重慶3C消防風機帶大家了解排煙風機的控制

重慶3C消防風機帶大家了解排煙風機的控制

在實際工程中，關于硬線控制的要求，也出現了一些討論。即硬線控制應該覆蓋多大范圍？是硬線控制越多越可靠嗎？該文針對有關規范的要求，規范條文的說明，以及筆者的理解對上述問題進行了探討。 

1 排煙系統的功能目標 

顯然，作為一種火災救援設備系統，排煙系統的職責和工作目標應該是實現火災情況下的排煙，而不僅僅是排煙系統中一部分排煙裝置的啟動。 

2 一個簡單排煙系統的裝置組成及內部相互關系 

一個服務于某一區域的簡單排煙系統往往由1臺排煙風機、與該風機連接的排煙管、排煙管上的閥門、排煙口組成。舉例如下。 

要素裝置一：排煙風機―― 排煙系統的核心裝置。在煙道開通的情況下，其成功的啟動，是排出煙氣的必要條件。 

要素裝置二：280 ℃排煙防火閥―― 

常開閥，煙氣溫度高于280 ℃時會熔斷關閉，封閉煙道。按照規范，此時排煙風機將被聯鎖關閉。 

要素裝置三：電動閥門―― 一部分工程會在排煙道上設置電動閥門（圖1所示電動閥門的設置做法為地鐵排煙系統的一種做法。）該閥門是常閉閥門，需要排煙時，電動開啟，開放煙道。 

要素裝置四：電動排煙口―― 當排煙風機服務區域多于一個防煙分區時，火災情況下，火災發生區域對應防煙分區的電動排煙口應開啟，而平時，所有排煙口均應關閉。 

也存在相對復雜一些的排煙系統，風管上會設置更多一些電動閥門。 

（1）閥門與風機屬于串聯關系。如閥門關閉，煙道（圖1中為排煙管）被封閉，風機的啟動是無效的（即無法實現排煙目標，以下同義）。（2）排煙口之間是并聯關系。但把排煙口看做一個并聯組時，該并聯組與風機也是串聯關系。即，當無一排煙口打開時，煙道亦是封閉狀態，排煙風機的啟動亦是無效。（3）若要成功實現排煙目標，需同時滿足煙道開放、風機開啟兩個條件。即，目標排煙路徑上的常閉閥門全部打開，排煙口至少有一個打開，同時風機成功啟動。（4）同時，對于較圖1復雜的系統中可能還設置有更多的煙道開關（閥、口、窗等）（下文對閥門、排煙口、電動防火排煙窗等在煙道上起開關作用的裝置統稱為煙道開關），其要實現開啟煙道、排出煙氣的目的，相應聯動操作就更為復雜。 

3 有關規范對排煙風機控制的要求及其執行情況說明和重慶3C消防風機的理解 

3.1 關于280 ℃排煙防火閥聯鎖關閉排煙風機 

3.1.1 要求 

《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）4.5.5排煙風機入口處的總管上設置的280 ℃排煙防火閥在關閉后應直接聯動控制風機停止，排煙防火閥及風機的動作信號應反饋至消防聯動控制器。 

3.1.2 執行情況 

該條已在工程實施中普遍良好執行，且包括國標圖集在內的各類圖集中排煙風機控制原理圖里均將280 ℃排煙防火閥的常閉點串聯進入的排煙風機控制接觸器的二次回路內，其對排煙風機的關閉具有控制作用。

圖2中YF即為280 ℃排煙防火閥的常閉觸點。KM為排煙風機的控制接觸器線圈。當280 ℃排煙防火閥熔斷關閉時，YF由常閉狀態轉換為斷開狀態，從而切斷KM接觸器線圈的電源，使得接觸器線圈失電，主回路的接觸器主觸頭轉變為打開狀態，繼而切斷排煙風機電源，使風機停止。 

3.2 關于電動風閥、排煙口、排煙風機的聯動控制及硬線控制 

3.2.1《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）的要求 

1）要求。 

4.5.2條排煙系統的聯動控制方式應符合下列規定。 

①應由同一防煙分區內的兩只獨立的火災探測器的報警信號作為排煙口、排煙窗或排煙閥的聯動觸發信號，重慶3C消防風機要說并應由消防聯動控制器聯動控制排煙口、排煙窗、或排煙閥的開啟，同時停止該防煙分區的空氣調節系統。 

②應由排煙口、排煙窗、或排煙閥的動作信號，作為排煙風機啟動的聯動觸發信號，并應由消防聯動控制器控制排煙風機的啟動。 

4.5.3條防煙系統、排煙系統的手動控制方式，應能在消防控制室內的消防聯動控制器上手動控制送風口、電動擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關閉及防煙風機、排煙風機等設備的啟動或停止，防煙、排煙風機的啟動、停止按鈕應采用專用線路直接接至設置在消防控制室內的消防聯動控制器的手動控制盤，并應直接手動控制防煙、排煙風機的啟動、停止。 

（2）執行情況。 

針對4.5.2條的規定，目前多已由火災自動報警系統實現了報警與煙道開關的聯動和煙道開關與排煙風機的聯動。 　　針對4.5.3條的規定，目前常用的國標圖集中均有消防應急啟動的硬線開關控制排煙風機直接啟動；未見有消防應急啟動的硬線開關關閉排煙風機的做法；煙道開關與排煙風機的聯動一般為消防系統軟件完成，也有排煙口微動開關與消防應急啟動的硬線開關并聯，可以獨立直接啟動排煙風機的做法。如99D303-2《常用風機控制電路圖》中即給出了兩類做法。 

自2013版新的《火災自動報警系統設計規范》使用以來，另有圖集14X505-1《火災自動報警系統設計規范圖示》對規范做了進一步的圖示說明。其中對4.5節的釋例圖中有注“①消防控制室手動控制送風口、電動擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關閉由總線控制盤上的一鍵式操作按鈕通過總線實現。②消防控制室手動控制防煙、排煙風的啟停由手動控制盤通過專用線路實現?！?nbsp;

14X505-1圖集明確了： 

①只對防煙、排煙風機進行專用線路的直接手動控制； 

②其他排煙裝置，如送風口、電動擋煙垂壁、排煙口、排煙窗、排煙閥等不進行專用線路的直接手動控制，而是由總線控制盤上的一鍵式操作按鈕通過總線實現，也即程序實現聯動。 

4.5.2條排煙系統在自動控制方式下，同一防煙分區內的兩只獨立的火災探測器或報警信號或一只火災探測器與一只手動報警按鈕報警信號的“與”邏輯聯動啟動排煙口或排煙閥。通常排煙口或排煙閥的電源為直流24 V，此電源可由消防控制室的直流電源箱提供，也可由現場設置的消防設備直流電源提供為了降低線路傳輸損耗，重慶3C消防風機建議盡量采用現場設置消防設備直流電源的方式供電。串接排煙口的反饋信號應并，作為啟動排煙凱的聯動觸發信號。 

3.2.2 《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-98）的要求 

（1）要求。 

5.3.2 條消防水泵、防煙和排煙風機的控制設備當采用總線編碼模塊控制時，還應在消防控制室設置手動直接控制裝置。 

6.3.1 條消防控制室的控制設備應有下列控制及顯示功能。 

6.3.1.1 條控制消防設備的啟、停、并應顯示其工作狀態。 

6.3.1.2 條消防水泵、防煙和排煙風機的啟、停、除自動控制外，還應能手動直接控制。 

（2）執行情況。 

針對5.3.2條和6.3.1.2條的規定，目前常用的國標圖集中均有消防應急啟動的硬線開關控制排煙風機直接啟動；未見有消防應急啟動的硬線開關關閉排煙風機的做法。 

滿足這一要求。這條規定對保證系統設備可靠性是必要的。                　

　3.2.3《建筑設計防火規范》（GB 50016―2006）的要求 

　?。?）要求。 

　　9.4.6條機械排煙系統中的排煙口、排煙閥和排煙防火閥的設置應符合下列規定。 

　?、倥艧熆诨蚺艧熼y應按防煙分區設置。排煙口或排煙閥應與排煙風機連鎖，當任一排煙口或排煙閥開啟時，排煙風機應能自行啟動； 

　?、谂艧熆诨蚺艧熼y平時為關閉時，應設置手動和自動開啟裝置； 

　　9.4.8條排煙風機的設置應符合下列規定。 

　　1～3為針對排煙系統和排煙風機本身的要求，省略。 

　?、墼谂艧燂L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，該閥應與排煙風機連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉。 

　?。?）執行情況。 

　　目前較普遍的有兩種做法：一般排煙口、排煙閥與排煙風機的聯動采用消防系統軟件完成，也有排煙口微動開關與消防應急啟動的硬線開關并聯，可以獨立直接啟動排煙風機的做法。如99D303-2《常用風機控制電路圖》中即給出了兩類做法。 

　　實際執行中，在一些工程驗收中，也有要求一定要做硬線聯鎖的情況。 

　?。?）筆者的理解 

　　針對《建筑設計防火規范》（GB 50016―2006）的條文解釋。 

　　9.4.6本條對機械排煙系統中排煙口和排煙閥的設置作了具體規定。 

　?、俦緱l規定……主要內容為排煙口設置等要求，無關于電氣控制內容，略。 

　?、诒緱l還要求排煙閥應與排煙風機聯鎖，重慶3C消防風機還要說當任一排煙閥開啟時，排煙風機均應能自行啟動。即一經報警，確認發生火災后，由消防控制中心開啟或手動開啟排煙閥，則排煙風機應立即投入運行，同時關閉著火區的通風空調系統。 

　　針對本條解釋： 

　　可以看出，確認火災的情況下，排煙口、閥打開時應聯動排煙風機啟動。即一個前提一個要求――確認火災是前提，實現排煙風機聯動是要求。 

　　本條中并未排除采用程序聯動措施的可行性。 

　　同時條文繼續解釋如下。 

　　執行本條文時應注意： 

　?、倥艧熼y要注意設置與感煙探測器聯鎖的自動開啟裝置，或由消防控制中心遠距離控制的開啟裝置以及手動開啟裝置，除火災時將其打開外，平時需一直保持閉鎖狀態。 

　?、凇荨瓱o關控制，略。 

　　針對本條解釋的說明： 

　　可以看出，排煙口、閥應設置手動可開啟功能；并要能夠具備以下兩種控制功能中的至少一種――煙感探測器聯鎖自開或消防控制中心可控開啟。并無強調硬線控制排煙口、閥的開啟。同時，要求排煙口、閥平時應處于閉鎖狀態，火災時才打開。 

   事實上存在另外兩種情況： 

　　排煙口本身為常開型，不需控制。沒有控制打開操作失敗的風險，有利于保證煙道的開通狀態。 

　　也有部分工程技術人員提出一種技術方案――排煙口、閥均處于常開狀態，火災時根據防煙分區關閉不需要的排煙口。提出該方案的原因是擔心常閉閥門或風口的控制操作會失敗，從而影響排煙目標的實現。而常開狀態下如果操作失敗，結果會是排煙效果下降，但“總勝過于無法排煙”。筆者認為這一方案也有可借鑒之處。 

　　9.4.8本條規定了排煙風機的選取和基本性能要求。 

　?、佟瓱o關控制，略。 

　?、诒緱l規定在排煙風機入口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，且應與排煙風機聯鎖，使排煙管道中煙氣溫度超過280 ℃時能自行關閉，防止煙火擴散到其他部位。否則，僅關閉排煙風機，不能阻止煙火通過管道的蔓延。 

　　針對本條解釋的說明： 

　　可以看出，280 ℃排煙防火閥關閉的目的是防止煙火擴散，試一項直接和有效的防擴散措施。而關閉風機并不是目標。僅從此條中，也未體現關閉風機的功能必要性。 

　　4 排煙系統功能目標的實現 

　　經過以上對于規范及其條文解釋的梳理和分析之后，思路回到原始――排煙系統功能目標的實現。 

　　僅針對圖1所示簡單系統。 

　　任一排煙口打開時，僅聯動排煙風機是無法實現排煙的。因為排煙風機總管出口還有一個電動閥門處于閉合狀態。 

　　只有考慮排煙口打開時，同時電動閥門打開才能打開煙道，繼而控制排煙風機啟動才能實現排煙。如此需要聯動的設備就更多一些。如果系統再多復雜一些，需聯動的煙道開關更多，則聯動的設備就更多。若采用總線、程序控制，則管線少、實現容易。如采用硬線控制，則管線繁多，實施較難。 

所以對于相對復雜系統的控制，要求任一排煙口硬線聯動整個系統則偏于復雜，這種情況下，重慶3C消防風機建議可能采用程序控制更優。 

5 對于控制可靠性的分析（優劣，風險和可靠性） 

5.1 控制與不控制的可靠性比較 

凡控制，需加入一定的干預手段，在電機控制原理圖中，往往是在某一“塊”電路中串聯或并聯一些開關觸點，很難保證這些觸點一定可靠動作或可靠保持。一般來說串聯開關點對可靠性影響更大。多方式并行控制時，并接開關觸點對可靠性影響相對小些。 

如不需要控制，煙道開關的日常狀態即為工作狀態，及排煙閥、排煙口等所有煙道開關都不存在控制失效問題。其可靠性自然是好的。 　　所以排煙系統的控制可靠性，首先應從排煙系統本身的簡化優化設計考慮。不控自然優于控制。 

5.2 硬線與總線程序控制的可靠性比較 

硬線控制的優點：沒有程序控制也能實現功能，不存在主機down機、總線故障、網絡故障等因素影響功能實現的問題。同時，對于簡單控制功能的實現，很方便。 

硬線控制的不足如下。 

（1）硬線接點的安裝質量。其牢固性、持久性對回路可靠性影響較大。這些接點會在初始裝配、檢修、維修等過程中進行操作。每次操作都保證其接線可靠、牢固的可能性也不是肯定高的。 

（2）開關觸點的可靠性也有可能不夠高。比如排煙口、閥門由于某種原因（如機械原因等）打不開或開不到位，那么相應的觸點命令將無法通過電路下達；也有可能一些常閉觸點的可靠性、穩定性不夠好，導致硬線控制電路本身不穩定甚至控制失效。硬線控制的特點是所有控制功能均“懸掛”在一條二次回路電源線下。越多控制點接入，其可靠性將越要打折扣。 

（3）對于復雜控制功能，硬線接線太多，生產、施工、運營維修難度高，易出錯；出現問題不易查找，修復時間較長。 

（4）施工稍顯復雜，管線繁多，占用的管線空間偏大，對于管線綜合有一定影響。 

硬線控制的不足，往往需要加強管理、測試、檢查等人為手段，且需要經常性的管控措施來解決，而且解決的效果也很難評價和保證。 

總線程序控制的優點：對于復雜的控制系統，具有明顯優勢?？梢允瓜到y接線簡化，控制邏輯豐富而準確，控制功能容易實現。 

總線程序控制的不足如下。 

（1）產品可能不成熟性――如果產品本身不成熟，其功能存在Bug，甚至錯誤，或者不適用某些具體工程，那么其對工程系統功能的持續可靠實現具有非常嚴重的影響。 

（2）產品可能耐候性不好――如果產品應用于高溫、潮濕、粉塵等惡劣環境，而又沒有選擇相應防護類別的產品，其故障率將會很高，從而導致控制失靈或者錯誤。 

（3）產品可能穩定性不好――如果產品硬件質量不穩定，或是程序不穩定，容易出現死機、程序重啟或重置等問題，也有可能導致控制失效或者錯誤。 

（4）系統功能的實現均系于主機和網絡，如果主機和網絡出現故障，功能將喪失。 

不過，火災自動報警系統在國內經過20多年的發展，已經很成熟了，而且均有嚴格的消防檢驗和認證。產品的成熟度、穩定性已經大幅提高了。一部分國內產業尚不夠完善的特殊產品，也有合資或進口產品支持。對系統可靠性能夠形成必要的保障。 

同時火災自動報警系統自身的設計也多采用了冗余設計，也有故障自診斷等功能，可靠性相對較高。整體癱瘓且恰遇火災的概率并不算高。 

6 從總體、宏觀的角度看待排煙風機的控制要求 

消防是一個系統工程，包括探測、報警、確認、聯動――啟動滅火系統、防排煙系統、廣播、應急照明系統、關閉空調系統、切除非消防電源、電梯“歸首”等等。發生火災后，以上功能均應實現，從而為人員疏散提供好的生命條件、環境條件，為控制火災影響范圍、防止次生災害，提供滅火條件和滅火能力。各個環節均是不可或缺的。不可能在放棄其他系統的情況下，僅保證滅火和防、排煙系統的運行。 

以上諸多聯動，都由火災自動報警系統統籌實現。實際上對火災自動報警系統的可靠性要求是非常高的?？梢哉f對于火災自動報警系統來說是不容有失的。不信任、不依靠程序聯動也是不現實的。 

在初期疏散階段，如若消防報警系統真的癱瘓了?？峙虏粌H僅要在消防控制室遠程按下兩個遠控按鈕，還有必要到各個相關部位手動啟動各個需要聯動的系統。 

事實上所有的電氣控制設計均有就地手動操作條件。只要電源存在，就地手動操作條件依然存在，系統設備即均為可控。這其實才是真正最后的控制操作保障。 

7 總結對規范的理解和分析 

（1）從98版《火災自動報警系統設計規范》中可以看出，對采用以程序控制為主的“火災報警系統”的可靠性是有保留的。時隔近15年后的2013版《火災自動報警系統設計規范》中并不再提“火災報警系統”的可靠性問題，但仍然在手動控制要求中，單獨保留了對排煙風機進行專用線路手動控制的要求。從而也明確了其余排煙裝置可以使用程序聯動的原則。 

（2）從2013版《火災自動報警系統設計規范》及其配套的14X505-1圖集和2006版《建筑設計防火規范》中均有排煙口、閥對風機聯動的要求。但均未強制要求硬線聯動。 

（3）《火災自動報警系統設計規范》的新老版本中專用線路直接控制的要求中均有提及對排煙風機進行“?！辈僮鞯谋硎?。但常用的國標圖集中未見有控制“停止”的做法。 

同樣作為消防設備，消火栓泵是具有遠程應急硬線啟動、停止功能的。但是消火栓泵都是一用一備的。也即當啟用備用泵時，確實有停止主用泵的需要。 

排煙風機一般沒有備用風機，其啟動后，只要煙道開放，即可排煙。而排煙風機開啟后在280 ℃排煙防火閥熔斷關閉煙道前，其遠程緊急停止的控制需求并不“急切”――火滅了，多排一會兒煙一般也不會嚴重問題。故，在沒有特殊需求的前提下，遠程緊急硬線停止的控制被“忽略”似乎也有其合理性。 

（4）在簡單系統中――只有排煙風機和排煙口、閥組成的系統（不存在某些在總管上串聯的常閉的閥門可能封鎖煙道的情況）中，采用電氣并接接法在排煙風機控制箱的二次回路增加一組并行硬線控制命令具有較好的可實施性。但是相對復雜的系統，采用程序聯動更為適宜。 

（5）控制影響使用范圍的優點佐證。 

消火栓系統的聯動控制4.3.1條文解釋中提到關于“消火栓按鈕”經聯動控制器啟動消防泵的優點：“減少布線量和線纜使用量，提高整個消火栓系統的可靠性”?？梢娨幏毒幹七^程中，在采用硬線聯動控制的同時，也在控制其使用范圍，主要目的在于保證系統的可靠性。 

8 結語 

控制功能的可靠實現，首先有賴于主工藝的控制簡化及可靠性設計。其次，控制方式及適用范圍，應從可靠性角度出發，研究設備運行特點和工藝目標，本著簡化、優化的原則做出選擇。 

同時，不同控制方式之間盡量采用并行方式，避免相互影響；盡量避免局部交叉串聯的設計。 

重慶3C消防風機最后要說硬線控制的使用范圍應適當控制。對于較為復雜的控制系統，應更為重視在自動控制系統設備、元件、網絡的采購、施工、調試、維護等方面采取有效措施，保證自動控制系統可靠性。因為自動控制系統的可靠性是具有全局性影響的，甚至是不容有失的。 

(本文內容來源于網絡，如有侵權請聯系刪除)