樓宇電力消防設(shè)備控制系統(tǒng)探究

三明農(nóng)業(yè)學(xué)校 朱增健

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樓宇電力消防設(shè)備控制系統(tǒng)探究

三明農(nóng)業(yè)學(xué)校 朱增健

該文根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，對民用建筑消防電氣設(shè)備的控制工藝進(jìn)行論述。

消防 電氣設(shè)備 控制工藝

1 概述

在民用建筑電氣設(shè)計中，消防設(shè)備的供電和控制是非常重要的。民用建筑中的消防設(shè)備主要包括消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)、消防電梯、防火閥、防火卷簾門、氣體滅火裝置等。

消防設(shè)備供電與控制的設(shè)計中，主要涉及到以下幾個常用規(guī)范：《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-92；《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16-87（2001年版）；《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB500116-98。

消防設(shè)備供電與控制流程上的合理是保證消防設(shè)備在發(fā)生火災(zāi)時正常發(fā)揮其功能的重要保證，是將火災(zāi)損失減小到最小程度比較有效的方法。因此，對消防設(shè)備的供電和工藝控制流程進(jìn)行討論是非常必要的。

2 消防設(shè)備的供電

2.1 消防設(shè)備的供電負(fù)荷等級

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層建筑設(shè)計防火規(guī)范》等，消防用電的負(fù)荷等級與建筑物中供電負(fù)荷的最高等級相同。

一類建筑的消防用電按一級負(fù)荷供電，二類建筑的消防用電按二級負(fù)荷供電，除此以外的建筑采用三級負(fù)荷供電。

火災(zāi)事故照明和疏散指示標(biāo)志在外部電源不能保證時，可采用蓄電池作為備用電源，連續(xù)供電時間不應(yīng)少于20分鐘。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有主電源和直流備用電源。主電源應(yīng)采用消防電源，備用電源宜采用火災(zāi)報警系統(tǒng)控制器的專用蓄電池或集中設(shè)置的蓄電池。在設(shè)CTR顯示器、通信設(shè)備等時，宜由UPS裝置供電。

2.2 消防電氣的供電線路

消防用電設(shè)備應(yīng)采用單獨的回路供電，并當(dāng)發(fā)生火災(zāi)切斷生產(chǎn)、生活用電時，應(yīng)仍能保證消防用電，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯的標(biāo)志。建筑物內(nèi)不設(shè)配電柜室，消防電源應(yīng)單獨接引，單獨配線穿管；室內(nèi)設(shè)配電柜室，消防電源可從配電柜單獨專線配出。

一、二級負(fù)荷供電的消防電源線路，應(yīng)采用雙源雙回路供電，并在線路末端設(shè)雙電源自切自投裝置，兩個供電線路不能穿同一鋼管、線糟、電纜橋架。

消防電源線路若采用普通電線電纜，必須穿穿管暗敷設(shè)在非燃燒結(jié)構(gòu)體內(nèi)，明致設(shè)時，必須穿金屬管并采取防火保護(hù)措施。在電纜溝、電纜橋架內(nèi)敷設(shè)時，應(yīng)采用阻燃型電線電纜。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，電線電纜絕緣層著火發(fā)出的有害氣體逐漸為人們所重視，因此，電線電纜的低煙無鹵要求逐漸提上日程，對于地鐵車站等人員密集的場合，電線電纜必須要求低煙無鹵，對于地上建筑至少應(yīng)保證低鹵低煙。

3 常見的消防電氣設(shè)施

在民用建筑中，常見消防電氣設(shè)施主要有以下幾種：

3.1 消火栓及其消防泵

這是最常規(guī)的消防電氣設(shè)施，設(shè)置于大多數(shù)可以使用水防的場合，主要用于火災(zāi)時滅火。該系統(tǒng)一般采用手動觸發(fā)。

3.2 自噴消防泵

設(shè)置于可以使用水消防且面積較大、人流較密的場合，如高層、大型商場等，主要用于火災(zāi)時大面積的滅火。該系統(tǒng)一般采用壓力開關(guān)進(jìn)行觸發(fā)。

3.3 防火卷簾門及電動防火門

主要設(shè)置于高層建筑、空間面積比較大的商場等，主要用途是防火、防煙，縮小火災(zāi)事故范圍，防止火災(zāi)的蔓延。該系統(tǒng)一般采用安裝于卷簾兩側(cè)的探測器觸發(fā)。

3.4 正太送風(fēng)機(jī)

發(fā)生火災(zāi)時，向火災(zāi)層輸送正壓新鮮空氣，一方面為火災(zāi)層的人員提供足夠逃生的氧氣，以免因空氣中氧氣缺少而窒息，另一方面阻止因煙囪效應(yīng)使火災(zāi)向上層蔓延。該系統(tǒng)一般由火災(zāi)報警聯(lián)動控制器觸發(fā)。

3.5 排煙風(fēng)機(jī)

火災(zāi)撲滅后，排出火災(zāi)層的煙霧和有害氣體，保持火災(zāi)救護(hù)人員能夠呼吸到足夠的新鮮空氣。該系統(tǒng)一般由火災(zāi)報警聯(lián)動控制器觸發(fā)。

3.6 消防電梯

火災(zāi)發(fā)生時，幫助人們從火災(zāi)發(fā)生層快速逃生至底層，離開發(fā)生火災(zāi)的建筑物。

3.7 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

利用火災(zāi)早期的一些現(xiàn)象，如各種煙霧、火光等信息，及時反映火災(zāi)信息，做到先期預(yù)防，將火災(zāi)發(fā)生的可能消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少火災(zāi)損失。該系統(tǒng)一般由探測器、控制器、消除設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)和相關(guān)的控制線路組成。

3.8 氣體消防系統(tǒng)

該系統(tǒng)集火災(zāi)探測、氣體滅火為一體，主要適用于一些不便用水消除的含有貴重設(shè)備的場合。

該系統(tǒng)一般自成體系，它包含必要的火災(zāi)探測和相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在保護(hù)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時，自動釋放滅火氣體。該系統(tǒng)由保護(hù)區(qū)域內(nèi)配套的火災(zāi)探測器進(jìn)行觸發(fā)。

3.9 消防廣播和聲光報警器

該系統(tǒng)主要用于發(fā)生火災(zāi)時，組織和疏導(dǎo)人員疏散和快速撤離，該系統(tǒng)觸發(fā)由消防控制中心（消防值班室）完成。

3.10 火災(zāi)應(yīng)急照明

該系統(tǒng)用于發(fā)生停電事故時（包括火災(zāi)事故），幫助人員逃生與疏散。

4 常見消防設(shè)施的控制

對于消防設(shè)施的控制要求，有以下幾點基本要求：

（1）容易造成混亂、帶來嚴(yán)重后果的被控對象應(yīng)由消防控制室集中管理。

（2）火災(zāi)報警信號由人直接發(fā)出的消防系統(tǒng)，應(yīng)直接啟動消防設(shè)施，無須經(jīng)過消防控制室確認(rèn)。

（3）消防水泵（包括噴灑泵）、排煙風(fēng)機(jī)及正壓送風(fēng)機(jī)等重要消防用電設(shè)備，宜采取定期自動試機(jī)、檢測措施。

4.1 消火栓及其消防泵

消火栓消防泵的起停一般直接由消防栓上的消防按鈕直接啟動。即使在有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建筑中，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)僅監(jiān)視該系統(tǒng)的各種信息，并不對消火栓按鈕的報警信息進(jìn)行加工處理，原因十分簡單，消火栓按鈕是由人工進(jìn)行觸發(fā)的，無需再進(jìn)行火災(zāi)的確認(rèn)。值得注意的是，消火栓按鈕的控制電壓若采用220V，則必須保證使用消火栓時按鈕上無電，以免發(fā)生觸電事故。若采用36V的安全電壓，則不需選擇適當(dāng)截面的控制線，以免因線路壓降過大而無法驅(qū)動接觸器線圈。

設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建筑，對消火栓消防系統(tǒng)的控制要求如下：

⑴消火栓按鈕控制回路應(yīng)采用50V以下的安全電壓。

⑵消火栓設(shè)有消火栓按鈕時，應(yīng)能向消防控制（值班）室發(fā)送消火栓工作信號和起動消防水泵。

⑶消防控制室內(nèi)，對消火拴滅火系統(tǒng)應(yīng)有下列控制、顯示功能：控制消防水泵的起、停；顯示消防水泵的工作、故障狀態(tài)；顯示消火栓按鈕的工作部位，當(dāng)有困難時可按防火分區(qū)或樓層顯示。

從上邊的要求可以看出，在設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建筑物中，消火栓系統(tǒng)除了常規(guī)的消火栓控制按鈕控制起動消防泵線路外，還應(yīng)增加以下的線路：

（1）每個消火栓按鈕的接點狀態(tài)通過地編模塊接入火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，將其作為一個探測器看待，以便消防控制室能夠顯示火栓按鈕的工作部位。

（2）消防泵控制箱的控制線路中并聯(lián)消防控制室的起停控制接點，并將泵的運(yùn)行信息返回消防控制室。

4.2 自噴消防泵

自噴消防系統(tǒng)一般較少單獨使用，往往與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)同時使用。

自噴消防系統(tǒng)的工作流程為：當(dāng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)因發(fā)生火災(zāi)引起溫度升高，從而使噴頭上的阻水設(shè)施爆裂，管道內(nèi)壓力下降，管道上壓力開關(guān)觸點閉合，開啟自噴消防泵。

自動噴水滅火系統(tǒng)的控制應(yīng)符合下列要求：

（1）設(shè)有自動噴水滅火噴頭、需早期火災(zāi)自動報警的場所（不易檢修的天棚、悶頂內(nèi)或廚房等處除外），宜同時設(shè)置感煙探測器。

（2）自動噴水滅火系統(tǒng)中設(shè)置的水流指示器，不應(yīng)作自動起動消防水泵的控制裝置。報警閥壓力開關(guān)、水位控制開關(guān)和氣壓罐壓力開關(guān)等可控制消防水泵自動起動。

（3）消防控制室內(nèi)，自動噴水滅火系統(tǒng)宜有下列控制監(jiān)測功能：

①控制系統(tǒng)的起、停；

②系統(tǒng)的控制閥處開啟狀態(tài)。但對管網(wǎng)末端的試驗閥，應(yīng)在現(xiàn)場設(shè)置手動按鈕就地控制開閉，其狀態(tài)信號可不返回；

③消防水泵電源供應(yīng)和工作情況；

④水池、水箱的水位。對于重力式水箱，在嚴(yán)寒地區(qū)宜安設(shè)水溫探測器，當(dāng)水溫降低到5℃以下時，即應(yīng)發(fā)出信號報警；

⑤干式噴水滅火系統(tǒng)的最高和最低氣壓。一般壓力的下限值宜與空氣壓縮機(jī)聯(lián)動，或在消防控制室設(shè)充氣機(jī)手動起動和停止按鈕；

⑥預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)的最低氣壓；

⑦報替閥和水流指示器的動作情況。

（4）設(shè)有充氣裝置的自動噴水滅火管網(wǎng)應(yīng)將高、低壓力告警信號送至消防控制室。消防控制室宜設(shè)充氣機(jī)手動啟動按鈕和停止按鈕。

（5）預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置由感煙探測器組成的控制電路，控制管網(wǎng)預(yù)作用充水。

（6）雨淋和水噴霧滅火系統(tǒng)中宜設(shè)置由感煙、定溫探測器組成的控制電路，控制電磁閥。電磁閥的工作狀態(tài)應(yīng)反饋消防控制室。

由于自噴消防系統(tǒng)的消防泵（包括電磁閥、氣壓泵）可以直接由壓力開關(guān)控制，因此，在該系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)盡量利用壓力開關(guān)和相應(yīng)的消防泵組成自動控制系統(tǒng)，在和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配合使用時，應(yīng)將其作為獨立的一個子系統(tǒng)，火災(zāi)報警系統(tǒng)只監(jiān)視其報警信號（包括壓力開關(guān)、水流指示儀）。

自噴消防系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配套使用時的基本要求如下：

（1）消防泵（包括電磁閥、氣壓泵）的啟動應(yīng)有相應(yīng)的壓力開關(guān)（包括水位控制儀）直接啟動，同時并接消防控制室傳來的強(qiáng)制起停按鈕信號。

（2）所有相關(guān)的報警及反映系統(tǒng)工作的傳感器信號應(yīng)通過地編輸入模塊進(jìn)入報警總線。

4.3 防火卷簾門及電動防火門

防火卷簾門是現(xiàn)代高層建筑防火中不可缺少的設(shè)施，具有防火、防煙、防盜、防風(fēng)等多種功能，廣泛應(yīng)用于高層建筑、大型商場等人員密集的場合，其作用是在火災(zāi)事故發(fā)生時，在能夠保證人員快速疏散的情況下，阻止火災(zāi)事故的蔓延，將火災(zāi)限制在一定的范圍內(nèi)，從而最大限度地限制火災(zāi)事故的損失。

該消防設(shè)施一般自成體系，其自帶的控制箱內(nèi)一般設(shè)有溫感探測器、煙感探測器、限位開關(guān)、外部控制信號的接口，在完成外部接線后，一般就能獨立工作。

電動防火卷簾的控制應(yīng)符合下列要求：

（1）一般在電動防火卷簾兩側(cè)設(shè)專用的感煙及感溫兩種探測器，聲、光報警信號及手動控制按鈕（應(yīng)有防誤操作措施）。當(dāng)在兩側(cè)裝設(shè)確有困難時，可在火災(zāi)可能性大的一側(cè)裝設(shè)。

（2）電動防火卷簾應(yīng)采取兩次控制下落方式：第一次由感煙探測器控制下落距地1.5m處停止；第二次由感溫探測器控制下落到底。并應(yīng)分別將報警及動作信號送至消防控制室。

（3）電動防火卷簾宜由消防控制室集中管理。當(dāng)選用的探測器控制電路采用相應(yīng)措施提高了可靠性時，亦可在就地聯(lián)動控制，但在消防控制室要有應(yīng)急控制手段。

（4）當(dāng)電動防火卷簾采用水幕保護(hù)時，水幕電磁閥的開啟宜用定溫探測器與水幕管網(wǎng)有關(guān)的水流指示器組成電路控制。

電動防火門的控制，應(yīng)符合以下要求：

（1）門兩側(cè)應(yīng)裝設(shè)專用的感煙探測器組成控制電路，在現(xiàn)場自動關(guān)閉。此外，在就地亦宜設(shè)人工手動關(guān)閉裝置。

（2）電動防火門宜選用平時不耗電的釋放器，且宜吸設(shè)。要有返回動作信號功能。

電動防火卷和防火卷簾門由于自成體系，實際使用時只需按照其外部接線端子的要求配置操作電源、火災(zāi)探測器和相關(guān)的手動操作按鈕。在和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配合使用時，在其火災(zāi)探測器回路中接入總線型控制模塊來仿真火災(zāi)探測器的動作，使消防控制時的指令能夠得到執(zhí)行（一般需要兩個總線制控制模塊，分別指令半降和全降），同時應(yīng)將卷簾門的工作狀態(tài)通過總線型輸入模塊返回消防控制中心。

4.4 正壓送風(fēng)機(jī)

該系統(tǒng)一般單獨較少使用，往往和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)合使用，其動作指令直接由消防控制室發(fā)出。

4.5 排煙風(fēng)機(jī)

防煙、排煙設(shè)施包括排煙閥和相關(guān)的風(fēng)機(jī)。其控制要求如下：

（1）排煙閥宜由其排煙分擔(dān)區(qū)內(nèi)設(shè)置的感煙探測器組成的控制電路在現(xiàn)場控制開啟。

（2）排煙閥動作后，應(yīng)起動相關(guān)的排煙風(fēng)機(jī)和正壓送風(fēng)機(jī)，停止相關(guān)范圍內(nèi)的空調(diào)風(fēng)機(jī)及其他送、排風(fēng)機(jī)。

（3）同一排煙區(qū)內(nèi)的多個排煙閥，若需同時動作，可采用接力控制方式開啟，并由最后動作的排煙閥發(fā)送動作信號。

（4）設(shè)在排煙風(fēng)機(jī)入口處的防火閥動作后，應(yīng)聯(lián)動停止排煙風(fēng)機(jī)。

（5）防煙垂壁應(yīng)由其附近的專用感煙探測器組成的控制電路就地控制。

（6）設(shè)于空調(diào)通風(fēng)管道上的防排煙閥，宜采用定溫保護(hù)裝置直接動作閥門關(guān)閉；只有必須要求在消防控制室遠(yuǎn)方關(guān)閉時，才采取遠(yuǎn)方控制。關(guān)閉信號要反饋消防控制室，并停止有關(guān)部位風(fēng)機(jī)。

（7）消防控制室應(yīng)能對防煙、排煙風(fēng)機(jī)（包括正壓送風(fēng)機(jī)）進(jìn)行應(yīng)急控制。

防、排系統(tǒng)單獨使用時，根據(jù)上述要求采用電氣連鎖的方式完成其控制，在和火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)配套使用時，其連鎖控制可以通過系統(tǒng)進(jìn)行程序連鎖。

4.6 氣體消防系統(tǒng)

自動滅火系統(tǒng)的控制應(yīng)要求如下：

（1）設(shè)有鹵代烷、二氧化碳等氣體自動滅火裝置的場所（或部位）應(yīng)設(shè)感煙定溫探測器與滅火控制裝置配套組成的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。

（2）管網(wǎng)滅火系統(tǒng)應(yīng)有自動控制、手動控制和機(jī)械應(yīng)急操作三種起動方式；無管網(wǎng)滅火裝置應(yīng)有自動控制和手動控制兩種起動方式。

（3）自動控制應(yīng)在接到兩個獨立的火災(zāi)信號后才能起動。

（4）應(yīng)在被保護(hù)對象主要出入口門外，設(shè)手動緊急控制按鈕，并應(yīng)有防誤操作措施和特殊標(biāo)志。

（5）機(jī)械應(yīng)急操作裝置應(yīng)設(shè)在貯瓶間或防護(hù)區(qū)外便于操作的地方，并能在一個地點完成釋放滅火劑的全部動作。

（6）應(yīng)在被保護(hù)對象主要出入口外門框上方設(shè)放氣燈，并應(yīng)有明顯標(biāo)志。

（7）被保護(hù)對象內(nèi)應(yīng)設(shè)有在釋放氣體前30s內(nèi)人員硫散的聲警報器。

（8）被保護(hù)區(qū)域常開的防火門，應(yīng)設(shè)有門自動釋放器，在釋放氣體前能自動關(guān)閉。

（9）應(yīng)在釋放氣體前，自動切斷被保護(hù)區(qū)的送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)或關(guān)閉送風(fēng)閥門。

（10）對于組合分配系統(tǒng)，宜在現(xiàn)場適當(dāng)部位設(shè)置氣體滅火控制室；單元獨立系統(tǒng)是否設(shè)控制室，可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模及功能要求而定；無管網(wǎng)滅火裝置一般在界場設(shè)獨制盤（箱），但裝設(shè)位置應(yīng)接近被保護(hù)區(qū)，控制盤（箱）應(yīng)采取防護(hù)措施。在經(jīng)常有人的防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置的無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)有切斷自動控制系統(tǒng)的手動裝置。

（11）氣體滅火控制室應(yīng)有下列控制、顯示功能：

①控制系統(tǒng)的緊急起動和切斷；

②由火災(zāi)探測器聯(lián)動的控制設(shè)備，應(yīng)具有30s可調(diào)的延時功能；

③顯示系統(tǒng)的手動、自動狀態(tài)；

④在報警、噴射各階段，控制室應(yīng)有相應(yīng)的聲、光報警信號，并能手動切除聲響信號；

⑤在延時階段，應(yīng)能自動關(guān)閉防火門、停止通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

（12）氣體滅火系統(tǒng)在報警或釋放滅火警時，應(yīng)在建筑物的消防控制室（中心）有顯示信號。

（13）當(dāng)被保護(hù)對象的房間無直接對外窗戶時，氣體釋放滅火后，應(yīng)有排除有害氣體的設(shè)施，但此設(shè)施在氣體釋放時應(yīng)是關(guān)閉的。

由于氣體消防系統(tǒng)大都是自成體系，其控制設(shè)備均由廠家配套，實際使用時只需按照生產(chǎn)廠家的要求配置相關(guān)的火災(zāi)探側(cè)器，并按照其要求安裝好相關(guān)的聲光報警裝置即可，在和火災(zāi)報警系統(tǒng)配套使用時，火災(zāi)報警系統(tǒng)僅監(jiān)視其工作狀態(tài)，一般不對其發(fā)出操作指令。

4.7 消防廣播和聲光報警器

本部分一般和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配套使用，在發(fā)生火災(zāi)時由消防控制室發(fā)出指令。

4.8 火災(zāi)應(yīng)急照明

火災(zāi)應(yīng)急照明集中供電時，應(yīng)由消防控制中心在切斷其它非消防電源的同時，強(qiáng)制開啟應(yīng)急照明；分散供電時，應(yīng)設(shè)里外部電源斷電后的自開啟功能。

4.9 非消防電源斷電及電梯應(yīng)急控制

非消防電源斷電和電梯應(yīng)急控制要求如下：

（1）火災(zāi)確認(rèn)后，應(yīng)能在消防控制室或配電所（室）手動切除相關(guān)區(qū)域的非消防電源。

（2）火災(zāi)發(fā)生后，根據(jù)火情強(qiáng)制所有電梯依次停于首層，并切斷其電源，但消防電梯除外。

在通常情況下，非消防電源的開關(guān)均由低壓斷路器擔(dān)當(dāng)，為了使其能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程斷電，必須在開關(guān)上增加分勵脫扣器或選用具有遠(yuǎn)程通訊能力的開關(guān)（本類開關(guān)價格比較高），通過火災(zāi)報警控制器的控制模塊完成其控制。

電梯的強(qiáng)迫降至首層通過向電梯控制臺發(fā)送指令的方式實現(xiàn)，切斷電源的方式同切斷非消防電源。