防火閥及排煙防火閥常見質(zhì)量問題分析及解決措施

建筑通風(fēng)和排煙用防火閥門是指設(shè)置在各類建筑的防排煙系統(tǒng)中，起阻止煙氣蔓延及引導(dǎo)煙氣排除的閥門。按使用功能劃分通常包括防火閥、排煙防火閥、排煙閥。GB15930-2007《建筑通風(fēng)和排煙系統(tǒng)用防火閥門》標(biāo)準(zhǔn)將建筑通風(fēng)和排煙用防火閥門分為3類：防火閥、排煙防火閥、排煙閥。

　　一、常見質(zhì)量問題分析

　　（一）環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量

　　GB15930-2007標(biāo)準(zhǔn)6.11.1條規(guī)定：在環(huán)境溫度下，使防火閥或排煙防火閥葉片兩側(cè)保持300Pa±15Pa的氣體靜壓差，其單位面積上的漏風(fēng)量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）應(yīng)不大于500m3/（m2·h）。消防檢測(cè)儀器

　　環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量不合格的表現(xiàn)為漏風(fēng)量超標(biāo)。主要原因有以下幾方面：

　　1.手動(dòng)或電動(dòng)關(guān)閉后閥門未關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)（不到位）。主要原因有：①彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，造成葉片與葉片貼合不緊密或葉片未關(guān)閉到位。②設(shè)計(jì)不合理，閥體內(nèi)側(cè)的彈性密封片過緊或閥體變形等缺陷阻礙葉片的關(guān)閉。

　　2.葉片完全關(guān)閉后閥門縫隙過大。主要原因有：①葉片與閥體之間間隙過大；②葉片與葉片之間貼合不緊密、葉片彎曲、翹曲變形引起的間隙過大；③閥體上焊接的檔條與閥體之間的焊縫過大。

　　（二）耐火性能

　　GB15930-2007標(biāo)準(zhǔn)6.12節(jié)規(guī)定：耐火試驗(yàn)開始后1min內(nèi)，防火閥的溫感器應(yīng)動(dòng)作，閥門關(guān)閉；耐火試驗(yàn)開始后3min內(nèi)，排煙防火閥的溫感器應(yīng)動(dòng)作，閥門關(guān)閉；在規(guī)定的耐火時(shí)間內(nèi)，使防火閥或排煙防火閥葉片兩側(cè)保持300Pa±15Pa的氣體靜壓差，其單位面積上的漏煙量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）應(yīng)不大于700m?/（m?·h）；在規(guī)定的耐火時(shí)間內(nèi)，防火閥或排煙防火閥表面不應(yīng)出現(xiàn)連續(xù)10s以上的火焰；防火閥或排煙防火閥的耐火時(shí)間應(yīng)不小于1.50h。

　　耐火性能不合格的原因有：

　　1.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫感器未動(dòng)作，閥門未關(guān)閉。原因有：執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障，在規(guī)定受火時(shí)間內(nèi)防火閥或排煙防火閥易容原件熔斷，溫感器外筒內(nèi)壁粗糙、毛刺凸起多，或芯桿與外筒的間隙過小；外筒或芯桿變形；外筒和芯桿銹蝕粘連導(dǎo)致溫感器芯桿卡阻卡滯，閥門無法關(guān)閉。

　　2.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫感器動(dòng)作，但閥門未關(guān)閉或未完全關(guān)閉。原因有：①彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，造成葉片與葉片貼合不緊密或葉片未關(guān)閉到位。②設(shè)計(jì)不合理，閥體內(nèi)側(cè)的彈性密封片過緊或閥體變形等缺陷阻礙葉片的關(guān)閉。③閥體和閥門材料的熱膨脹系數(shù)差異大，閥體材料的熱膨脹系數(shù)小，葉片材料熱膨脹系數(shù)大，受火后葉片膨脹量大于葉片與閥體之間的間隙，導(dǎo)致葉片關(guān)閉受阻，葉片不能完全關(guān)閉到位。

　　3.閥門完全關(guān)閉后漏風(fēng)量超標(biāo)。原因有：①葉片與閥體之間間隙過大；葉片與葉片之間貼合不緊密、葉片彎曲、翹曲變形引起的間隙過大；②閥體上焊接的檔條與閥體之間的焊縫過大。③耐火試驗(yàn)過程中葉片受熱彎曲翹曲變形嚴(yán)重，葉片受火后高溫下會(huì)產(chǎn)生向非受火面凹陷的變形，造成縫隙越來越大；④耐火試驗(yàn)過程中閥體和葉片材質(zhì)不同，由于葉片材質(zhì)膨脹系數(shù)小而閥體膨脹系數(shù)大，受熱膨脹后閥體和葉片之間的縫隙越來越大。

　　4.閥體表面出現(xiàn)持續(xù)10s以上的火焰。原因有：①溫感器穿過閥體的開孔過大，造成火焰從開孔縫隙串出。②控制機(jī)構(gòu)內(nèi)部有可燃易燃的防銹油脂、電路板及電線塑料絕緣層，隨著溫度的升高，到達(dá)燃點(diǎn)后起火燃燒。http://www.hongxiang.net.cn/

　　二、解決措施

　　（一）環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量

　　1.手動(dòng)或電動(dòng)關(guān)閉后閥門未關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)（不到位）。主要措施有：①彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。標(biāo)準(zhǔn)要求驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于葉片關(guān)閉時(shí)主軸上所需轉(zhuǎn)矩的2.5倍。根據(jù)本公司多年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，倍數(shù)在5.0倍左右較為適宜，既滿足了葉片完全關(guān)閉的需求，在關(guān)閉時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生過大撞擊和噪聲，從而避免對(duì)閥體葉片造成變形、松動(dòng)等損傷。②閥體內(nèi)側(cè)的彈性密封片力度不應(yīng)太大；閥體材料應(yīng)采用厚度適宜的鋼板，合理設(shè)計(jì)閥體的形狀，保證閥體慣性矩足夠大，增強(qiáng)閥體強(qiáng)度和剛度。

　　2.葉片完全關(guān)閉后閥門縫隙過大。以雙葉片400×400（mm）規(guī)格的矩形閥門為例，分析縫隙大小與閥門漏風(fēng)量之間的關(guān)系。

　　用塞尺分別測(cè)量葉片與閥體上側(cè)縫隙平均值、葉片與閥體下側(cè)縫隙平均值、其他縫隙（葉片左側(cè)、右側(cè)與閥體之間縫隙、葉片之間貼合縫隙）。計(jì)算縫隙面積之和、閥門橫截面積、縫隙面積之和與閥門橫截面積的比值。用量值溯源合格的檢測(cè)裝置檢測(cè)每個(gè)閥門對(duì)應(yīng)的環(huán)境下漏風(fēng)量。測(cè)量結(jié)果見表1。

　　表1 縫隙尺寸與環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量的實(shí)測(cè)值

　　上表數(shù)據(jù)表明：當(dāng)閥門的間隙面積占到總面積的0.6%以下時(shí)，防火閥/排煙防火閥的環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量小于500m3/（m2·h），達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　理論計(jì)算特定橫街面積管道在特定差壓下的流量。據(jù)伯努利方程，理論近似算法計(jì)算300Pa差壓下一定有效面積（縫隙面積）下漏風(fēng)量。

　　與實(shí)測(cè)值基本吻合。由此可得出縫隙總面積應(yīng)控制在閥門橫截面積的0.6%以下為宜，可采取減小縫隙或在較大縫隙處填充不燃性封堵材料的措施，并保證封堵材料在多次啟閉過程中不會(huì)脫落。

　　（二）耐火性能

　　1.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫感器未動(dòng)作，閥門未關(guān)閉。措施：溫感控制器應(yīng)購買合格供應(yīng)商提供的產(chǎn)品，在原材料采購環(huán)節(jié)應(yīng)作為關(guān)鍵件進(jìn)行必要檢測(cè)和驗(yàn)收措施。

　　2.在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫感器動(dòng)作，但閥門未關(guān)閉或未完全關(guān)閉。措施有：①彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。標(biāo)準(zhǔn)要求驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于葉片關(guān)閉時(shí)主軸上所需轉(zhuǎn)矩的2.5倍。根據(jù)本公司多年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，倍數(shù)在5.0倍左右較為適宜，既滿足了葉片完全關(guān)閉的需求，在關(guān)閉時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生過大撞擊和噪聲，從而避免對(duì)閥體葉片造成變形、松動(dòng)等損傷。②閥體內(nèi)側(cè)的彈性密封片力度不應(yīng)太大；閥體材料應(yīng)采用厚度適宜的鋼板，合理設(shè)計(jì)閥體的形狀，保證閥體慣性矩足夠大，增強(qiáng)閥體強(qiáng)度和剛度。③閥體和閥門材料選用同種材質(zhì)或膨脹系數(shù)接近的材料。

　　3.閥門完全關(guān)閉后漏風(fēng)量超標(biāo)。措施有：①可采取減小縫隙或在較大縫隙處填充不燃性封堵材料的措施，并保證封堵材料在多次啟閉過程中不會(huì)脫落。縫隙總面積應(yīng)控制在閥門橫截面積的0.6%以下。②閥體和葉片材料應(yīng)采用厚度適宜的鋼板，合理設(shè)計(jì)閥體的形狀，葉片焊接加強(qiáng)筋，保證閥體和葉片在各維度慣性矩足夠大。③閥體和閥門材料選用同種材質(zhì)或膨脹系數(shù)接近的材料。

　　（4）閥體表面出現(xiàn)持續(xù)10s以上的火焰。措施有：①溫感器穿過閥體的開孔不宜過大。②控制機(jī)構(gòu)與閥體之間的開口用防火封堵材料封堵，將易燃可燃材料燃燒性能提升為難燃性或不燃性。消防安全評(píng)估設(shè)備軟件

　　三、結(jié)語

　　防火閥門產(chǎn)品看似粗糙，實(shí)則加工工藝較為精細(xì)。本公司在檢測(cè)職能部門抽檢的防火閥產(chǎn)品工作中，最初的一年環(huán)境溫度下的漏風(fēng)量不合格率達(dá)到70%。隨著檢測(cè)工作的不斷進(jìn)行，近年來合格率達(dá)95%以上。

　　現(xiàn)行的GB15930-2007《建筑通風(fēng)和排煙系統(tǒng)用防火閥門》標(biāo)準(zhǔn)已使用接近11年。防火閥門產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量都有顯著提高，同時(shí)建筑對(duì)防火閥門產(chǎn)品的性能需求要有新的需求。建議GB15930新標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)考慮以下幾方面：

　　（一）GB50016-2014（2018年版）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 9.3.11條70℃防火閥的設(shè)置規(guī)定，防火閥應(yīng)設(shè)置在多種防火分隔的防火墻、樓板、變形縫、水平管段等處。建議為了與以上分隔構(gòu)件規(guī)定的耐火極限相匹配，按級(jí)別制定防火閥的耐火性能，設(shè)置1.5h、2.0h、2.5h等級(jí)別。

　　（二）GB50016-2014（2018年版）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》9.3.12條規(guī)定：公共建筑內(nèi)廚房的排油煙管道宜按防火分區(qū)設(shè)置，且在與豎向排風(fēng)管連接的支管處應(yīng)設(shè)置公稱動(dòng)作溫度為150℃的防火閥。因此新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)增加150℃防火閥的規(guī)格型號(hào)和技術(shù)要求等條款。

　　（三）GB50016-2014（2018年版）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定的設(shè)置防火閥、排煙防火閥的位置的防火分隔構(gòu)件及通風(fēng)管道等都有一定的耐火隔熱性要求。建議新標(biāo)準(zhǔn)增加防火閥門隔熱性的要求，隔熱性可按級(jí)別進(jìn)行劃分成0.5h、1.0h、1.5h、2.0h等級(jí)別。