剛性防火幕技術(shù)雜談（二）

【摘 要】從國(guó)內(nèi)外剛性防火幕標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比入手，對(duì)防火幕相關(guān)技術(shù)參數(shù)、幕體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)/控制的供電電源、幕體驅(qū)動(dòng)及管理制度等進(jìn)行討論，并提出建議。

【關(guān)鍵詞】 剛性防火幕；技術(shù)參數(shù)；幕體結(jié)構(gòu)；供電電源；驅(qū)動(dòng)與控制

【Abstract】From the contrast of rigid safety curtain standards at home and abroad， this paper discussed the fire-proof curtain relatedtechnical parameters， structure， drive/control power supply， the curtain body drive and management system， and suggestions are put forward.

【Key Words】rigid safety curtain； technical parameters； screen body structure； power supply； drive and control

5 防火幕驅(qū)動(dòng)/控制的供電電源

自從國(guó)家大劇院的招標(biāo)文件使用了“防火幕的驅(qū)動(dòng)電源、控制電源（含緊急釋放用電）宜采用消防電源供電”的敘述以后，防火幕使用消防電源的說(shuō)法一直延續(xù)至今，幾乎所有新建劇場(chǎng)的技術(shù)文件都無(wú)一例外。這個(gè)說(shuō)法并不準(zhǔn)確。合理的說(shuō)法應(yīng)該是：在緊急情況（包括但不限于火災(zāi)）時(shí)，防火幕由應(yīng)急（消防）電源供電（含驅(qū)動(dòng)電源、控制電源等）。因?yàn)闆](méi)有一個(gè)劇場(chǎng)會(huì)專(zhuān)門(mén)為防火幕及其他消防設(shè)備單獨(dú)設(shè)計(jì)一路消防電源，只有在緊急情況時(shí)使用的應(yīng)急（消防）電源。

5.1 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

（1）用電負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，用電負(fù)荷根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。劇場(chǎng)中特、甲級(jí)劇場(chǎng)的觀眾廳照明、貴賓室、演員化妝室、舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備、電聲設(shè)備、電視轉(zhuǎn)播、消防設(shè)備以及照明等均屬于一級(jí)負(fù)荷；甲等劇場(chǎng)的觀眾廳照明、空調(diào)機(jī)房及鍋爐房電力和照明、乙丙等劇場(chǎng)的消防設(shè)備和應(yīng)急照明屬于二級(jí)負(fù)荷。

（2）一級(jí)負(fù)荷的供電電源

一級(jí)負(fù)荷的供電電源應(yīng)該是：有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷較大時(shí)應(yīng)采用兩路10 kV或35 kV電源。當(dāng)一級(jí)負(fù)荷不大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用從電力系統(tǒng)或臨近單位取得第二電源，也可采用發(fā)電機(jī)組。如一級(jí)負(fù)荷僅為照明或電信負(fù)荷時(shí)，宜采用不間斷電源（UPS）或應(yīng)急（消防）電源（EPS）作為備用電源；一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

應(yīng)急（消防）電源可以是：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專(zhuān)用饋電線路；不間斷電源。

（3）對(duì)供電系統(tǒng)的要求

10 kV或35 kV供電系統(tǒng)應(yīng)做到：同時(shí)供電的兩回路及以上供配電線路中，其中一個(gè)回路中斷供電時(shí)，其余回路應(yīng)能滿足全部一級(jí)負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電；在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)，僅對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，應(yīng)考慮一個(gè)電源系統(tǒng)檢修或故障的同時(shí)，另一電源又發(fā)生故障的嚴(yán)重情況，此時(shí)應(yīng)從電力系統(tǒng)取得第三電源或設(shè)置自備電源；應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取防止并列運(yùn)行的措施。

概括以上規(guī)定，可以認(rèn)為：標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于供電電源的類(lèi)型中，并無(wú)消防電源的概念，只有應(yīng)急電源的說(shuō)法；一級(jí)負(fù)荷供電系統(tǒng)的可靠性是相當(dāng)高的，因?yàn)橐?guī)定了當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞；應(yīng)急電源有多種，包括作為動(dòng)力供電的不間斷電源和為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其他電子設(shè)備提供電力供應(yīng)的不間斷電源，也可為獨(dú)立的發(fā)電機(jī)組。

5.2 應(yīng)急（消防）電源（EPS）

在現(xiàn)代劇場(chǎng)設(shè)計(jì)中時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到設(shè)不設(shè)置應(yīng)急（消防）電源的問(wèn)題。EPS是重要建筑物中為了電力保障和消防安全而采用的一種應(yīng)急電源，是在火災(zāi)情況下向消防用電設(shè)備供給電能的獨(dú)立電源。由于主要用在火災(zāi)情況下向消防設(shè)備供電，又稱(chēng)應(yīng)急電源或應(yīng)急消防電源（也有簡(jiǎn)稱(chēng)消防電源的）。

EPS（Emergency Power Supply）是以弱電控制強(qiáng)電變換的備用交流電源裝置，是一種應(yīng)急供電裝置，用作在市電突發(fā)（或在火災(zāi)情況下）停電時(shí)的備用電源。主要使用在民用建筑消防系統(tǒng)等領(lǐng)域，其目的是在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為疏散照明和其他重要的一級(jí)供電負(fù)荷提供集中供電。

EPS的主要應(yīng)用場(chǎng)所有：機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館、劇場(chǎng)、影院、娛樂(lè)場(chǎng)所、醫(yī)院、廠房等。根據(jù)負(fù)載類(lèi)型，基本分為三類(lèi)：照明型、照明/動(dòng)力混合型和動(dòng)力變頻型。在劇場(chǎng)應(yīng)用中主要為照明/動(dòng)力混合型。

EPS及其配電的基本特性有：可靠性、耐火性、安全、有效、便捷性。

5.3 不間斷電源（UPS）

UPS（ Uninterruptible Power System）用于給計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過(guò)高和電壓過(guò)低都提供保護(hù)。

6 幕體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)及其他

自1980年國(guó)內(nèi)解放后第一臺(tái)舞臺(tái)防火幕應(yīng)用于中央戲劇學(xué)院實(shí)驗(yàn)劇場(chǎng)以來(lái)，國(guó)內(nèi)防火幕的設(shè)計(jì)在不斷改進(jìn)與提高，從幕體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、密封結(jié)構(gòu)、自重下降釋放裝置等都在向國(guó)際靠攏，特別是自國(guó)家大劇院建設(shè)以來(lái)，大量借鑒國(guó)外技術(shù)，總體設(shè)計(jì)與制造水平已經(jīng)接近國(guó)外先進(jìn)水平。結(jié)合多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，筆者對(duì)防火幕設(shè)計(jì)提出一些看法，供參考。

6.1 幕體、密封與導(dǎo)軌

（1）國(guó)外及國(guó)內(nèi)的卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩與幕體框架的連接，均有雙繩或雙分支（復(fù)式）和單繩的設(shè)計(jì)，從安全和設(shè)備平衡的角度考慮，建議采用雙繩結(jié)構(gòu)。

（2）多數(shù)國(guó)家的習(xí)慣和實(shí)際使用的要求，幕體上均不設(shè)置供演職人員進(jìn)出的小門(mén)，例如奧地利標(biāo)準(zhǔn)NORM M9630-4《消防安全機(jī)械設(shè)備》中就明文規(guī)定不容許有門(mén)及其他任何開(kāi)口；也有容許設(shè)置的，如德國(guó)不少劇場(chǎng)的防火幕就有供演職人員進(jìn)出的小門(mén)。筆者建議幕體上不要開(kāi)門(mén)，因?yàn)榧右粋€(gè)小門(mén)，會(huì)帶來(lái)很多麻煩，比如門(mén)和幕體的密封結(jié)構(gòu)、門(mén)開(kāi)閉器形式與尺寸的選擇、帶門(mén)幕體的耐火試驗(yàn)方法、操作時(shí)開(kāi)門(mén)的權(quán)限等等問(wèn)題，都是很難抉擇的。

（3）在幕體四周應(yīng)設(shè)置連續(xù)有效的密封，密封不能影響幕體的正常升降，幕體的正常升降也不會(huì)導(dǎo)致密封的破壞。國(guó)內(nèi)在防火幕兩側(cè)多使用簡(jiǎn)單的迷宮式密封，但是迷宮式密封結(jié)構(gòu)因結(jié)構(gòu)間隙大，產(chǎn)生的阻力小，對(duì)煙氣的密封效果不會(huì)很好；國(guó)外有采用彈性滑塊密封的，但是可能運(yùn)動(dòng)阻力要大些，對(duì)制造精度要求也高些。尋求新的密封結(jié)構(gòu)和密封材料應(yīng)該是當(dāng)前設(shè)計(jì)人員的任務(wù)，從環(huán)保衛(wèi)生的角度出發(fā)，所有的密封材料不應(yīng)使用石棉制品或其他可能在高溫下?lián)]發(fā)產(chǎn)生致癌物質(zhì)的材料?；馂?zāi)時(shí)，密封結(jié)構(gòu)能容讓幕體尺寸的變化，也不因幕體在溫度作用下的變形而從密封結(jié)構(gòu)中脫出。

幕體導(dǎo)軌應(yīng)能阻止幕體的橫向運(yùn)動(dòng)，形成進(jìn)一步的密封并承受水平載荷。導(dǎo)軌可適應(yīng)幕體由于環(huán)境或條件變化以及火災(zāi)情況下（計(jì)算溫度300℃）產(chǎn)生的尺寸變化。導(dǎo)軌尺寸應(yīng)保證幕體下降至舞臺(tái)面或上升到上極限位置時(shí)，幕體不會(huì)越出或脫離導(dǎo)軌。

6.2 緊急釋放裝置

（1）緊急釋放裝置的設(shè)計(jì)原則是：任何裝置包括液壓阻尼緩沖減速裝置，在幕體正常電動(dòng)升、降時(shí)不起作用，只在火災(zāi)緊急情況時(shí)才起作用；緩沖減速裝置的緩沖減速作用是受控的，作用位置、下降時(shí)間（即各段速度）均是可調(diào)的。

當(dāng)緊急釋放裝置采用手動(dòng)打開(kāi)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器或電動(dòng)打開(kāi)與電動(dòng)機(jī)相連的離合器機(jī)構(gòu)時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)使用的減速器應(yīng)是非自鎖型。卷?yè)P(yáng)提升驅(qū)動(dòng)裝置的制動(dòng)器應(yīng)是常閉型；防火幕的動(dòng)力和控制電纜宜為耐火型。

（2）國(guó)內(nèi)的常用設(shè)計(jì)，是卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)鏈上的某軸（一般為卷筒軸）與緩沖減速裝置相連接，并形成緩沖減速位置和幕體行程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使緩沖減速裝置能感知緩沖減速的開(kāi)始、多級(jí)減速位置與停止。液壓阻尼系統(tǒng)的緩沖減速裝置，由液壓泵（電機(jī)）、閥和管路組成，體積小、效率高，已經(jīng)成為主流結(jié)構(gòu)，以前使用過(guò)的油缸加閥的結(jié)構(gòu)已鮮有采用了。

圖1為中國(guó)第一代防火幕緩沖減速裝置結(jié)構(gòu)示意圖。由北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)，用于中央戲劇學(xué)院實(shí)驗(yàn)劇場(chǎng)、深圳大劇院和京豐賓館禮堂。由于手動(dòng)釋放裝置的拉手受摩擦系數(shù)、制造和安裝質(zhì)量的影響較大，機(jī)構(gòu)笨重龐大，這幾臺(tái)設(shè)備或被擱置不用，或進(jìn)行技術(shù)改造不復(fù)存在了。

20世紀(jì)80年代末，北京保利大廈引進(jìn)了英國(guó)TT公司的設(shè)備，采用水平油缸、固定位置節(jié)流閥緩沖裝置，其結(jié)構(gòu)原理示意圖見(jiàn)圖2，此后這種裝置在多個(gè)劇場(chǎng)應(yīng)用。各設(shè)計(jì)單位也根據(jù)國(guó)內(nèi)情況進(jìn)行了局部改進(jìn)。這應(yīng)該是中國(guó)第二代防火幕緩沖減速裝置。北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院和甘肅工業(yè)大學(xué)使用的較多。

隨著國(guó)家大劇院建設(shè)項(xiàng)目的啟動(dòng)，世界各國(guó)舞臺(tái)機(jī)械廠商來(lái)華進(jìn)行技術(shù)交流，了解和學(xué)習(xí)了另一種防火幕緩沖減速裝置，是當(dāng)下國(guó)際流行、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的設(shè)備，也成為國(guó)內(nèi)普遍采用的形式，圖3為其原理示意圖。國(guó)內(nèi)廠商的設(shè)計(jì)在局部結(jié)構(gòu)上可能有所不同（區(qū)別主要在節(jié)流閥的類(lèi)型上，多數(shù)采用電磁控制閥，也有用機(jī)械控制閥的），但基本原理都是基于圖3，可稱(chēng)此為第三代產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)的流量計(jì)算加以重視，閥和管路的口徑選取留有一定的裕量，便于幕體下降時(shí)間的調(diào)整。

（3）緊急情況時(shí)，使幕體自重下降的設(shè)計(jì)有打開(kāi)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)器或打開(kāi)卷筒軸傳動(dòng)鏈上的離合器兩種。在緊急情況下可電動(dòng)打開(kāi)驅(qū)動(dòng)裝置的離合器，這需要設(shè)置蓄電池；也可使用手動(dòng)緊急釋放裝置打開(kāi)驅(qū)動(dòng)裝置的制動(dòng)器，使幕體依靠自重下降，并在規(guī)定位置緩沖減速。國(guó)內(nèi)防火幕設(shè)計(jì)，采用后者居多。

（4）手動(dòng)緊急釋放裝置的手柄應(yīng)能對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)器進(jìn)行復(fù)位操作，手動(dòng)緊急釋放裝置的手柄應(yīng)與卷?yè)P(yáng)機(jī)電源連鎖，在正常位置時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)電源接通，在緊急情況下手動(dòng)緊急釋放裝置的手柄脫離正常位置，斷開(kāi)卷?yè)P(yáng)機(jī)電源。

6.3 驅(qū)動(dòng)與控制

（1）防火幕的電氣控制系統(tǒng)應(yīng)是個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，通常情況下可以不進(jìn)入舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的主控系統(tǒng)。

（2）防火幕的正常電動(dòng)升降與緊急釋放（電動(dòng)或手動(dòng)）裝置之間應(yīng)電氣連鎖。

（3）緊急情況時(shí)，防火幕的驅(qū)動(dòng)電源、控制電源（含緊急釋放用電）應(yīng)自動(dòng)接入緊急備用電源（應(yīng)急消防電源）系統(tǒng)。事故后仍由市電供電。

（4）防火幕的控制系統(tǒng)應(yīng)與劇院消防控制室有機(jī)聯(lián)動(dòng)，緊急情況時(shí)，劇院消防控制室可控制防火幕的電動(dòng)下降運(yùn)動(dòng)。

（5）防火幕要安裝可關(guān)閉的蜂鳴器和警示燈，電動(dòng)升降時(shí)蜂鳴器關(guān)閉，手動(dòng)釋放下降時(shí)打開(kāi)，聲音的音量在觀眾廳內(nèi)應(yīng)能聽(tīng)到；警示燈安裝于適當(dāng)位置。

（6）提升卷?yè)P(yáng)裝置應(yīng)設(shè)置上行程開(kāi)關(guān)和上極限行程（超行程）開(kāi)關(guān)，應(yīng)有上行程開(kāi)關(guān)和上極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作后的行程裕量。上極限開(kāi)關(guān)應(yīng)是緊停開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作后設(shè)備急停，使設(shè)備不會(huì)沖頂，以確保安全。

（7）防火幕可從安裝于臺(tái)口側(cè)的就地操作盤(pán)、卷?yè)P(yáng)機(jī)電器柜面板兩處電動(dòng)操作防火幕幕體的升降運(yùn)動(dòng)。消防控制室只能在緊急情況時(shí)控制防火幕的電動(dòng)下降運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)緊急釋放裝置操縱箱應(yīng)設(shè)置在臺(tái)口適當(dāng)位置。

7 管理制度

防火幕的管理制度也是當(dāng)前劇院管理的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。建議學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn)，建立完善的操作與維修制度，保證劇院消防安全。其主要內(nèi)容應(yīng)包括防火幕的操作與維修應(yīng)遵照WH/T37-2009《舞臺(tái)機(jī)械 操作與維修導(dǎo)則》執(zhí)行；防火幕下方禁止堆放任何可能影響其全程下降的物品；除演出、排練及其他類(lèi)似情況外，防火幕應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，特別是在夜間；每次演出大幕開(kāi)啟前，將防火幕提升打開(kāi)，演出結(jié)束后將防火幕關(guān)閉；應(yīng)交替使用電動(dòng)機(jī)和電/手動(dòng)緊急釋放裝置兩種方法關(guān)閉防火幕；采用電/手動(dòng)緊急釋放裝置關(guān)閉防火幕一定次數(shù)或一定的時(shí)間間隔后，應(yīng)對(duì)該裝置進(jìn)行一次徹底檢查和維護(hù)；每年應(yīng)對(duì)防火幕進(jìn)行一次全面檢修；等等。

經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，防火幕的設(shè)計(jì)已日臻成熟與完善，除因國(guó)家整體工業(yè)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距外（如通用機(jī)械設(shè)備制造加工水平、電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器的體積、比功率、壽命、噪聲等不如發(fā)達(dá)國(guó)家），設(shè)計(jì)理念和水平已經(jīng)基本上和國(guó)際接軌，能夠滿足使用要求。在局部結(jié)構(gòu)或材料上仍有繼續(xù)提高的空間，舞臺(tái)設(shè)備工作者仍需努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 奧地利標(biāo)準(zhǔn)： NORM M 9630-4 Mechanical equipment on stages-Mechanical devices for fire safety[S].

[2] 英國(guó)及英聯(lián)邦建筑標(biāo)準(zhǔn)： Part Ⅵ Additional regulations for premises containing a stage——requirment for stage generaly[S].

[3] 英國(guó)及英聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)：Requirments for public entertainment licences（theatre） [S].

[4] 英國(guó)及英聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)：TECHNICAL STANDARDS FOR PLACE OF ENTERTAINMENT： E4 Safety Curtains：Commentary and Recommendations[S]. ABTT+DSA+IOL jone 2008.

[5] 法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： NF S61-937-4 2005 june Fire safity equipment-Operated safity sistems-Part 4： Curtain and door with vertical openning[S].

[6] 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： Musterbauordnung-MBO[S]. Fassung november 2002.

[7] 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： Muster-Versammlungs stattenverordnung（MVStattV）[S]. Fassung juni 2005.

[8] 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： NFPA 101 Code for safety of life from fire in building and structure.

[9] 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： BSRE1.22， Entertainment technology-Fire safety curtain systems Rig/2002-2032r2.

[10] 段慧文，徐奇. 舞臺(tái)防火幕[J]. 演藝設(shè)備與科技，2004（2）：33-39.

[11] WH0101-1996 《舞臺(tái)升降式剛性防火幕》[S].

[12] JGJ57-2000 《劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].

[13] GB/T9978.1-2008 《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法 第1部分 通用要求》[S].

[14] WH/T37-2009 《舞臺(tái)機(jī)械 操作與維修導(dǎo)則》[S].