淺談?dòng)鄩罕O(jiān)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

淮亞利

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(cè)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(wú)法正常開啟，影響人員疏散和消防人員施救，為人員的安全疏散贏得有效時(shí)間。

關(guān)鍵詞：余壓探測(cè)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)安全。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(duì)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)一定的正壓值，也可以為疏散人員的呼吸提供室外新鮮空氣。但根據(jù)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(wú)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(cè)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(kù)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(cè)。

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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shì)竄入前室和樓梯間，保證前室和樓梯間在一定時(shí)間內(nèi)相對(duì)安全，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 暖通對(duì)電氣的設(shè)計(jì)要求

通過設(shè)置余壓探測(cè)器、余壓監(jiān)控系統(tǒng)及電動(dòng)旁通閥等，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)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)設(shè)計(jì)實(shí)施，其余包括余壓探測(cè)器、余壓控制器、布線、余壓監(jiān)控系統(tǒng)等，由電氣設(shè)計(jì)、實(shí)施。

4 余壓監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 余壓探測(cè)器

余壓探測(cè)器是一種檢測(cè)氣壓的數(shù)字傳感器，將被測(cè)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(cè)器的安裝樓層及數(shù)量，由暖通根據(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。余壓探測(cè)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(cè)器具有壓差校驗(yàn)功能，所有余壓探測(cè)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(chǎng)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(cè)器，樓梯間在3層和11層各設(shè)一臺(tái)余壓探測(cè)器。標(biāo)準(zhǔn)層余壓探測(cè)器的安裝平面圖和安裝大樣圖（如圖 1 所示）。

圖1 余壓探測(cè)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(duì)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(cè)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)置一個(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(cè)器的反饋信號(hào)，并能夠控制樓梯加壓風(fēng)機(jī)房?jī)?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(cè)器的反饋信號(hào)，并能夠控制合用前室加壓風(fēng)機(jī)房?jī)?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(cè)器現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)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(cè)器無(wú)法探測(cè)到走道的氣壓值。筆者認(rèn)為這時(shí)可經(jīng)過前室延長(zhǎng)余壓探測(cè)器的氣壓管至近的走道，但會(huì)給施工安裝帶來一定的困難。

6 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)及產(chǎn)品選型

6.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

針對(duì)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)及消防二總線于一體的智能化系統(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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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)國(guó)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(cè)器之間為二總線通訊，通訊距離500m， 線型NH-RVSP2*2.5mm2；

④　一只余壓控制器可帶120個(gè)余壓探測(cè)器。

6.2 產(chǎn)品型號(hào)及功能

6.2.1 ARPM100/B3余壓監(jiān)控器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

l 滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；

l 與余壓控制器、余壓探測(cè)器、風(fēng)閥執(zhí)行器等配接，靈活構(gòu)建大容量疏散通道余壓監(jiān)控系統(tǒng)；

l 可通過余壓控制器監(jiān)控疏散通道余壓變化，適應(yīng)現(xiàn)代建筑復(fù)雜多變的要求；

l 抗干擾能力強(qiáng)，可以長(zhǎng)距離供電；

l 提供2條RS485通訊回路，每條回路可連接32個(gè)余壓控制器。

6.2.2 ARPM-S余壓探測(cè)器

產(chǎn)品特性：

l 電源：15～28VDC（二總線）

l 工作電流： ＜4mA

l 測(cè)量范圍： -1000Pa~1000Pa

l 通訊方式： 二總線

l 尺寸：86mm*86mm*20mm

l 安裝孔距：60mm

l 安裝方式：86盒安裝

l 工作溫度：-20℃-70℃

l 儲(chǔ)存溫度：-40℃-85℃

LED顯示

l 運(yùn)行指示燈：當(dāng)設(shè)備正在處于通訊狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行指示燈閃爍。

l 故障指示燈：當(dāng)設(shè)備自校準(zhǔn)失敗時(shí)，故障指示燈點(diǎn)亮。

l 報(bào)警指示燈：當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到余壓差值超出設(shè)定值時(shí)，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮。

l 安裝接線

本模塊采用通用于86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。探測(cè)器的工作電源為15～28VDC，請(qǐng)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，軟管另一端接到低壓區(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，軟管另一端接到高壓區(qū)。）

6.2.3 ARPM-C余壓控制器

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(duì)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

6.2.4 ARPM-DC24V風(fēng)閥執(zhí)行器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

l 滿足國(guó)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)國(guó)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)定和人身安全

6.3 產(chǎn)品選型

7 結(jié)語(yǔ) 

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(wú)法打開的情況，為人員的安全疏散贏得有效時(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)】

[1]部四川消防研究所，等 .GB51251-2017建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2017

[2] 陳景鵬. 余壓監(jiān)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì) 廣州市設(shè)計(jì)院

[3] 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng). 2020.08版