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关于高层建筑排烟调节阀控制方式及联动控制电源容量选择探讨

1 概述

目前 随着经济建设的不断发展,高层建筑在全国各地不断涌现。高层建筑消防系统因其在火灾预报和初期灭火中的重要作用而逐步受到人们的重视,消防工程也成为建筑安装过程中一个重要的组成部分。在消防工程施工过程中,由于多种因素的影响,设计图纸中难免会存在一些不足之处,而这些不足之处则要求工程技术人员按照国家有关规范的要求和施工现场的实际情况进行处理,保证后续工作的进行。

2 排烟阀控制方式

防排烟是高层建筑消防系统中一个重要的组成部分,由于发生火灾时可燃物在燃烧初期产生大量有毒气体,直接危害到生命安全,因此《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)第61319条规定:“火灾报警后,消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能:启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等,并接收其反馈信号”。对于排烟阀的电气控制方式,消防规范中没有具体的规定,通常情况下设计图纸采用“一对一”的方式进行控制。在某些情况下,如受报警主机回路模块数量限制或建设单位从节省投资的角度考虑,要求施工单位进行图纸优化设计时,排烟阀就可以采用“一对多”的方式进行控制。

2.1 排烟阀动作电流值

市场上大多数型号的排烟阀,一般标明其动作额定电压为24VDC,额定电流为017A(极少数产品为015A)。设计人员如按照额定电流为017A进行设计,利用火灾报警主机本身提供的电流去控制排烟阀动作,往往出现不能开启情况,究其原因是因为电流强度不够。产生这种现象是由于排烟阀阀体动作机构本身的原因,如阀杆转动不灵活,阀杆生锈,接触不良等等。实际动作电流往往高于额定值,经测定大多数排烟阀的动作电流大约为1A。这种情况对电气设计和安装人员提出了新的要求,应该根据实际电流大小选择控制排烟阀动作的电源容量。

2.2 排烟阀电气控制方式

按照消防规范规定,对于排烟阀,既要能开启又要接收反馈信号。在智能火灾报警系统中,设计人员一般采用“一对一”方式进行控制,如图1所示。

图1 “一对一”排烟阀控制方式

即一个控制模块(CM)接收报警主机信号控制排烟阀开启,一个信号模块(SM)接收排烟阀动作信号并返回主机,此方法应用较为普遍。由于火灾报警主机每个回路的容量有限,一般都有要求每回路中模块的数量不能超过回路总容量的一定比例,如碰到控制设备较多的大厦,有可能出现模块数量超过规定,此时要么增加报警回路并增加布线,要么采取其他办法解决,否则整个系统将会不工作。举例来说,深圳某大厦共有防排烟阀430个,需控制模块和信号模块共860个,其它模块235个(含警铃、水流指示器、信号阀、紧急广播、风机、水泵等控制设备),合计1095个。报警系统模块最大容量为960,与实际相比少135个,按照原设计图纸施工后报警系统将无法正常运行。在工期紧张(进口设备的订货周期要二个月)且建设单位不同意增加投资的情况下,我们根据项目的特点,经过详细的分析,确定每层同一防火分区内的排烟阀采用“一对多”的方式进行控制,如图2所示。

图2 “一对多”排烟阀控制方式

即一个控制模块与一个继电器组合去控制几个排烟阀动作(根据现场实际情况确定继电器的触点数量),信号模块仍不变,这样共可节约292个控制模块(其中标准层23×6=138个,裙房12×3=36个,地下室59×2=118个)。该方案既满足了报警系统本身的要求,又符合消防规范的规定,还为建设单位节省了投资。

3 联动控制电源容量选择

高层建筑中火灾自动报警系统控制对象较多,火灾时各设备需按照消防规范的规定进行相应的动作,如警铃、广播、排烟阀、送风阀等等。由于控制对象所需电源容量较大,施工过程中,经常会遇到设计图纸中没有联动控制电源或采用报警主机电源作联动控制电源的情况,或设计有联动控制电源但不标明其规格容量的情况,这就需要施工技术人员根据大厦的报警设备控制对象的数量进行计算选用合适容量的电源,并根据控制对象在楼层中的分布情况确定联动控制电源的数量及布置。

3.1 消防联动控制对象的确定

《火灾自动报警系统设计规范》中规定了以下各种设备均需控制,需用直流24V电源的控制设备包括:警铃、消火栓按钮、防排烟阀及相关设备(防火门、防火卷帘、水泵、风机等)的二次回路,其中存在电流消耗的是前三项,后几项主要是通过继电器提供干接点信号进行控制。

3.2 各设备大致电流消耗情况

根据产品规格,各设备大致电流消耗如下:

警铃:一般额定电流为60mA;

消火栓按钮指示灯:灯泡型一般为0.5W/24V=25mA

发光二极管型一般为15mA

防排烟阀:大多数标称额定电流为0.7A,实际需要1A左右。

其它设备由于数量少和继电器的动作电流较小,可忽略不计。

3.3 电源容量的计算

以深圳市某广场为例说明,该广场为综合楼,地下二层作停车场,地上一层~七层为商场,八层~二十八层为办公室,二十九层为设备层,其中控制对象如下表所示(表中数量为每层数量)。

表1

按照消防规范的关于火灾时联动控制设备的要求,为确定消防联动控制电源的容量,我们需考虑三种情况:一是二层或二层以上层发生火警时所需电源容量;二是首层发生火警时所需电源容量;三是地下一层发生火警时所需电源容量。电流计算如下:

第一种情况:

第二种情况:

第三种情况:

由于存在线路损耗和控制风机、水泵等设备动作的继电器所需的电流,第一、二种情况可选择容量为15A的联动控制电源,第三种情况可选择容量为25A的联动控制电源。考虑到火灾多发的可能性,针对本大厦情况,我们选用了三台联动控制电源,具体布置为:地下室一台30A,1层~15层一台20A,16层~29层一台20A。这样做的好处是力求负荷均匀,满足2处~3处同时报警时所需电源要求。

4结束语

在消防工程施工过程中,经常会遇到设计图纸不够完善的现象,这就要求消防工程施工单位的技术人员必须从技术先进、经济合理的角度出发,对存在的问题进行相应的处理,一方面保障竣工后消防系统的正常运行,另一方面保证工程的顺利进行。