再談機械防排煙系統控制程序設計
江蘇省建筑設計研究院有限公司 朱波 王瑛
1、前言
幾年前,筆者對高層民用建筑中常用的五種機械防排煙系統控制程序設計作了探討。隨著建筑業的發展和新版防火規范的實施,防排煙系統設計更復雜,對控制程序的要求也相應提高。控制程序設計的優劣與可行與否是機械防排煙系統設計成敗的關鍵之一,應引起廣大設計人員的高度重視。
2、相關規范及條文
現行的防火設計規范及版本有:《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)(簡稱《高規》),《建筑設計防火規范》GB50016-2006(簡稱《建規》),《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067-97(簡稱《汽車庫規》)和《人民防空工程設計防火規范》GB50098-98(2001年版)(簡稱《人防規范》)。關于消防控制設計的規范有:《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98(簡稱《火災報警規范》)。
《高規》中與防排煙系統的控制要求相關的規定有:第8.4.8條“ 機械排煙系統中,當任一排煙口或排煙閥開啟時,排煙風機應能自行啟動。”
《建規》中與《高規》相仿,與防排煙系統的控制要求相關的規定有:第9.4.6.1條“排煙口或排煙閥應按防煙分區設置。排煙口或排煙閥應與排煙風機聯鎖,當任一排煙口或排煙閥開啟時,排煙風機應能自行啟動。”第9.4.8.4條“在排煙風機入口處的總管上應設置當煙氣溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥,該閥應與排煙風機聯鎖,當該閥關閉時,排煙風機應能停止運行。”
《汽車庫規》中與防排煙系統的控制要求相關的規定有:第8.2.5條“排煙風機可采用離心風機或排煙軸流風機,并應在排煙支管上設有煙氣溫度超過280℃時能自動關閉的排煙防火閥。排煙防火閥應聯鎖關閉相應的排煙風機。”
《人防規范》中與防排煙系統的控制要求相關的規定有:第6.4.4.1條“單獨設置的排煙口,平時應處于關閉狀態,其控制方式可采用自動或手動開啟方式;手動開啟裝置的位置應便于操作;”第6.4.4.2條“排風口和排煙口合并設置時,應在排風口或排風口所在支管設置自動閥門,該閥必須具有防火功能,并應與火災自動報警系統聯動;火災時,著火防煙分區內的閥門仍應處于開啟狀態,其它防煙分區內的閥門應全部關閉。”第6.6.5條“排煙風機應與排煙口聯動,當任何一個排煙口、排煙閥開啟或排風口轉為排煙口時,系統應轉為排煙工作狀態,排煙風機應自動轉換為排煙工況;當煙氣溫度大于280℃時,排煙風機應隨設置于風機入口處防火閥的關閉而自動關閉。”第6.7.7條“火災發生時,防火閥的溫度熔斷器或與火災探測器等聯動的自動關閉裝置一經動作,防火閥應能自動關閉。”
《火災報警規范》中與防排煙系統的控制要求相關的規定有第6.3.9條:火災報警后,消防控制設備對防煙、排煙設施應有下列控制、顯示功能:
6.3.9.1 停止有關部位的空調送風,關閉電動防火閥,并接收反饋信號;
6.3.9.2 啟動有關部位的防煙和排煙風機、排煙閥等,并接收其反饋信號;
6.3.9.3 控制擋煙垂壁等防煙設施。
3、機械防排煙系統控制程序
3.1.防煙樓梯間前室和消防電梯合用前室的防煙加壓送風系統的控制程序
前室的加壓送風系統由加壓送風機和每層一只正壓送風口組成。目前,常用的風口為平時常閉,火警時電訊號DC24V開啟,手動開啟,手動復位,輸出開啟電訊號的多葉正壓送風口。火警時,開啟著火層及上、下層的正壓送風口及對應正壓送風機,保證前室正壓25-30Pa。其控制程序的方框圖如圖1。
3.2.防煙樓梯間的防煙加壓送風系統的控制程序
根據《高規》第6.1.13.2條和第6.2.8條以及《建規》第7.4.4條規定,防煙樓梯間在首層和避難層進行了防火分隔。平面上同一位置的防煙樓梯間,在首層和避難層被分割成互不相通的多個梯段。因此,原防煙樓梯間上下共用采用自垂式百葉風口的正壓送風系統已不適用,必須作相應調整。
每個防火梯段的防煙樓梯間有條件獨立設置加壓送風系統時,正壓送風口常采用自垂式百葉風口。火警時,正壓送風機開啟,風口自動打開,保證防煙樓梯間正壓40~50Pa,其控制程序方框圖如圖2。
當上下多段防煙樓梯間共用一個加壓送風系統時,正壓送風口常采用常閉多葉正壓送風口。火警時,開啟著火層梯段的正壓送風口及對應正壓送風機,保證防煙樓梯間正壓40-50Pa。
其控制程序的方框圖如圖3。
3.3.地上內走道和暗房間機械排煙系統控制程序
地上內走道和暗房間的機械排煙系統一般由排煙風機及風機入口處的排煙防火閥和設在每層或每個防煙分區的常閉排煙口、排煙防火閥組成。火警時,電訊號DC24V開啟或手動開啟著火層走道或防煙分區的排煙口,電訊號開啟排煙防火閥,排煙風機運作,把火災產生的煙氣和熱量排至室外。當煙氣溫度超過280ºC時,板式排煙口關閉或排煙支管上的排煙防火閥關閉。當風機入口處的280℃排煙防火閥關閉時,聯動關閉排煙風機。其控制程序方框圖如圖4。
3.4.地下內走道和房間機械排煙系統和補風系統控制程序
地下排煙系統在地上排煙系統的基礎上增加了補風系統,且常與通風系統共用,是防排煙系統設計和控制中情況最多最復雜的。
火警補風和平時送風系統一般共用,由送風機、常開送風口和防火閥組成。其平時送風
口火警時用作補風口,平時送風機火警時用作補風機。
當排煙與排風不共用,各為獨立系統時,排煙系統與地上相同。火警時,電訊號DC24V開啟或手動開啟著火防煙分區的排煙口、排煙防火閥,排煙風機運作,把火災產生的煙氣和熱量排至室外。關閉排風系統的風機和防火閥。同時開啟補風機,向著火的防火分區補風。當煙氣溫度超過280ºC時,板式排煙口關閉或排煙支管上的排煙防火閥關閉。當風機入口處的280℃排煙防火閥關閉時,聯動關閉排煙風機,關閉補風機。其控制程序方框圖如圖5。
排煙系統與排風系統共用風機,各設支管、風口和防火閥。排風支管設70℃常開電控防火閥,排煙支管設常閉280℃排煙防火閥,排煙設常閉排煙口。火警時,排風支管電訊號關閉防火閥,手動或電訊號開啟著火防煙分區的排煙口,電訊號開啟著火防煙分區排煙支管排煙防火閥,排煙風機運作。同時開啟補風機,向著火的防火分區補風。當煙氣溫度超過280ºC時,板式排煙口關閉或排煙支管上的排煙防火閥關閉。當風機入口處的280℃排煙防火閥關閉時,聯動關閉排煙風機,關閉補風機。其控制程序方框圖如圖6。
排煙系統與排風系統共用風機、風管、風口和防火閥。支管設280℃常開電控防煙防火閥,平時常開排風口兼排煙口。火警時,非著火區排風支管的防煙防火閥電訊號關閉,排煙風機運作。同時開啟補風機,向著火的防火分區補風。當煙氣溫度超過280ºC時,板式排煙口關閉或排煙支管上的排煙防火閥關閉。當風機入口處的280℃排煙防火閥關閉時,聯動關閉排煙風機,關閉補風機。其控制程序方框圖如圖7。
3.5.地下汽車庫機械排煙、補風系統控制程序
地下汽車庫平時排風量與火警時排煙量的要求基本一樣,兩套系統經常共用一套系統。每個防火分區設計一套排風兼排煙系統,平時排風,火警時排煙;設計一套送風兼補風系統,平時送風,火警時補風。送、排風口均為常開百葉風口,使風口及其控制過程更加簡單經濟又可靠。其控制程序的方框圖見圖8。
3.6.中庭機械排煙系統的控制程序
中庭機械排煙系統中排煙口、排煙風機等方面的要求與內走道排煙系統相同,只是由于中庭的排煙口位置很高,排煙口的手動裝置無法實現,其控制程序比內走道排煙系統簡單一點。其控制程序方框圖如圖9。
人防地下室內走道和房間或車庫的機械排煙系統和補風系統的控制程序與上述相仿,不再贅言。
4、結束語
機械防、排煙系統設計已經得到大家的日益重視。火警時,該系統能否正常運轉,保證人員疏散和消防人員撲救的需要,同時也直接取決于該系統控制程序的正確、安全與可靠。因此,控制程序的優劣和可行與否是機械防排煙系統設計成敗的關鍵之一。
筆者根據規范的要求,結合工程實踐,與電氣專業設計人員深入探討、密切配合,重新總結了九種常用的機械防排煙系統的控制程序,歡迎大家批評指正,以期使機械防排煙系統的運行更加安全適用、先進合理。
本文得到了江蘇省建筑設計研究院陳禮貴電氣高級工程師的大力幫助,深表謝意。