剛性防火幕技術雜談（二）

【摘 要】從國內外剛性防火幕標準的對比入手，對防火幕相關技術參數、幕體結構、驅動/控制的供電電源、幕體驅動及管理制度等進行討論，并提出建議。

【關鍵詞】 剛性防火幕；技術參數；幕體結構；供電電源；驅動與控制

【Abstract】From the contrast of rigid safety curtain standards at home and abroad， this paper discussed the fire-proof curtain relatedtechnical parameters， structure， drive/control power supply， the curtain body drive and management system， and suggestions are put forward.

【Key Words】rigid safety curtain； technical parameters； screen body structure； power supply； drive and control

5 防火幕驅動/控制的供電電源

自從國家大劇院的招標文件使用了“防火幕的驅動電源、控制電源（含緊急釋放用電）宜采用消防電源供電”的敘述以后，防火幕使用消防電源的說法一直延續至今，幾乎所有新建劇場的技術文件都無一例外。這個說法并不準確。合理的說法應該是：在緊急情況（包括但不限于火災）時，防火幕由應急（消防）電源供電（含驅動電源、控制電源等）。因為沒有一個劇場會專門為防火幕及其他消防設備單獨設計一路消防電源，只有在緊急情況時使用的應急（消防）電源。

5.1 有關標準的規定

（1）用電負荷等級

根據JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》，用電負荷根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。劇場中特、甲級劇場的觀眾廳照明、貴賓室、演員化妝室、舞臺機械設備、電聲設備、電視轉播、消防設備以及照明等均屬于一級負荷；甲等劇場的觀眾廳照明、空調機房及鍋爐房電力和照明、乙丙等劇場的消防設備和應急照明屬于二級負荷。

（2）一級負荷的供電電源

一級負荷的供電電源應該是：有兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一電源不應同時受到損壞。一級負荷較大時應采用兩路10 kV或35 kV電源。當一級負荷不大時，應優先采用從電力系統或臨近單位取得第二電源，也可采用發電機組。如一級負荷僅為照明或電信負荷時，宜采用不間斷電源（UPS）或應急（消防）電源（EPS）作為備用電源；一級負荷中的特別重要負荷，尚應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

應急（消防）電源可以是：獨立于正常電源的發電機組；供電網絡中獨立于正常電源的專用饋電線路；不間斷電源。

（3）對供電系統的要求

10 kV或35 kV供電系統應做到：同時供電的兩回路及以上供配電線路中，其中一個回路中斷供電時，其余回路應能滿足全部一級負荷及全部或部分二級負荷的供電；在設計供配電系統時，僅對于一級負荷中的特別重要負荷，應考慮一個電源系統檢修或故障的同時，另一電源又發生故障的嚴重情況，此時應從電力系統取得第三電源或設置自備電源；應急電源與正常電源之間必須采取防止并列運行的措施。

概括以上規定，可以認為：標準關于供電電源的類型中，并無消防電源的概念，只有應急電源的說法；一級負荷供電系統的可靠性是相當高的，因為規定了當一個電源發生故障時，另一電源不應同時受到損壞；應急電源有多種，包括作為動力供電的不間斷電源和為計算機網絡系統及其他電子設備提供電力供應的不間斷電源，也可為獨立的發電機組。

5.2 應急（消防）電源（EPS）

在現代劇場設計中時，經常會遇到設不設置應急（消防）電源的問題。EPS是重要建筑物中為了電力保障和消防安全而采用的一種應急電源，是在火災情況下向消防用電設備供給電能的獨立電源。由于主要用在火災情況下向消防設備供電，又稱應急電源或應急消防電源（也有簡稱消防電源的）。

EPS（Emergency Power Supply）是以弱電控制強電變換的備用交流電源裝置，是一種應急供電裝置，用作在市電突發（或在火災情況下）停電時的備用電源。主要使用在民用建筑消防系統等領域，其目的是在建筑物發生火災時，為疏散照明和其他重要的一級供電負荷提供集中供電。

EPS的主要應用場所有：機場、體育場館、劇場、影院、娛樂場所、醫院、廠房等。根據負載類型，基本分為三類：照明型、照明/動力混合型和動力變頻型。在劇場應用中主要為照明/動力混合型。

EPS及其配電的基本特性有：可靠性、耐火性、安全、有效、便捷性。

5.3 不間斷電源（UPS）

UPS（ Uninterruptible Power System）用于給計算機及計算機網絡系統或其他電力電子設備提供不間斷的電力供應。UPS設備通常對電壓過高和電壓過低都提供保護。

6 幕體結構、驅動及其他

自1980年國內解放后第一臺舞臺防火幕應用于中央戲劇學院實驗劇場以來，國內防火幕的設計在不斷改進與提高，從幕體結構、驅動裝置、密封結構、自重下降釋放裝置等都在向國際靠攏，特別是自國家大劇院建設以來，大量借鑒國外技術，總體設計與制造水平已經接近國外先進水平。結合多年的設計經驗，筆者對防火幕設計提出一些看法，供參考。

6.1 幕體、密封與導軌

（1）國外及國內的卷揚機鋼絲繩與幕體框架的連接，均有雙繩或雙分支（復式）和單繩的設計，從安全和設備平衡的角度考慮，建議采用雙繩結構。

（2）多數國家的習慣和實際使用的要求，幕體上均不設置供演職人員進出的小門，例如奧地利標準NORM M9630-4《消防安全機械設備》中就明文規定不容許有門及其他任何開口；也有容許設置的，如德國不少劇場的防火幕就有供演職人員進出的小門。筆者建議幕體上不要開門，因為加一個小門，會帶來很多麻煩，比如門和幕體的密封結構、門開閉器形式與尺寸的選擇、帶門幕體的耐火試驗方法、操作時開門的權限等等問題，都是很難抉擇的。

（3）在幕體四周應設置連續有效的密封，密封不能影響幕體的正常升降，幕體的正常升降也不會導致密封的破壞。國內在防火幕兩側多使用簡單的迷宮式密封，但是迷宮式密封結構因結構間隙大，產生的阻力小，對煙氣的密封效果不會很好；國外有采用彈性滑塊密封的，但是可能運動阻力要大些，對制造精度要求也高些。尋求新的密封結構和密封材料應該是當前設計人員的任務，從環保衛生的角度出發，所有的密封材料不應使用石棉制品或其他可能在高溫下揮發產生致癌物質的材料。火災時，密封結構能容讓幕體尺寸的變化，也不因幕體在溫度作用下的變形而從密封結構中脫出。

幕體導軌應能阻止幕體的橫向運動，形成進一步的密封并承受水平載荷。導軌可適應幕體由于環境或條件變化以及火災情況下（計算溫度300℃）產生的尺寸變化。導軌尺寸應保證幕體下降至舞臺面或上升到上極限位置時，幕體不會越出或脫離導軌。

6.2 緊急釋放裝置

（1）緊急釋放裝置的設計原則是：任何裝置包括液壓阻尼緩沖減速裝置，在幕體正常電動升、降時不起作用，只在火災緊急情況時才起作用；緩沖減速裝置的緩沖減速作用是受控的，作用位置、下降時間（即各段速度）均是可調的。

當緊急釋放裝置采用手動打開電動機制動器或電動打開與電動機相連的離合器機構時，卷揚機使用的減速器應是非自鎖型。卷揚提升驅動裝置的制動器應是常閉型；防火幕的動力和控制電纜宜為耐火型。

（2）國內的常用設計，是卷揚機的傳動鏈上的某軸（一般為卷筒軸）與緩沖減速裝置相連接，并形成緩沖減速位置和幕體行程的對應關系，使緩沖減速裝置能感知緩沖減速的開始、多級減速位置與停止。液壓阻尼系統的緩沖減速裝置，由液壓泵（電機）、閥和管路組成，體積小、效率高，已經成為主流結構，以前使用過的油缸加閥的結構已鮮有采用了。

圖1為中國第一代防火幕緩沖減速裝置結構示意圖。由北京有色冶金設計研究總院設計，用于中央戲劇學院實驗劇場、深圳大劇院和京豐賓館禮堂。由于手動釋放裝置的拉手受摩擦系數、制造和安裝質量的影響較大，機構笨重龐大，這幾臺設備或被擱置不用，或進行技術改造不復存在了。

20世紀80年代末，北京保利大廈引進了英國TT公司的設備，采用水平油缸、固定位置節流閥緩沖裝置，其結構原理示意圖見圖2，此后這種裝置在多個劇場應用。各設計單位也根據國內情況進行了局部改進。這應該是中國第二代防火幕緩沖減速裝置。北京有色冶金設計研究總院和甘肅工業大學使用的較多。

隨著國家大劇院建設項目的啟動，世界各國舞臺機械廠商來華進行技術交流，了解和學習了另一種防火幕緩沖減速裝置，是當下國際流行、技術先進、安全可靠的設備，也成為國內普遍采用的形式，圖3為其原理示意圖。國內廠商的設計在局部結構上可能有所不同（區別主要在節流閥的類型上，多數采用電磁控制閥，也有用機械控制閥的），但基本原理都是基于圖3，可稱此為第三代產品。

設計時應對液壓系統的流量計算加以重視，閥和管路的口徑選取留有一定的裕量，便于幕體下降時間的調整。

（3）緊急情況時，使幕體自重下降的設計有打開電動機的制動器或打開卷筒軸傳動鏈上的離合器兩種。在緊急情況下可電動打開驅動裝置的離合器，這需要設置蓄電池；也可使用手動緊急釋放裝置打開驅動裝置的制動器，使幕體依靠自重下降，并在規定位置緩沖減速。國內防火幕設計，采用后者居多。

（4）手動緊急釋放裝置的手柄應能對電動機的制動器進行復位操作，手動緊急釋放裝置的手柄應與卷揚機電源連鎖，在正常位置時卷揚機電源接通，在緊急情況下手動緊急釋放裝置的手柄脫離正常位置，斷開卷揚機電源。

6.3 驅動與控制

（1）防火幕的電氣控制系統應是個獨立系統，通常情況下可以不進入舞臺機械設備的主控系統。

（2）防火幕的正常電動升降與緊急釋放（電動或手動）裝置之間應電氣連鎖。

（3）緊急情況時，防火幕的驅動電源、控制電源（含緊急釋放用電）應自動接入緊急備用電源（應急消防電源）系統。事故后仍由市電供電。

（4）防火幕的控制系統應與劇院消防控制室有機聯動，緊急情況時，劇院消防控制室可控制防火幕的電動下降運動。

（5）防火幕要安裝可關閉的蜂鳴器和警示燈，電動升降時蜂鳴器關閉，手動釋放下降時打開，聲音的音量在觀眾廳內應能聽到；警示燈安裝于適當位置。

（6）提升卷揚裝置應設置上行程開關和上極限行程（超行程）開關，應有上行程開關和上極限開關動作后的行程裕量。上極限開關應是緊停開關，開關動作后設備急停，使設備不會沖頂，以確保安全。

（7）防火幕可從安裝于臺口側的就地操作盤、卷揚機電器柜面板兩處電動操作防火幕幕體的升降運動。消防控制室只能在緊急情況時控制防火幕的電動下降運動。手動緊急釋放裝置操縱箱應設置在臺口適當位置。

7 管理制度

防火幕的管理制度也是當前劇院管理的一個薄弱環節。建議學習借鑒國外成熟經驗，建立完善的操作與維修制度，保證劇院消防安全。其主要內容應包括防火幕的操作與維修應遵照WH/T37-2009《舞臺機械 操作與維修導則》執行；防火幕下方禁止堆放任何可能影響其全程下降的物品；除演出、排練及其他類似情況外，防火幕應處于關閉狀態，特別是在夜間；每次演出大幕開啟前，將防火幕提升打開，演出結束后將防火幕關閉；應交替使用電動機和電/手動緊急釋放裝置兩種方法關閉防火幕；采用電/手動緊急釋放裝置關閉防火幕一定次數或一定的時間間隔后，應對該裝置進行一次徹底檢查和維護；每年應對防火幕進行一次全面檢修；等等。

經過40多年的發展，防火幕的設計已日臻成熟與完善，除因國家整體工業水平與發達國家的差距外（如通用機械設備制造加工水平、電動機、減速器、制動器的體積、比功率、壽命、噪聲等不如發達國家），設計理念和水平已經基本上和國際接軌，能夠滿足使用要求。在局部結構或材料上仍有繼續提高的空間，舞臺設備工作者仍需努力。

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