CN108983753A - 一种烟气控制系统性能综合评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种烟气控制系统性能综合评估方法,涉及火灾科学和消防工程技术领域。本方法包括A步骤:建立评估指标,B步骤:制定综合评估表,C步骤:计算评估指标,D步骤:综合评估烟气控制系统性能。本方法对评估指标进行了清晰化细分,所建立的指标在评估系统控烟效率的同时,兼顾到了火灾安全性的评估;且在综合评估中详尽考虑了指标计算值与基准值之间的关系,并进行合理划分,由此得出的评估结论与建议具有科学性和指导性,可最终实现对烟气控制系统的有效整改和优化,提升性能,确保安全。本发明易于掌握,工程适用性高,对于提高实际工程的消防设计、改造及检测水平均具有重要的参考价值和意义,可产生良好经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及火灾科学和消防工程技术领域,具体涉及一种烟气控制系统性能综合评估方法。
背景技术
对于各类建筑和隧道来讲,空间相对封闭,火灾发生时产生的烟气不易向外扩散,随着火灾的发展而不断积聚并蔓延,致使烟气温度高、毒性气体浓度大,严重危及人员生命安全和建筑结构安全。
为了对火灾中的高温烟气进行有效控制,从而确保人员安全疏散和避免建筑结构损伤,烟气控制系统的作用至关重要,而烟气控制系统性能的优劣则决定了其作用大小。如何对烟气控制系统的性能做出的科学合理的评估,目前仍是消防工程领域需要解决的重要问题,对保障火灾安全具有重要的现实意义。
建筑中的烟气控制系统设置多样化,影响烟气控制系统性能的因素较为复杂,不仅包括排烟风机风量、防烟分区划分、挡烟垂壁高度、排烟口分布情况等,同时也与其他消防联动系统之间存在关联性。然而,目前关于烟气控制系统性能的评估方法中,所涉及的影响因素尚不够全面,而且也未能将烟气控制系统所能达到的安全性纳入其中。消防相关部门在评估烟气控制系统性能是否合格时,主要以标准规范中的条文为依据进行逐一对照。由于标准规范只是最低要求,据此进行评估存有一定误判的可能性,即设置合规的系统却安全性不足,在实际火灾中并不能实现应有的效用而导致伤亡事故。近年来,也有不少大型建筑采用排烟效率进行烟气控制系统性能评估。但实际工程应用中对排烟效率的计算只与总排烟量和总产烟量有关,该单一笼统的评估指标仍然未能体现烟气控制系统所能达到的安全程度以及各组成元素的性能差别,并不能对烟气控制系统的性能给出科学合理的综合评估,对于排查问题根源、提出整改措施等方面尚不具备指导性和针对性。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足,本发明提出一种烟气控制系统性能综合评估方法。包括A步骤:建立评估指标,B步骤:制定综合评估表,C步骤:计算评估指标,D步骤:综合评估烟气控制系统性能。1.A步骤为建立评估指标,具体包括:
(1)建立A1评估指标:将烟气控制系统的排烟风机风量VF(m3/h)与火灾产烟量V(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的最大控烟安全度Smax;
(2)建立A2评估指标:将烟气控制系统有效排烟量Ve(m3h)与火灾产烟量V(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的控烟安全度S;
(3)建立A3评估指标:根据烟气控制系统排烟风机风量VF(m3/h)和烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的控烟效率ηF。
2.B步骤为制定综合评估表,具体包括:
(1)B1步骤:明确烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF三个评估指标各自的基准值;
(2)B2步骤:根据基准值制定烟气控制系统性能综合评估表,如表1。
表1烟气控制系统性能综合评估表
3.C步骤为计算评估指标,具体包括:
(1)C1步骤:分析建筑空间的火灾危险性,并根据自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统等消防系统的整体设置情况,设定该空间的火灾场景及火灾热释放速率Q(kW);
(2)C2步骤:根据火灾场景及火灾热释放速率Q,计算火灾产烟量V(m3/h)·;
(3)C3步骤:根据排烟口的位置、数量以及蓄烟仓高度等设置,计算烟气控制系统的有效排烟量Ve(m3/h);
(4)C4步骤:根据烟气控制系统的排烟风机风量VF(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的最大控烟安全度Smax;
(5)C5步骤:根据烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的控烟安全度S;
(6)C6步骤:根据烟气控制系统排烟风机风量VF(m3/h)和烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h),计算烟气控制系统的控烟效率ηF。
4.D步骤为综合评估烟气控制系统性能,包括以下步骤:
(1)D1步骤:判定烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系;
(2)D2步骤:基于三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系,参照综合评估表1,对烟气控制系统的性能进行综合评估;
(3)D3步骤:根据评估结果,对烟气控制系统合格与否作出评定,并给出建议;
(4)D4步骤:根据整改或优化建议,对烟气控制系统进行相应调整,重复上述计算和评估步骤,直至烟气控制系统的性能满足要求。
本发明的有益效果
(1)不同于以往烟气控制系统较为单一的性能评估指标,本方法对烟气控制系统的性能评估指标进行了清晰化的细分,所建立的指标在评估烟气控制系统控烟效率高低的同时,兼顾到控烟安全度评估;而且在综合评估中详尽考虑了指标计算值与基准值之间的关系,进行了合理划分,由此得出的评估结论具有科学性和指导性,不仅能有效避免片面误判的可能性,更有助于进行有针对性的系统整改或优化,切实提升烟气控制系统性能,确保火灾安全。
(2)评估指标的建立、计算及评估方法均科学合理,易于掌握,工程适用性高,非常适合在火灾科学和消防工程领域推广应用,具有良好经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种烟气控制系统性能综合评估方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
本发明提出一种烟气控制系统性能综合评估方法,主要用于指导实际建筑工程中优化烟气控制系统的设置,提升烟气控制效果,为火灾下的人员疏散和消防救援力争安全性。本发明的计算和评估过程(如图1所示):
(1)建立评估指标,包括烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF;
(2)明确以上三个评指标各自的基准值;
(3)根据基准值制定出烟气控制系统性能综合评估表;
(4)分析建筑空间的火灾危险性,并根据自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统等消防系统的整体设置情况,设定该空间的火灾场景及火灾热释放速率Q(kW);
(5)根据火灾场景及火灾热释放速率Q,计算火灾产烟量V(m3/h);
(6)根据排烟口的位置、数量以及蓄烟仓高度等设置,计算烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h);
(7)根据烟气控制系统的排烟风机风量VF(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的最大控烟安全度Smax;
(8)根据烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的控烟安全度S;
(9)根据烟气控制系统排烟风机风量VF(m3/h)和烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h),计算烟气控制系统的控烟效率ηF;
(10)判定烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系;
(11)基于三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系,参照综合评估表,对烟气控制系统的性能进行综合评估;
(12)根据评估结果,对烟气控制系统是否合格或优良作出评定。若是,则完成烟气控制系统的设置;若否,则基于三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系,给出整改或优化建议,对烟气控制系统进行相应调整,并返回步骤(5),重新计算和评估,直至烟气控制系统的性能满足要求。
以某建筑空间为实施例,对本发明的技术方案及优化效果进行阐述。
建筑空间的建筑面积1680m2,净空高度为3.2m,使用功能为服装商业营业厅,设有自动喷水灭火系统,在烟气控制系统中,排烟风机风量49960m3/h,设两个防烟分区,挡烟垂壁高度为0.5m,每个防烟分区中部均匀分布3个排烟口。
针对该建筑空间的烟气控制系统建立评估指标,并明确各个指标的基准值,包括:
(1)烟气控制系统的最大控烟安全度Smax,基准值为100%;
(2)烟气控制系统的控烟安全度S,基准值为100%;
(3)烟气控制系统的控烟效率ηF,基准值为60%。
根据以上评估指标及其基准值,制定出面向该建筑空间的烟气控制系统性能综合评估表,如表2。
表2烟气控制系统性能综合评估表
该建筑空间人员密集、可燃物多,火灾危险性高,考虑到消防系统中设有自动喷淋灭火系统,因而将该空间的火灾热释放速率设定为2400kW,并基于该建筑空间的构造及烟气控制系统的设置进行计算,计算结果如下:
(1)烟气生成的体积流量为39648m3/h;
(2)烟气控制系统有效排烟量为12198m3/h;
(3)烟气控制系统的最大控烟安全度
(4)烟气控制系统的控烟安全度
(5)烟气控制系统的控烟效率
于是,得出该烟气控制系统的三项评估指标值与其基准值的对比关系为:
Smax>100%,S<100%,ηF<60%
参照评估表2可知,上述关系对应表中序号3的情况,即:控烟效率欠佳,安全性不够,评定系统整体性能不合格,应进行局部整改。
通过分析评估指标与基准值关系可得出,对于该建筑空间的烟气控制系统,可先保留排烟风机设置不做调整,采取对其他部分进行局部调整的技术方案,由此制定出的技术方案如下:
(1)挡烟垂壁高度增加0.2m;
(2)排烟口增设1个。
对于调整后的烟控系统设置,重新返回计算,计算结果如下:
(1)烟气生成的体积流量为37960m3/h;
(2)烟气控制系统有效排烟量为39196m3/h;
(3)烟气控制系统的最大控烟安全度
(4)烟气控制系统的控烟安全度
(5)烟气控制系统的控烟效率
于是,得出调整后烟气控制系统的三项评估指标值与各自基准值的关系为:
Smax>100%,S>100%,ηF>60%
参照评估表2可知,上述关系对应表中序号1的情况,即:控烟效率高,且满足安全性要求,整改后的烟气控制系统整体性能可评定为已达到优良,可结束对系统的整改和优化。
由此可见,按照本发明所述评估方法和分析流程获得了该建筑空间烟气控制系统的优化设置方案,火灾安全得以加强。
综上所述,本发明提出的方法不仅对烟气控制系统的控烟效率进行评估,而且同步评估烟气控制系统作用下的控烟安全度,可最终实现对烟气控制系统设置的有效整改和优化,科学合理的提升烟气控系统性能,确保火灾安全。总之,本发明对于提高实际工程的设计、改造及检测技术均具有重要的参考价值和意义。
以上内容是结合具体的优选实施方式之一对本发明所作的进一步详细说明,不应当用于限制本发明的保护范围。凡在不脱离本发明构思的前提下,做出的若干简单推演或替换,以及作出的毫无实质意义的改动或润色,其所解决的技术问题仍然与本发明一致的,均应当视为属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,包括A步骤:建立评估指标,B步骤:制定综合评估表,C步骤:计算评估指标,D步骤:综合评估烟气控制系统性能。
2.如权利要求1所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述A步骤,包括建立以下评估指标:
建立A1评估指标:将烟气控制系统的排烟风机风量VF(m3/h)与火灾产烟量V(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的最大控烟安全度Smax;
建立A2评估指标:将烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)与火灾产烟量V(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的控烟安全度S;
建立A3评估指标:将烟气控制系统排烟风机风量VF(m3/h)和烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)的百分比定义为烟气控制系统的控烟效率ηF;
3.如权利要求1所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述B步骤,制定综合评估表,包括以下步骤:
B1步骤:明确烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF三个评估指标各自的基准值;
B2步骤:根据基准值制定烟气控制系统性能综合评估表。
4.如权利要求1所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述C步骤,计算评估指标,包括以下步骤:
C1步骤:分析建筑空间的火灾危险性,并根据自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统等消防系统的整体设置情况,设定该空间的火灾场景及火灾热释放速率Q(kW);
C2步骤:根据火灾场景及火灾热释放速率Q,计算火灾产烟量V(m3/h);
C3步骤:根据排烟口的位置、数量以及蓄烟仓高度等设置,计算烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h);
C4步骤:根据烟气控制系统的排烟风机风量VF(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的最大控烟安全度Smax;
C5步骤:根据烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h)和火灾产烟量V(m3/h),计算烟气控制系统的控烟安全度S;
C6步骤:根据烟气控制系统排烟风机风量VF(m3/h)和烟气控制系统有效排烟量Ve(m3/h),计算烟气控制系统的控烟效率ηF。
5.如权利要求1所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述D步骤,关于烟气控制系统性能的综合评估,包括以下步骤:
D1步骤:判定烟气控制系统的最大控烟安全度Smax、控烟安全度S、控烟效率ηF三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系;
D2步骤:基于三个指标的计算值与各自基准值之间的对比关系,参照综合评估表,对烟气控制系统的性能进行综合评估;
D3步骤:根据评估结果,对烟气控制系统合格与否作出评定,并给出建议;
D4步骤:根据整改或优化建议,对烟气控制系统进行相应调整,重复上述计算和评估步骤,直至烟气控制系统的性能满足要求。
6.如权利要求3所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述B1步骤,评估指标的基准值:
烟气控制系统最大控烟安全度Smax的基准值为100%;
烟气控制系统控烟安全度S的基准值为100%;
烟气控制系统控烟效率ηF的基准值为60%。
7.如权利要求3所述的一种烟气控制系统性能综合评估方法,其特征在于,所述B2步骤,根据基准值制定烟气控制系统性能综合评估表:
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