防火卷帘设计方案

由于当前国民经济的快速稳定发展, 建筑业也随之迅猛发展起来, 在这一新形势下, 为了保护广大人民生命和财产安全, 使防火卷帘在建筑业中得到了的广泛应用。

1 项目的提出

防火卷帘作为防火分区隔断在建筑中应用越来越广泛, 原无机复合防火卷帘及国内各类防火卷帘的隔热性都不能完全满足G B 7 6 3 3-8 7《门和卷帘的耐火试验方法》的全部性能指标要求, 只能满足其辐射热的要求, 却不能达到背火面温升的要求, 故在作为防火分区隔断使用中, 需加水幕保护, 以确保防火卷帘的阻火可靠性, 并应做到以下几点。

(1) 应加密喷头, 但喷头之间的间距不应小于2米, 且不应大于2.5米。喷头距防火卷帘的距离不应大于0.5米。

(2) 应为独立的喷水保护系统。

(3) 连续供水时间不应小于3小时。

(4) 供水强度不应小于0.5L/s·m。

上述第 (3) 、 (4) 条要求, 在设计和应用中确有不少困难, 如:用水量大, 城市用水紧张无法解决;同时增加了成本, 又有水渍严重等原因。而国家标准又不可能降低标准, 为了满足当前建筑市场的要求, 一种能满足GB7633-87《门和卷帘的耐火试验方法》全部性能指标的防火卷帘呼之欲出, 根据多年防火卷帘的设计经验, 我们提出采用双层无机复合防火卷帘这种方案。

2 产品设计

2.1 依据现在的消防要求并结合当前建筑市场的实际清况, 双层无机复合防火卷帘应具有以下基本性能

(1) 耐火性能。满足GB7633-87《门和卷帘的耐火试验方法》检测包括背火面温升在内的全部性能指标:帘面的完整性;帘面的隔热性。

(2) 抗风压性能:在压力差作用下, 保证帘面不脱轨。

(3) 隔烟性能:压力差在20Pa时, 空气渗透量小于0.2m3/min·m2。

2.2 根据产品基本技术性能的要求, 确定它的组成为以下几点

(l) 帘面。

(2) 导轨部分。

(3) 传动部分。

(4) 电器部分。

(5) 防护部分。

在整体结构设计中, 力求产品重量轻, 占用空间小以及外形美观等。

2.3 本产品的结构特点

(1) 帘面采用无机材料复合而成。

(2) 卷帘采用双轨双帘的结构方式, 利用两层帘面间的空隙对热传导的衰减, 达到隔热的目的。

2.4 传动系统的设计

由于采用了双轨双帘的设计思路, 在传动系统的设计中, 决定采用双链轮防火卷帘专用减速机同时带动双卷轴转动, 保证双帘帘面的同步运行。

2.4.1 电机的选用

它具有电动及手动功能, 该机结构紧奏, 重量轻, 输出扭矩大, 功率为0.7 5 k W的减速机, 最大提升扭矩1 0 0 0 N·m, 并可按要求提供与其:配套的低熔点应急开关。保证在火灾断电的情况井下, 卷帘能恒速下放。经全面试运行, 其各项指标达到了设计要求。

2.4.2 卷轴挠度的计算及材质的选择

传动系统中, 左、右支架的设计基本上参照了单层卷帘的设计方案, 除保证强度及刚度外, 同时考虑安装方便, 本系统卷轴与左、右支架的连接形式可以认为是简支梁, 卷轴上的有效载荷为均布载荷, 为了保证卷轴安装后, 符合挠度要求, 需对卷轴挠度进行计算, 确定卷轴直径。

(1) 卷轴挠度计算公式。

E为弹性模量, 碳钢 (2.0-2.1) ×106kg/cm2

J为惯性矩,

Q为每延长米有效载荷

L为卷轴长度

通过计算可以选定卷轴的最小允许直径, 7米宽的卷帘, 卷轴直径可选用φ114mm。

(2) 卷轴材质的选择。

当钢材温升至3000℃时, 钢材的导热系数近似的定为3 7.5 W/m℃, 一般来说, 普通热轧钢其弹性模量在温度上升到5 0 0℃之前, 基本上是线性的, 在这之后, 其降低速度较快, 而对于冷轧钢来说, 其弹性模量在2 0℃～7 0 0℃之间, 比热轧钢的弹性模量低2 0%, 因此, 冷轧钢在受热条件下, 力学性能差。根据这一结论, 防火卷帘的卷轴, 我们选用了弹性模量大的薄壁热轧无缝钢管, 保证卷帘在有火的条件下, 挠度较小, 以满足安装及使用的要求。

2.5 防护系统的设计

防火卷帘除了帘面部分起着隔热阻火的作用外, 防护系统的防护性能不容忽视。双层卷帘的防护部分设计上主要由钢框架及6mm厚的硅酸钙板组成。对于钢材而言, 其耐火极限仅为0.2 5小时, 为了满足防火要求, 首先对钢材表面做了防锈处理, 同时, 选用薄涂型钢结构防火涂料, 硅酸钙板选用耐火等级达到GB8624A级的产品。目前国内外大部分膨胀型防火涂料均以聚磷酸铵 (APP) 做膨胀剂, 而APP中含磷量高低及细度对涂料性能有直接影响, 因此, 要注意选用一些质量好的厂家生产的防火涂料, 以满足防火卷帘整体耐火强度, 同时, 对于卷帘防护系统隔断高度大时, 我们则采用了包敷法, 将隔断用卷帘帘面与钢板复合来提高防护系统的防火性能。

2.6 帘面的设计

双层卷帘帘面采用多种阻燃无机材料复合而成, 考虑到卷帘的背火面温升的要求, 在单层卷帘帘面原来结构的基础上添加了一些新材料, 并适当提高了帘面的整体抗变形能力, 确保双层帘面具有质地柔韧, 抗拉强度大, 耐腐蚀, 抗潮湿, 占用空间小, 重量轻等特点。

2.7 导轨的设计

卷帘导轨为双导轨, 导轨中心间距为200mm以上, 导轨采用l.5mm厚热轧钢板, 并采用“U”型结构既保证了耐火隔烟性能, 又能与卷帘帘面夹板相配合, 保证卷帘的抗风压要求, 如果是外露的导轨, 则在其外表面喷涂薄涂型钢结构防火涂料。

3 检验测试

本项产品进行了测试核定, 其主要数据如下。

(1) 耐火性能:240min。

(2) 240min热辐射强度:0.01 W/cm2。

(3) 240min背火面平均温升90℃, 最高温升109℃。

其各项性能指标完全满足GB7633-87检测包括背火面温升在内的各项判定条件, 通过了国家检测中心的检测。

摘要：本文简介了防火卷帘在建筑业中的广泛应用。详细介绍了双层无机复合防火卷帘设计原理、基本性能及技术参数。

关键词：双层无机复合防火卷帘,基本性能,设计原理