改进的防火复合风管及其组成的排烟管道的制作方法

1.本技术涉及通风技术领域，特别是涉及改进的防火复合风管及其组成的排烟管道。


背景技术：

2.燃烧性能指材料燃烧或遇火时所发生的一切物理和化学变化，这项性能由材料表面的着火性和火焰传播性、发热、发烟、炭化、失重以及毒性生成物的产生等特性来衡量，分为可燃、难燃、不燃。耐火极限是指在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到或的做用气，至失去承载能力、完整性或隔热性时止所用时间，用小时表示。隔热性是指标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内背火面温度不超过规定极限的能力。实际上风管耐火极限、隔热性和燃烧性能没有必然联系。现有风管的常规做法包括以下几种：
3.(1)镀锌钢板外包防火板：风管采用镀锌钢板风管，风管厚度按照《通风与空调工程施工质量验收规范》gb50243-2016中表4.2.3-1要求选取。当风管按照在吊顶空间内，风管先外包30～100mm的离心无机玻璃棉，最后再包防火板，防火板可以满足耐火极限。当风管按照在非吊顶空间内时，风管先外包防火板，防火板可以满足耐火极限。镀锌钢板外包防火板的做法优点在于满足规范中除耐火极限以外对风管所有要求，但镀锌钢板外包防火板的风管无法整体取得国家防火建筑材料质量监督检验中心的检验报告，仅能拿到防火耐火极限的检验报告，使用过程不仅施工工艺复杂，而且存在一定的风险。
4.(2)镀锌钢板外喷涂防火涂料：风管采用镀锌钢板风管，风管厚度按照《通风与空调工程施工质量验收规范》gb50243-2016中表4.2.3-1要求选取，当风管按照在非吊顶空间内时，风管外喷涂防火涂料，防火涂料可以满足耐火极限。镀锌钢板外喷涂防火涂料不仅施工难度极大，而且由于镀锌钢板风管太薄且有镀锌层，防火涂料附着极其困难，容易脱落。同样仅能取得防火涂料的防火检测报告，风管整体不能拿到国家防火建筑材料质量监督检验中心的检验报告。
5.(3)双面彩钢板夹芯无机玻璃棉风管：双面彩钢板夹无机玻璃棉风管内壁厚度按照《通风与空调工程施工质量验收规范》gb50243-2016中表4.2.3-1要求选取，夹芯玻璃棉厚度采用30～50mm的离心玻璃棉，风管外壁选取不下于0.3mm的镀锌钢板。双面彩钢板夹芯无机玻璃棉风管优点可实现工厂现场成品加工，质量有保证，现场施工工艺简单，且能取得国家防火建筑材料质量监督检验中心的检验报告，但是双面彩钢板夹芯无机玻璃棉风管成本极其昂贵。总体而言，现有风管造价偏高、风阻较大，并且风管结构的稳定性欠佳。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种改进的防火复合风管。
7.本技术改进的防火复合风管，包括管体，所述管体沿自身周向由依次衔接的四个侧壁围成，相邻的两侧壁之间通过法兰固定；
8.所述法兰包括本体，所述本体上开设有两个朝向不同的容置槽，相邻的两侧壁分别固定插入对应的容置槽；
9.所述侧壁为多层结构，所述多层结构包括金属板层和防火板层。
10.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
11.可选的，所述法兰的本体包括：
12.包边部，相邻的两侧壁之间垂直布置，所述包边部为l形且包围在相邻两侧壁对接部位的拐角外侧；
13.肋板，固定于所述包边部的内侧，所述肋板与所述包边部之间分隔出各所述容置槽。
14.可选的，所述包边部包括相互垂直的第一包边和第二包边，所述肋板包括：
15.第一肋板，固定于所述第一包边且与所述第二包边平行，所述第一肋板与所述第二包边之间的间隙为其中一容置槽；
16.第二肋板，固定于所述第一肋板且与所述第一包边平行，所述第二肋板与所述第一包边之间的间隙为另一容置槽。
17.可选的，所述管体的横截面整体上为矩形，所述侧壁包括两个长边侧壁以及两个短边侧壁，所述法兰上的两个容置槽分别为相对的深槽和浅槽，其中长边侧壁的边缘置入对应深槽，短边侧壁的边缘置入对应浅槽。
18.可选的，所述第一肋板和所述第二肋板在相邻两侧壁对接部位的拐角内侧构成l形的内包边部。
19.可选的，所述侧壁铆接固定于各容置槽。
20.可选的，所述管体内侧还设置有环形框，所述环形框与所述内包边部相抵固定。
21.可选的，所述侧壁为双层结构，所述金属板层处于所述管体的内侧或外侧。
22.可选的，所述侧壁为三层结构，所述三层结构包括位于管体内侧的第一层、位于管体外侧的第二层、以及位于所述第一层与所述第二层之间的中间层，
23.所述第一层为金属板层，所述中间层为防火板层，所述第二层为金属板层或隔热层。
24.可选的，所述侧壁为三层结构，所述三层结构包括位于管体内侧的第一层、位于管体外侧的第二层、以及位于所述第一层与所述第二层之间的中间层，
25.所述第一层为防火板层，所述中间层为隔热层，所述第二层为金属板层。
26.可选的，所述侧壁为四层结构，由管体的内侧到外侧依次为金属板层、防火板层、隔热层、以及金属板层。
27.可选的，所述金属板层为钢板层，所述防火板层为镁质复合材料层。
28.本技术还提供一种排烟管道，所述排烟管道包括依次拼接的多根风管，所述多根风管采用本技术所述的改进的防火复合风管，相邻的两防火复合风管之间通过金属法兰连接，
29.所述金属法兰的截面为l形，包括相互垂直的第一壁和第三壁，所述第一壁与所述改进的防火复合风管的侧壁内侧相贴固定，
30.所述第三壁远离卡槽的一端开设有用于穿设紧固件的孔洞，相邻的两防火复合风管之间通过第三壁相贴靠的两个金属法兰相连接。
31.本技术还提供一种排烟管道，所述排烟管道包括依次拼接的多根风管，所述多根风管采用本技术所述的改进的防火复合风管，相邻的两防火复合风管之间通过金属法兰连接，
32.所述金属法兰的截面为f形，包括相互平行的第一壁、第二壁、以及同时与所述第一壁和第二壁垂直的第三壁，所述第一壁和所述第二壁形成卡槽，所述改进的防火复合风管的侧壁插接至所述卡槽、与所述第三壁相抵靠；
33.所述第三壁远离卡槽的一端开设有用于穿设紧固件的孔洞，相邻的两防火复合风管之间通过第三壁相贴靠的两个金属法兰相连接。
34.本技术改进的防火复合风管至少具有以下技术效果之一：
35.(1)本技术通过法兰的容置槽限定侧壁的角度，增强了管体整体结构的稳定性，并且增加风管的美观性；
36.(2)本技术通过改进法兰连接方式，解决了风管装配式生产的技术难题，降低了风管拼装难度，提高了生产效率。
37.(3)本技术通过管体内侧采用内金属层，降低了风阻，有效的降低了通风系统的风机能耗；
38.(4)本技术在管体中增加隔热层，进一步增加了管体的耐火极限和耐久性，降低风管成本。
39.(5)采用装配式工艺的拼接法兰，可实现风管在工厂预制现场成品拼装，大大降低了风管运输成本。
附图说明
40.图1为本技术一实施例中法兰的剖面结构示意图；
41.图2a为本技术一实施例中改进防火复合风管的结构示意图；
42.图2b～图2e为本技术不同实施例中侧壁的结构示意图；
43.图2f为本技术一实施中改进防火复合风管的结构示意图；
44.图2g～图2h为本技术不同实施例中侧壁的结构示意图；
45.图2i为本技术一实施中改进防火复合风管的结构示意图；
46.图3a为本技术一实施例中排烟管道的结构示意图；
47.图3b为本技术一实施例中排烟管道的剖面示意图；
48.图4为本技术一实施例中试件中a管的结构示意图；
49.图5为图4的侧视图；
50.图6为本技术一实施例中试件中b管的结构示意图；
51.图7为图6的侧视图。
52.图中附图标记说明如下：
53.1、第一层；2、第二层；3、中间层；3a、第三层；3b、第四层；4、侧壁；5、吊挂件；6、金属法兰；61、第一壁；62、第二壁；63、第三壁；64、卡槽；65、孔洞；7、紧固件；8、t型支管；9、开口；
54.10、法兰；11、第一容置槽；12、第二容置槽；13、第一包边；14、第二包边；15、第一肋
板；16、第二肋板。
具体实施方式
55.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
56.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
57.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。
58.本技术中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
59.本技术中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
60.参见图1和图2a，申请一实施例提供一种改进的防火复合风管(简称为风管)，包括管体，管体沿自身周向由依次衔接的四个侧壁4围成，相邻的两侧壁4之间通过法兰固定；法兰10包括本体，本体上开设有两个朝向不同的容置槽，分别为第一容置槽11和第二容置槽12，相邻的两侧壁分别固定插入对应的容置槽；各侧壁4均为多层结构，包括金属板层和防火板层。
61.四个侧壁的内角和为360度，各侧壁的衔接位置分别对应有一个法兰，共有四个法兰，本实施例中的法兰10为异形法兰，其具体形态的说明解释参见各实施例。各法兰带有两个容置槽的相对角度可以相同或不同。角度不同时，需保证四个法兰的内角和为360度；角度相同时，各法兰两个容置槽的角度均为90度。
62.本实施例中，侧壁固定插入对应的容置槽，侧壁与容置槽的相对角度在整个周向上受到限制，各侧壁形成的相对角度受法兰所限制，提高了结构稳定性。本实施例的风管通过工厂一次成型加工制造，现场快速组装等特点，现场施工工艺简单，质量可控；不仅如此，其成本远低于双面彩钢板夹芯无机玻璃棉风管。
63.参见图1，法兰10的本体包括包边部和肋板。相邻的两侧壁之间垂直布置，包边部为l形且包围在相邻两侧壁对接部位的拐角外侧。肋板固定于包边部的内侧，肋板与包边部之间分隔出各容置槽。
64.参见图1和图2a，包边部包括相互垂直的第一包边13和第二包边14，肋板包括第一肋板15和第二肋板16。第一肋板15固定于第一包边13且与第二包边14平行，第一肋板15与第二包边14之间的间隙为其中一容置槽(第一容置槽11)；第二肋板16固定于第一肋板15且
与第一包边13平行，第二肋板16与第一包边13之间的间隙为另一容置槽(第二容置槽12)。
65.两侧壁之间垂直布置即各法兰两个容置槽相对角度相等、且均为90度，管体各侧壁的衔接处为拐角。第一肋板15和第二肋板16在相邻两侧壁对接部位的拐角内侧构成l形的内包边部。拐角外侧的第一包边13和第二包边14相互垂直，拐角内侧的第一肋板15和第二肋板16相互垂直。
66.管体的横截面整体上为矩形，例如可以是长方形或正方形，侧壁包括两个长边侧壁以及两个短边侧壁，法兰10上的两个容置槽分别为相对的深槽和浅槽，其中长边侧壁的边缘置入对应深槽，短边侧壁的边缘置入对应浅槽。具体地，第一容置槽11为深槽，第二容置槽为浅槽，第一容置槽11容置长边侧壁，第二容置槽12容置短边侧壁，进一步增加结构的稳定性。第一容置槽11和第二容置槽12的空间形态分别与长边侧壁和短边侧壁的形态相适应，各侧壁铆接固定于各容置槽之内，侧壁固定于容置槽内的方式例如可以是通过铆钉固定连接。
67.在一个实施例中，管体内侧还设置有环形框(图中未示出)，环形框与内包边部相抵固定。进一步地，环形框与管体各侧壁的中间部分相抵固定。环形框能够起到加强支撑的作用，沿风管的长度方向，环形框可以为间隔布置，环形框能够更有效的防止侧壁在高温环境中向管体内部塌陷，增强风管耐火极限和抗震性能。由于环形框分担了侧壁的承载性能，构成侧壁各层的厚度可以相应减薄，从而降低防火复合风管的造价。
68.防火复合风管的截面形状例如可以是矩形，矩形的长度(即图2a中的线段l的长度)为800mm～1500mm，矩形的宽度(即图2a中的线段w的长度)为300mm～700mm，防火复合风管外周矩形的长度不超过1500mm，宽度不超过700mm。
69.为适应使用场景，便于拼接、运输或安装，防火复合风管沿风道方向的距离例如可以是200mm～4000mm，该风管的四个侧壁呈板状。
70.在一个实施例中，参见图2b和图2c，侧壁4为双层结构，包括位于管体内侧的第一层1、与位于管体外侧的第二层2。本实施例中，第一层1为金属板层、第二层2为防火板层；或者是第一层1为防火板层、第二层2为金属板层。
71.在一个实施例中，参见图2d和图2e，侧壁4为三层结构，包括位于管体内侧的第一层1、位于管体外侧的第二层2、以及位于第一层1与第二层2之间的中间层3。如图2d所示，第一层1为金属板层，中间层3为防火板层，第二层2为隔热层。
72.或者是如图2e所示，第一层1为金属板层，中间层3为防火板层，第二层2为金属板层，该侧壁的构成方式形成如图2f所示的防火复合风管。第二层2采用金属板层能够阻止明火直接接触防火板层3，并起到一定的装饰作用。具体地，第一层1例如可以是金属铝箔贴面或彩钢板，第二层2例如可以采用镀锌钢板或彩钢板。本实施例中，第一层1的厚度可以为0.1～1.5mm，第二层2的厚度可以为0.1～1.5mm，中间层3的厚度可以为6～20mm。
73.在一个实施例中，参见图2g，侧壁4为三层结构，包括管体内侧的第一层1、位于管体外侧的第二层2、以及位于第一层1与第二层2之间的中间层3。其中，第一层1为防火板层，中间层3为隔热层，第二层2为金属板层。
74.在一个实施例中，参见图2h和图2i，侧壁4为四层结构，由管体的内侧到外侧依次为采用金属板层的第一层1、采用防火板层的第三层3a、采用隔热层的第四层3b、以及采用金属板层的第二层2。可以理解，本实施例中的中间层采用双层结构，包括第三层3a和第四
层3b。
75.在以上各实施例中，第一层1采用金属板层，使得管侧内侧与风道内流动的气体或其他微小颗粒物直接接触，管侧内侧表面平滑而风阻低，并且便于拆卸清洁。在上述各实施例中，金属板层例如可以是钢板层，防火板层例如可以是镁质复合材料层。进一步地隔热层采用防火材料或不燃材料，例如可以采用岩棉材料，隔热层的厚度为1～50mm。可以理解，在未增加隔热层时，防火复合风管的耐火极限主要依靠防火板层实现，通过隔热层可以延缓防火板层的温度上升，进一步提高防火复合风管的耐火极限，提高使用安全性。
76.为了延长防火复合风管在正常使用环境中的寿命，进一步地，防火板层也可以采用无返卤的防火板，例如无返卤玻镁防火板(镁质防火板)。通过选用无返卤材质，可以极大地减轻防火板层对内侧的环形框和第二层2的腐蚀，延长防火复合风管的使用寿命。不仅如此，钢面镁质复合风管生产不会对环境造成污染，是一种新型环保材料。
77.为了进一步减少防火复合风管的制造成本，同时保证防火复合风管的结构强度，在一实施例中，环形框为40mm
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40mm的方管焊接而成的环形。方管的截面形状为方形，其外周面由四个平面区域围成，可增大环形框与内金属板层的接触面积，提高防火复合风管的结构稳定性。环形框与与管体内侧之间可以采用粘接固定，也可以在环形框的两侧设置插入侧壁的限位件。
78.在一实施例中，如图3a和图3b所示，本技术还提供一种排烟管道，排烟管道包括依次拼接的多根风管，多根风管采用防火复合风管，各防火复合风管的长度例如可以为2000mm，且外周也可以套设有吊挂件5。
79.相邻的两防火复合风管之间通过金属法兰连接，该金属法兰例如可以采用铝合金法兰，金属法兰的截面为f形，包括相互平行的第一壁61、第二壁62、以及同时与第一壁61和第二壁62垂直的第三壁63，第一壁61和第二壁62形成卡槽64，改进的防火复合风管的侧壁4插接至卡槽64、与第三壁63相抵靠；
80.第三壁63远离卡槽64的一端开设有用于穿设紧固件7的孔洞65，相邻的两防火复合风管之间通过第三壁63相贴靠的两个金属法兰相连接。紧固件7例如可以采用螺栓，紧固件7穿过第三壁63相贴靠的两个金属法兰，并将其固定，使防火复合风管拼接在一起。两金属法兰6之间(相互贴靠的第三壁63之间)还可以夹有耐火密封垫，进一步保证安全。
81.在另一实施例中，本技术还提供一种排烟管道，排烟管道包括依次拼接的多根风管，多根风管采用防火复合风管。相邻的两防火复合风管之间通过金属法兰连接，该金属法兰的截面为l形。
82.在图3b所示实施例的基础上，本实施例将截面为f形的金属法兰简化为截面为l形的金属法兰，具体简化省略了f形金属法兰的第二壁62。关于l形金属法兰的第一壁与第三壁的结构可参考f形金属法兰。l形金属法兰相较于f形金属法兰的区别在于，l形金属法兰的第一壁与侧壁4的内侧相贴固定，例如可以通过螺栓固定。
83.为便于测试试验，用于测试的试件由两组通风管道组成。如图4、图5所示，管道a由三节2000mm
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1029mm
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529mm风管拼接而成；如图6、图7所示，管道b由三节2000mm
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1029mm
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279mm风管拼接而成。风管侧壁厚度为14.5mm，侧壁4采用如图2e所示的结构，其中第二层2的厚度为0.5mm，第一层1的厚度为0.5mm，中间层3的厚度为14mm。(a管的内口长度la为1000mm，a管的内口宽度wa为500mm，b管的内口长度lb为1000mm，b管的内口宽度wb为250mm)。
风管内壁中部设支撑件，用40mm
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40mm方管焊接井字框加固。各风管之间采用上文实施例中的金属法兰连接固定。管道a距受火端头500mm处设有一个t型支管8，其截面为250mm
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250mm，长度100mm；管道b距受火端头500mm处管道两侧面留有两个开口9，开口尺寸500mm
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125mm。耐火试验时，风管a、风管b水平安装在垂直燃烧炉炉门的两侧，炉门支承结构为240mm厚砖墙，风管在炉内受火长度为3000mm。试验结果为试件的耐火极限为1小时。
84.在上述实验的基础上，采用如图2h所示的结构，其中第二层2的厚度为0.5mm，第一层1的厚度为0.5mm，第三层3的厚度为14mm，第四层的厚度为10mm，重复该组实验，试验结果为试件的耐火极限为3.0小时。
85.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
86.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。