余壓監(jiān)控系統(tǒng)的功能、架構(gòu)及在某高層住宅的應(yīng)用案例介紹

【摘要】： 本文介紹了余壓監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)和功能，結(jié)合某高層住宅建設(shè)實(shí)例分析了高層民用建筑中設(shè)置此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與必要性，總結(jié)了余壓監(jiān)控系統(tǒng)的功能用于高層建筑物中樓梯間和前室、前室和走道之間的余壓的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，使監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的余壓值穩(wěn)定在國家規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi)，從而在火災(zāi)發(fā)生時地保障高層建筑物中人員的安全疏散。

【關(guān)鍵詞】：余壓監(jiān)控系統(tǒng)；余壓控制器；余壓探測器；高層住宅；

0 .前言

建筑發(fā)生火災(zāi)時，防煙樓梯間、避難走道及其前室，是人員撤離的生命通道和消防人員進(jìn)行撲救的通行走道，需要確保其防煙性能要求。從防煙角度講，機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的余壓值過低丌利于防煙，因此余壓值越高越好。但由于疏散門的方向是朝疏散方向開啟，而加壓送風(fēng)作用力的方向不疏散門開啟方向恰好相反。若余壓值過高則會導(dǎo)致樓梯間和前室、前室和走道之間疏散門兩側(cè)壓差過大，而導(dǎo)致疏散門無法正常開啟的情況，影響人員疏散和消防人員施救。顯然，加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，首先應(yīng)建立在安全疏散的基礎(chǔ)上。

1.項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于江蘇省昆山市，基地位于香花路。地上有14幢十四層~十九層的高層住宅。總建筑面積146354平方米，其中地上住宅91777.74平方米，地下50587.80平方米，地下空間主要功能為住宅車庫，為地下二層。本工程高層住宅為一、二類高層，耐火等級均為一、二級。下圖為該項(xiàng)目余壓監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計圖。

2.必要性及設(shè)計依據(jù)

2.1必要性

隨著科技的發(fā)展以及人民的生活水平日益提高，大、中型城市中的建筑物的高度、體量都在不斷增加。建筑物面積達(dá)到幾十萬平方米，它們的出現(xiàn)為消防應(yīng)急疏散設(shè)計帶來了許多新的問題。這些建筑物中一旦有火災(zāi)發(fā)生，人員的疏散問題是重中之重。

在火災(zāi)發(fā)生過程中，大量煙氣會迅速擴(kuò)散。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，在各類火災(zāi)事故中，絕大部分的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，不能安全疏散所致。在火災(zāi)事故中，傷亡人數(shù)多數(shù)也是中毒窒息暈倒后被火燒死的。從這些火災(zāi)事故中足見防排煙在高層建筑消防安全中的重要地位。

目前，加壓送風(fēng)系統(tǒng)本身沒有能力來判斷加壓區(qū)是否保持一定壓力或加壓泄漏過大，壓力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，起不到防煙作用，或者壓力過大而造成疏散門堵塞，因此如何及時探測加壓區(qū)壓力狀況以調(diào)整加壓風(fēng)量，使樓梯間和前室保持相對穩(wěn)定的余壓成為關(guān)鍵，所以設(shè)置余壓監(jiān)控系統(tǒng)是保證加壓送風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)中合理使用的必然選擇。

2.2設(shè)計依據(jù)

國標(biāo) GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ-16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、國標(biāo)GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、國標(biāo) GB1251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的相關(guān)規(guī)范。

GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

3.1.1  建筑防煙系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑高度、使用性質(zhì)等因素，采用自然通風(fēng)系統(tǒng)或機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

3.1.2 建筑高度大于50m的公共建筑、工業(yè)建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨(dú)立前室、共用前室、合用前室及消防電梯前室應(yīng)采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

3.4.4  機(jī)械加壓送風(fēng)量應(yīng)滿足走廊至前室至樓梯間的壓力逞遞增分布，余壓值應(yīng)符合下列規(guī)定：

     1 前室、封閉避難層(間)與走道之間的壓差應(yīng)為25Pa~30Pa;

     2 樓梯間與走道之間的壓差應(yīng)為40Pa~50Pa;

     3 當(dāng)系統(tǒng)余壓值超過閾值時應(yīng)采取泄壓措施。

5.1.4 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜設(shè)有測壓裝置及風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施。

GB50045-95 《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》

下列部位應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施：

不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室。

采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室。

封閉避難層（間）。

機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙樓梯間和合用前室，宜分別設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)需要共用一個系統(tǒng)時，應(yīng)在通向合用前室的支風(fēng)管上設(shè)置壓差自動調(diào)節(jié)裝置。

機(jī)械加壓送風(fēng)機(jī)的余壓，除計算不利環(huán)管道壓頭損失外，尚應(yīng)有余壓。其余壓值應(yīng)符合以下要求：

防煙樓梯間為40Pa到50Pa

前室、合用前室、消防樓梯間前室、封閉避難層（間）為25Pa至30Pa 。

3.方案介紹

3.1系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計

余壓監(jiān)控系統(tǒng)由余壓監(jiān)控器（主機(jī)）、余壓控制器、余壓探測器、風(fēng)閥執(zhí)行器、系統(tǒng)監(jiān)控專用軟件等部分或全部設(shè)備組成，系統(tǒng)組網(wǎng)如下圖所示。

設(shè)計原則：

①余壓監(jiān)控器（主機(jī)）設(shè)置在消控中心；

②余壓控制器設(shè)置在風(fēng)機(jī)箱內(nèi)，控制器/風(fēng)閥執(zhí)行器與送風(fēng)風(fēng)機(jī)的比例為1:1；

③余壓探測器設(shè)置在前室時，于每個前室設(shè)置一套；設(shè)置在樓梯口時，在樓梯間的?和?高度處各設(shè)置一套。

本系統(tǒng)單臺余壓監(jiān)控主機(jī)支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個余壓控制器。余壓監(jiān)控主機(jī)使用220V交流電源供電，電源線纜采用NH-BV-3×2.5mm2電纜，由消防控制室消防電源提供。監(jiān)控主機(jī)為余壓控制器提供DC24V電源，電源線采用NH-BV-3×2.5mm2電纜。余壓監(jiān)控器通過CAN/RS-485總線把各個點(diǎn)的監(jiān)控信息上傳到消防控制室圖像顯示裝置，通信線采用NH-RVSP-2×1.5mm2。

余壓控制器采用DC24V集中供電。余壓控制器與余壓探測器之間為二總線通訊，通訊距離500m，線型NH-RVSP-2×2.5mm2，一只余壓控制器可以帶120個余壓探測器。余壓探測器的設(shè)置應(yīng)保證整個建筑物中的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室、避難走道的前室、避難層（間）之間的余壓值均能在余壓監(jiān)控器或消防控制室內(nèi)實(shí)時顯示。

余壓監(jiān)控器（主機(jī)）設(shè)置于有人值班的消防控制室內(nèi)，通過通信總線及電源總線與下端余壓控制器連接。余壓控制器安裝于每臺加壓送風(fēng)機(jī)配電控制箱中，通過通信總線與余壓探測器進(jìn)行連接，并且輸出DC24V與風(fēng)閥執(zhí)行器進(jìn)行連接，余壓控制器向風(fēng)閥執(zhí)行器發(fā)出指令，控制調(diào)節(jié)電動旁通泄壓閥的開、閉角度來調(diào)節(jié)余壓值。余壓控制器與余壓探測器利用二總線進(jìn)行連接，每臺余壓探測器都能設(shè)置地址碼。余壓探測器從各個安裝位置處收集余壓信號，上傳至余壓控制器，余壓控制器處理后上傳至余壓監(jiān)控器（主機(jī)），同時控制風(fēng)閥執(zhí)行器對電動旁通泄壓閥的開、閉角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)疏散通道出口處的余壓值。

整個系統(tǒng)功能完善、探測精度高、可靠性高、簡單實(shí)用、性價比高。

3.2產(chǎn)品選型

根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺或者火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及共享，整個系統(tǒng)設(shè)計方案如下圖：

3.3現(xiàn)場安裝

探測器安裝

余壓探測器包含ARPM-S/1余壓探測器和ARPM-S/2余壓探測器副面板，用來檢測疏散通道的壓力狀態(tài)并上傳給余壓控制器。應(yīng)在每層防煙樓梯間的前室或者合用前室設(shè)置一套；在樓梯間?和?高度處各設(shè)置一套。探測器采用通用的86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。使用橡膠軟管與低壓氣嘴相連，軟管另一端接到低壓區(qū)，探測器的工作電源為15～28VDC。

安裝示意圖如下圖所示：

前室安裝的現(xiàn)場圖：

樓梯間安裝的現(xiàn)場圖：

余壓控制器安裝

標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝，一般安裝在風(fēng)機(jī)箱內(nèi)，與送風(fēng)風(fēng)機(jī)基本為1:1關(guān)系。

風(fēng)閥執(zhí)行器安裝

風(fēng)閥執(zhí)行器與風(fēng)機(jī)是按1:1的比例設(shè)置，現(xiàn)場安裝如下圖所示。

主機(jī)安裝

主機(jī)的安裝方式是壁掛安裝，用膨脹螺釘將主機(jī)四個安裝腳固定，安裝于小區(qū)消防控制室內(nèi)，可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，現(xiàn)場安裝如下圖所示。

4. 結(jié)束語

余壓監(jiān)控系統(tǒng)是集工業(yè)計算機(jī)技術(shù)，通訊、抗電磁干擾、數(shù)字傳感技術(shù)及消防二總線于一體的智能化系統(tǒng)。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實(shí)時自動巡檢，并采集加壓區(qū)域壓力變化狀態(tài)，對過壓等故障發(fā)出報警信號并記錄。當(dāng)防煙樓梯間或前室余壓值達(dá)到過壓監(jiān)控值時，余壓探測器發(fā)出報警信號，余壓控制器打開加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)管上的電動旁通閥泄壓;余壓回落到正常區(qū)間值后，探測器發(fā)出信號，控制器關(guān)閉旁通閥，通過控制風(fēng)閥驅(qū)動器的開啟角度，保持余壓值穩(wěn)定在國家規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi)，系統(tǒng)具有實(shí)時性、數(shù)字化、智能化，自動化，連續(xù)動態(tài)監(jiān)控的特點(diǎn)。余壓監(jiān)控系統(tǒng)保證了火災(zāi)發(fā)生時消防疏散通道的通暢，為大型高層建筑的安全運(yùn)行和人民生命財產(chǎn)安全保駕護(hù)航。