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淺談?dòng)鄩罕O(jiān)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)
陳盼
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:結(jié)合實(shí)際的工程設(shè)計(jì)案例,分析余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括余壓探測器、余壓控制器、余壓監(jiān)控主機(jī)的控制原理等。防止人員在實(shí)際的火災(zāi)疏散過程中會(huì)出現(xiàn)樓梯間和前室之間、前室和室內(nèi)走道之間防火門兩側(cè)壓差過大,而導(dǎo)致防火門無法正常開啟,影響人員疏散和消防人員施救,為人員的疏散贏得有效時(shí)間。
關(guān)鍵詞:余壓探測器;余壓控制器;余壓監(jiān)控系統(tǒng);住宅電氣設(shè)計(jì)
0 引言
近年來,建筑物發(fā)生火災(zāi)已嚴(yán)重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),為了阻止煙氣侵入人員疏散的前室和樓梯間,對前室和樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng),不但可以保證前室和樓梯間內(nèi)定的正壓值,也可以為疏散人員的呼吸提供室外新鮮空氣。但根據(jù)公an部消防研究所的研究,人員在實(shí)際的火災(zāi)疏散過程中會(huì)出現(xiàn)樓梯間和前室之間、前室和室內(nèi)走道之間防火門兩側(cè)壓差過大,而導(dǎo)致防火門無法正常開啟,影響人員疏散和消防人員施救,因此規(guī)范編寫組提出了機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜設(shè)有測壓裝置及風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施。本文根據(jù)具體的工程設(shè)計(jì)實(shí)例,闡述有關(guān)余壓監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì),與設(shè)計(jì)過程遇到的困難和心得體會(huì)。
1 項(xiàng)目概況
項(xiàng)目總建筑面積約為 96718m2,由10棟高層住宅建筑及兩層地下室(車庫及設(shè)備用房)組成,建筑高度不超過 54m。以其中1號(hào)住宅樓為例,結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙闡述余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。
2相關(guān)規(guī)范條款
2.1 規(guī)范條文
依據(jù) GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第 3. 4. 4 條,機(jī)械加壓送風(fēng)量應(yīng)滿足走廊至前室至樓梯間的壓力呈遞增分布,余壓值應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)前室、封閉避難層(間)與走道之間的壓差應(yīng)為 25Pa ~ 30Pa;
(2)樓梯間與走道之間的壓差應(yīng)為40Pa ~ 50Pa;
(3)當(dāng)系統(tǒng)余壓值超過允許壓力差時(shí)應(yīng)采取泄壓措施。
2.1.1 理解
本條規(guī)范給出了前室與走道、樓梯間與走道之間的正壓值的設(shè)計(jì)范圍,并明確了系統(tǒng)余壓值的規(guī)定,使設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,能夠很好的把握設(shè)計(jì)要求,并有確切的標(biāo)準(zhǔn)可檢測。
2.2 規(guī)范條文
依據(jù) GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第 5. 1. 4 條規(guī)定:機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜設(shè)有測壓裝置及風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施。
2.2.1 理解
本條規(guī)范建議機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置余壓監(jiān)控系統(tǒng),通過余壓探測器的反饋信息可以為消防管理人員提供準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)監(jiān)測疏散通道上防火門兩側(cè)的正壓值,又可以根據(jù)余壓探測器的反饋信息調(diào)節(jié)相關(guān)的余壓閥,使人員在疏散的過程中避免煙氣或火勢竄入前室和樓梯間,保證前室和樓梯間在定時(shí)間內(nèi)相對,確保在火災(zāi)情況下人員能夠快捷開啟防火門,不會(huì)導(dǎo)致疏散人員阻塞和開門困難。
3 暖通專業(yè)對電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)要求
通過設(shè)置余壓探測器、余壓監(jiān)控系統(tǒng)及電動(dòng)旁通閥等,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制余壓值,要求前室與走道之間的壓差應(yīng)為 25Pa ~ 30Pa,樓梯間與走道之間的壓差應(yīng)為 40Pa ~ 50Pa,其中電動(dòng)旁通閥由空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施,其余包括余壓探測器、余壓控制器、布線、余壓監(jiān)控系統(tǒng)等,由電氣專業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)施。
4 余壓監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 余壓探測器
余壓探測器是種檢測氣壓的數(shù)字傳感器,將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)的裝置。余壓探測器的安裝樓層及數(shù)量,由暖通專業(yè)根據(jù) GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求提條件給電氣專業(yè)。余壓探測器將采集樓梯間與走道、前室與走道之間的氣壓數(shù)據(jù),通過信號(hào)總線傳輸給余壓控制器。余壓探測器具有壓差校驗(yàn)功能,所有余壓探測器均具有地址編碼并自帶總線隔離器,通過余壓控制器軟件編程遠(yuǎn)程設(shè)定現(xiàn)場余壓探器的地址編碼及故障參數(shù),方便系統(tǒng)調(diào)試及后期維護(hù)使用。
本項(xiàng)目的1號(hào)住宅樓總共十六層,合用前室每層均設(shè)置余壓探測器,樓梯間在3層和11層各設(shè)臺(tái)余壓探測器。標(biāo)準(zhǔn)層余壓探測器的安裝平面圖和安裝大樣圖(如圖 1 所示)。
圖1 余壓探測器的安裝平面圖和安裝大樣圖
4.2 余壓控制器
余壓控制器是對采集的氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的決策機(jī)構(gòu),根據(jù)余壓探測器提供的氣壓數(shù)據(jù)算出樓梯間與走道、前室與走道之間壓差,并與規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)比較。當(dāng)余壓值超過規(guī)范要求的值時(shí),余壓控制器通過信號(hào)總線輸出泄壓信號(hào),調(diào)整電動(dòng)旁通閥開啟角度進(jìn)行泄壓,并將動(dòng)作信號(hào)傳輸至消防控制室的余壓監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行聲光報(bào)警。反之,余壓值降至規(guī)范要求的區(qū)間值時(shí),余壓控制器輸出停止泄壓信號(hào),關(guān)閉電動(dòng)旁通閥,同時(shí)將動(dòng)作信號(hào)反饋至消防控制室的余壓監(jiān)控主機(jī)。余壓控制器導(dǎo)軌安裝在加壓風(fēng)機(jī)配電箱內(nèi),并由加壓風(fēng)機(jī)配電箱提供220V的電源。
本項(xiàng)目的1號(hào)住宅樓在屋面兩個(gè)加壓風(fēng)機(jī)房配電箱內(nèi)分別設(shè)置個(gè)余壓控制器。樓梯加壓風(fēng)機(jī)房的余壓控制器接收3層以及11層的兩個(gè)余壓探測器的反饋信號(hào),并能夠控制樓梯加壓風(fēng)機(jī)房內(nèi)的電動(dòng)旁通閥。合用前室加壓風(fēng)機(jī)房的余壓控制器接收每層(共 16 個(gè))余壓探測器的反饋信號(hào),并能夠控制合用前室加壓風(fēng)機(jī)房內(nèi)的電動(dòng)旁通閥。1號(hào)住宅樓余壓監(jiān)控系統(tǒng)圖(如圖2 所示)。
圖2 余壓監(jiān)控系統(tǒng)圖
4.3 余壓監(jiān)控主機(jī)
余壓監(jiān)控主機(jī)能接收余壓控制器反饋的所有實(shí)時(shí)信息,包括聲光報(bào)警信號(hào)、余壓探測器現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)信號(hào)、余壓控制器輸出的動(dòng)作信號(hào)、實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)各類故障報(bào)警信號(hào)等。余壓監(jiān)控主機(jī)安裝于消防控制室,并與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)以及傳輸信息。余壓監(jiān)控系統(tǒng)控制流程圖(如圖3所示)。
本項(xiàng)目的1號(hào)住宅樓余壓控制器將所有信息實(shí)時(shí)傳輸至消防控制室的余壓監(jiān)控主機(jī),便于值班人員掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況。
圖3 余壓監(jiān)控系統(tǒng)控制流程圖
5 心得體會(huì)
余壓監(jiān)控系統(tǒng)的控制原理比較簡單,但是在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中,還是會(huì)遇到問題。如會(huì)出現(xiàn)防煙樓梯間被前室或功能房間全部包圍的情況,導(dǎo)致余壓探測器無法探測到走道的氣壓值。筆者認(rèn)為這時(shí)可經(jīng)過前室延長余壓探測器的氣壓管至近的走道,但會(huì)給施工安裝帶來定的困難。
6 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)及產(chǎn)品選型
6.1系統(tǒng)簡介
針對各類機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn),安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)了余壓監(jiān)控系統(tǒng),是集工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊、抗電磁干擾、數(shù)字傳感技術(shù)及消防二總線于體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號(hào)傳感器,24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài),對超壓故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)并記錄,當(dāng)防煙樓梯間或前室余壓值達(dá)到超壓監(jiān)控值時(shí),余壓探測器發(fā)出報(bào)警信號(hào),余壓控制器打開加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)管上的旁通閥泄壓;余壓回落到正常區(qū)間值后,余壓探測器發(fā)出信號(hào),余壓控制器關(guān)閉旁通閥,通過控制旁通閥的開啟,來保持余壓值穩(wěn)定在規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi),系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、數(shù)字化、智能化,自動(dòng)化連續(xù)監(jiān)控的特點(diǎn)。余壓監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖4。
余壓監(jiān)控系統(tǒng)由余壓監(jiān)控器(主機(jī))、余壓控制器、余壓探測器、風(fēng)閥執(zhí)行器、系統(tǒng)監(jiān)控軟件等部分或全部設(shè)備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)家標(biāo)準(zhǔn)中的功能需求。
圖4 余壓系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖
設(shè)計(jì)說明:
① 余壓監(jiān)控器(主機(jī))與余壓控制器之間是485通訊,連接方式為手拉手連接,線型NH-RVSP 2*1.5mm2,通訊距離為500米;
② 主機(jī)支持2路RS485通訊回路,每條回路可連接32個(gè)余壓控制器;
③ 余壓控制器與余壓探測器之間為二總線通訊,通訊距離500m, 線型NH-RVSP2*2.5mm2;
④ 只余壓控制器可帶120個(gè)余壓探測器。
產(chǎn)品特點(diǎn):
6.2.2 ARPM-S余壓探測器
產(chǎn)品特性:
LED顯示
LA | LB | 高壓 | 低壓 |
二總線 | 氣嘴 |
本模塊采用通用于86盒安裝方式,水平安裝孔距為60mm。探測器的工作電源為15~28VDC,請保證接線末端的電壓符合工作電源的范圍。使用橡膠軟管與低壓氣嘴相連,軟管另端接到低壓區(qū)。(設(shè)備若安裝在低壓側(cè),則用橡膠軟管與高壓氣嘴相連,軟管另端接到高壓區(qū)。)
產(chǎn)品特性:
l 工作電源: AC 220V 50Hz
l 功耗: 待機(jī)狀態(tài)<3W,動(dòng)作狀態(tài)<10W
l 執(zhí)行輸出:24V(接執(zhí)行器)
l 開關(guān)量輸入:2路
l 開關(guān)量輸出:1路繼電器輸出
l 通訊:1路二總線、1路RS485
l 通訊距離:500m
l 安裝方式:導(dǎo)軌式安裝
l 工作溫度范圍: -20℃~60℃
l 儲(chǔ)存溫度范圍:-30℃~80℃
l 環(huán)境濕度:相對濕度≤90%,不結(jié)露
l 防護(hù)等級(jí): IP30
l 產(chǎn)品符合:GB16806-2006
l 外形尺寸
產(chǎn)品特點(diǎn):
l 滿足家標(biāo)準(zhǔn)GB51251《建筑防煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》及GB 50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)家標(biāo)準(zhǔn)中的工能要求
l 接收余壓控制器命令,控制調(diào)節(jié)旁通泄壓閥的開、閉角度
l 可選擇旋轉(zhuǎn)角度,轉(zhuǎn)接頭,設(shè)置獨(dú)立的運(yùn)行時(shí)間,具有手動(dòng)控制按鈕
l 采用DC24V工作電壓確保系統(tǒng)穩(wěn)定和人身
型號(hào) | 功能配置 |
ARPM100/B3 | ARPM100系列余壓監(jiān)控器,壁掛式安裝,7英寸彩屏顯示,485通訊,聲光報(bào)警,防護(hù)等級(jí)IP30,可連接64個(gè)余壓控制器 |
ARPM-C | 余壓控制器,導(dǎo)軌式安裝,1.7英寸點(diǎn)陣顯示屏,上行485通訊,下行二總線通訊,每個(gè)控制器可連接120個(gè)余壓探測器,1路繼電器輸出功能,聲光報(bào)警,防護(hù)等級(jí)IP30 |
ARPM-S/1 | 余壓探測器,采用86殼安裝,采用二總線的方式供電和通訊,工作電壓:DC24V,工作量程:-1000Pa-1000Pa,響應(yīng)時(shí)間:1S-50S,可設(shè)置,光報(bào)警 |
ARPM-S/2 | ARPM-S/2余壓探測器副面板為余壓探測器附件,與探測器配套使用;通過穿墻軟管與探測器連接;與探測器分別采集墻體兩側(cè)的空氣壓力。 |
ARPM-DC24V | 風(fēng)閥執(zhí)行器,工作電壓:DC24V,防護(hù)等級(jí):IP65,位置:機(jī)械指示;旋轉(zhuǎn)角度:90°,功率:工作功率7W,待機(jī)功率0.5W |
7 結(jié)語
余壓監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠很好的保護(hù)人員在疏散過程中,不會(huì)因防火門兩側(cè)壓差過大而導(dǎo)致防火門無法打開的情況,為人員的疏散贏得有效時(shí)間。以上內(nèi)容是筆者在工程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)實(shí)例以及體會(huì),本文有不當(dāng)之處,謹(jǐn)望行業(yè)專家雅正。
【參考文獻(xiàn)】
作者簡介:劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司,主要余壓監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。