边实现风管密封性能；风管安装采用角钢法兰连接，利用角钢及螺栓实现风管之间的锚固；本项目风管尺寸普遍较大，内径为3500mm*500mm，风管总面积达40000㎡

图2  双面钢面镁质复合风管施工成品图

3施工方法

双面钢面镁质复合风管高空安装施工工法的施工工艺流程为：风管放样→板材划线→切割下料→风管拼接→铁皮压边→法兰铆接→支撑加固→接缝打胶→单节成品→吊杆安装→风管运输→风管顶升→密封垫片安装→调整水平→法兰连接→固定支架安装→成品检查。

3.1风管放样

根据深化设计对风管进行分节，确定每节风管尺寸，绘制出风管分解图，并根据每节风管的尺寸绘制放样图、编制料单。该种复合风管的拼接方法有T型拼接法、V型拼接法、“斤”字型型法兰条拼接法三种，本次以“斤”字型法兰条拼接法制作及吊装方法进行论述。

图3  “斤”字型法兰条拼接

3.2板材切割下料

根据放样单将待加工的双面钢面镁质复合板集中堆放在规定操作区内，将方铝合金靠尺固定好，将手持刀具基准边靠紧方铝合金靠尺的同时压紧板材，刀具基准线对齐放样线进行划线。按照放样单检查风管板材划线是否准确，板材有无损坏现象；其次检查刀具刀片安装牢固性和刀片外伸长度，确保裁切工具符合要求。刀片外伸长度应不划伤操作台，但能切断板材。根据划线在固定好的板材上向前或向后推拉刀具，直至切断板材，对单块风管板编号，以防不同风管板混淆，对于弯曲面的板材，用压弯机在压弯区内压槽，无关人员在切割板材时应远离操作平区，如图4所示。

图4  切割下料

3.4风管拼接

如图5所示，采用铆钉按照≤10cm的间距将“斤”字型法兰条和复合风管板材进行固定，预制成型。对板材切割外露截面部位利用金属铁皮进行包边处理，防止板芯外露。

图5  铁皮压边

3.5法兰铆接

如图6所示，安装风管法兰，将法兰与风管板材利用铆钉进行连接，注意风管截面与法兰边必须保持平齐。

图6  法兰铆接

3.6支撑加固

由于排烟风管尺寸较大，须利用丝杆进行内支撑加固，加固丝杆外套JDG管进行支撑，防止丝杆受力弯曲变形，图7所示。

图7  支撑加固

3.7接缝打胶

铆钉固定完成后，将风管内四角边清理干净，采用密封胶枪在风管角边将防火密封胶均匀涂施，完成密封后，压实，如图8所示。

图8  接缝打胶

3.8单节成品

根据风管分节图制作直管、弯头、三通等部件，利用角尺检查和钢尺检查加工完成的风管截面尺寸、加工误差应满足下表。由于异形件等体积较大，注意材料堆场及搬运的安全操作，成品如图9所示。

图9  单节成品

3.9吊杆安装

风管吊杆采用膨胀螺栓和槽钢进行固定于结构板面，中间采用槽钢及螺母进行转接。风管支吊架间距要求水平安装风管，底边尺寸≤1m时，支吊架间距≤2m，1m＜底边尺寸≤1.5m时，支架间距≤1.5m，底边尺寸＞1.5m时，支吊架间距≤1.0m。

3.10风管顶升

如图10所示，由于成品单节复合风管重量较大，需采用机械叉车进行运输。采用叉车将复合分管安全放置在两侧均匀分部的升降车上。叉车起升大截面复合风管时应做到同步、慢起、缓升、稳降。两台升降车须完全同步上升，以防止风管侧翻、滑移；、由于提升高度较高，升降过程中会产生晃动，注意操作人员安全管理，须旁站监督。如图12所示。

图10  风管顶升

3.12密封垫片安装、调整水平

如图11所示，采用3mm厚硅钛合金橡胶板作为防排烟风管密封垫片，达到密闭不漏风与耐火一级。利用放线法，确定整条水平风管底部标高，使得风管整体底平。

图11  密封垫片安装

3.13法兰连接

风管法兰螺丝间距须控制在15cm以内；法兰连接应使用同一规格螺栓，安装方向应一致；每条风管法兰边螺丝应安排两人同时施工，从中间向两边一次对称紧固；螺丝紧固后与法兰紧贴，不得有楔缝，如图12所示。

图12  法兰连接

3.14固定支架

由于复合风管自重较大，风管直管段长度>10m时，应设置防止风管摆动的加固防晃支撑，单根直管，至少应有2个加固点，每个系统不应小于1个；在风管弯头、三通等位置须额外增加固定支架，如图13所示。

图13  固定支架

3.15成品检查

对安装完成复合风管的水平度、垂直度、螺栓紧固度、接缝密实度、整体观感进行检查复测，并进行漏风量检测。允许漏风量应满足下表要求：

4技术特点

（1）抗折、防腐防酸无毒：超强的抗折能力，硫氧镁芯材与彩钢复合，即有彩钢的韧性，又有芯材的刚性，其相结合完美体现出它的抗折能力；双面钢面镁质消防排烟风管芯材是由无机矿物质材料组成，具有防腐蚀、防酸碱，保证在潮的地下室环境下风管不变形、风化。

（2）隔音和吸音、气密性能极佳：硫氧镁芯材本身是晶体结构组成，能吸附在风管运行当中噪音，降低共振、相较于镀锌钢板风管无需安装消声器；风管整体板折弯制（异形风管除外）一个接口—咬口式连接，气密性好。

（3）导热系数小、防火、隔热性能好：双面钢面镁质消防排烟风管芯材使用防火阻燃保温颗粒作为填充物，燃烧性能为A1级；保温材料在平均温度70℃时,导热系数不大于0.0300W/m·k。

（4）整洁美观、适用范围广：风管内壁平整光滑，不产尘、无污染、易清洗。风管连接采用角铁法兰连接，风道误差小，使用空间大。本产品适用于电子、食品、制药、医院、游泳馆、体育馆、大型超市、商场、轻纺、民事建筑等，特别适合于轻体结构、净化工程，明装更显其尊贵本色。

（5）双机顶升的高空安装方法，相较于采用满堂架形式安装风管进度快、效率高，节约措施费。

5结论

杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）项目工期段、造价紧张、消防问题特殊、净空要求高。为解决因满足智能化、智慧化货站的工艺需求，解决消防排烟对风管的隔热及耐火性能要求高的问题，采用该施工技术顺利解决了消防排烟风管隔热及耐火问题，缩短了施工工期、节约了工程造价，节约了楼层净空高度。经济效益方面对比采用铁皮风管+保温包覆+防火板综合造价约130+100+80=310元/㎡，可节约工程造价60元/㎡，以本工程为例共计风管约4万㎡，节约造价约240万元。采用上述施工方法，本工程施工质量、工程造价均得到良好控制，也赢得了良好的社会反响。

本文以杭州萧山国际机场改扩建（国际货站及机坪）工程（国际货站）为依托进行了介绍，该施工技术工序简单，施工速度快，节约工期，利于解决工业建筑特殊消防的难题，具有较好的经济效益和社会效益。在类似工程中具有较强的推广性。

参考文献：

[1] 刘志刚. 玻镁复合风管安装工艺. 城市建设理论研究(电子版),2012（18）

[2] 陈国辉. 玻镁风管在防排烟系统中的应用和推广. 科技情报开发与经济,2010,20(25)

[3] GB50243-2016.通风与空调工程施工质量验收规范.北京：中国计划出版社，2016

[4] T/CECS 10214—2022.钢面镁质复合分管.北京：中国工程建设标准化协会发布，2022

作者简介：

余健（1993-），男，陕西汉中，毕业于西安科技大学，本科，工程师，专业方向：土木工程，工作单位：中国建筑第四工程局有限公司。

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