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余壓監(jiān)控系統(tǒng)在某高層住宅的應用方案

更新時間：2022-06-01

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王慧

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定

【摘要】：本文介紹了余壓監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構和功能，結合某高層住宅建設實例分析了高層民用建筑中設置此系統(tǒng)的優(yōu)點與必要性，總結了余壓監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控與調節(jié)，使監(jiān)控區(qū)域內的余壓值穩(wěn)定在國家規(guī)范要求的區(qū)間值內，從而在火災發(fā)生時最大限度地保障高層建筑物中人員的安全疏散。

【關鍵詞】：余壓監(jiān)控系統(tǒng)；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，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行撲救的通行走道，必須確保其防煙性能要求。從防煙角度講，機械加壓送風系統(tǒng)的余壓值過低丌利于防煙，因此余壓值越高越好。但由于疏散門的方向是朝疏散方向開啟，而加壓送風作用力的方向不疏散門開啟方向恰好相反。若余壓值過高則會導致樓梯間和前室、前室和走道之間疏散門兩側壓差過大，而導致疏散門無法正常開啟的情況，影響人員疏散和消防人員施救。顯然，加壓送風系統(tǒng)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。總建筑面積146354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庫，為地下二層。本工程高層住宅為一、二類高層，耐火等級均為一、二級，地下室耐火等級為一級，建筑的電氣防火分級為一級。下圖為該項目余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設計圖。

2.必要性及設計依據(jù)

2.1必要性

隨著科技的發(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、體量都在不斷增大。出現(xiàn)了大量的超高層、超大體量的建筑物，建筑物面積達到幾十萬平方米，超高層建筑的出現(xiàn)為消防應急疏散設計帶來了許多新的問題。超高層建筑物中一旦有火災發(fā)生，人員的疏散問題是重中之重。

在火災發(fā)生過程中，大量煙氣會迅速擴散。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，在各類火災事故中，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(shù)多數(shù)也是中毒窒息暈倒后被火燒死的。從這些火災事故中足見防排煙在高層建筑消防安全中的重要地位。

目前，加壓送風系統(tǒng)本身沒有能力來判斷加壓區(qū)是否保持一定壓力或加壓泄漏過大，壓力達不到標準，起不到防煙作用，或者壓力過大而造成疏散門堵塞，因此如何及時探測加壓區(qū)壓力狀況以調整加壓風量，使樓梯間和前室保持相對穩(wěn)定的余壓成為關鍵，所以設置余壓監(jiān)控系統(tǒng)是保證加壓送風系統(tǒng)在火災中高效使用的必然選擇。

2.2設計依據(jù)

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

GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》

3.1.1 建筑防煙系統(tǒng)的設計應根據(jù)建筑高度、使用性質等因素，采用自然通風系統(tǒng)或機械加壓送風系統(tǒng)。

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系統(tǒng)。

3.4.4 機械加壓送風量應滿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(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)余壓值超過最大允許壓力差時應采取泄壓措施。

5.1.4 機械加壓送風系統(tǒng)宜設有測壓裝置及風壓調節(jié)措施。

GB50045-95 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》

下列部位應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施：

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）。

機械加壓送風的防煙樓梯間和合用前室，宜分別設置送風系統(tǒng)，當必須共用一個系統(tǒng)時，應在通向合用前室的支風管上設置壓差自動調節(jié)裝置。

機械加壓送風機的余壓，除計算最不利環(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(tǒng)組網設計

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)控專用軟件等部分或全部設備組成，系統(tǒng)組網如下圖所示。

設計原則：

①余壓監(jiān)控器（主機）設置在消控中心；

②余壓控制器設置在風機箱內，控制器/風閥執(zhí)行器與送風風機的比例為1:1；

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

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

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通訊，通訊距離500m，線型NH-RVSP-2×2.5mm?，一只余壓控制器可以帶120個余壓探測器。余壓探測器的設置應保證整個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(jiān)控器或消防控制室內實時顯示。

余壓監(jiān)控器（主機）設置于有人值班的消防控制室內，通過通信總線及電源總線與下端余壓控制器連接。余壓控制器安裝于每臺加壓送風機配電控制箱中，通過通信總線與余壓探測器進行連接，并且輸出DC24V與風閥執(zhí)行器進行連接，余壓控制器向風閥執(zhí)行器發(fā)出指令，控制調節(jié)電動旁通泄壓閥的開、閉角度來調節(jié)余壓值。余壓控制器與余壓探測器利用二總線進行連接，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(jiān)控器（主機），同時控制風閥執(zhí)行器對電動旁通泄壓閥的開、閉角度進行調節(jié)，從而調節(jié)疏散通道出口處的余壓值。

整個系統(tǒng)功能全面、探測精準、可靠性高、簡單實用、性價比高。

3.2產品選型

3) 余壓探測器

4) 風閥執(zhí)行器

根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺或者火災自動報警系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換及共享，整個系統(tǒng)設計方案如下圖：

3.3現(xiàn)場安裝

l 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(qū)，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(xiàn)場圖：

樓梯間安裝的現(xiàn)場圖：

l 余壓控制器安裝

標準導軌式安裝，一般安裝在風機箱內，與送風風機基本為1:1關系。

l 風閥執(zhí)行器安裝

風閥執(zhí)行器與風機是按1:1的比例設置，現(xiàn)場安裝如下圖所示。

l 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安裝腳固定，安裝于小區(qū)消防控制室內，可以對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，現(xiàn)場安裝如下圖所示。

4. 結束語

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一體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實時自動巡檢，并采集加壓區(qū)域壓力變化狀態(tài)，對超壓等故障發(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電動旁通閥泄壓;余壓回落到正常區(qū)間值后，探測器發(fā)出信號，控制器關閉旁通閥，通過控制風閥驅動器的開啟角度，保持余壓值穩(wěn)定在國家規(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)動態(tài)監(jiān)控的特點。余壓監(jiān)控系統(tǒng)保證了火災發(fā)生時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安全保駕護航。

參考文獻

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

[2] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版

[3] GB50116-2014 建筑設計防火規(guī)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(guī)范》

[6] GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》

作者簡介：王慧，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司