消防用電設備與消防聯(lián)動控制的接口配合

曾碧陽

(福建眾合開發(fā)建筑設計院 福建福州 350001)

消防用電設備的可靠運行是建筑消防疏散、滅火及救援成功的基本保證。消防用電設備的配電控制屬于AC220/380V的強電范疇，而火災自動報警系統(tǒng)的消防聯(lián)動控制則屬于DC24V的弱電范疇。消防用電設備的強弱電協(xié)調(diào)，特別是接口的配合是確保其可靠運行的關鍵所在。

1 設計現(xiàn)狀及存在的問題

目前，消防用電設備的控制原理圖設計，主要有以下幾種做法:

1)大部分的設計，均直接套用國家建筑標準圖集“常用電機控制電路圖”10D303-2～3(下文簡稱“圖集”)。由于圖集側(cè)重的是各種電機的配電控制，包括非消防用的風機水泵的控制。對于消防電氣設備與火災自動報警系統(tǒng)(FAS)的聯(lián)動，存在著部分不足或不詳，下文將詳細敘及。

2)部分設計關注到上述問題，采用套用圖集加修改說明的做法。這種做法顯然無法滿足施工圖用于定制、生產(chǎn)控制箱的設計深度要求，容易造成施工方無所適從或接口連接的錯誤。

3)部分設計，堅持提供完整的控制原理圖及消防模塊接口配合圖，應予提倡。

下文嘗試以消防用電設備中最常見的室內(nèi)消火栓用消防泵為例，探討其配電控制與消防聯(lián)動的無縫對接。

2 控制原理圖的改進

設計時如果直接套用“圖集”，存在著種種問題，歸納如下:

1)新規(guī)范的問題。由于“圖集”為2010年實施，無法滿足之后陸續(xù)實施的重要消防規(guī)范(如參考文獻2～3)的新規(guī)定，需要改進。

比如室內(nèi)消防泵，規(guī)范 GB50116-2013要求:“應由消火栓系統(tǒng)出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的流量開關或報警閥壓力開關等信號作為觸發(fā)信號，直接控制啟動消火栓泵”。圖集10D303-3的P19頁，只能通過消火栓按鈕啟泵，不能實現(xiàn)該功能。所以必須予以修改。改進后室內(nèi)消防泵一用一備直接起動控制電路圖局部詳(圖1)所示，其中“注1”即壓力開關、流量開關BP1～BPn的聯(lián)動起泵控制。圖中仍保留消火栓按鈕啟泵功能，也是考慮到實際工程中，室內(nèi)消防泵服務范圍內(nèi)各樓有的設置、有的未設FAS系統(tǒng)的情況，最大限度滿足規(guī)范和工程實際的要求。

圖1 室內(nèi)消防泵一用一備直接起動控制電路圖局部改進

2)安全電壓的問題。我們注意到，圖集10D303-3的P19頁中的液位器BL是直接接在AC220V的端電壓中。實際使用時，液位器是浸沒于水中的設備，考慮到長期使用后導線絕緣可能老化，又沒有漏電保護等相應的保護措施，這種接線存在安全隱患。所以建議予以修改，液位器使用24V或36V安全電壓，詳(圖1)中的“注2”。

3)適用性的問題。“圖集”并不能涵蓋各種常用的消防用電設備。如室外消火栓用消防泵、噴霧系統(tǒng)雨淋閥組、高位消防水箱電動閥等的配電控制，“圖集”均未提供，實際工程設計時應進行補充。

氣體滅火場所的風機，“圖集”僅提供一種雙速風機控制圖，其功能是“正常時低速運行用于排風;氣體滅火后風機高速運行用于排廢氣”。而實際工程中，暖通專業(yè)通常選用的是單速風機，其功能是“正常時運行用于排風;氣體滅火時停機;氣體滅火后運行用于排廢氣”。實際工程設計時應進行修正。

一個工程中的消防泵、噴淋泵、噴霧泵一般共用一個消防水池，水池水位過低的報警信號只要在其中一臺控制箱采集、顯示、報警、傳輸即可，其他控制箱應取消該功能。“圖集”關注的是普遍適用性，實際工程設計時應進行改進。

3 消防聯(lián)動控制的接口

“圖集”中各控制箱與 FAS系統(tǒng)的聯(lián)動，僅在外部接線端子圖中注明了“至消防聯(lián)動臺”或“至消防系統(tǒng)”。至于引至FAS系統(tǒng)的什么模塊、怎么接線，不是“圖集”的功能，卻是本文關注的重點，也是設計時無法回避的問題。因此，必須對FAS系統(tǒng)模塊的功能及接線有深入的了解。

1)輸入模塊。通常輸入模塊用于連接被監(jiān)視設備反饋的無源常開觸點。如果一定要接常閉觸點，必須把終端電阻從并聯(lián)接法改為串聯(lián)接法，且必須用專用編碼器修改模塊參數(shù)，方可實現(xiàn)常閉檢線。在繼電器的輔助常開觸點沒有用盡的情況下，一定要接常閉觸點反饋，只會徒增施工困難。比如，圖集10D303-3的P20頁，采用KA8的常閉觸點反饋過負荷信號，相當不便。

2)輸出模塊。眾所周知，輸出模塊用于 FAS系統(tǒng)輸出控制信號實現(xiàn)對消防設備的控制。往往理所當然地仍為，它應接入4芯線，其中2芯接控制總線，2芯接電源總線。其實不然。輸出模塊本身的工作電源由信號總線提供。當其外接電源總線時，其輸出為有源DC4V輸出，可直接接DC24V的繼電器;當不外接電源總線時，其輸出為無源輸出，才能與(圖1)中“注3”的消防控制動合觸點K接口對應。

3)切換模塊。消防切換模塊(也稱轉(zhuǎn)換模塊)，用于實現(xiàn)對現(xiàn)場大電流設備的轉(zhuǎn)換控制，以防將交流電源引入控制總線的危險。它是非編碼模塊，不可直接與信號總線連接。切換模塊的功能可以簡單理解為一個繼電器，用弱電實現(xiàn)控制強電的功能。

圖集10D303-2～3中所有接線端子圖中“至消防聯(lián)動臺”的線路，從 FAS系統(tǒng)的角度看，就是接消控室的多線手動聯(lián)動盤。我們仔細觀察一下，圖集10D303-3的P20頁的“鑰匙式控制按鈕 SF”，其所接的消防應急控制線路的端電壓是AC220V。如果直接與其他FAS系統(tǒng)的DC24V線路共同敷設，會嚴重影響FAS系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，甚至造成人員在毫無防備的情況下觸電的危險。

有的設計人員為此專門在控制柜里加配了中間繼電器，用于實現(xiàn)強、弱電線路的隔離。實際上，切換模塊完全可以勝任這一功能，而且還能實現(xiàn)消控室至被控設備之間的線路狀態(tài)監(jiān)控。當然必須明確，圖集的“SF”接點需要自保持，為此必須給切換模塊提供電源。

綜上所述，我們就可繪制室內(nèi)消防泵控制柜接線端子圖(詳圖集10D303-3的P21頁)與FAS系統(tǒng)模塊的接口配合圖，如(圖2)所示。

圖2 室內(nèi)消防泵控制柜接線端子與FAS系統(tǒng)模塊的接口配合圖

規(guī)范GB50116-2013的強制性條文，要求“模塊嚴禁設置在配電(控制)柜(箱)內(nèi)”，并限制“每只總線短路隔離器保護的模塊總數(shù)不應超過32點”。因此，設計時必須將各控制箱的相關消防模塊集中設置，并明確其數(shù)量和接線。只有對“圖集”中消防用電設備的控制原理圖進行改進完善，并提供其與FAS系統(tǒng)模塊的接口配合圖，方可準確執(zhí)行規(guī)范，指導施工。

4 總結(jié)

消防用電設備的聯(lián)動控制是關系到建筑安全的重大問題。提供正確、完整的控制原理圖是設計人員的職責，必須且可以通過對配電控制原理、消防聯(lián)動原理的深度理解把握來實現(xiàn)。

但是，包括筆者在內(nèi)的眾多設計人員，在具體設計中仍然會面對一些復雜的控制要求，如:兩用一備噴淋泵的星三角啟動如何控制，規(guī)范GB50974-2014要求的消防水泵機械應急啟泵功能如何實現(xiàn)等。靠一人或一院之力，無法確保各種復雜控制符合消防控制“萬無一失”的要求。建議并期盼新版又專業(yè)的“消防用電設備控制電路圖”國家標準圖集的出版，或者對所有消防用電設備的電氣控制器實行定型產(chǎn)品的消防認證管理。

[1]10D303-2～3，常用電機控制電路圖.中國建筑標準設計研究院編制[S].

[2]GB50116-2013，火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[3]GB50974-2014，消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范[S].