消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)探討

張廷建, 黃俊權(quán)

(四川國(guó)恒建筑設(shè)計(jì)有限公司, 四川 成都 610041)

消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)探討

張廷建, 黃俊權(quán)

(四川國(guó)恒建筑設(shè)計(jì)有限公司, 四川 成都 610041)

結(jié)合新近頒布的GB 50116—2013、GB 50974—2014、14X505-1等規(guī)范、圖集中對(duì)消火栓系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)的要求,討論不同情況下消火栓泵啟泵信號(hào)的選擇,分析了消火栓按鈕設(shè)置的要求,介紹了調(diào)整的消火栓泵控制電路,以期為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供參考。

消火栓系統(tǒng); 消火栓按鈕; 聯(lián)動(dòng)控制; 啟泵方式

0 引 言

消火栓給水系統(tǒng)是建筑滅火輸送水源的主要途徑,對(duì)于建筑物特別是大中型建筑的防火設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因此,消火栓給水系統(tǒng)對(duì)電氣專業(yè)的聯(lián)動(dòng)控制準(zhǔn)確性、可靠性等要求很高。

GB 50116—2013 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》已于2014年5月實(shí)施,GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》已于2014年10月實(shí)施,14X505-1《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》圖示也于2014年9月發(fā)布。

本文結(jié)合相關(guān)規(guī)范中消火栓啟泵控制方式的要求,討論不同情況下的啟泵方式及聯(lián)動(dòng)控制方案的選擇。

1 消火栓按鈕在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的邏輯關(guān)系

消火栓按鈕在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的邏輯關(guān)系,主要有以下兩種不同的觀點(diǎn):

(1) 消火栓按鈕反饋信號(hào)至消防聯(lián)動(dòng)控制器,消防聯(lián)動(dòng)控制器確認(rèn)按鈕動(dòng)作信息后,聯(lián)動(dòng)控制消火栓泵的啟動(dòng)。消火栓按鈕的觸發(fā)信號(hào)與其他信號(hào)的邏輯關(guān)系為“或”,消火栓按鈕的觸發(fā)信號(hào)直接經(jīng)過(guò)消防聯(lián)動(dòng)控制器啟動(dòng)消火栓泵。消火栓啟泵流程如圖1所示。

圖1 消火栓啟泵流程圖(一)

(2) 消火栓按鈕反饋信號(hào)至消防聯(lián)動(dòng)控制器,與探測(cè)器或手動(dòng)報(bào)警按鈕報(bào)警信號(hào)進(jìn)行“與”邏輯判斷后,啟動(dòng)消火栓泵。消火栓啟泵流程如圖2所示。 第一種觀點(diǎn)認(rèn)為,GB 50116—2013第4.3.1條提到消火栓按鈕的動(dòng)作信號(hào)作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào),并未提到還需探測(cè)器或手動(dòng)報(bào)警按鈕動(dòng)作。消火栓按鈕在按下按片之前須敲碎外側(cè)玻璃,基本避免了誤操作的可能。操作消火栓按鈕時(shí),火災(zāi)基本確認(rèn)發(fā)生,此時(shí)消火栓按鈕信號(hào)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器,即可聯(lián)動(dòng)控制消火栓泵啟動(dòng)。

圖2 消火栓啟泵流程圖(二)

第二種觀點(diǎn)認(rèn)為,需要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,其聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)應(yīng)采用兩個(gè)報(bào)警觸發(fā)裝置報(bào)警信號(hào)的“與”邏輯組合,即消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)是消火栓按鈕的動(dòng)作信號(hào)與該消火栓按鈕所在報(bào)警區(qū)域內(nèi)任一火災(zāi)探測(cè)器或手動(dòng)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)的“與”邏輯。另外,GB 50974—2014第11.0.19條規(guī)定:消火栓按鈕不宜作為直接啟動(dòng)消火栓水泵的開(kāi)關(guān),但可作為發(fā)出警報(bào)信號(hào)的開(kāi)關(guān)或啟動(dòng)干式消火栓系統(tǒng)的快速啟閉裝置等。

本文認(rèn)為第二種觀點(diǎn)理論依據(jù)較為充分,雖然GB 50116—2013未明確規(guī)定消火栓按鈕在聯(lián)動(dòng)控制中的邏輯關(guān)系,條文解釋中也僅提到穩(wěn)高壓系統(tǒng)不需要消火栓按鈕啟動(dòng)消火栓泵。但是結(jié)合GB 50116—2013第4.1.6條規(guī)定(需要火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,其聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)應(yīng)采用兩個(gè)報(bào)警觸發(fā)裝置報(bào)警信號(hào)的“與”邏輯組合)及GB 50974—2014第11.0.19條規(guī)定,可以明確第二種邏輯關(guān)系比較符合規(guī)范要求。

2 消火栓系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制觸發(fā)信號(hào)選擇

一般民用建筑物中,消火栓給水系統(tǒng)通常采用濕式消火栓系統(tǒng)、臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)及設(shè)置高位消防水箱等,本文以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)討論消火栓系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制方案。

GB 50116—2013第4.3.1條規(guī)定:聯(lián)動(dòng)控制方式,應(yīng)由消火栓系統(tǒng)出水干管上設(shè)置的低壓壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),直接控制啟動(dòng)消火栓泵。GB 50974—2014第11.0.4條規(guī)定:消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)、高位水箱出水管的流量開(kāi)關(guān),或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號(hào)應(yīng)內(nèi)直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。

消火栓啟泵方式應(yīng)根據(jù)建筑物的情況及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇,主要有以下三種情況:

(1)小區(qū)所有建筑物均設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

(2)小區(qū)僅某一棟或幾棟建筑物未設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

(3)小區(qū)無(wú)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

第一種情況啟泵方式的選擇,出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)、高位水箱出水管的流量開(kāi)關(guān)、報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等應(yīng)作為直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵的觸發(fā)信號(hào),且觸發(fā)信號(hào)應(yīng)為“或”邏輯關(guān)系。消火栓按鈕作為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)消火栓泵。

第三種情況啟泵方式的選擇,GB 50116—2013條文解釋第4.3.1條提到:當(dāng)建筑物內(nèi)無(wú)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí),消火栓按鈕用導(dǎo)線直接引至消防泵控制箱(柜),啟動(dòng)消防泵。GB 50974—2014條文明確無(wú)論是何種規(guī)模和形式的建筑,給排水專業(yè)均已設(shè)計(jì)出水干管壓力開(kāi)關(guān)、高位水箱出水管流量開(kāi)關(guān)等,并由其直接自啟動(dòng)消火栓泵,也明確要求消火栓按鈕不宜作為直接啟動(dòng)消火栓水泵的開(kāi)關(guān)。另外,消火栓按鈕啟動(dòng)消防泵的投資大,自啟動(dòng)消火栓泵的臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)的消火栓按鈕啟泵的必要性降低。因此,當(dāng)建筑物無(wú)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí),僅按照要求設(shè)計(jì)消火栓泵控制柜及相關(guān)線路,可取消消火栓按鈕。

第二種情況比較特殊,下面著重進(jìn)行討論。

在工程設(shè)計(jì)中,設(shè)置室內(nèi)消火栓而未設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也很常見(jiàn)。若某項(xiàng)工程設(shè)置了消防控制室,而其中一棟或多棟建筑物設(shè)置室內(nèi)消火栓而未設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑的重要性確定消火栓按鈕信號(hào)是否傳入消防控制室聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)消火栓泵。

對(duì)于商業(yè)、辦公等建筑,由于人員密集,消防栓的位置信息比較重要,即使未達(dá)到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,也可按照第一種情況設(shè)計(jì)。將消火栓按鈕的信號(hào)通過(guò)二總線傳回至消防控制室,由消防控制室值班人員確認(rèn)火災(zāi)后啟動(dòng)消火栓泵,同時(shí)與其他樓棟的手動(dòng)報(bào)警按鈕或探測(cè)器組成“與”邏輯觸發(fā)信號(hào)(也可直接作為觸發(fā)信號(hào)),聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)消火栓泵。該方式充分利用了整個(gè)工程已設(shè)置的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),在布線量和線纜使用量較少的情況下,保證了消防控制室對(duì)消防栓的位置信息以及消火栓泵的及時(shí)啟動(dòng)。

對(duì)于其中某一棟或幾棟未達(dá)到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的住宅建筑,由于人員結(jié)構(gòu)單一、建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等,消防栓的信息相對(duì)并不重要,這種情況下可按照第三種情況設(shè)計(jì),將出水干管上壓力開(kāi)關(guān)、高位水箱出水管流量開(kāi)關(guān)作為消防泵的啟動(dòng)信號(hào)。

3 消火栓按鈕設(shè)置要求

GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第8.4.3.8條規(guī)定:高層廠房(倉(cāng)庫(kù))和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點(diǎn)消火栓水壓要求的其他建筑,應(yīng)在每個(gè)室內(nèi)消火栓處設(shè)置直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕。GB 50045—2005《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第7.4.6.7條規(guī)定:臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的每個(gè)消火栓處應(yīng)設(shè)直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕。上述規(guī)范明確了消火栓按鈕設(shè)置的位置,與給排水專業(yè)的消火栓系統(tǒng)的選擇相關(guān),而與電氣專業(yè)是否設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)無(wú)關(guān)。

另外,GB 50016—2014第8.2條并未明確消火栓按鈕位置的設(shè)置要求。GB 50974—2014也未提到消火栓按鈕位置的設(shè)置要求。GB 50974—2014和GB 50116—2013 對(duì)于消火栓啟泵方式設(shè)計(jì)的重大調(diào)整,電氣設(shè)計(jì)人員可以這樣理解:消火栓按鈕的設(shè)置與給排水專業(yè)的消火栓系統(tǒng)的選擇無(wú)關(guān),而與電氣專業(yè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是否需要接收消火栓按鈕報(bào)警或聯(lián)動(dòng)信號(hào)相關(guān)。

消火栓泵的啟動(dòng)以出水干管上壓力開(kāi)關(guān)、高位水箱出水管流量開(kāi)關(guān)作為啟動(dòng)信號(hào)。因此,建筑未設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí),靜壓滿足最不利點(diǎn)消火栓水壓要求的臨時(shí)穩(wěn)高壓,濕式消火栓系統(tǒng)可采用不設(shè)消火栓按鈕方案。消火栓用消防泵控制原理如圖3所示。

另外,隨著老版規(guī)范的廢止、相關(guān)新規(guī)范對(duì)于消火栓系統(tǒng)的調(diào)整,消火栓按鈕的功能明顯弱化?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中消火栓按鈕與手動(dòng)報(bào)警按鈕的功能近乎重疊,設(shè)置消火栓按鈕的必要性已經(jīng)大大降低。當(dāng)建筑物采用干管壓力開(kāi)關(guān)、水箱流量開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)的消火栓系統(tǒng),即使按照要求設(shè)置了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),但取消消火栓按鈕也能保證消火栓系統(tǒng)滅火輸送水源的要求。

4 消火栓泵柜控制電路的調(diào)整

14X505-1給出了與GB 50116—2013條文關(guān)系密切的控制原理,結(jié)合圖集10D303-3《常用水泵控制電路圖》,消火栓泵控制柜的控制電路圖較之前主要有以下三點(diǎn)變化:

(1) 增加了低壓壓力開(kāi)關(guān)(BP)、高位水箱流量開(kāi)關(guān)(BF)連鎖啟泵。

(2) 取消了原消火栓箱內(nèi)按鈕啟泵回路。

(3) 消防控制室手動(dòng)啟停按鈕電源由220 V調(diào)整為24 V。

有以下幾點(diǎn)需要注意:

(1) 消防手動(dòng)啟停按鈕24 V電源交直流的選擇。14X505-1中未明確24 V電源的來(lái)源,本文認(rèn)為電源可以直接從控制變壓器后端接入24 V交流電源,也可就近引入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的24 V直流消防電源。

(2) 消火栓泵控制柜引入消防控制室的線纜數(shù)量及方式。需引入消防控制室的主要有啟停按鈕專用線路、消防聯(lián)動(dòng)控制線路、消防及過(guò)負(fù)荷返回信號(hào)。其中規(guī)范要求啟停按鈕專用線路應(yīng)通過(guò)硬拉線直接引至消防控制室。消防聯(lián)動(dòng)控制線路、消防及過(guò)負(fù)荷返回信號(hào)均可以通過(guò)模塊箱接入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警二總線系統(tǒng)。在工程設(shè)計(jì)中,需注意模塊箱輸入/輸出模塊的數(shù)量。對(duì)于較為重要工程,三種信號(hào)均可以采用硬拉線引至消防控制室,該設(shè)計(jì)在增加系統(tǒng)的可靠性的前提下并未增加投資。

圖3 消火栓用消防泵控制原理

(3) 10D303-3以及14X505-1的控制電源保護(hù)及指示回路均未提及監(jiān)視。該回路是消火栓泵控制回路各元件執(zhí)行的源點(diǎn)。若因檢修、故障等原因失去控制電路的電源,消火栓泵的自啟動(dòng)功能將癱瘓。因此,該回路控制電源應(yīng)增加一個(gè)信號(hào)傳入消防控制室。電源監(jiān)控控制原理如圖4所示。

(4) GB 50116—2013第11.2.5條規(guī)定:不同電壓等級(jí)的線纜不應(yīng)穿同一根保護(hù)管內(nèi)(強(qiáng)制性條文)。目前,通常的做法是將各種線路采用同一電纜傳輸至消防控制室,若電壓等級(jí)不同,該做法已違反了該強(qiáng)制性條文。結(jié)合14X505-1中消火栓泵的手動(dòng)控制線路處理方案,其他消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備,如消防風(fēng)機(jī)、穩(wěn)壓泵等均可以將消防控制室手動(dòng)控制線路參照10D303-3,將原控制電路圖的220 V電源調(diào)整為24 V電源,這樣就可以將聯(lián)動(dòng)線路共管敷設(shè)或?qū)⒊謩?dòng)啟?？刂凭€路外接入二總線系統(tǒng),方便施工,降低工程投資。

圖4 電源監(jiān)控控制原理

5 結(jié) 語(yǔ)

關(guān)于消火栓泵的啟泵方式,GB 50116—2013較老版有較大的差別,另外GB 50974—2014對(duì)于消火栓啟泵的要求也有重大調(diào)整。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)工程的不同情況,在滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定的前提下設(shè)計(jì)不同的控制方案。另外14X505-1并沒(méi)有提供消火栓泵控制柜完整接線方式,10D303-3目前也還未根據(jù)新版要求進(jìn)行更新。因此,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)消火栓泵控制箱(柜)時(shí),不應(yīng)直接選用圖集相關(guān)頁(yè)次,而應(yīng)提供其完整電路控制圖。

[1] GB 50116—2013 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 14X505-1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范圖示[G].

[3] GB 50045—2005 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[4] GB 50016—2006 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[5] GB 50974—2014 消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[6] GB 50016—2014 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[7] 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.10D303-2～3 常用電機(jī)控制電路圖(2010年合訂本)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2010.

[8] 丁宏軍.電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施指南[J].建筑電氣,2014(S1):37-39.

[9] 徐玲獻(xiàn),孫蘭.解析國(guó)標(biāo)圖集常用電機(jī)控制電路圖[J].建筑電氣,2011(7):34-42.

Discussion about Linkage Control Design of Fire Hydrant System

ZHANG Tingjian, HUANG Junquan

(Sichuan Gohen Architecture Design Co., Ltd., Chengdu 610041, China)

Combining by the design requirements of linkage control of fire hydrant system in recent enacted standards and atlas,such as GB 50116—2013,GB 50974—2014 and 14X505-1,this paper discussed the pump starting signal selection of fire hydrant under different circumstances.The requirements of fire hydrant button installation were analyzed.The adjusted control circuit of fire hydrant pump was introduced.It can provide

for relevant designers.

fire hydrant system; fire hydrant button; joint control; pump starting plan

張廷建(1986—),男,工程師,從事建筑電氣設(shè)計(jì)。

TU 892

B

1674-8417(2015)03-0043-05

2014-11-14

黃俊權(quán)(1964—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,從事建筑電氣設(shè)計(jì)。