防火閥及排煙防火閥常見質量問題分析及解決措施

建筑通風和排煙用防火閥門是指設置在各類建筑的防排煙系統中，起阻止煙氣蔓延及引導煙氣排除的閥門。按使用功能劃分通常包括防火閥、排煙防火閥、排煙閥。GB15930-2007《建筑通風和排煙系統用防火閥門》標準將建筑通風和排煙用防火閥門分為3類：防火閥、排煙防火閥、排煙閥。

　　一、常見質量問題分析

　　（一）環境溫度下的漏風量

　　GB15930-2007標準6.11.1條規定：在環境溫度下，使防火閥或排煙防火閥葉片兩側保持300Pa±15Pa的氣體靜壓差，其單位面積上的漏風量（標準狀態）應不大于500m3/（m2·h）。消防檢測儀器

　　環境溫度下的漏風量不合格的表現為漏風量超標。主要原因有以下幾方面：

　　1.手動或電動關閉后閥門未關閉或關閉不嚴（不到位）。主要原因有：①彈簧驅動機構產生的驅動轉矩偏小，造成葉片與葉片貼合不緊密或葉片未關閉到位。②設計不合理，閥體內側的彈性密封片過緊或閥體變形等缺陷阻礙葉片的關閉。

　　2.葉片完全關閉后閥門縫隙過大。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標準6.12節規定：耐火試驗開始后1min內，防火閥的溫感器應動作，閥門關閉；耐火試驗開始后3min內，排煙防火閥的溫感器應動作，閥門關閉；在規定的耐火時間內，使防火閥或排煙防火閥葉片兩側保持300Pa±15Pa的氣體靜壓差，其單位面積上的漏煙量（標準狀態）應不大于700m?/（m?·h）；在規定的耐火時間內，防火閥或排煙防火閥表面不應出現連續10s以上的火焰；防火閥或排煙防火閥的耐火時間應不小于1.50h。

　　耐火性能不合格的原因有：

　　1.在規定的時間內溫感器未動作，閥門未關閉。原因有：執行機構故障，在規定受火時間內防火閥或排煙防火閥易容原件熔斷，溫感器外筒內壁粗糙、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致溫感器芯桿卡阻卡滯，閥門無法關閉。

　　2.在規定的時間內溫感器動作，但閥門未關閉或未完全關閉。原因有：①彈簧驅動機構產生的驅動轉矩偏小，造成葉片與葉片貼合不緊密或葉片未關閉到位。②設計不合理，閥體內側的彈性密封片過緊或閥體變形等缺陷阻礙葉片的關閉。③閥體和閥門材料的熱膨脹系數差異大，閥體材料的熱膨脹系數小，葉片材料熱膨脹系數大，受火后葉片膨脹量大于葉片與閥體之間的間隙，導致葉片關閉受阻，葉片不能完全關閉到位。

　　3.閥門完全關閉后漏風量超標。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耐火試驗過程中葉片受熱彎曲翹曲變形嚴重，葉片受火后高溫下會產生向非受火面凹陷的變形，造成縫隙越來越大；④耐火試驗過程中閥體和葉片材質不同，由于葉片材質膨脹系數小而閥體膨脹系數大，受熱膨脹后閥體和葉片之間的縫隙越來越大。

　　4.閥體表面出現持續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控制機構內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，到達燃點后起火燃燒。http://www.bianya.net/

　　二、解決措施

　　（一）環境溫度下的漏風量

　　1.手動或電動關閉后閥門未關閉或關閉不嚴（不到位）。主要措施有：①彈簧驅動機構應設計合理的驅動轉矩。標準要求驅動轉矩應大于葉片關閉時主軸上所需轉矩的2.5倍。根據本公司多年的檢測經驗，倍數在5.0倍左右較為適宜，既滿足了葉片完全關閉的需求，在關閉時也不會產生過大撞擊和噪聲，從而避免對閥體葉片造成變形、松動等損傷。②閥體內側的彈性密封片力度不應太大；閥體材料應采用厚度適宜的鋼板，合理設計閥體的形狀，保證閥體慣性矩足夠大，增強閥體強度和剛度。

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

　　用塞尺分別測量葉片與閥體上側縫隙平均值、葉片與閥體下側縫隙平均值、其他縫隙（葉片左側、右側與閥體之間縫隙、葉片之間貼合縫隙）。計算縫隙面積之和、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裝置檢測每個閥門對應的環境下漏風量。測量結果見表1。

　　表1 縫隙尺寸與環境溫度下的漏風量的實測值

　　上表數據表明：當閥門的間隙面積占到總面積的0.6%以下時，防火閥/排煙防火閥的環境溫度下的漏風量小于500m3/（m2·h），達到標準要求。

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

　　與實測值基本吻合。由此可得出縫隙總面積應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脫落。

　　（二）耐火性能

　　1.在規定的時間內溫感器未動作，閥門未關閉。措施：溫感控制器應購買合格供應商提供的產品，在原材料采購環節應作為關鍵件進行必要檢測和驗收措施。

　　2.在規定的時間內溫感器動作，但閥門未關閉或未完全關閉。措施有：①彈簧驅動機構應設計合理的驅動轉矩。標準要求驅動轉矩應大于葉片關閉時主軸上所需轉矩的2.5倍。根據本公司多年的檢測經驗，倍數在5.0倍左右較為適宜，既滿足了葉片完全關閉的需求，在關閉時也不會產生過大撞擊和噪聲，從而避免對閥體葉片造成變形、松動等損傷。②閥體內側的彈性密封片力度不應太大；閥體材料應采用厚度適宜的鋼板，合理設計閥體的形狀，保證閥體慣性矩足夠大，增強閥體強度和剛度。③閥體和閥門材料選用同種材質或膨脹系數接近的材料。

　　3.閥門完全關閉后漏風量超標。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脫落。縫隙總面積應控制在閥門橫截面積的0.6%以下。②閥體和葉片材料應采用厚度適宜的鋼板，合理設計閥體的形狀，葉片焊接加強筋，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或膨脹系數接近的材料。

　　（4）閥體表面出現持續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控制機構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。消防安全評估設備軟件

　　三、結語

　　防火閥門產品看似粗糙，實則加工工藝較為精細。本公司在檢測職能部門抽檢的防火閥產品工作中，最初的一年環境溫度下的漏風量不合格率達到70%。隨著檢測工作的不斷進行，近年來合格率達95%以上。

　　現行的GB15930-2007《建筑通風和排煙系統用防火閥門》標準已使用接近11年。防火閥門產品的生產技術和產品質量都有顯著提高，同時建筑對防火閥門產品的性能需求要有新的需求。建議GB15930新標準制定時考慮以下幾方面：

　　（一）GB50016-2014（2018年版）《建筑設計防火規范》 9.3.11條70℃防火閥的設置規定，防火閥應設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件規定的耐火極限相匹配，按級別制定防火閥的耐火性能，設置1.5h、2.0h、2.5h等級別。

　　（二）GB50016-2014（2018年版）《建筑設計防火規范》9.3.12條規定：公共建筑內廚房的排油煙管道宜按防火分區設置，且在與豎向排風管連接的支管處應設置公稱動作溫度為150℃的防火閥。因此新標準應增加150℃防火閥的規格型號和技術要求等條款。

　　（三）GB50016-2014（2018年版）《建筑設計防火規范》中規定的設置防火閥、排煙防火閥的位置的防火分隔構件及通風管道等都有一定的耐火隔熱性要求。建議新標準增加防火閥門隔熱性的要求，隔熱性可按級別進行劃分成0.5h、1.0h、1.5h、2.0h等級別。