地鐵通風空調防排煙系統控制策略分析

何源

摘要：在火災事故中造成人員傷亡多是由有毒煙氣造成，因此火災的防排煙聯動控制至關重要。由于地鐵通風系統的防排煙運行模式比一般樓宇復雜得多，本文從地鐵通風系統運行工藝入手，對地鐵通風空調防排煙系統控制策略進行了分析。

關鍵詞：防排煙；FAS（火災自動報警系統）；BAS（環境與設備監控系統）；控制；防火閥；1；電動風量調節閥

1 引言

在火災事故中，造成人員傷亡多是由有毒煙氣造成，因此火災的防排煙聯動控制至關重要。參見《地鐵設計規范》（GB50157-2013）第19.3.4，21.2.4，21.2.5條款，可以采取兩種方式：①通過地鐵BAS進行防排煙聯動控制；②FAS系統直接聯動控制。由于地鐵防排煙與正常通風一般合用一套設備系統，因此一般采用FAS系統負責監視管轄范圍內的火災災情并報警，聯動控制專用排煙設備； BAS系統負責監控防排煙系統與正常通風系統合用的設備；在火災工況下，由FAS發布火災模式指令，BAS系統優先執行預先編制的火災模式。

在目前的地鐵項目設計中，存在兩種防火閥監控方案：

方案一：為得到消防部門的認可，把防排煙風機和電動風量調節閥交給BAS系統控制，而防火閥交給FAS系統控制。但地鐵通風系統的防排煙運行工況比一般樓宇復雜得多，每一種工況都涉及到若干風機、風閥及防火閥的一系列動作，此方案同一個風道上的通風設備需要BAS、FAS兩個系統相互配合共同完成一個通風模式。

方案二：把平時通風以及火災時兼防排煙風道上所有設備（包括防火閥）作為一個整體全部交由BAS系統監控；專用排煙和補風風道上的所有設備（包括電動風量調節閥）全部交由FAS系統監控。不同功能風道上的通風設備模式由單一控制系統獨立處理，不存在同一風道上的通風設備由BAS、FAS兩個系統配合完成一個通風模式的情況。

下面以南京地鐵三號線秣周路站通風空調防排煙系統的控制為例，就兩種控制方案做一個對比。

1.1 小系統（設備管理用房區通風空調系統）

根據設備管理用房的使用功能、面積、室內環境條件以及消防保護要求的不同要求，通風系統將設備管理用房劃分為若干防煙分區。下面對設置氣體滅火保護的設備房和普通設備管理用房的防排煙系統進行對比。

（一）氣體滅火房間的防排煙控制：根據氣體滅火房間火災通風工藝要求，火災時關閉該滅火單元內送排風管上所有的70度電動防煙防火閥DFD，同時關閉送排風機，以使房間密閉；待滅火完成后，打開該滅火單元內送/排風管上所有的電動防煙防火閥DFD，并通過設置于房間下部的下排風口將房間內有害氣體排出。氣體滅火房間（如：通信設備室、信號設備室、車控室機房）的通風空調系統圖如下圖所示：

若采用方案一，防火閥的監控由FAS完成；為實現正常通風工況下的風回路檢測，避免因電動防煙防火閥DFD誤動作所造成的通風管路不通，風機設備損壞等情況，BAS需要通過模塊硬線接口或者與FAS的通信接口采集防煙防火閥DFD的狀態信息。

但上述控制方式存在以下幾個方面的問題：

車站控制室設置緊急后備操作盤IBP，在綜合監控系統故障或發生災害等緊急事件的特殊情況下，實現對相關設備的緊急控制；IBP盤上設置火災模式手動按鈕。由于電動防煙防火閥DFD由FAS控制，火災工況IBP盤手動下發模式時無法完成對電動防煙防火閥DFD閥的關閉控制；將會造成火災模式不能完整執行，氣體滅火保護房間無法密閉，達不到滅火效果；而且煙氣還會順著風管蔓延到其他非著火房間，形成火災的二次報警。

火災結束后需要打開電動防煙防火閥DFD對氣體滅火保護房間進行排廢氣通風。若排廢氣模式由IBP盤下發，也會造成電動防煙防火閥DFD無法控制，模式不能完整執行。

將會使BAS與FAS，BAS與防火閥之間接口復雜化，除增加建設成本外還增大了運營管理和施工調試難度。

若采用方案二，電動防煙防火閥DFD由BAS監控，則整個風道上的所有通風設備都由BAS來控制，系統的各種模式由BAS來統一實現，則不會出現上述問題。還簡化了系統間接口，降低了建設成本，使BAS、FAS接口界面更為簡單清晰，提高了運營管理及施工調試的效率。

（二）設備管理用房區的專用排煙控制：設備管理用房區設置專用排煙風道，風道上設置專用排煙風機PY、280度排煙防火閥FPY（常開），并設置電動風量調節閥DT與專用排煙風機PY進行聯鎖。火災時，先開啟電動風量調節閥DT，再開啟排煙風機PY進行排煙；若需要機械補風，則設置補風風道，風道上設置補風機SF、手動70度防煙防火閥FD（常開），并設置電動風量調節閥DT與專用補風機SF進行聯鎖。系統構成圖如下圖所示：

專用排煙系統構成圖

若采用方案一，電動風量調節閥DT由BAS監控，防火閥、排煙風機和補風機由FAS監控，FAS需要通過模塊硬線接口或者與BAS的通信接口采集電動風量調節閥DT的狀態信息，確認閥門開到位后開啟排煙風機和補風機。

但上述控制方式存在以下幾個方面的問題：

專用排煙風機PY和專用補風機SF在緊急后備操作盤IBP上設置手動開啟按鈕，在FAS系統故障或發生災害等緊急事件的特殊情況下，實現對其的緊急控制。由于電動風量調節閥DT由BAS控制，火災工況IBP盤手動開啟專用排煙風機PY和專用補風機SF時無法完成對電動風量調節閥DT的開啟控制；將會造成火災模式不能完整執行、風機損壞，無法進行有效的排煙和補風。

將會使BAS與FAS，FAS與電動風量調節閥之間接口復雜化，除增加建設成本外還增大了運營管理和施工調試難度。

若采用方案二，電動風量調節閥DT由FAS監控，或者設置止回閥（不用監控）替代電動風量調節閥DT，整個風道上的所有通風設備都由FAS來控制，則不會出現上述問題。還簡化了系統間接口，降低了建設成本，使BAS、FAS接口界面更為簡單清晰，提高了運營管理及施工調試的效率。

2 大系統（公共區通風空調系統）

大系統采用雙風機系統，排風系統兼做車站排煙系統。車站兩端分別設置一條送風道和一條排風道（兼做區間事故通風道）。送風道內設置固定式大型表冷器（空調用）、電動組合風閥DM、送風機ZSF（兼做區間事故風機）、手動70度防煙防火閥FD（常開）；排風道內設置電動組合風閥、排風機ZPF（兼做區間事故風機）、70度防煙防火閥FD（常開）、280度排煙防火閥FPY（常開），每端的通風空調設備承擔車站一半的公共區通風、空調與排煙。站廳公共區發生火災時，排風機ZPF轉入排煙運行，通過站廳排風管將煙氣排出室外；站臺發生火災時，排風機ZPF通過列車軌頂風道排除煙氣，同時送風機ZSF逆轉并通過事故風閥對站臺進行排煙。車站A端系統構成圖如下圖所示：

根據通風空調模式，280度排煙防火閥FPY-A1～A4中任何一個熔斷關閉時，風機ZPF-A停止運行；排煙防火閥與風機不設置硬線聯鎖，由BAS、FAS系統實現軟件聯鎖。

若采用方案一，防火閥的監控由FAS完成；為實現正常通風工況下的風回路檢測和軟件聯鎖功能，BAS需要通過模塊硬線接口或者與FAS的通信接口采集防火閥的狀態信息。

上述控制方式將會使BAS與FAS，FAS與防火閥之間接口復雜化，除增加建設成本外還增大了運營管理和施工調試難度。

若采用方案二，整個風道上的所有通風設備都由BAS來控制，系統的各種模式和聯鎖功能由BAS來統一實現，則不會出現上述問題。還簡化了系統間接口，降低了建設成本，使BAS、FAS接口界面更為簡單清晰，提高了運營管理及施工調試的效率。

3 結束語

從上述幾種案例分析及相關工程的經驗來看，對通風空調系統的所有設備應用系統的觀念去對待，不能肢解。把正常通風、火災時兼用防排煙的系統（包括防火閥）作為一個整體全部交由環境與設備監控系統（BAS）監控，使通風空調系統的控制策略更符合地鐵的實際情況，BAS、FAS系統接口界面劃分以及風機與閥之間的軟件聯鎖更簡單合理；另外從IBP盤下發火災模式控制，也能完整的實現。根據《地鐵設計規范》（GB 50157-2013）第21.2.5條規定：防煙、排煙系統與正常通風系統合用的設備，在火災情況下應由環境與設備監控系統統一監控；第21.3.3條規定：接收車站自動或手動火災模式指令，執行車站防煙、排煙模式。因此上述推薦做法也是有法可依的。

其次從建設成本上考慮，秣周路站約有83個防火閥，若全歸FAS控制，需要配置單輸入、單輸出模塊104個，模塊箱約9面，系統設備投資約20萬元；若按照上述推薦控制方案，可節省設備投資約17萬元。

筆者與成都地鐵消防支隊關于通風空調防排煙系統控制策略的進行過深入溝通，消防支隊也認為地鐵BAS系統作為FAS系統的聯動子系統，把正常通風、火災時兼用防排煙的系統交由BAS系統控制較為合理，

因此，建議正常通風、火災時兼用防排煙的系統由BAS統一監控，專用排煙系統由FAS統一監控。

參考文獻

[1] GB50157-2013，地鐵設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社出版，2014.

[2]GB50116-2013，火災自動報警系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社出版，2014.