余壓監控系統在某高層住宅的應用方案

【摘要】： 本文介紹了余壓監控系統的基本架構和功能，結合某高層住宅建設實(shí)例分析了高層民用建筑中設置此系統的優(yōu)點(diǎn)與必要性，總結了余壓監控系統的功能用于高層建筑物中樓梯間和前室、前室和走道之間的余壓的監控與調節，使監控區域內的余壓值穩定在國家規范要求的區間值內，從而在火災發(fā)生時(shí)地保障高層建筑物中人員的安全疏散。

【關(guān)鍵詞】：余壓監控系統；余壓控制器；余壓探測器；高層住宅； 

0 .前言

建筑發(fā)生火災時(shí)，防煙樓梯間、避難走道及其前室，是人員撤離的生命通道和消防人員進(jìn)行撲救的通行走道，需要確保其防煙性能要求。從防煙角度講，機械加壓送風(fēng)系統的余壓值過(guò)低丌利于防煙，因此余壓值越高越好。但由于疏散門(mén)的方向是朝疏散方向開(kāi)啟，而加壓送風(fēng)作用力的方向不疏散門(mén)開(kāi)啟方向恰好相反。若余壓值過(guò)高則會(huì )導致樓梯間和前室、前室和走道之間疏散門(mén)兩側壓差過(guò)大，而導致疏散門(mén)無(wú)法正常開(kāi)啟的情況，影響人員疏散和消防人員施救。顯然，加壓送風(fēng)系統的設計，首先應建立在安全疏散的基礎上。

1.項目概況

本項目位于江蘇省昆山市，基地位于香花路。地上有14幢十四層~十九層的高層住宅?？偨ㄖ娣e146354平方米，其中地上住宅91777.74平方米，地下50587.80平方米，地下空間主要功能為住宅車(chē)庫，為地下二層。本工程高層住宅為一、二類(lèi)高層，耐火等級均為一、二級。下圖為該項目余壓監控系統的設計圖。

2.必要性及設計依據

2.1必要性

隨著(zhù)科技的發(fā)展以及人民的生活水平日益提高，大、中型城市中的建筑物的高度、體量都在不斷增加。建筑物面積達到幾十萬(wàn)平方米，它們的出現為消防應急疏散設計帶來(lái)了許多新的問(wèn)題。這些建筑物中一旦有火災發(fā)生，人員的疏散問(wèn)題是重中之重。

在火災發(fā)生過(guò)程中，大量煙氣會(huì )迅速擴散。據統計資料顯示，在各類(lèi)火災事故中，絕大部分的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，不能安全疏散所致。在火災事故中，傷亡人數多數也是中毒窒息暈倒后被火燒死的。從這些火災事故中足見(jiàn)防排煙在高層建筑消防安全中的重要地位。

目前，加壓送風(fēng)系統本身沒(méi)有能力來(lái)判斷加壓區是否保持一定壓力或加壓泄漏過(guò)大，壓力達不到標準，起不到防煙作用，或者壓力過(guò)大而造成疏散門(mén)堵塞，因此如何及時(shí)探測加壓區壓力狀況以調整加壓風(fēng)量，使樓梯間和前室保持相對穩定的余壓成為關(guān)鍵，所以設置余壓監控系統是保證加壓送風(fēng)系統在火災中合理使用的必然選擇。

2.2設計依據

國標 GB50016-2014《建筑設計防火規范》、行業(yè)標準 JGJ-16-2008《民用建筑電氣設計規范》、國標GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》、國標 GB1251-2017《建筑防煙排煙系統技術(shù)規范》等標準中都有明確的相關(guān)規范。

GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統技術(shù)標準》

3.1.1  建筑防煙系統的設計應根據建筑高度、使用性質(zhì)等因素，采用自然通風(fēng)系統或機械加壓送風(fēng)系統。

3.1.2 建筑高度大于50m的公共建筑、工業(yè)建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨立前室、共用前室、合用前室及消防電梯前室應采用機械加壓送風(fēng)系統。

3.4.4  機械加壓送風(fēng)量應滿(mǎn)足走廊至前室至樓梯間的壓力逞遞增分布，余壓值應符合下列規定：

      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 當系統余壓值超過(guò)閾值時(shí)應采取泄壓措施。

5.1.4 機械加壓送風(fēng)系統宜設有測壓裝置及風(fēng)壓調節措施。

GB50045-95 《高層民用建筑設計防火規范》

下列部位應設置獨立的機械加壓送風(fēng)的防煙設施：

不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室。

采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室。

封閉避難層（間）。

機械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間和合用前室，宜分別設置送風(fēng)系統，當需要共用一個(gè)系統時(shí)，應在通向合用前室的支風(fēng)管上設置壓差自動(dòng)調節裝置。

機械加壓送風(fēng)機的余壓，除計算不利環(huán)管道壓頭損失外，尚應有余壓。其余壓值應符合以下要求：

防煙樓梯間為40Pa到50Pa

前室、合用前室、消防樓梯間前室、封閉避難層（間）為25Pa至30Pa 。

3.方案介紹

3.1系統組網(wǎng)設計

余壓監控系統由余壓監控器（主機）、余壓控制器、余壓探測器、風(fēng)閥執行器、系統監控專(zhuān)用軟件等部分或全部設備組成，系統組網(wǎng)如下圖所示。

設計原則：

①余壓監控器（主機）設置在消控中心；

②余壓控制器設置在風(fēng)機箱內，控制器/風(fēng)閥執行器與送風(fēng)風(fēng)機的比例為1:1；

③余壓探測器設置在前室時(shí)，于每個(gè)前室設置一套；設置在樓梯口時(shí)，在樓梯間的?和?高度處各設置一套。

  本系統單臺余壓監控主機支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個(gè)余壓控制器。余壓監控主機使用220V交流電源供電，電源線(xiàn)纜采用NH-BV-3×2.5mm2電纜，由消防控制室消防電源提供。監控主機為余壓控制器提供DC24V電源，電源線(xiàn)采用NH-BV-3×2.5mm2電纜。余壓監控器通過(guò)CAN/RS-485總線(xiàn)把各個(gè)點(diǎn)的監控信息上傳到消防控制室圖像顯示裝置，通信線(xiàn)采用NH-RVSP-2×1.5mm2。

余壓控制器采用DC24V集中供電。余壓控制器與余壓探測器之間為二總線(xiàn)通訊，通訊距離500m，線(xiàn)型NH-RVSP-2×2.5mm2，一只余壓控制器可以帶120個(gè)余壓探測器。余壓探測器的設置應保證整個(gè)建筑物中的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室、避難走道的前室、避難層（間）之間的余壓值均能在余壓監控器或消防控制室內實(shí)時(shí)顯示。

 余壓監控器（主機）設置于有人值班的消防控制室內，通過(guò)通信總線(xiàn)及電源總線(xiàn)與下端余壓控制器連接。余壓控制器安裝于每臺加壓送風(fēng)機配電控制箱中，通過(guò)通信總線(xiàn)與余壓探測器進(jìn)行連接，并且輸出DC24V與風(fēng)閥執行器進(jìn)行連接，余壓控制器向風(fēng)閥執行器發(fā)出指令，控制調節電動(dòng)旁通泄壓閥的開(kāi)、閉角度來(lái)調節余壓值。余壓控制器與余壓探測器利用二總線(xiàn)進(jìn)行連接，每臺余壓探測器都能設置地址碼。余壓探測器從各個(gè)安裝位置處收集余壓信號，上傳至余壓控制器，余壓控制器處理后上傳至余壓監控器（主機），同時(shí)控制風(fēng)閥執行器對電動(dòng)旁通泄壓閥的開(kāi)、閉角度進(jìn)行調節，從而調節疏散通道出口處的余壓值。

整個(gè)系統功能完善、探測精度高、可靠性高、簡(jiǎn)單實(shí)用、性?xún)r(jià)比高。

3.2產(chǎn)品選型

根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺或者火災自動(dòng)報警系統進(jìn)行數據交換及共享，整個(gè)系統設計方案如下圖： 

3.3現場(chǎng)安裝

探測器安裝

余壓探測器包含ARPM-S/1余壓探測器和ARPM-S/2余壓探測器副面板，用來(lái)檢測疏散通道的壓力狀態(tài)并上傳給余壓控制器。應在每層防煙樓梯間的前室或者合用前室設置一套；在樓梯間?和?高度處各設置一套。探測器采用通用的86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。使用橡膠軟管與低壓氣嘴相連，軟管另一端接到低壓區，探測器的工作電源為15～28VDC。

安裝示意圖如下圖所示：

前室安裝的現場(chǎng)圖：

樓梯間安裝的現場(chǎng)圖：

余壓控制器安裝

標準導軌式安裝，一般安裝在風(fēng)機箱內，與送風(fēng)風(fēng)機基本為1:1關(guān)系。

風(fēng)閥執行器安裝

風(fēng)閥執行器與風(fēng)機是按1:1的比例設置，現場(chǎng)安裝如下圖所示。

主機安裝

主機的安裝方式是壁掛安裝，用膨脹螺釘將主機四個(gè)安裝腳固定，安裝于小區消防控制室內，可以對整個(gè)系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，現場(chǎng)安裝如下圖所示。

4. 結束語(yǔ)

余壓監控系統是集工業(yè)計算機技術(shù)，通訊、抗電磁干擾、數字傳感技術(shù)及消防二總線(xiàn)于一體的智能化系統。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢，并采集加壓區域壓力變化狀態(tài)，對過(guò)壓等故障發(fā)出報警信號并記錄。當防煙樓梯間或前室余壓值達到過(guò)壓監控值時(shí)，余壓探測器發(fā)出報警信號，余壓控制器打開(kāi)加壓風(fēng)機風(fēng)管上的電動(dòng)旁通閥泄壓;余壓回落到正常區間值后，探測器發(fā)出信號，控制器關(guān)閉旁通閥，通過(guò)控制風(fēng)閥驅動(dòng)器的開(kāi)啟角度，保持余壓值穩定在國家規范要求的區間值內，系統具有實(shí)時(shí)性、數字化、智能化，自動(dòng)化，連續動(dòng)態(tài)監控的特點(diǎn)。余壓監控系統保證了火災發(fā)生時(shí)消防疏散通道的通暢，為大型高層建筑的安全運行和人民生命財產(chǎn)安全保駕護航。

參考文獻

[1] 左超 袁琳.消防應急疏散余壓監控系統在高層建筑設計中的應用.《電子技術(shù)與軟件工程》2018年第23期

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

[3] GB50116-2014 建筑設計防火規范[S].

[4] GB51348-2019 民用建筑電氣設計標準.

[5] GB50045-95 《高層民用建筑設計防火規范》

[6] GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統技術(shù)標準》

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司