地铁防排烟系统的优化设计研究

地铁防排烟系统的优化设计研究

高晓玲

（广州地铁集团有限公司，广东 广州， 510000）

摘要：地铁车站为地下空间设置消防排烟系统以满足火灾工况下的事故排烟需要，消防排烟系统的实际排烟量受排烟风机选型、排烟风机布置、阀门启闭情况、管路设计情况等众多因素影响，本文从消防排烟系统各构成部件分析可能影响实际排烟量的因素，并提出针对性核查方法及优化建议，以便在日常维保检测中发现消防排烟系统实际排烟能力不足时，提供问题排查方向。

[关键词] 地铁车站；消防排烟；影响因素

一、引言

当地铁车站设置在地下时，因地下空间相对封闭，且人流较为密集，地铁车站防排烟设计均设置机械排烟系统以将烟气控制在一定范围内并及时排除，为人员疏散提供条件，满足火灾发生时车站防排烟需求。因此，车站消防排烟系统实际排烟能力显得尤为重要，本文基于前期工作中了解的车站排烟系统实际排烟情况，结合现有关于排烟系统关键设备研究，对车站消防排烟系统实际排烟能力影响因素进行分析并提出相应核查方法及优化建议。

二、地铁车站消防排烟系统构成

以车站公共区消防排烟系统为例，消防排烟系统主要由排烟风机、风阀、防火阀、风管及排烟口组成，其中排烟风机作为消防排烟系统工作状态下的排烟能力来源，是消防排烟系统的关键设备。

火灾发生时，消防排烟系统按火灾模式执行命令，排烟风机联动风阀打开，风管支路风阀按火灾发生区域指定的模式需求启闭，排烟风机启动，实现对火灾发生区域的消防排烟。三、消防排烟系统影响因素分析

本章对排烟系统构成部件分类分析，讨论影响消防排烟系统实际排烟能力的因素并提出核查措施。

（一）排烟风机的选型风量不足

排烟风机作为车站消防排烟系统关键设备，除风机发生故障无法启动外，排烟风机选型风量与车站排烟需求不匹配，也将影响消防排烟系统实际排烟能力。

排烟风机的选型取决于车站排烟需求，而车站排烟需求（即计算排烟量）与防烟分区面积有关，一般设计原则如下：

计算排烟量=所担负最大一个防烟分区面积×1m3/ m2•min[1]

排烟风机理论风量=计算排烟量×1.2（漏风系数）[2]

根据以上原则，可核查排烟风机选型风量与车站排烟需求是否匹配。如既有排烟风机选型风量达不到理论风量值，应考虑选用风量更大的风机或采用多风机并联设置方式，满足车站排烟需求。

（二）排烟风机运行反转

排烟风机对车站烟气进行排除，烟气气流组织方向应从目标排烟区经过排烟口进入风管，受风机产生的负压带动流向风机，最终经事故排烟风井排出站外。从局部看，排烟口位置应为烟气被吸入排烟口，事故排烟风井内排烟风机总风管出口位置应为出风状态。

根据以上两个位置的理论气流方向，结合现场观察，可判断排烟风机是否存在运行反转，及时对出现反转的排烟风机相序进行修正。

（三）排烟风机并联设置风险

部分车站设计原则为在A、B端各设置两台排烟风机，两台排烟风机在火灾工况下并联运行。

除考虑排烟风机单台设置的影响因素外，并联设置的排烟风机还应考虑风机并联运行的失速风险。如图1，若两台并联设置的排烟风机性能一致，理论工作点为点1。若两台并联设置的排烟风机能差异较大，风量小的风机工作点为A1，风量大的风机工作点为B1。当系统阻力增大时，风量小的风机工作点沿性能曲线上移到A2点，容易进入失速区出现失速现象[3]，此时系统总风量由风量大的风机维持，系统总风量减少，影响消防排烟系统输出的实际排烟量。

图1

并联运行风机发生失速时，会出现电流大幅度下降、风机振动及噪声增大等现象[3]，可通过观察风机并联运行时的风机运行电流、运行振动及噪声，判断并联风机是否出现失速，及时对风机进行调整、更换。

（四）与风机联锁的风阀及防火阀未开启

当风阀及防火阀与排烟风机有联锁关系时，排烟风机启动受联锁风阀及防火阀限制。当联锁风阀无法按模式要求开启或联锁防火阀处于关闭状态时，排烟风机将无法启动。

联锁风阀及防火阀位置一般位于排烟风机前或后端，而排烟风机距离排烟总风管出口较近，可在排烟总风管出口处使用强光手电筒或带光源的视频内窥镜检查联锁风阀及防火阀启闭状态，对无法按模式要求开启的联锁风阀及防火阀及时调整。

（五）风管支路风阀启闭状态与模式不符

消防排烟风管分站厅、站台支路，各支路均设置风阀对排烟管路气流进行分区调控。

当需要排除站厅烟气时，站厅风管支路风阀MD-A07打开，站台风管支路风阀MD-A08关闭，当需要排除站台烟气时同理。如需要排除站厅烟气时，往站台风管支路风阀打开或存在漏风问题，则导致风量部分分流至非排烟区域，影响目标排烟区域的排烟能力。

对风管支路风阀的检查，有条件直接观察阀体启闭状态的，可通过观察阀体是否按模式要求启闭、在阀体位置测量有无漏风量检验风量分流情况。对不具备条件直接观察阀体启闭状态的，可测量同一排烟系统管路的非目标排烟区排烟口是否存在风速，间接判断风管支路是否存在风量分流问题。

（六）排烟系统管路设计缺陷

排烟系统管路设计应以尽量减少管道阻力为宜，尤其应避免使用90°弯头以免造成管路局部阻力过大，使风量损失加大[4]。如某车站两台并联排烟风机出风口采用矩形集风箱，造成管路在排烟风机出风口处局部阻力增大。

该矩形集风箱导致排烟风机出风口所需克服的局部阻力增大，风机压力随之增大，根据风机特性曲线，风机从原工作点上移，风机风量因此减少。

在现场检查时，应对管路设计存在缺陷的消防排烟系统实际排烟量进行校验，如无法达到设计值要求，及时对管路进行优化，减少对消防排烟系统风量的影响。

2.7 排烟口被遮挡、包裹

排烟系统管路上排烟口应均匀布置，且应对排烟口风量调节平衡。尤其应注意排烟口不得被遮挡、包裹，以免影响排烟口对目标排烟区域的排烟效果。

如排烟口被密闭天花包裹，且天花预留口与风管排烟口在水平方向距离较远。模拟站厅发生火灾时，消防排烟系统启动，测得风管排烟口风速较小，而天花预留口风速几乎为0，故消防排烟系统对目标排烟区域站厅的实际排烟量约为0。

证明当消防排烟系统工作时，实际被排烟区域为天花内部，而非原定目标排烟区域站厅，使得站厅烟气无法排除。

因此，现场检查时应注意排烟口被遮挡、包裹情况，通过测量目标排烟区的实际排烟量，检验消防排烟系统是否受影响，及时对相关排烟口做调整。

3 总结

车站消防排烟系统实际排烟量影响因素主要存在于排烟风机、风阀、防火阀、风管及排烟口，当排烟系统实际排烟量与设计值偏差较大时，应从风机选型、风机运行情况、风阀及防火阀启闭情况、风管管路设计及排烟口是否受影响方面着手核查，通过对存在的问题逐一解决，保证消防排烟系统设计选型合理、设备运行正常、排烟能力满足要求。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》GB 50157

[2]《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251

[3]并列运行轴流式送风机失速原因分析_怀务修

[4]管道阻力计算_王枭

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