消防風機電氣聯動控制設計難點解析

王躍武，劉國富

（上海寶冶集團有限公司，上海 200941）

0 引言

隨著各類建筑技術的不斷精進，建筑行業快速發展，各類公建規模越來越大，實用功能越來越強，建筑內的人流量也越來越大。為保障生命及財產安全，在提高建筑結構設計合理性的基礎上，對建筑內的消防系統提出更高要求。而在火災狀態下，電氣消防聯動控制系統中各風機風門的動作狀態、信號反饋和聯動控制關系起著至關重要的作用。例如排煙風機的聯鎖開口可將各防火區內的煙氣有效排出；增壓送風風機的有效工作可在防煙室等重要疏散部位形成正壓，保證人員安全逃生；消防補風風機的正確工作能保證較為封閉空間內的煙氣順利排出。之前的設計中，由于消防風機的相關設計由暖通專業完成，消防聯動控制系統是由設備專業設計，易沖淡電氣專業在這些方面的設計思維，但從各種案例分析中可發現，消防風機的聯動控制與電氣火災報警系統需緊密聯合，這就要求電氣專業對暖通消防風機的控制要求及注意事項需要有全面的了解，以下將詳細闡述電氣專業在特定項目中進行消防風機聯動控制設計時，如何結合規范規定完成消防風機的控制要求，解決其難點，避免電氣消防系統中的錯誤。

1 各類風機聯動控制設計

某大型公建類項目建筑面積52 819.73m2，其中，地上建筑面積33 158.96m2，地下建筑面積19 660.77m2；地上14層（其中裙房5層，6～14層為東西兩側塔樓），地下3層；建筑總高度62.8m。建筑內排煙系統設備包括排煙風機加補風風機、排煙風機加自然補風，以及相關防煙、防火閥門；防煙系統設備包括防煙樓梯間及其前室、合用前室的正壓送風風機，以及相關防煙、防火閥門。本消防設計中，火災報警系統采用控制中心報警系統形式，設有1個消防控制中心，位于地上1層西南角。

1.1 排煙風機和補風風機的消防聯動控制設計

1.1.1 相關規范說明

根據GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》，需注意以下規定。

第4.5.2.1條規定：應由同一防煙分區內且兩支獨立的感煙探測器報警信號，作為排煙口、排煙窗或排煙閥開啟的聯動觸發信號，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。

第4.5.2.2條規定：應由排煙口、排煙窗或排煙閥開啟的動作信號，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聯動控制排煙風機的啟動。

第4.5.3條規定：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拉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連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。

第4.5.5條規定：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。

1.1.2 項目設計方案

該項目排煙風機和補風風機系統設計如圖1所示。由圖1及規范規定可知，280℃防火閥FDSH為主管道常開防煙防火閥，其在280℃熔斷時需連鎖排煙風機關閉，且需要向消防控制中心提供其動作反饋信號；70℃防火閥FD則無需參與聯動；排煙風機與補風風機需在消防控制中心的手動控制盤直接控制其啟動、停止；風機控制箱有防火閥關閉連鎖關閉風機的接入端子，控制箱控制情況、啟停狀態及過負荷情況的信息反饋的接線端子，聯動模塊控制啟停的接線端子及消防控制中心的手動控制盤直接控制的接線端子。在進行電氣消防系統聯動設計時，FDSH防火閥需配置輸入模塊以讀取反饋信號，且該防火閥應有直接連鎖風機關閉的接線；風機控制箱需配置輸入輸出模塊，以模塊聯動風機的啟停、讀取需要反饋至消防控制中心的相關監控信息。連接手動控制盤的接線端子包括 x1：7、x1：8、x1：9 及 DC24V，由此可知直接控制聯動線不需7芯阻燃耐火控制電纜，4芯阻燃耐火控制電纜即可滿足規范要求，這能夠有效地降低項目成本，優化項目資金分配。

圖1 排煙及補風系統

在排煙風機開啟時，為給著火防煙分區補入新風，保證不出現真空，使煙氣更迅速排出，補風風機需要同時作用。但當排煙風機關閉后，若補風風機繼續工作，將會助燃火勢。所以當排煙風機啟動時，同一防煙分區內的補風風機需同時啟動，但當FDSH防火閥達到280℃熔斷關閉連鎖排煙風機關閉時，也應同時關閉其對應的補風風機，避免造成更嚴重的火災損壞。故關于連鎖補風風機關閉這一條內容，也應寫入設計說明中，避免缺乏經驗的施工人員忽略這一聯動控制。

該系統的消防聯動設計在圖面上的表達如圖2所示。

圖2 排煙風機消防聯動平面

1.2 排煙風機加自然補風的消防聯動控制設計

1.2.1 相關規范說明

排煙風機加自然補風的消防聯動控制設計規范條文與排煙風機和補風風機的消防聯動控制設計相同，此處不再重復說明。

1.2.2 該項目的具體設計方案

該項目排煙風機及自然補風系統設計情況如圖3所示。由圖3及規范規定可知，280℃防火閥FDSH與上述FDSH防火閥一致；280℃防火閥BECH為排煙風管支管上的常閉防火閥，該防火閥在火警時需由聯動控制模塊控制打開并反饋信號至消防控制中心后，消防控制中心才會發出指令給其對應排煙風機的聯動模塊，啟動排煙風機。其與防火閥FDSH的區別在于，當防火閥FDSH熔斷關閉時會連鎖對應風機關閉，并且該風機將不再啟動使用；而防火閥BECH在熔斷關閉后會反饋信號至消防控制中心，并由消防控制中心判斷該排煙風機對應的支管防火閥是否存有開啟單元：若存在未關斷單元，該風機不關閉；若所有單元均已斷開，則需關閉相應風機，但此時的風機仍可接收其應啟動信號而啟動。該排煙風機控制箱的聯動控制方式與上述一致，此處不再重復描述。

圖3 排煙系統

該排煙風機的消防聯動控制設計與1.1中的排煙風機設計的區別包括以下兩點：此處采用自然補風的形式，沒有對應的補風風機，則不需考慮與補風風機的聯動；防火閥BECH的聯動控制需配置輸入輸出模塊，參與消防聯動控制，但不直接連鎖風機的啟停。該系統的消防聯動設計在圖面上的表達如圖4所示。

圖4 排煙風機消防聯動平面

1.3 正壓送風風機的消防聯動控制設計

1.3.1 相關規范說明

根據GB 50116—2013需注意以下規定。

第4.5.1.1條規定：應由加壓送風口所在防火分區內的兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號，作為送風門開啟和加壓送風機啟動的聯動觸發信號，并應由消防聯動控制器聯動控制相關層前室等需要加壓送風場所的加壓送風口開啟和加壓送風機啟動。

第4.5.1.2條規定：應由同一防煙分區內且位于電動擋煙垂壁附近的兩只獨立的感煙火災探測器的報警信號，作為電功擋煙垂壁降落的聯動觸發信號，并應由消防聯動控制器聯動控制電動擋煙垂墮的降落。

第4.5.4條規定：送風口、排煙口、排煙窗或排煙閥開啟和關閉的動作信號，防煙、排煙風機啟動和停止及電動防火閥關閉的動作信號，均應反饋至消防聯動控制器。

1.3.2 該項目的具體設計方案

該項目排煙風機和補風風機系統設計情況如圖5所示。

圖5 加壓送風系統

由圖5及規范規定可知，70℃防火閥MEC為主管道常閉防煙防火閥，在火警時需由聯動控制模塊控制該防火閥打開并反饋信號至消控室，消防控制中心在接收到防火閥MEC打開信號后，通過加壓送風風機的聯動控制模塊控制風機啟動。當其溫度達到70℃熔斷關閉時，需向消防控制中心提供動作反饋信號。系統中，自垂百葉送風口ZC為常開加壓送風口，多運用于樓梯間，無需參與消防聯動控制。而多葉送風口GP為常閉加壓送風口，多運用于前室及合用前室，在火警時需由聯動控制模塊控制該風口及其鄰近樓層的多葉送風口打開，同時反饋信號至消控室，消防控制中心在接收其反饋信號后會發出指令打開該風口對應主管的防火閥MEC，再通過風機聯動控制模塊啟動風機。當MEC溫度達到70℃熔斷關閉時，不直接連鎖風機關閉，但需提供動作反饋信號至消防控制中心。加壓送風風機與排煙風機、補風風機同樣需在消防控制中心的手動控制盤直接控制其啟動、停止。風機控制箱的聯動控制與排煙風機、補風風機一致。

在電氣消防系統聯動設計的過程中，MEC防火閥需配置輸入輸出模塊，用來控制其打開，并讀取反饋信號；風機控制箱需配置輸入輸出模塊，用來聯動風機的啟停、讀取需要反饋至消防控制中心的相關監控信息，除此之外還需接入一根消防控制中心手動控制盤的直接控制線。該系統的消防聯動設計在圖面上的表達如圖6所示。

圖6 正壓送風風機消防聯動平面

2 結語

本文主要介紹了各類風機與風機、風機與防火閥、風機防火閥與電氣消防系統之間的聯動控制，具體描述了聯動控制系統設計過程中的重點、難點、容易被忽視的聯動控制規則。從本文對各類風機、防火閥、電氣聯動原理的描述中可以得到以下結論。

1）各類消防風機間存在聯動控制，需要根據不同類型防火分區分別進行聯動控制。

2）各類防火閥之間存在聯動控制，防火閥之間的控制需要根據其不同的功能做到有次序開通或關閉。

3）各類風機與防火閥之間存在聯動控制，防火閥的控制信號一方面由風機的狀態決定，但另一方面，防火閥的狀態也決定了風機的啟停狀態。

4）風機、防火閥、電氣消防控制中心之間的信號傳遞順序需要根據不同的情況分別決定。

本文以某公建類消防系統為例進行描述，其中消防聯動控制系統能夠應用至其他類型建筑，但對于具有特殊功能的建筑，還需進一步根據建筑實際功能需求優化消防聯動控制系統。