旁通阀式余压控制系统的研究

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(成都基准方中建筑设计有限公司, 四川 成都 610011)

0 引 言

在确认发生火灾之后,住宅前室的防火门要处于关闭状态[1],同时加压送风系统的送风口自动开启[2],对楼梯间、着火层及其上下层前室进行加压送风,来保证前室的风压处于相对正压值[3]。如果此时持续加压送风,且楼梯间或前室自然泄压无法满足要求时,必然会造成住宅前室处于相对较高的正压力差区域,此时会给防火门的开启带来困难,从而影响人员的疏散[4]。如果此时关闭加压送风系统,也必然导致烟气向楼梯间、前室蔓延,给人员疏散带来阻碍和危险。余压控制系统可以通过调节住宅前室的风压值,很好地解决上述问题。在加压送风系统持续工作的前提下,可以保障疏散通道上的防火门顺利开启,以保障人员的安全疏散。

1 余压控制系统分类

目前,余压控制系统主要有以下几种类型[5-6]。

(1) 泄压阀式余压控制系统。主要在每层前室设置泄压阀,且在穿防火墙处设置70 ℃防火阀。当压力差达到设定的开启值时,泄压阀在压力差的作用下向走道泄压,以达到泄压的目的,实现余压控制效果[7]。泄压阀式余压控制系统如图1所示。

图1 泄压阀式余压控制系统

(2)变速风机及压力传感器控制系统。当系统的余压超过最大压力差时,应设置余压调节阀或采用变速风机等措施[8],利用调节加压送风系统的加压风机转速来改变住宅前室的加压送风量,实现此区域的余压控制。但控制回路不得采用变频调速器作为控制装置[9],因此在实际工程项目中不得采用变频风机式余压控制系统。一般通过双速风机来实现上述功能,但是加压风机作为消防设备,应保持在消防工作状态,不宜频繁启停。另外,双速风机及其控制造价相对高些。综上所述,导致此种余压控制系统很少被应用在现实工程项目中。变频风机式余压控制系统如图2所示。

图2 变频风机式余压控制系统

(3) 旁通阀式余压控制系统。通过设置在每层前室的压力传感器来控制旁通阀的开启,以实现控制此区域的加压送风量,最终实现余压控制。旁通阀式余压控制系统如图3所示。

本文重点对旁通阀式余压控制系统的组成、工作原理及应用展开研究和探讨。

2 系统组成及工作原理

2.1 系统组成

旁通阀式余压控制系统安全性和可靠性较高,且成本较低,而被广泛应用在工程领域,系统主要由旁通阀、压力传感器、旁通阀控制箱等部分组成,其中通过开启正压送风机出口处的旁通阀来改变加压送风系统对前室的送风量;压力传感器将前室的压力反馈给旁通阀控制箱;旁通阀控制箱是系统的控制中心,负责接收压力传感器信号和控制旁通阀启停。旁通阀式余压控制系统组成如图4所示。

图3 旁通阀式余压控制系统

图4 旁通阀式余压控制系统组成

为保证旁通阀式余压控制系统安全、稳定地运行,对旁通阀、压力传感器及旁通阀控制箱设备提出如下的技术要求:

(1) 压力传感器供电及信号输出采用四线式总线制传输,压力传感器可单机独立运行,任意一台故障不影响其他设备正常工作。旁通阀控制箱提供DC 24 V供电电源,并输出阀值量控制信号。

(2) 旁通阀控制箱应由消防设备电源(通常为加压风机配电箱)供电。

2.2 工作原理

旁通阀式余压控制系统工作原理如图5所示。

图5 旁通阀式余压控制系统工作原理

在火灾确认后,火灾本层和上下两层的前室加压送风口打开,加压送风系统开始对此区域进行加压送风(前室的风压一般维持在25～30 Pa比较合理)。前室风压会持续增加,由于压力传感器的动作阈值为30 Pa,当3层前室的压力差都大于30 Pa时,压力传感器就会向旁通阀控制箱发出开启旁通阀信号,旁通阀控制箱接收信号后驱动旁通阀开启,此时前室加压送风量开始减小,前室的风压开始下降。当前室的正压差维持在25～30 Pa时,旁通阀保持开启状态不变。当任意一层前室的正压差小于25 Pa时,压力传感器向旁通阀控制箱发出关闭旁通阀信号。旁通阀控制箱接收信号后驱动旁通阀关闭,前室加压送风量开始增大,前室风压开始上升[5]。

3 平面优化设计实例

结合贵阳市某高层住宅建筑项目(32层)进行平面优化设计(系统及平面设计仅反映旁通阀式余压控制系统,其余系统忽略)。标准层旁通阀式余压控制系统平面设计如图6所示。因有2个前室,所以设置2套独立的旁通阀式余压控制系统,压力传感器将前室的压力阈值信号反馈至屋顶旁通阀控制箱。

旁通阀控制箱设置于屋顶消防电梯机房内。机房层旁通阀式余压控制系统设计如图7所示。机房和构架层旁通阀式余压控制系统设计如图8所示。由于系统是用于消防安全保障领域,所以系统的供电电源必须是消防电源。加压风机配电箱系统如图9所示,给旁通阀控制箱提供消防电源。

图6 标准层旁通阀式余压控制系统设计

图7 机房层旁通阀式余压控制系统设计

从图6～图8可以看出,前室压力达到阈值后压力传感器触发信号,并将信号反馈至旁通阀控制箱,旁通阀控制箱接收到压力传感器信号后控制旁通阀的开启和关闭。

图8 机房和构架层旁通阀式余压控制系统设计

图9 加压风机配电箱系统

4 结 语

主要阐述旁通阀式余压控制系统的组成、工作原理及平面优化设计。作为消防系统的旁通阀式余压控制系统,其运行状态是否在消防控制室进行动态显示,如何动态显示等方面都需要进一步研究和探讨。

[1]王子若.岳云涛防火门监控系统的研究[J].电工技术学报,2015,30(1):473-476.

[2]火灾自动报警系统设计规范:GB50116—2013[S].

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4]建筑设计防火规范:GB50016—2006[S].

[5]王翔,梁以文.楼梯间及前室加压送风系统余压动态控制方法[J].建筑热能通风空调,2011(10):80-84.

[6]建筑防排烟及暖通空调防火设计:07K103-1[G].

[7]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力[M].北京:中国计划出版社,2009.

[8]建筑防排烟技术规程:DGJ08-88—2006[S].

[9]民用建筑电气设计规范:JGJ16—2008[S].