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欧盟防火阀标准体系的研究
2018-7-9 07:30 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1459
【中国泵阀第一网 行业论文】防火阀的执行器考核较为严格,主要体现在防护等级要求和耐久性要求。耐火试验中防火阀的安装和国标有很大的不同,根据实际使用安装在墙面或地面,分为垂直安装和水平安装两大类。根据安装的具体情况,又分为6种类型(如图2所示)。国内标准进行耐火试验一般采用的是图2中的b1,即安装在燃烧炉外的垂直墙体上。欧盟的防火阀标准建议的5种结构防火阀,与国内主流的单叶片式、多叶片式防火阀结构有很大的不同。

徐晶晶      覃 况

(江苏省产品质量监督检验研究院)

摘 要:防火阀产品在欧盟属于CPR法规管辖范围。本文分析了欧盟防火阀标准体系,重点分析了EN 15650产品标准、EN 13501-3耐火分级标准及EN 1366、EN 1571等方法标准,并对比我国CCC强制认证涉及的GB 15930标准,结合防火阀的实际应用,提出了标准改进的建议。

关键词:EN 15650防火阀,耐火性能,空气动力性能

1 引 言

GB 15930-2007《建筑通风和排烟系统用防火阀门》所规定的防火阀产品,2014年被纳入消防CCC建筑防烟排烟产品目录,一般安装在建筑通风系统或排烟系统上,在发生火灾时,达到一定温度后,自动关闭,起到阻火隔烟的效果。EN 15650标准是欧洲防火阀产品标准,要求防火阀必须实现以下功能:a.温度升高或外部触发时,防火阀应关闭;b.满足完整性、隔热性和漏烟量的要求;c.作为建筑隔墙或耐火构件的一部分,达到相应时间的耐火功能。

欧洲的防火阀安装位置可能为通风管道,也可能安装在墙面或地面,相比国内通常安装在通风管道中,使用领域更为广泛,要求更为严格。

2 欧盟CPR法规和欧盟防火阀标准

最新欧盟建筑产品法规Construction Products Regulation (CPR) “第(EU) No. 305/2011号法规”,由欧洲议会和理事会于2011年3月9日颁布,规定了欧盟建筑产品市场的协调条件,并宣布取代原欧盟建筑产品指令Construction Products Directives (CPD)第89/106/EEC号,2013年7月1日起正式实施。防火阀产品(EN 15650:2010)2011年9月1日纳入CPD指令范围,CPD指令被CPR法规替代以后,又被纳入CPR的管辖范围,归于第35大类:灭火、防火密封、火灾防护和消防产品。根据CPR法规,防火阀产品需进行认证加贴CE标志后才能进入欧盟市场。欧盟防火阀相关标准清单(见表1)。

3 EN 15650防火阀产品标准

3.1 EN 15650防火阀产品结构

EN 15650建议了折叠帘式、单叶片式、多叶片式、锥形阀式、膨胀式等5种结构的防火阀,如图1所示,前3种在欧洲市场居多。国标GB 15930中未规定防火阀结构,实际基本为单叶片、多叶片式。

(1)折叠帘式:在一个框架内由一组相互咬合的叶片组成,当叶片向上折叠到最大限度时,形成通风效果。火灾发生时,温度升高,传感器动作,叶片向下松开,挡住烟气,达到阻火效果;

(2)单叶片式:在一个框架内由一个旋转的叶片构成。火灾发生时,温度升高,传感器动作,叶片旋转或移动,挡住烟气,达到阻火效果;

(3)多叶片式:和单叶片式的区别在于在一个框架内由许多连接的可旋转叶片组成;

(4)锥形阀式:一个锥形的阀门,火灾发生时,温度升高,传感器动作,通过弹簧控制多个环形叶片形成关闭,挡住烟气,达到阻火效果;

(5)膨胀式:火灾发生时,温度升高,膨胀的材料吸收热量后逐渐膨胀至填满空隙,达到阻火的效果。EN 15650对防火阀的材质并没有任何规定,市场上的产品材质除了常见的镀锌钢板,对于单叶片式防火阀,无机防火板也较为多见。EN 15650中还列出了防火阀产品进行CPR认证的性能要求和检测方法(见表2)。本文将对其中的耐火性能、空气动力性能等关键性能和检测项目予以展开分析。

表1欧盟防火阀标准清单

防火阀标准

防火阀标准

图1典型的欧盟防火阀结构

3.2 执行器

表2  EN 15650对防火阀性能要求和检测方法

防火阀标准

EN 15650对防火阀的执行器考核较为严格,主要体现在防护等级要求和耐久性要求。EN 15650要求执行器达到IEC 60529中的IP42防护等级,即应达到防止直径≥1mm的固体物体及15°滴水的要求,GB 15930中无此要求。防火阀安装场所环境较为恶劣,且使用年限较长,建议国标中增加考核执行器的防护等级。EN 15650附录C,要求防火阀门执行器电动控制的多次循环试验,高达1000次。对应GB 15930中电动控制和可靠性试验,仅执行1次和50次。由于执行器是防火阀的关键元器件,安装后使用年限较长,用于安装、调试、消防演练,执行器被反复使用,国标中的要求偏低,不符合实际使用现状。

4 EN 13501-3耐火性能分级

4.1 耐火性能分级说明

EN 13501-3针对防火阀产品的耐火性能进行分级,主要根据以下4个方面:

EN 13501-3标识示例:

防火阀标准

表示该防火阀产品在耐火时间180min以内,满足完整性E、隔热性I,漏烟性S的要求,垂直安装,火焰传播方向为两侧均可。如前所述4个方面中,耐火指标和耐火分级时间,并不是可以任意结合的。具体可见表4。

表4  EN 15650耐火分级

防火阀标准

4.2 EN 13501-3耐火分级技术指标

具体可见表3。

表3   EN 13501-3耐火分级和国标的对比

防火阀标准

表5   EN 13501-3耐火分级技术指标

防火阀标准

防火阀标准

图2 防火阀耐火试验安装

5 EN 15650防火阀试验方法

5.1 EN 1366-2防火阀耐火试验安装

EN 1366-2耐火试验中防火阀的安装和国标有很大的不同,根据实际使用安装在墙面或地面,分为垂直安装和水平安装两大类。根据安装的具体情况,又分为6种类型(如图2所示)。国内标准进行耐火试验一般采用的是图2中的b1,即安装在燃烧炉外的垂直墙体上。

5.2  EN 1366-2耐火试验程序

EN 1366-2中防火阀的耐火试验的检测原理、程序和GB 15930基本相同,不同的是EN 1366-2耐火试验数据读取5min之后的数值。图3中为根据GB 15930进行耐火试验典型的漏烟量曲线显示,试验初始温度升高,阀门的初始关闭可能出现关闭不严的情况,漏烟量较大,随着火场温度的升高,部分阀门的闭合状态可能越来越好,漏烟量也越来越低。GB 15930考核耐火试验整个阶段的防火阀漏烟量,在这种情况下并不能准确地反映阀门在遭受火灾时的实际状况,建议参考EN 1366-2,考核5min之后防火阀漏烟量。

防火阀标准

图3 典型的耐火试验漏烟量曲线

5.3  EN 1751空气动力性能

EN 1751将防火阀按照空气动力性能进行分级,为非强制性能,一般适用于风量调节的防火阀。GB15930防火阀标准中,未对空气动力性能有所要求,亦不进行相关的试验。EN 1751中规定的空气动力性能主要包括阀叶漏风量、阀体漏风量、阀门流速/压力阻力特性、驱动转矩、热传导等5个性能,其中部分指标在我国建设部JG/T 436-2014《建筑通风风量调节阀》中有所涉及。

阀叶漏风量、阀体漏风量,分别测量当叶片关闭、盖板封闭防火阀时的漏风量,其考核的原理、测量的步骤和EN 15650及GB 15930的常温下漏风量试验的原理和步骤基本一致,区别在于EN 15650和GB 15930试验压力为300Pa,而EN 1571中阀叶漏风量和阀体漏风量试验压力分别为50Pa-2000Pa、10Pa-2000Pa。实际上,随着地铁、隧道等大型工程排烟排风的需要,防火阀使用时可能会承受2000Pa的交变压差,测量的压力最高到2000Pa更符合实际应用。

阀门流速/压力阻力特性,在JG/T 436-2014被称为阻力系数,指当阀门开启到一定角度时,测得阀门前后的静压差与对应的风量的比值,反映阀门通风时的阻力特性,工程应用时比较关键。EN 1571中对于安装在管道中的阀门,采用管道法进行试验;安装在管道末端的阀门,采用箱体法进行试验。

驱动转矩的测量方法和GB 15930中的类似,区别在于对于风量可调的防火阀,需要在每个开启位置进行测量,并绘制成叶片位置和转矩的曲线。热传导性能适用于实际安装时阀体两侧温度差异较大的防火阀,主要考核不同压力下通过阀门的热损失。

6 EN 15882-2防火阀耐火测试的扩展应用

EN 15882-2规定了防火阀耐火测试结果的扩展应用领域。经过检测的防火阀,在实际应用时,条件与标准的规定有所区别。该标准的附表5中列举了56种实际应用可能会产生的变化,包含防火阀产品结构、材质、零部件、安装的位置、基材、封堵材料等各方面。

EN 15882-2中还规定了组合防火阀的应用指南。对于E类防火阀,当单个防火阀通过EN 1366-2的测试后,可以通过对防火阀的组合进行附加测试,以扩展应用领域。附加测试关注完整性、隔热性和阀门动作时间,对漏风量则不考核。对于EI、E-S、EI-S三类,需要作为组合通过EN 1366-2的耐火试验,才能进行应用。

目前国内实际工程应用中某些特殊场合常使用组合阀门。中国工程建设标准化协会CECS 435-2016《排烟系统组合风阀应用技术规程》中规定了组合风阀的应用,但该标准中风阀的耐火性能并不适用于防火阀。而GB 15930、建筑设计规范、CCC认证实施细则中未对组合防火阀进行规定,对生产企业和使用方造成困扰。

7 结 语

本文研究分析了欧盟防火阀的标准体系,并与国内防火阀的标准进行了对比,主要得出以下结论。

(1)欧盟的防火阀标准体系中的防火阀功能和范围比较广泛,既可以作为阀门安装在通风管道,又可以作为耐火构件安装在墙面或地面。正因为如此,其耐火试验的考核更加贴近实际应用,不仅根据安装方式分类细致,漏风量等指标远远严格于国内标准,还有国内标准未涉及的隔热性的要求。

(2)欧盟的防火阀标准建议的5种结构防火阀,与国内主流的单叶片式、多叶片式防火阀结构有很大的不同。防火阀生产企业可以学习借鉴,拓宽设计视野,根据我国实际,设计生产出性能更为优异的防火阀产品。

(3)欧盟的防火阀标准将防火阀的空气动力性能纳入考核指标,保证了风量调节防火阀性能指标的全面性。我国的标准体系中,GB 15930和JG/T436分别在生产领域和工程领域使用,标准覆盖不全,信息不对称对企业和用户造成困扰,建议我国的防火阀标准将空气动力性能纳入要求。

(4)欧盟的防火阀标准对防火阀耐火性能的扩展应用进行了规定,特别对于组合防火阀的使用有很好的指导作用。建议我国相关的标准组织制定防火阀产品的应用技术规程,以及组合防火阀的产品标准,以规范市场,消除安全隐患。

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(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 防火阀标准 阀门 调节阀 
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