朱湘旭，刘阳，王强

（中建八局轨道交通建设有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

目前，国内地铁车站消防主要设计依据为《地铁设计规范》（GB50157-2013）、《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）。《建设防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）已于2018年8月1日正式实施，标准对排烟管道、加压送风管道、排烟补风管道耐火极限提出了相关要求。《地铁设计防火标准》（GB51298-2018）已于2018年12月1日正式实施，标准对防排烟管道材质，排烟管道穿越楼梯间、前室时的耐火极限提出了相关要求[1]。

但地下车站防排烟管道实际安装实施中仍存在下列问题：①《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251对排烟管道、加压送风管道及补风管道提出的耐火极限要求，是否可结合地铁工程的特殊性，有针对性实施。针对防排烟风管耐火极限如何满足，未给出参考做法。②管道耐火极限缺乏相对应的测试、验收标准。③图集中给出的采用防火板包覆的风管是否可认定为按照其提供的做法进行实施，即可满足耐火极限的要求，作为验收依据。④由于规范未给出满足耐火极限的风管参考做法，鉴于已运营线路使用的防火板大量存在反卤、泛霜及脱落的问题，仅根据规范要求提出了耐火极限要求，而未给出明确的做法[2]。

1 管道耐火极限做法分析

1.1 喷涂防火涂料

《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016未给出喷涂防火涂料的具体操作工艺要求及验收标准，且苏州市吴江区住房和城乡建设局（2020）18号文件《关于建设工程消防设计常见问题的若干指导意见》第（14）规定：“不得采用涂覆防火涂料作为满足送风、排烟管道耐火极限的措施。”因此，不建议喷涂防火涂料的方案来满足管道耐火极限要求[3]。

1.2 包覆防火板及自撑式防火板风管

根据前期调研，目前风管耐火极限的做法主要有以下几种：

（1）自撑式防火板风管。采用自撑式防火板风管可达到耐火隔热的要求，管道耐火极限可达到1～3h不等，与防火板厚度有关。但受制于防火板材料性能及制作安装工艺所限，本做法制作的防火风管抗震性能较差。根据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014第5.1.1条规定：排烟风道、排烟用补风风道、加压送风和事故通风风道的选用应符合下列规定：8度及8度以下地区的多层建筑，宜采用镀锌钢板或钢板制作；因此，不建议在地铁工程中采用本做法[4]。

（2）镀锌钢板风管外包防火板。根据《防火建筑构造（一）》07J905-1中镀锌钢板风管防火包覆构造要求：钢板外敷的防火板需设置轻钢龙骨，并设置独立的吊杆，吊杆需刷防火涂料，且吊杆的耐火极限应与风管耐火极限相同；钢板与防火板之间应采用岩棉填实；防火板与防火板拼接处应采用防火胶进行密封；管道耐火极限与防火板厚度有较大关系。

为解决钢板风管顶部及侧面防火板包覆困难的问题，图集07J905-1给出了四种防火板包覆做法。但四种做法在钢板风管与铁皮之间均未设置隔热材料。如参照上述做法在地铁工程中实施，主要存在以下几个方面的问题：

①图集中方案2～4管道耐火性能需要顶板、或侧墙共同来满足，按照方法实施后，如何进行相关的重复性验证，无相关的标准作为支撑。

②实施难度较大。由于地铁工程防排烟管道设置区域管线繁多，空间极为紧凑、狭小，且排烟管道设置于管线空间的最上层。无论按照上述四种方案中的哪一种进行实施，均必须合理的组织施工工序，否则可能无法进行防火板包覆，或者达不到预期的耐火性能要求。

③9mm厚度防火板约9kg/m2，另外需增加的龙骨及自攻螺钉的重量约3kg/m2。采用防火板包覆后，支架承载能力需增加，管道支吊架需结合防火板重量重新进行校核计算。

④为减小防火板反卤、泛霜及脱落等问题，应严格把控防火板质量，制定合理的施工工序及施工工艺，尽可能避免后期出现上述问题。

⑤初期投资较高。防火板作为一种常用的建筑耐火隔热材料，其主要成分为纤维增强硅酸盐，板材密度一般在1000kg/m3左右，导热系数0.23W/m·K，燃烧性能为A级不燃。根据耐火极限的不同，一般情况下选用板材的厚度为9～15mm。

由于地铁环境较为潮湿，防火板表面吸收空气中的水分而产生表面潮湿，进而挂满水珠，甚至出现水珠连成一片形成流淌现象，另外，随着防火板内水分蒸发而在防火板表面产生的盐析现象，防火板表面形成絮团状斑点，并出现粉化。随着使用时间的延长，防火板性能急剧下降，进而出现掉渣、整体脱落的情况。南京、苏州，上海地铁在既有线路中，部分线路局部区域风管采取了在钢板外敷设防火板增强管道耐火性的方案，现阶段均出现了防火板结露、掉渣及大面积脱落的情况，初步原因可能与地铁环境潮湿较大有关系[5]。

性能优良的防火板可较好的控制产品使用过程中反卤、泛霜，但受制于国内防火板生产技术和工艺水平参差不齐以及实施过程中成本的限制，导致采购过程中较难控制产品质量。但采用防火板包裹，依然是一种可有效解决管道耐火极限的方案。虽采用防火板包覆实施难度大，且存在运营期脱落、滴水的风险。但本做法为较为成熟的做法。经过调研，部分区域为满足管道耐火极限要求，采用了本做法。

1.3 金属风管外包裹不燃绝热材料的防火风管

本种做法，防排烟风管均采用钢板风管制作，钢板厚度按照根据《通风与空调工程施工质量验收规范》表4.2.3-1相关要求执行。风管外层包裹不燃材料进行隔热。

耐高温玻璃纤维、硅酸铝纤维（陶瓷纤维）、岩棉、铝镁质复合材料等均可以作为高温情况下的隔热材料。但针对钢板风管进行绝热包裹即可达到耐火极限1h，且具备权威部门耐火性能检测报告的材料有耐高温玻璃纤维、铝镁质复合材料。

（1）钢板风管+离心玻璃棉。根据市场调研，当采用管道耐火性能测试方案为“1.2mm铁皮风管+60mm离心玻璃棉板”，防排烟管道用离心玻璃棉采用焊钉固定在风管上。风管A管总重量270kg，B管总重量230kg。经检验，管道耐火性能为75min。该方案与传统风管保温实施方案基本一致。如采用本方案除局部区域需做特殊处理外，可满足绝大部分区域防排烟管道耐火极限要求。

（2）钢板风管+铝镁质复合材料。该方案采用钢板风管+铝镁质复合材料（外敷）的方式，铝镁质毡材密度在40～60kg/m3，铝镁质膏体密度≤260kg/m3，燃烧性能为A级不燃，材料导热系数介于0.035～0.045之间。根据调查风管构成为：“1.2mm镀锌钢板+50mm铝镁质毡材+10mm铝镁质毡材+5mm铝镁质膏体”，其中管道A管重量612kg，B管重量567kg。材料在施工过程中，材料与风管间，材料相互之间采用“无空腔”粘接，接缝采用膏状保温材料连接，使保温层形成一个密封整体，消除材料与设备间，材料相互间以及接缝处的空隙，达到整体密封、整体保护的效果。但本做法在国内地铁工程中应用较少，且采用本材料包覆后，管道重量增幅明显，需进一步核算支吊架载荷，支吊架的初期投资也有较大增幅。且本材料主要成分为铝镁质盐类，与防火板有较为相似的物理和化学性能，是否会在地铁潮湿的环境中出现反卤和泛霜的情况，有待进一步验证。

1.4 成品防火风管

地铁空间狭小，部分贴顶风管由于施工空间不够，保温困难，甚至无法正常保温；成品复合风管具有保温、绝热性能优良、洁净、环保，不会造成空气二次污染、制作简捷，摒弃了传统的风管施工工艺，无需现场施工，大大缩短了施工工期，造型美观，经久耐用等诸多优点。

《建筑防烟排烟系统技术标准》图示15k606给出了IMX系列模压镁板风管相关技术资料，资料显示，风管不反卤、泛霜，具有强度高、不燃、不变形、耐潮防水、安装便捷、使用寿命长等优点。且管道耐火极限从60min～180min不等。

2 管道耐火极限要求与做法分析

2.1 管道耐火极限要求

（1）穿越防火分区（设备管理用房区）的大系统回排风管兼排烟管耐火极限不应小于1h。（2）车站小系统排烟管、加压送风管及排烟补风管管道耐火极限按照《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017执行。（3）穿越楼梯间、前室的排烟管道，耐火极限不应小于2h。（4）停车场、车辆段库内排烟管管道耐火极限不应小于0.5h。

2.2 管道耐火极限做法

（1）耐火极限大于1h的防排烟风管可采用“成品防火风管”或“镀锌钢板风管+耐火隔热材料+防火板包覆”的形式。（2）耐火极限1h的防排烟风管可采用“成品防火风管”或“镀锌钢板风管+耐火隔热材料包覆”的形式。当采用耐火隔热材料包覆的形式时，其镀锌钢板厚度按照《通风与空调工程施工质量验收规范》GB/T50243表4.2.3-1的规定执行，且钢板厚度不应小于1.2mm。耐火隔热材料可选玻璃棉、岩棉或铝镁质材料，其厚度不应小于60mm；（3）耐火极限0.5h的防排烟风管可采用“成品防火风管”或“镀锌钢板风管+耐火隔热材料包覆”的形式。当采用耐火隔热材料包覆的形式时，其镀锌钢板厚度按照《通风与空调工程施工质量验收规范》GB/T50243表4.2.3-1的规定执行，且钢板厚度不应小于1.2mm。耐火隔热材料可选择耐高温玻璃棉、岩棉或铝镁质材料，其厚度不应小于50mm。

3 结语

地铁车站防排烟风管要求及做法各有优劣，但是随着制造工艺的进一步提升，双层彩钢玻纤风管内层钢板厚度最大可达到1.5mm。满足《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243第4.2.6条相关固定。（夹芯彩钢板复合风管材料，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。当用于排烟系统时，内壁金属板的厚度应符合表4.2.3-1的规定[6]。）

通过调研，国内满足《通风管道耐火试验方法》GB/T17428-2009进行测试的耐火性能要求的双层彩钢玻纤复合风管厂家少之又少。从技术发展的流程来看，待技术成熟时，未来复合风管将是防排烟风管材质选择的最好方案。