王博筠(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

淺談民用建筑中消防風(fēng)閥的設(shè)置與聯(lián)動控制關(guān)系

王博筠
(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

消防風(fēng)閥的設(shè)置及聯(lián)動控制關(guān)系是民用建筑中消防聯(lián)動及控制系統(tǒng)必不可少的一部分。通過總結(jié)民用建筑設(shè)計中暖通專業(yè)與電氣專業(yè)對消防風(fēng)閥的設(shè)置要求，進(jìn)一步分析各類風(fēng)閥的設(shè)置位置和作用，以及對風(fēng)機和風(fēng)閥的聯(lián)鎖、聯(lián)動的邏輯控制關(guān)系等，以實現(xiàn)其相應(yīng)的功能，并在消防狀態(tài)下為人們的逃生提供更大的保障。

消防電氣 風(fēng)閥 聯(lián)動控制

0 引言

隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，公共民用建筑物的建設(shè)規(guī)模和功能越來越強大，建筑物內(nèi)的人流也越來越多，這就對建筑內(nèi)消防聯(lián)動控制系統(tǒng)有了更高的要求。在有火情的狀態(tài)下，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)中各風(fēng)機風(fēng)閥的動作狀態(tài)、信號反饋與聯(lián)動控制關(guān)系起著至關(guān)重要的作用。例如，排煙風(fēng)機的聯(lián)鎖開啟可對著火區(qū)域進(jìn)行排煙；加壓送風(fēng)機的開啟可使防煙前室等重要疏散部位形成正壓以確保人員安全逃生等。在之前的設(shè)計中，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)由設(shè)備專業(yè)提供設(shè)計依據(jù)，對應(yīng)在電氣消防平面上可能只是簡單的示意，很容易淡化電氣專業(yè)在這些方面的設(shè)計思考。所以，本文將結(jié)合暖通專業(yè)與電氣專業(yè)對在民用建筑中消防風(fēng)閥的設(shè)置要求進(jìn)行簡單總結(jié)，進(jìn)一步分析各類風(fēng)閥的設(shè)置位置和作用，以及對風(fēng)機和風(fēng)閥的聯(lián)鎖、聯(lián)動的邏輯控制關(guān)系等作簡單梳理，以更好地體現(xiàn)與之相關(guān)的消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)。

1 常見防火閥的種類及功能

根據(jù)防火閥易熔片熔斷的火焰或者煙氣溫度(通常分為70℃、150℃和280℃三種)，表1結(jié)合暖通專業(yè)對民用公共建筑通風(fēng)系統(tǒng)常見的幾種防火閥及防、排煙閥(口)的分類和功能進(jìn)行了介紹。

上述所列防火閥、電動閥及排煙口等執(zhí)行機構(gòu)所需的聯(lián)動控制模塊接線方式見圖1。

表1 防火閥及防、排煙閥(口)的分類

2 不同系統(tǒng)風(fēng)閥的設(shè)置與消防的聯(lián)動控制關(guān)系

2.1消防補風(fēng)及兼消防補風(fēng)風(fēng)機的控制

消防補風(fēng)風(fēng)機一般用于大型地下車庫內(nèi)部自然補風(fēng)不足的防煙分區(qū)，以保證排煙時該排煙分區(qū)內(nèi)空氣的補充，避免因補風(fēng)不足導(dǎo)致排煙效果下降。根據(jù)其風(fēng)機的用途可分為：專用消防補風(fēng)風(fēng)機、與平時兼用的消防補風(fēng)風(fēng)機。其中兼用的消防補風(fēng)機又可分為：送風(fēng)兼補風(fēng)、新風(fēng)機組兼補風(fēng)以及空調(diào)、新風(fēng)兼補風(fēng)3種形式。

2.1.1 專用消防補風(fēng)機的控制

專用消防補風(fēng)機平時不工作，只在火災(zāi)時才用于消防狀態(tài)補風(fēng)。

設(shè)置消防補風(fēng)機風(fēng)閥時，需從豎向風(fēng)道進(jìn)風(fēng)管處分別設(shè)置一個70℃防火閥和一個電動常閉防火閥(具體功能參見表1中序號2內(nèi)容)，此處70℃防火閥的作用是防止風(fēng)道內(nèi)溫度過高而將煙氣引入，當(dāng)從建筑物外墻取風(fēng)時此70℃防火閥可不設(shè)。火災(zāi)時由DC 24V 電動打開常閉防火閥，其動作狀態(tài)信號反饋至消防控制室，并連鎖開啟相應(yīng)的消防補風(fēng)風(fēng)機；經(jīng)過風(fēng)機后穿越防火墻及防火分區(qū)處均設(shè)置70℃防火閥，當(dāng)空氣溫度達(dá)到70℃時，防火閥熔絲熔斷關(guān)閉，并將其開閉狀態(tài)無源電信號經(jīng)報警總線反饋至消防控制室。消防補風(fēng)機的風(fēng)閥設(shè)置見圖2。

2.1.2 與平時兼用的消防補風(fēng)機的控制

根據(jù)機組種類的不同，分別對送風(fēng)兼補風(fēng)、新風(fēng)機組兼補風(fēng)以及空調(diào)、新風(fēng)兼補風(fēng)這3種形式的控制方式進(jìn)行歸納總結(jié)。這3類機組可由DC 24V消防報警及聯(lián)動系統(tǒng)模塊控制，或強電AC 220V配電系統(tǒng)一次、二次設(shè)計控制。

對這3種機組所涉及的風(fēng)閥，首先由消防報警及聯(lián)動控制方式展開介紹。

1)送風(fēng)兼補風(fēng)機控制方式

此種控制方式相對簡單，只須在進(jìn)豎向風(fēng)道以及沿管道方向跨越防火墻、防火分區(qū)處分別設(shè)置70℃防火閥。在火災(zāi)狀態(tài)下，當(dāng)閥體溫度達(dá)到70℃時防火閥熔絲熔斷，起隔絕煙氣作用，并將關(guān)閉狀態(tài)信號反饋至消防控制室。

2)新風(fēng)機組兼補風(fēng)機的控制

這種控制方式是從建筑物外墻或豎向風(fēng)道處分兩路管道取風(fēng)進(jìn)入風(fēng)機，一路管道是進(jìn)新風(fēng)做平時用，另一路為消防補風(fēng)用，經(jīng)過風(fēng)機后新風(fēng)兼補風(fēng)共用管道送出。

對于平時進(jìn)風(fēng)的新風(fēng)管道，從建筑物外墻或豎向風(fēng)道取風(fēng)處有一個樓控調(diào)節(jié)電磁閥(與消防控制無關(guān))，此閥具有防凍、止回以及調(diào)節(jié)功能；在此閥門之后設(shè)置一個70℃電動常開防火閥(具體功能參見表1中序號3內(nèi)容)，平時常開進(jìn)新風(fēng)，火災(zāi)時由 DC 24V 電動關(guān)閉，此時此管道封閉不再進(jìn)新風(fēng)；而另一路消防補風(fēng)管道，與專用消防補風(fēng)機前端設(shè)置相同的防火閥，即為一個70℃防火閥和一個電動常閉防火閥，火災(zāi)時DC 24V電動打開，用于消防補風(fēng)。經(jīng)風(fēng)機機組后設(shè)置的70℃防火閥，位置及作用同送風(fēng)兼補風(fēng)機。

3)空調(diào)、新風(fēng)機組兼補風(fēng)機的控制

與新風(fēng)機組兼補風(fēng)機在從建筑物外或豎向井道取風(fēng)處到風(fēng)機處所設(shè)風(fēng)閥及控制形式完全相同，空調(diào)、新風(fēng)兼補風(fēng)機的控制同樣分為平時進(jìn)新風(fēng)以及消防補風(fēng)兩路管道；所不同的是空調(diào)、新風(fēng)兼補風(fēng)機在經(jīng)風(fēng)機后依然分為兩路管道，其中一路管道為回風(fēng)風(fēng)道，在出機房區(qū)設(shè)置一個70℃電動常開防火閥(具體功能參見表1中序號3內(nèi)容)，此管道平時用于回風(fēng)，火災(zāi)時DC 24V電動關(guān)閉和70℃熔斷關(guān)閉，使回風(fēng)管路關(guān)閉；同時另一路管道為送風(fēng)兼補風(fēng)管道，在其出機房處設(shè)置一個70℃防火閥，平時正常送風(fēng)、消防時補風(fēng)，只有當(dāng)火災(zāi)時空氣溫度到達(dá)70℃時熔斷關(guān)閉。所有這些防火閥輸出的開閉狀態(tài)無源電信號均反饋至消防控制室。

對于上述3種兼用補風(fēng)機風(fēng)閥的設(shè)置，其強電控制方式是從豎向進(jìn)風(fēng)入口處分別設(shè)置一個70℃防火閥以及一個由AC 220V供電的電動閥(具體功能參見表1中序號12內(nèi)容)組成，當(dāng)采用送風(fēng)兼補風(fēng)機組時該AC 220V電動開關(guān)風(fēng)閥功能參見表1中序號12內(nèi)容；當(dāng)采用新風(fēng)兼補風(fēng)機組時該AC 220V電動開關(guān)風(fēng)閥功能參見表1中序號13內(nèi)容，此電動閥與風(fēng)機連鎖啟停。經(jīng)過風(fēng)機后其余各處70℃防火閥的設(shè)置及動作反饋，同消防報警及聯(lián)動系統(tǒng)控制方式。

2.2排煙系統(tǒng)及排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)的風(fēng)閥控制

在火災(zāi)發(fā)生的過程中，會產(chǎn)生大量的濃煙，而且一些裝修材料經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的濃煙含有大量的有毒物質(zhì)，吸進(jìn)人體后會導(dǎo)致人員中毒甚至窒息身亡，因此在室內(nèi)自然排煙不足的情況下，通常使用機械排煙方式將火災(zāi)時產(chǎn)生的有害濃煙排除到室外，從而減少濃煙對人體的危害，避免人中毒或窒息身亡。消防防排煙系統(tǒng)主要設(shè)置在高層建筑內(nèi)，根據(jù)建筑內(nèi)部排風(fēng)結(jié)構(gòu)來設(shè)計防排煙系統(tǒng)，若室內(nèi)達(dá)到自然排煙條件可不需要安裝防排煙系統(tǒng)，消防防排煙系統(tǒng)一般使用在地下停車場、酒店、商場、寫字樓等公共場所。

根據(jù)消防防排煙系統(tǒng)中風(fēng)機的用途可將其分為：專用排煙風(fēng)機和排風(fēng)兼排煙風(fēng)機兩類。同樣對于排煙機的控制也可分為：由DC 24V消防報警及聯(lián)動系統(tǒng)模塊控制，以及強電AC 220V配電系統(tǒng)一次、二次設(shè)計控制。下面分別對這兩類風(fēng)機所需設(shè)置的風(fēng)閥及控制方式進(jìn)行介紹。

2.2.1 排煙風(fēng)機的控制

對于消防報警及聯(lián)動控制方式，在排煙風(fēng)道管路穿豎向風(fēng)道處設(shè)置一個280℃防火閥(具體功能參見表1中序號7內(nèi)容)，防止因豎向風(fēng)道處溫度過高，通過管道將火源引至風(fēng)機。若排煙管道直穿越建筑物外墻，則此 280℃常開防火閥亦可省略。

根據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，對于排煙風(fēng)機入口處總管設(shè)置的280℃排煙防火閥(具體功能參見表1中序號8內(nèi)容)熔斷關(guān)閉后聯(lián)鎖停風(fēng)機，此防火閥區(qū)別于其他風(fēng)閥的一個重要作用就是，當(dāng)此防火閥熔斷關(guān)閉后，它的一組無源干節(jié)點動作反饋信號不經(jīng)消防報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)而直接接到相應(yīng)風(fēng)機的控制盤內(nèi)，聯(lián)鎖該排煙風(fēng)機停止，即所謂的硬線連接。而此閥的動作狀態(tài)通過另一組無源干節(jié)點信號經(jīng)過消防報警總線反饋至消防控制室。在出機房外墻沿管道方向跨越防火墻、防火分區(qū)以及防煙分區(qū)處分別設(shè)置280℃防火閥，在火災(zāi)狀態(tài)下，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到280℃時防火閥熔絲熔斷，起到防火作用；當(dāng)出機房外墻設(shè)置的280℃防火閥也為排煙風(fēng)機入口處總管設(shè)置的280℃排煙防火閥時，兩者可合并成一個。排煙風(fēng)機設(shè)置于排風(fēng)機房內(nèi)出入機房及穿越豎向井道時，管道上風(fēng)閥的設(shè)置可參見圖3。

圖3 排煙風(fēng)機風(fēng)閥的設(shè)置

根據(jù)GB 50067-2014《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》，在地下車庫區(qū)內(nèi)一個排煙風(fēng)機帶一個以上防煙分區(qū)時，在跨越防煙分區(qū)之前，應(yīng)設(shè)置一個280℃電動排煙防火閥(具體功能參見表1中序號9內(nèi)容)，此閥平時常開，火災(zāi)時由DC 24V電動關(guān)閉和280℃熔斷關(guān)閉，并連鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機。這里要說明的是，此280℃排煙防火閥連鎖關(guān)閉風(fēng)機并不是上面所設(shè)的硬線聯(lián)鎖，而依然是將此閥的動作信號經(jīng)報警總線反饋至消防控制室，再由消防控制室結(jié)合其周圍探測器及觸發(fā)裝置來判斷是否需要關(guān)閉風(fēng)機，這需要通過軟件編程實現(xiàn)，且此回線依然是通過消防報警及聯(lián)動控制總線完成；在跨越防煙分區(qū)之后設(shè)置一個排煙閥(具體功能參見表1中序號10內(nèi)容)，平時常閉，火災(zāi)時DC 24V電動打開，其狀態(tài)信號反饋后可經(jīng)消防聯(lián)動控制總線連鎖開啟相應(yīng)的排煙風(fēng)機。在對走道和一些需要進(jìn)行機械排煙的房間設(shè)置排煙口時，一般是在出機房區(qū)的管道上設(shè)置電動常閉的多葉排煙口(具體功能參見表1中序號11內(nèi)容)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時排煙口由DC 24V電動打開，同時連鎖開啟相應(yīng)的排煙風(fēng)機，當(dāng)溫度達(dá)到280℃時熔斷關(guān)閉，并輸出開閉狀態(tài)無源電信號至消控室。

2.2.2 排風(fēng)兼排煙風(fēng)機的控制

正常情況下，排風(fēng)機用于平時排除有害氣體產(chǎn)生的房間或空間(如衛(wèi)生間、開水間、吸煙室、廚房、車庫等)中的有害氣體，并保持其內(nèi)部的負(fù)壓，以免有害氣體的擴散污染其他房間或空間。工程設(shè)排風(fēng)兼排煙風(fēng)機，平時為通風(fēng)換氣使用，火災(zāi)時則作為排煙風(fēng)機使用。其控制方式也分為消防報警及聯(lián)動控制和強電配電系統(tǒng)控制。

排風(fēng)兼排煙風(fēng)機在機房區(qū)內(nèi)的風(fēng)閥設(shè)置與排煙風(fēng)機風(fēng)閥的設(shè)置及控制方式完全一致，在此不做贅述；其不同之處在于出機房區(qū)后管道的布設(shè)方式以及風(fēng)閥的設(shè)置不同，通常分為以下2種管道布設(shè)方式。

一種情況是，出機房區(qū)后排煙兼排風(fēng)管道分成兩支管路：一路專門用做排煙，另一路為排風(fēng)使用。所設(shè)防火閥及排煙口如圖4所示。

圖4 排煙兼排風(fēng)機末端形式一

另一種情況如圖5所示，出機房區(qū)后始終以一路排風(fēng)兼排煙管路為主，在跨越防火隔墻或防火分區(qū)的主管路上設(shè)置280℃防火閥，根據(jù)到不同的房間或空間內(nèi)需求設(shè)置排煙或者排風(fēng)末端分支管路。

圖5 排煙兼排風(fēng)機末端形式二

當(dāng)排煙風(fēng)機由強電控制時，與消防聯(lián)動控制方式的不同之處在于排煙風(fēng)機入口處的電動開關(guān)風(fēng)閥(具體功能參見表1中序號12內(nèi)容)由AC 220V電源提供，并與風(fēng)機同啟同停且起到止回作用，其控制方式體現(xiàn)在配電系統(tǒng)二次原理圖中。在經(jīng)排煙風(fēng)機后穿越豎向風(fēng)道處，出機房外墻、跨越防火墻、防火分區(qū)處設(shè)置的280℃防火閥同消防聯(lián)動系統(tǒng)控制方式，并將動作狀態(tài)信號反饋至消防控制室。

2.3正壓送風(fēng)系統(tǒng)

正壓送風(fēng)機的作用是向疏散通道內(nèi)送風(fēng)，以維持加壓送風(fēng)區(qū)域與相鄰區(qū)域間的正壓，防止煙氣侵入影響疏散。一般對于民用建筑物的合用前室、防煙前室以及防煙樓梯間需要保證加壓送風(fēng)，但是這兩處位置的加壓送風(fēng)控制方式不同。下面分別介紹下這2種控制方式。

2.3.1 合用前室、防煙前室正壓送風(fēng)

對于合用前室和防煙前室的加壓送風(fēng)是在每一個前室里都設(shè)置一個常閉型加壓送風(fēng)口(具體功能參見表1中序號6內(nèi)容)，消防狀態(tài)下由DC 24V電動打開，同時將動作狀態(tài)經(jīng)報警總線反饋至消防控制室，再由消防控制室的聯(lián)動控制主機輸出無源電信號到正壓送風(fēng)機控制盤，連鎖打開加壓送風(fēng)機。在每個設(shè)置了常閉加壓送風(fēng)口的合用前室還必須要設(shè)置一個壓差傳感器，監(jiān)測前室與前室外走道的壓差狀態(tài)，為防止火災(zāi)時疏散通道上的門因前室壓力過高而推不開，其壓差傳感器應(yīng)接入兩組觸點，分別將高/低壓反饋信號傳至消防控制室，再由消防聯(lián)動控制系統(tǒng)連鎖控制該正壓送風(fēng)機旁通閥泄壓的開啟/關(guān)閉，以保證前室壓力的穩(wěn)定。

2.3.2 樓梯間正壓送風(fēng)

對于每個樓梯間的加壓送風(fēng)，是在正壓送風(fēng)機前設(shè)置一個常閉電動開關(guān)風(fēng)閥(具體功能參見表1中序號4內(nèi)容)，火災(zāi)時經(jīng)消防聯(lián)動控制線輸出DC 24V 電動打開風(fēng)閥并連鎖打開相應(yīng)正壓送風(fēng)機向樓梯間送風(fēng)，而在每個樓梯間內(nèi)都設(shè)有一個自垂百葉送風(fēng)口，同樣對樓梯間依然要設(shè)置壓差傳感器以監(jiān)測樓梯間與其前室的壓差狀況，通常以正負(fù)零為基準(zhǔn)將樓梯間分為上下兩部分，地上、地下分別設(shè)置一個壓差傳感器，而其設(shè)置的具體位置由設(shè)備專業(yè)提供。其壓差傳感器與相應(yīng)正壓送風(fēng)機的旁通閥的聯(lián)動控制方式與上述合用前室相同。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，對于消防補風(fēng)機(或兼消防補風(fēng))、排煙風(fēng)機(或兼用排煙)以及正壓送風(fēng)機，除通過上述消防報警及聯(lián)動系統(tǒng)控制或強電配電系統(tǒng)一次、二次設(shè)計的自動控制方式，每臺風(fēng)機還必須設(shè)一根硬拉線直接拉回到消防控制室作為直啟線，通過手動按鈕直接控制消防風(fēng)機或兼用風(fēng)機的啟停。在消防控制室，監(jiān)控人員可根據(jù)需要設(shè)置手/自動控制狀態(tài)，當(dāng)采取手動硬拉方式控制風(fēng)機啟停時應(yīng)為第一優(yōu)先順位。

3 結(jié)束語

民用建筑中風(fēng)閥作為消防聯(lián)動控制系統(tǒng)重要的控制及監(jiān)測對象，在做與風(fēng)閥有關(guān)的聯(lián)動控制時，要對其控制方式、狀態(tài)反饋及邏輯動作有清晰的概念。根據(jù)設(shè)備專業(yè)提供的風(fēng)閥具體位置、功能和聯(lián)控關(guān)系，將風(fēng)閥在消防狀態(tài)下的控制方式和信號反饋通過線纜的敷設(shè)、系統(tǒng)圖及原理圖的鏈路關(guān)系清晰地反映在電氣平面和系統(tǒng)圖中，使設(shè)備與電氣專業(yè)對于風(fēng)閥的控制達(dá)到一致，以保證消防狀態(tài)下對風(fēng)閥和風(fēng)機的控制及時準(zhǔn)確，為人們的逃生提供重要保障。

[1] GB 50116-2013火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[2] GB 50067-2014汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2015.

[3] GB 50067-2014火災(zāi)報警及消防控制圖集(04X501)[S].北京:中國計劃出版社,2006.

[4] 11BS6通風(fēng)與空調(diào)工程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.

DiscussionontheRelationshipBetweentheSettingandtheControloftheFireAirValveinCivilBuilding

Wang Bojun

The setting and linkage controlling relationship of fire air valves is an essential part of the fire fighting linkage and control system in civil buildings. Through summarizing the requirements for setting up fire fighting valves in HVAC professional and electrical professional in civil building design, all kinds of air valve settings, location and role, as well as fan and air valve interlocking, linkage logic control relationship are analyzed, to achieve its corresponding function, and to provide greater protection for people to escape under fire condition.

fire electrical, air valve, linkage control