Design of Tail Gas Discharge Ventilator Control System of the Date Center Room after the Disaster

鄭美英

(北京電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100048)

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Design of Tail Gas Discharge Ventilator Control System of the Date Center Room after the Disaster

數(shù)據(jù)中心機(jī)房災(zāi)后排尾氣風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭美英

(北京電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100048)

The set form and operational principle of the discharge tailing gas system which is belong to gas fire extinguishing system in date room are analyzed, and the design method of the power supply, control and fire control linkage of the discharge tailing gas system are summed up.

gas extinguishing system， tail gas discharge ventilator， power supply， fire control linkage

0 引言

目前，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的消防滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最多的是氣體滅火系統(tǒng)，氣體滅火系統(tǒng)一般分為以CO2、IG541等惰性氣體類物理滅火系統(tǒng)和以七氟丙烷、氣體溶膠等鹵代氫類化學(xué)滅火系統(tǒng)兩大類。滅火劑平時(shí)以液體、液化氣體或氣體狀態(tài)存貯于壓力容器內(nèi)，滅火時(shí)以蒸汽、氣霧狀態(tài)作為噴射形式，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),將形成的濃度均勻的氣體在防護(hù)區(qū)空間內(nèi)的各個(gè)方向噴射，并保持該滅火濃度達(dá)到規(guī)范規(guī)定的浸漬時(shí)間，實(shí)現(xiàn)撲滅該防護(hù)區(qū)內(nèi)火災(zāi)的目的。

為保障人身安全并快速恢復(fù)秩序，GB 50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.0.4條規(guī)定：滅火后的防護(hù)區(qū)應(yīng)通風(fēng)換氣，地下防護(hù)區(qū)和無(wú)窗或設(shè)固定窗扇的地上防護(hù)區(qū)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)裝置，排風(fēng)口宜設(shè)在防護(hù)區(qū)的下部并應(yīng)直通室外。通常，通風(fēng)專業(yè)在氣體滅火保護(hù)區(qū)均設(shè)有災(zāi)后排尾氣風(fēng)機(jī)，期望在滅火結(jié)束后能將機(jī)房?jī)?nèi)積存的尾氣盡快排出，同時(shí)，在某些需要平時(shí)排風(fēng)的機(jī)房除設(shè)置排尾氣風(fēng)機(jī)外，還需設(shè)置平時(shí)排風(fēng)機(jī)，通常通風(fēng)專業(yè)將這兩種排風(fēng)合并為一臺(tái)風(fēng)機(jī)，因此，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)也較為復(fù)雜。

設(shè)計(jì)人員在做數(shù)據(jù)中心機(jī)房排尾氣風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常只繪制一次系統(tǒng)圖，二次控制原理圖由生產(chǎn)廠家配套。因目前并沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)標(biāo)圖集可以引用，生產(chǎn)廠家又對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房排尾氣系統(tǒng)不甚了解，不少?gòu)S家將排尾氣風(fēng)機(jī)當(dāng)做排煙風(fēng)機(jī)來(lái)制作，如果設(shè)計(jì)人員不能對(duì)生產(chǎn)廠家提出正確的控制要求，排尾氣風(fēng)機(jī)在需要時(shí)很難真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此，探究數(shù)據(jù)中心機(jī)房排尾氣風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是十分必要的。

1 排尾氣風(fēng)機(jī)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 負(fù)荷等級(jí)的確定

根據(jù)GB 50174-2008《電子信息機(jī)房系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1條對(duì)機(jī)房等級(jí)的規(guī)定以及JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.1條對(duì)建筑用電負(fù)荷等級(jí)的規(guī)定可知，數(shù)據(jù)中心按照其使用性質(zhì)、管理要求及在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為A、B、C三個(gè)等級(jí),數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷,A 級(jí)數(shù)據(jù)中心為一級(jí)特別重要負(fù)荷，B級(jí)為一級(jí)負(fù)荷，C級(jí)為二級(jí)負(fù)荷。

為盡快滅火，一旦機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生火災(zāi)，氣體滅火系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng),并以最快速度向著火區(qū)域噴射滅火介質(zhì)，直到火災(zāi)被撲滅。滅火結(jié)束后機(jī)房?jī)?nèi)充斥著大量具有腐蝕性的氫氟酸類氣體,此時(shí)排尾氣風(fēng)機(jī)能否及時(shí)有效地排除機(jī)房?jī)?nèi)的有害氣體將直接影響到后續(xù)通信生產(chǎn)恢復(fù)正常的等待時(shí)間和事故損失情況。因此，對(duì)連續(xù)運(yùn)行要求較高的、B級(jí)以上的機(jī)房災(zāi)后排尾氣風(fēng)機(jī)應(yīng)按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電，C級(jí)機(jī)房應(yīng)按照二級(jí)負(fù)荷供電。

1.2 配電方式

依據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.8條規(guī)定：一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。因此，B級(jí)以上機(jī)房的排尾氣風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)采用雙路電源供電，并宜在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置雙電源轉(zhuǎn)換裝置；C級(jí)機(jī)房的排尾氣風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)采用雙路電源供電，并宜在適當(dāng)位置設(shè)置雙電源轉(zhuǎn)換裝置。

1.3 配電線纜的選擇

排尾氣風(fēng)機(jī)雖然不屬于消防設(shè)備，且應(yīng)該在釋放氣體滅火時(shí)關(guān)閉，但其卻與消防密切相關(guān)，是滅火結(jié)束后需要啟用的設(shè)備，所以其安全等級(jí)較高，配線電纜的耐火等級(jí)應(yīng)按建筑消防設(shè)備配線電纜的要求進(jìn)行選擇，采用礦物絕緣類耐火電纜或低煙無(wú)鹵耐火阻燃電纜。

2 排尾氣風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于不同類別的數(shù)據(jù)中心機(jī)房而言，通風(fēng)專業(yè)對(duì)排尾氣系統(tǒng)的設(shè)置也是不同的，下面對(duì)常見(jiàn)的幾種情況分別進(jìn)行討論。

2.1 每個(gè)氣體滅火分區(qū)單獨(dú)設(shè)置排尾氣風(fēng)機(jī)

通常，對(duì)附設(shè)在一般公共建筑內(nèi)的小規(guī)模數(shù)據(jù)中心機(jī)房，排尾氣風(fēng)機(jī)的設(shè)置一般按每個(gè)氣體滅火分區(qū)單獨(dú)設(shè)置。

風(fēng)機(jī)的布置及配電平面圖如圖1所示，風(fēng)機(jī)控制箱箱門及機(jī)房外設(shè)手動(dòng)啟/停控制、風(fēng)道上的遠(yuǎn)控多葉排煙口平時(shí)常閉。釋放滅火氣體時(shí)，風(fēng)機(jī)關(guān)閉；滅火結(jié)束后，按下機(jī)房外的手動(dòng)啟/停按鈕，并聯(lián)動(dòng)打開遠(yuǎn)控多葉排煙口，在收到遠(yuǎn)控多葉排煙口打開的反饋信號(hào)后聯(lián)動(dòng)打開排尾氣風(fēng)機(jī)，并將遠(yuǎn)控多葉排煙口70℃閥熔斷關(guān)閉信號(hào)送至消防中控室。風(fēng)機(jī)控制二次原理圖參見(jiàn)圖2。

圖1 風(fēng)機(jī)布置及配電平面圖

圖2 風(fēng)機(jī)控制二次原理圖(每個(gè)氣滅區(qū)單獨(dú)設(shè)置排尾氣風(fēng)機(jī))

2.2 多層機(jī)房共用一臺(tái)排尾氣風(fēng)機(jī)

對(duì)于面積>10 000m2的大型數(shù)據(jù)中心專用建筑，排尾氣風(fēng)機(jī)一般集中設(shè)置在屋面，在各層機(jī)房的下部設(shè)置遠(yuǎn)控多葉排煙口，在屋面設(shè)置排尾氣風(fēng)機(jī)，通過(guò)垂直貫通的風(fēng)道將尾氣排至室外。通風(fēng)系統(tǒng)的布置及配電平面圖如圖3所示。

圖4 風(fēng)機(jī)控制二次原理圖(多層機(jī)房共用一臺(tái)排尾氣風(fēng)機(jī))

圖3 通風(fēng)系統(tǒng)的布置及配電平面圖

風(fēng)機(jī)控制箱就近設(shè)在屋面風(fēng)機(jī)旁，要求箱門及每層機(jī)房外均設(shè)置手動(dòng)啟/?？刂?、風(fēng)道上的遠(yuǎn)控多葉排煙口平時(shí)常閉。發(fā)生火災(zāi)后氣體釋放時(shí)，風(fēng)機(jī)關(guān)閉；滅火結(jié)束后，按下需要排尾氣的機(jī)房外的手動(dòng)啟/停按鈕，先聯(lián)動(dòng)打開相應(yīng)層遠(yuǎn)控多葉排煙口，在收到遠(yuǎn)控多葉排煙口打開的反饋信號(hào)后聯(lián)動(dòng)打開排尾氣風(fēng)機(jī)。控制箱箱門上的啟/停按鈕僅作為遠(yuǎn)控多葉排煙口聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)失效時(shí)的應(yīng)急啟動(dòng)風(fēng)機(jī)按紐，按下控制箱箱門上的啟/停按鈕前應(yīng)先打開需要排尾氣的機(jī)房遠(yuǎn)控多葉排煙口，后將遠(yuǎn)控多葉排煙口70℃閥熔斷關(guān)閉信號(hào)送至消防中控室。風(fēng)機(jī)控制二次原理圖參見(jiàn)圖4。

2.3 多層機(jī)房共用一臺(tái)排風(fēng)兼排尾氣風(fēng)機(jī)

排尾氣系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用中還有一種更為復(fù)雜的情況，就是在氣體滅火防護(hù)區(qū)除了設(shè)置排尾氣系統(tǒng)外，還需要設(shè)置平時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)，通常通風(fēng)專業(yè)會(huì)用一臺(tái)排風(fēng)機(jī)完成所有功能，但控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)更為復(fù)雜一些，這種情況通常應(yīng)用在電力電池室。

在各層機(jī)房的上部設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥及70℃電動(dòng)防火閥，下部設(shè)遠(yuǎn)控多葉排煙口，屋面設(shè)置平時(shí)排風(fēng)兼排尾氣風(fēng)機(jī)，排風(fēng)與排尾氣共用垂直風(fēng)道，實(shí)現(xiàn)平時(shí)排風(fēng)、火災(zāi)后排尾氣的功能，通風(fēng)系統(tǒng)的布置及配電平面圖如圖5所示。

風(fēng)機(jī)控制箱就近設(shè)在屋面風(fēng)機(jī)旁，要求箱門及每層機(jī)房外均設(shè)置手動(dòng)啟/?？刂啤L(fēng)道上的電動(dòng)風(fēng)閥平時(shí)常閉、70℃電動(dòng)防火閥平時(shí)常開、遠(yuǎn)控多葉排煙口平時(shí)常閉。在平時(shí)排風(fēng)(設(shè)DDC控制)時(shí)，通過(guò)DDC啟動(dòng)或者按下機(jī)房外平時(shí)排風(fēng)啟動(dòng)按鈕，先打開相應(yīng)層的電動(dòng)風(fēng)閥，待收到電動(dòng)風(fēng)閥打開的反饋信號(hào)后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)；在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由消防聯(lián)動(dòng)停止排風(fēng)，關(guān)閉70℃電動(dòng)防火閥，保證氣體釋放時(shí)風(fēng)機(jī)關(guān)閉，氣體滅火防護(hù)區(qū)為一個(gè)密閉的空間，利于火災(zāi)撲滅；在滅火結(jié)束后，按下需要排尾氣層機(jī)房外排尾氣手動(dòng)啟/停按鈕，先聯(lián)動(dòng)打開相應(yīng)層遠(yuǎn)控多葉排煙口，待收到遠(yuǎn)控多葉排煙口打開的反饋信號(hào)后再聯(lián)動(dòng)打開排尾氣風(fēng)機(jī)，控制箱箱門上的啟/停按鈕僅作為電動(dòng)風(fēng)閥或遠(yuǎn)控多葉排煙口聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)失效時(shí)的應(yīng)急啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，按下控制箱箱門上的啟/停按鈕前應(yīng)先打開需要排尾氣的機(jī)房遠(yuǎn)控排尾氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)控多葉排煙口不同于一般消防排煙系統(tǒng)的遠(yuǎn)控多葉排煙口，消防排煙系統(tǒng)的遠(yuǎn)控多葉排煙口在確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后，通過(guò)消防控制模塊將其開啟，并經(jīng)信號(hào)模塊反饋開啟信號(hào)；而排尾氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)控多葉排煙口平時(shí)常閉，在進(jìn)行滅火時(shí)也不打開，因此無(wú)需設(shè)消防控制模塊，僅設(shè)一個(gè)信號(hào)模塊反饋70℃防火閥熔斷關(guān)閉的信號(hào)即可。

圖5 通風(fēng)系統(tǒng)的布置及配電平面圖

多葉排煙口，隨后再將遠(yuǎn)控多葉排煙口70℃閥熔斷關(guān)閉信號(hào)送至消防中控室。風(fēng)機(jī)控制二次原理圖參見(jiàn)圖6。

圖6 風(fēng)機(jī)控制二次原理圖(多層機(jī)房共用一臺(tái)排風(fēng)機(jī)兼排尾氣風(fēng)機(jī))

3 排尾氣風(fēng)機(jī)的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)

排尾氣專用風(fēng)機(jī)在平時(shí)及火災(zāi)后滅火時(shí)都應(yīng)是關(guān)閉的，無(wú)需設(shè)置消防聯(lián)動(dòng)，平時(shí)排風(fēng)兼排尾氣風(fēng)機(jī)。在平時(shí)排風(fēng)時(shí)開啟，火災(zāi)后滅火時(shí)關(guān)閉，因此需要設(shè)置消防聯(lián)動(dòng)，值得注意的是，因滅火結(jié)束后要啟動(dòng)排尾氣風(fēng)機(jī)，此風(fēng)機(jī)不應(yīng)做成消防切電的形式，而應(yīng)做成消防聯(lián)動(dòng)停止排風(fēng)的形式。

4 結(jié)束語(yǔ)

災(zāi)后排尾氣風(fēng)機(jī)作為數(shù)據(jù)中心機(jī)房重要的安全保障設(shè)施，是否在需要時(shí)真正發(fā)揮其設(shè)計(jì)功能，其配電、控制及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。筆者根據(jù)多年在數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了災(zāi)后排尾氣風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，與同行們分享，歡迎大家批評(píng)指正。

[1] 宋廣瑞，但學(xué)文，劉靜.氣體滅火系統(tǒng)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社, 2015.

Zheng Meiying

對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房氣體滅火系統(tǒng)中排尾氣系統(tǒng)的設(shè)置形式及工作原理進(jìn)行剖析，總結(jié)了排尾氣系統(tǒng)的供電、控制及消防聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法。

氣體滅火系統(tǒng) 排尾氣風(fēng)機(jī) 配電 消防聯(lián)動(dòng)