防火閥的工作原理及其性能

摘要：在很多設計工程中，防火閥選型錯誤，設置位置不合理的現象屢見不鮮。本文就此問題介紹防火閥的工作原理及其性能，分析防火閥在通風、空調及防排煙系統中的應因地制宜合理設置和選用防火閥。
關鍵詞：防火閥工作原理 種類 功能 合理選用 設置位置
1 概述
     顧名思義，防火閥就是用來阻斷來自火災區的煙氣及火焰通過，并在一定時間內能滿足耐火穩定性和耐火完整性要求的閥門。建筑物發生火災時，大火沿通風、空調系統的管道迅速蔓延，造成重大損失的案例是很多的。為了將火災引起的損失減少到小程度，就必須采取有效的防火、防排煙措施，以控制火勢蔓延，而防火閥在通風、空調及防排煙系統中的合理設置，則起到了重要的作用。然而，在很多設計工程中，防火閥選型錯誤，設置位置不合理的現象屢見不鮮。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。同時，公司可按照客戶的要求進行非標產品的設計、制造、加工。始終以質量為本，一切為滿足用戶的經營理念，不斷引進*的新技術，新工藝、新材料，竭誠為用戶提供的閥門產品和更加*的售后服務。公司配有車、刨、磨、銑、鉆、焊、自動噴涂等機械設備二百六十余臺套，并配有材料分析、理化X線及超聲波探傷儀等專業檢測設備八十余臺套，同時設有閥門研發中心、控制閥測控中心、閥門質量檢測中心。上海申弘閥門有限公司是集閥門的研發生產、銷售及技術服務于一體的流體控制企業，其產品和服務在化工、石化、石油、液化氣、造紙、采礦、電力、食品、制藥、冶金、輕工、樓宇、市政工程、污水處理、環保、給排水等領域市場處于地位。公司憑著“生命在于運動、企業在與創新”的發展宗旨，緊跟市場需求，提升產品質量，竭誠為新老用戶提供具的產品及服務，確保用戶滿意。
2 防火閥的結構和工作原理
  防火閥的結構如圖1 所示，主要由閥體和執行機構組成。閥體由殼體、法蘭、葉片及葉片聯動機構等組成。執行機構由外殼、葉片調節機構、離合器、溫度熔斷器等組成。防火閥的執行機構是通過金屬易熔片和離合器機構來控制葉片的轉動。
   當管道內所輸送的氣體溫度達到易熔金屬片的熔化溫度時，易熔片熔斷，其芯軸上的壓縮彈簧和彈簧銷釘迅速打下離合器墊板，這時，離合器和葉片調節機構脫開，由于閥體上裝有兩個扭轉彈簧，使葉片受到扭力而發生轉動。由此可見，防火閥的執行機構采用機械傳動原理，不需電、氣及其它能源，因而可保證在任何情況下均能起到防火作用。防火閥的通斷根據系統的要求，系統停用與正常運行時是位于開啟狀態的，如管內輸送氣體溫度低于所選定的金屬易熔片的熔點時，屬正常運行狀態，閥門是敞開的。只有當運行工況超過正常使用的狀態，閥門才自動關閉，達到保安的作用。所謂遠距離控制是將操作裝置安裝在距閥體6m 以內的任何部位并通過控制纜繩來控制閥體，其余操作裝置均安裝在閥體上，實行就地操作。
4 防火閥在設計工程中的合理使用
  建筑物一旦發生火災，往往會造成嚴重的傷亡事故和經濟損失，尤其是空調建筑和高層建筑，做好防火及防排煙顯得特別重要。設計中，應熟悉相關的規范要求，在通風空調系統上設防火閥，在排煙管道上設排煙防火閥，以防止火災時有毒高溫煙氣傳輸，引起火災蔓延擴大和毒性損失加重。
4.1 通風空調系統中防火閥的設置與選用
4.1.1 《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2001 年版)及《建筑設計防火規范》GBJ16-87(2001 年版)對防火閥的設置均有要求，總結起來，有以下幾條：
(1) 風管穿越防火分區處；
(2) 穿越通風、空調機房及重要的或火災危險性大的房間隔墻和樓板處；
(3) 垂直風管與每層水平風管交接處的水平管段上應設防火閥，但多層建筑的每個防火分區其通風、空調系統均獨立設置時，則該防火分區內的水平風管與垂直總管的交接處可不設防火閥；
(4) 穿越變形縫處的兩側風管上各設一個。
上述部位的防火閥,平時常開，當火災中其溫度達到70℃時，則自動關閉。防火閥應靠近防火分隔處設置，且應單獨設支、吊架。當防火閥暗裝時，應在安裝部位設置檢修口。
4.1.2 廚房、浴室、廁所等的垂直排風管道，當沒有采取防止回流的措施時，則必須在支管上設置防火閥。公共建筑廚房，由于油煙溫度較高，為防止防火閥產生誤動作，在排油煙管道與垂直風道交接處，應設置150℃熔斷的防火閥。
4.1.3 空調集中新風系統設計中防火閥的設置
新風系統形式通常有分層設置水平式新風系統和垂直式新風系統。
(1) 分層設置水平式新風系統
    新風系統按樓層分別設置。新風吸入方式有兩種，一種是新風通過從外墻上開洞從室外吸取；另一種是設一總新風豎風道，各層新風機組從豎風道取風。前一種取新風方式，不需在新風機組入口處設防火閥，后者集中取新風，對于高層建筑，總新風豎風道要跨越防火分區，每層新風機組的吸入口風管上應設70℃熔斷的防火閥。
(2) 垂直式新風系統
垂直式新風系統是室外空氣經過新風機組處理后，通過豎風道送至空調房間，一般新風機組設在屋頂。對于建筑層高較低，水平敷設新風管有困難的情況下比較適用。對于高層建筑，豎風道要跨越防火分區，送風口要求設置70℃熔斷的防火閥。
      總之，高層民用建筑在其層高條件允許的情況下，宜分層按每個防火分區設置空氣調節系統。當需要在垂直方向分設空氣調節系統（包括新風系統），每個系統所轄層數宜按4.1.4 條規定執行。4.1.4 通風、空調系統橫向應按每個防火分區設置，豎向布不宜超過 5層；當管道設有防止回流設施或設有防火閥，且各層設有自動噴水滅火系統時，其豎向連接的層數可不受此限制。
4.1.5 通風管道不宜穿過防火墻和非燃燒體樓板等防火分隔物，如必須穿過時，應在穿過處設70℃熔斷防煙防火閥。當火災煙霧通過防火分隔物處，該防火閥就能立即關閉。該防火閥一般采用煙感器控制，而不是采用易熔金屬或易熔元件控制，這樣可以及時有效地防止火災蔓延和擴大。
4.1.6 當建筑物內不設消防控制室時，風管上可選用不帶電信號的防火閥；當建筑物內設有消防控制室時，可將帶電信號輸出裝置的防火閥的信號引至消防控制室，考慮到通風空調系統風道上防火閥數量很多，可僅在影響面較大的部位或穿越防火分區處的風管上設帶電信號的防火閥，而只影響個別房間的部位設置不帶電信號的防火閥。
4.1.7 當設置防火閥的部位有風量調節要求，可設防火調節閥。
4.2 防排煙系統中防火閥的設置與選用
4.2.1 在排煙風機的入口總管上應設置當煙氣溫度超過280℃時能自動關閉的排煙防火閥，且應與排煙風機連鎖，當排煙防火閥關閉時，風機停止運轉。排煙風機應保證在280℃時能連續工作30min。需要說明的是，排煙防火閥設置在排煙風機前、后，要依具體情況靈活確定。以地下室排煙系統為例：
(1) 當地下室僅為一層，且排煙經豎風道排至室外時，排煙防火閥宜設置在
排煙風機入口總管上，如圖2 所示；
(2) 當地下室層數在二層及二層以上，各層共用一排煙豎井時，則每4.2.2 不論是豎向布置的走道排煙系統(如圖4 所示)還是水平式布置的房間排煙系統(如圖5 所示)，均應在排煙支管與豎風道連接處設置280℃時能自動關閉的排煙防火閥。排煙防火閥設置常開或常閉，對于房間排煙系統，當負擔一個防火分區的排煙管道帶多個防煙分區的排煙口時，應在該防火分區干管上設常開的排煙防火閥，同時各防煙分區支管上設常閉的排煙口或排煙閥；對于走道排煙系統，可參照下一條中相關規定。
4.2.3 機械排煙系統橫向宜按防火分區設置，每層水平風管不宜穿越防火分區，但一些工程的某些樓層面積較大，按防火分區設排煙系統有困難，必須穿越時，應在穿越處設280℃時能自動關閉的排煙防火閥(如圖5 所示)。排煙防火閥設置常開或常閉，視排煙口的形式而定。
(1) 當設常閉的排煙口時，排煙支管上設常開的排煙防火閥；
(2) 當設普通常開型風口時，排煙支管上設常閉的排煙防火閥；
(3) 當設常閉型防火排煙口時，則排煙支管上不設排煙防火閥

4.2.4 設置機械排煙的地下室應考慮進風設施，當采用機械進風系統時，應在風機入口管道上設置70℃熔斷的防火閥。
4.2.5 對于機械加壓送風系統，可在加壓送風機入口管道上設置70℃熔斷的防火閥，以防止新風入口受火、煙威脅，將煙氣輸送至樓層內。
5 結論
通風空調系統及防排煙系統設計中，應因地制宜合理設置和選用防火閥。