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您的位置：網(wǎng)站首頁 > 技術文章 > 淺談余壓監(jiān)控系統(tǒng)電氣設計 淺談余壓監(jiān)控系統(tǒng)電氣設計
陳盼
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：結合實際的工程設計案例，分析余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設計，包括余壓探測器、余壓控制器、余壓監(jiān)控主機的控制原理等。防止人員在實際的火災疏散過程中會出現(xiàn)樓梯間和前室之間、前室和室內走道之間防火門兩側壓差過大，而導致防火門無法正常開啟，影響人員疏散和消防人員施救，為人員的疏散贏得有效時間。
關鍵詞：余壓探測器；余壓控制器；余壓監(jiān)控系統(tǒng)；住宅電氣設計
0 引言
近年來，建筑物發(fā)生火災已嚴重危害人民的生命和財產(chǎn)。當發(fā)生火災時，為了阻止煙氣侵入人員疏散的前室和樓梯間，對前室和樓梯間設置機械加壓送風系統(tǒng)，不但可以保證前室和樓梯間內定的正壓值，也可以為疏散人員的呼吸提供室外新鮮空氣。但根據(jù)公an部消防研究所的研究，人員在實際的火災疏散過程中會出現(xiàn)樓梯間和前室之間、前室和室內走道之間防火門兩側壓差過大，而導致防火門無法正常開啟，影響人員疏散和消防人員施救，因此規(guī)范編寫組提出了機械加壓送風系統(tǒng)宜設有測壓裝置及風壓調節(jié)措施。本文根據(jù)具體的工程設計實例，闡述有關余壓監(jiān)控系統(tǒng)的相關設計，與設計過程遇到的困難和心得體會。
1 項目概況
項目總建筑面積約為 96718m2，由10棟高層住宅建筑及兩層地下室（車庫及設備用房）組成，建筑高度不超過 54m。以其中1號住宅樓為例，結合設計圖紙闡述余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程。
2相關規(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)技術標準》第 3. 4. 4 條，機械加壓送風量應滿足走廊至前室至樓梯間的壓力呈遞增分布，余壓值應符合下列規(guī)定：
（1）前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應為 25Pa ～ 30Pa；
（2）樓梯間與走道之間的壓差應為40Pa ～ 50Pa；
（3）當系統(tǒng)余壓值超過允許壓力差時應采取泄壓措施。
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計范圍，并明確了系統(tǒng)余壓值的規(guī)定，使設計人員在實際的設計過程中，能夠很好的把握設計要求，并有確切的標準可檢測。
2.2 規(guī)范條文
依據(jù) GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》第 5. 1. 4 條規(guī)定：機械加壓送風系統(tǒng)宜設有測壓裝置及風壓調節(jié)措施。
2.2.1 理解
本條規(guī)范建議機械加壓送風系統(tǒng)設置余壓監(jiān)控系統(tǒng)，通過余壓探測器的反饋信息可以為消防管理人員提供準確的運行數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測疏散通道上防火門兩側的正壓值，又可以根據(jù)余壓探測器的反饋信息調節(jié)相關的余壓閥，使人員在疏散的過程中避免煙氣或火勢竄入前室和樓梯間，保證前室和樓梯間在定時間內相對，確保在火災情況下人員能夠快捷開啟防火門，不會導致疏散人員阻塞和開門困難。
3 暖通專業(yè)對電氣專業(yè)的設計要求
通過設置余壓探測器、余壓監(jiān)控系統(tǒng)及電動旁通閥等，實現(xiàn)監(jiān)測和控制余壓值，要求前室與走道之間的壓差應為 25Pa ～ 30Pa，樓梯間與走道之間的壓差應為 40Pa ～ 50Pa，其中電動旁通閥由空調專業(yè)設計實施，其余包括余壓探測器、余壓控制器、布線、余壓監(jiān)控系統(tǒng)等，由電氣專業(yè)設計、實施。
4 余壓監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 余壓探測器
余壓探測器是種檢測氣壓的數(shù)字傳感器，將被測量的非電學量轉換成數(shù)字輸出信號的裝置。余壓探測器的安裝樓層及數(shù)量，由暖通專業(yè)根據(jù) GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》的要求提條件給電氣專業(yè)。余壓探測器將采集樓梯間與走道、前室與走道之間的氣壓數(shù)據(jù)，通過信號總線傳輸給余壓控制器。余壓探測器具有壓差校驗功能，所有余壓探測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程設定現(xiàn)場余壓探器的地址編碼及故障參數(shù)，方便系統(tǒng)調試及后期維護使用。
本項目的1號住宅樓總共十六層，合用前室每層均設置余壓探測器，樓梯間在3層和11層各設臺余壓探測器。標準層余壓探測器的安裝平面圖和安裝大樣圖（如圖 1 所示）。
圖1 余壓探測器的安裝平面圖和安裝大樣圖
4.2 余壓控制器
余壓控制器是對采集的氣壓數(shù)據(jù)進行分析處理的決策機構，根據(jù)余壓探測器提供的氣壓數(shù)據(jù)算出樓梯間與走道、前室與走道之間壓差，并與規(guī)范要求的標準比較。當余壓值超過規(guī)范要求的值時，余壓控制器通過信號總線輸出泄壓信號，調整電動旁通閥開啟角度進行泄壓，并將動作信號傳輸至消防控制室的余壓監(jiān)控主機進行聲光報警。反之，余壓值降至規(guī)范要求的區(qū)間值時，余壓控制器輸出停止泄壓信號，關閉電動旁通閥，同時將動作信號反饋至消防控制室的余壓監(jiān)控主機。余壓控制器導軌安裝在加壓風機配電箱內，并由加壓風機配電箱提供220V的電源。
本項目的1號住宅樓在屋面兩個加壓風機房配電箱內分別設置個余壓控制器。樓梯加壓風機房的余壓控制器接收3層以及11層的兩個余壓探測器的反饋信號，并能夠控制樓梯加壓風機房內的電動旁通閥。合用前室加壓風機房的余壓控制器接收每層（共 16 個）余壓探測器的反饋信號，并能夠控制合用前室加壓風機房內的電動旁通閥。1號住宅樓余壓監(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
余壓監(jiān)控主機能接收余壓控制器反饋的所有實時信息，包括聲光報警信號、余壓探測器現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)信號、余壓控制器輸出的動作信號、實時顯示并存儲各類故障報警信號等。余壓監(jiān)控主機安裝于消防控制室，并與火災自動報警系統(tǒng)主機進行聯(lián)動以及傳輸信息。余壓監(jiān)控系統(tǒng)控制流程圖（如圖3所示）。
本項目的1號住宅樓余壓控制器將所有信息實時傳輸至消防控制室的余壓監(jiān)控主機，便于值班人員掌握系統(tǒng)運行情況。
圖3 余壓監(jiān)控系統(tǒng)控制流程圖
5 心得體會
余壓監(jiān)控系統(tǒng)的控制原理比較簡單，但是在實際的項目設計過程中，還是會遇到問題。如會出現(xiàn)防煙樓梯間被前室或功能房間全部包圍的情況，導致余壓探測器無法探測到走道的氣壓值。筆者認為這時可經(jīng)過前室延長余壓探測器的氣壓管至近的走道，但會給施工安裝帶來定的困難。
6 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)及產(chǎn)品選型
6.1系統(tǒng)簡介
針對各類機械加壓送風系統(tǒng)的應用特點，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)計算機技術、通訊、抗電磁干擾、數(shù)字傳感技術及消防二總線于體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實時自動巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài)，對超壓故障發(fā)出報警信號并記錄，當防煙樓梯間或前室余壓值達到超壓監(jiān)控值時，余壓探測器發(fā)出報警信號，余壓控制器打開加壓風機風管上的旁通閥泄壓；余壓回落到正常區(qū)間值后，余壓探測器發(fā)出信號，余壓控制器關閉旁通閥，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，系統(tǒng)具有實時性、數(shù)字化、智能化，自動化連續(xù)監(jiān)控的特點。余壓監(jiān)控系統(tǒng)結構圖見圖4。
余壓監(jiān)控系統(tǒng)由余壓監(jiān)控器（主機）、余壓控制器、余壓探測器、風閥執(zhí)行器、系統(tǒng)監(jiān)控軟件等部分或全部設備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》、GB50016《建筑設計防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設計防火規(guī)范》等相關家標準中的功能需求。
圖4 余壓系統(tǒng)監(jiān)控結構圖
設計說明：
① 余壓監(jiān)控器（主機）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 主機支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個余壓控制器；
③ 余壓控制器與余壓探測器之間為二總線通訊，通訊距離500m， 線型NH-RVSP2*2.5mm2；
④ 只余壓控制器可帶120個余壓探測器。
產(chǎn)品特點：
6.2.2 ARPM-S余壓探測器
產(chǎn)品特性：
LED顯示
LA | LB | 高壓 | 低壓 |
二總線 | 氣嘴 | ||
本模塊采用通用于86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。探測器的工作電源為15～28VDC，請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，軟管另端接到低壓區(qū)。（設備若安裝在低壓側，則用橡膠軟管與高壓氣嘴相連，軟管另端接到高壓區(qū)。）
產(chǎn)品特性：
l 工作電源： AC 220V 50Hz
l 功耗： 待機狀態(tài)＜3W，動作狀態(tài)＜10W
l 執(zhí)行輸出：24V（接執(zhí)行器）
l 開關量輸入：2路
l 開關量輸出：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：導軌式安裝
l 工作溫度范圍： -20℃～60℃
l 儲存溫度范圍：-30℃～80℃
l 環(huán)境濕度：相對濕度≤90%，不結露
l 防護等級： IP30
l 產(chǎn)品符合：GB16806-2006
l 外形尺寸
產(chǎn)品特點：
l 滿足家標準GB51251《建筑防煙系統(tǒng)技術標準》及GB 50016《建筑設計防火規(guī)范》等相關家標準中的工能要求
l 接收余壓控制器命令，控制調節(jié)旁通泄壓閥的開、閉角度
l 可選擇旋轉角度，轉接頭，設置獨立的運行時間，具有手動控制按鈕
l 采用DC24V工作電壓確保系統(tǒng)穩(wěn)定和人身
型號 | 功能配置 |
ARPM100/B3 | ARPM100系列余壓監(jiān)控器，壁掛式安裝，7英寸彩屏顯示，485通訊，聲光報警，防護等級IP30，可連接64個余壓控制器 |
ARPM-C | 余壓控制器，導軌式安裝，1.7英寸點陣顯示屏，上行485通訊，下行二總線通訊，每個控制器可連接120個余壓探測器，1路繼電器輸出功能，聲光報警，防護等級IP30 |
ARPM-S/1 | 余壓探測器，采用86殼安裝，采用二總線的方式供電和通訊，工作電壓：DC24V，工作量程：-1000Pa-1000Pa，響應時間：1S-50S，可設置，光報警 |
ARPM-S/2 | ARPM-S/2余壓探測器副面板為余壓探測器附件，與探測器配套使用；通過穿墻軟管與探測器連接；與探測器分別采集墻體兩側的空氣壓力。 |
ARPM-DC24V | 風閥執(zhí)行器，工作電壓：DC24V，防護等級：IP65，位置：機械指示；旋轉角度：90°，功率：工作功率7W，待機功率0.5W |
7 結語
余壓監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠很好的保護人員在疏散過程中，不會因防火門兩側壓差過大而導致防火門無法打開的情況，為人員的疏散贏得有效時間。以上內容是筆者在工程設計中的設計實例以及體會，本文有不當之處，謹望行業(yè)專家雅正。
【參考文獻】
作者簡介：劉細鳳，女，現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司，主要余壓監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應用。
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