排煙風機電氣控制原理圖的優化

劉海波

（上海鎧繹建筑設計有限公司，上海 200125）

《建筑設計防火規范》GB 50016—2006 第9.4.8條第四款規定：“在排煙風機入口處的總管上應設置當煙氣溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥，該閥應與排煙風機連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉”。《高層建筑設計防火規范》GB 50045—95（2005年版）第8.4.7 條也有類似的規定。為了滿足規范要求，電氣專業在設計排煙風機控制箱系統圖時需要設計這個連鎖控制。然而大多數設計人員設計控制電路原理圖時均會引用圖集10D303-2《常用風機控制電路圖》（以下簡稱《圖集》），但這種不加修改的引用《圖集》做法，可能會給設計人員帶來一定的麻煩。筆者有次在現場處理風機運行問題時，手無意碰觸到了風閥，竟然發生了電擊事故（還好不嚴重），經過檢查發現防火閥接線端子被雨水淋濕，整個防火閥帶電。這臺風機的控制原理圖正是按《圖集》照搬而來的。經過分析發現問題出在兩個方面：①安裝于室外的防火閥信號接線端子缺少必要的防水及防護措施；②風機控制箱“風閥連鎖”信號線纜引出了AC220V 電源。問題①為暖通專業產品選擇問題，問題②為電氣設計安全問題。筆者認真研讀《圖集》，發現此部分控制原理圖，在應用于室外安裝的風機時存在一定的電氣安全隱患。為減少安全隱患，避免觸電事故，本文就問題②對《圖集》此部分控制原理圖提出自己的修改優化意見，并望能起到拋磚引玉的作用。

1 問題分析及優化

1.1 消防兼平時兩用雙速風機的控制原理圖

圖1為《圖集》P28 頁中消防兼平時兩用雙速風機的控制原理圖（圖中省略了主要設備及材料表、接線端子的表示，下同），圖中KH 為280℃防火閥現場聯鎖常閉觸點（或稱微動開關），由接線端子X1：5、X1：6 引出兩根線纜接至現場280℃防火閥常閉觸點接線樁上。大家是否注意到，引出的線纜帶有 AC220V 電源，這樣閥門接線樁也就帶有AC220V 電源，并且不管風機是否運行還是停止的狀態均帶電。試想想，如果本閥長期位于室外，而又沒有必要的防護措施，就會存在安全隱患，甚至發生嚴重的觸電傷亡事故。

眾所周知，消防風機經常露天放置在屋面上，并且少有防護措施，其入口總管處的280℃防火閥也少有防水及防觸電措施。可想而知沒有必要的防護措施，下雨接線端子進水后就會造成整個金屬閥門帶電（AC220V），這時只要有人員碰觸到閥門就會帶來觸電危險。筆者上述提到的意外觸電就是因為這個原因。鑒于以上原因，筆者認為十分有必要對本部分控制原理圖進行優化設計。

根據《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》GB 13955—2005 第4.5.1 條第d 款規定：“安裝室外的電氣裝置必須裝剩余電流保護裝置”；第4.7 條第a款規定：“使用安全電壓供電的電氣設備可不裝剩余電流保護裝置”。很顯然室外防火閥采用引接安全電壓更加合理、更加安全（為了節省篇幅本處不做討論）。為此，結合規范要求，筆者優化設計后的消防兼平時兩用雙速風機控制原理見圖2、圖3所示。

圖2、圖3中把防火閥連鎖觸點“KH”設置的位置做了調整，放置在控制變壓器AC24V 端，并增加一AC24V 中間繼電器KA4 與其串接，原防火閥連鎖觸點“KH”處改為了中間繼電器KA4 的常閉（或常開）觸點，其他的不做改變，這樣引接至防火閥的信號電源就變為了AC24V 安全電壓。改進后即能很好的滿足規范要求，又能有效防止室外防火閥自身防護不完善帶來的意外觸電事故。

如果沒有防火閥接線端子的限制要求（有些防火閥只提供一對常閉觸點），筆者建議采用圖2的控制原理圖，因為圖3中中間繼電器KA4 一直處于帶電工作狀態，長期帶電工作會造成KA4 出現老化故障，為正常使用帶了隱患；再之KA4 長期帶電工作也不符合節能設計要求。

另《火災自動報警系統設計規范》GB 50116—2013 第4.5.5 條規定：“排煙風機入口處的總管上設置的280℃排煙防火閥在關閉后應直接聯動控制風機停止，排煙防火閥及風機的動作信號應反饋至消防聯動控制器”。這里提到了“排煙防火閥”的動作信號應反饋至消防聯動控制器，即：聯動風機停止同時需要反饋信號至消防聯動控制器。在圖1中并沒有此反饋信號，然而優化設計圖2、圖3通過增加的中間繼電器KA4，能很好地完成此部分的反饋，具體詳見圖2、圖3中防火閥返回信號。

圖1 消防兼平時兩用雙速風機控制原理圖

圖2 改進后消防兼平時兩用雙速風機控制原理圖 （連鎖線接防火閥常開觸點）

1.2 兩用單速風機的控制原理圖

圖3 改進后消防兼平時兩用雙速風機控制原理圖 （連鎖線接防火閥常閉觸點）

圖4 兩用單速風機控制原理圖

圖4為《圖集》P20 頁中兩用單速風機的控制原理圖。從圖中可以看出，較圖1，防火閥連鎖觸 點“KH”的設置位置有所不同。這個位置的變化，可使風機非工作時防火閥接線端子不帶有AC220V電源，減少觸電危險。但這只是減少了觸電危險幾率，并沒有根本地改善AC220V 電源接在防火閥上的事實。為了滿足規范要求，杜絕觸電危險，筆者根據上面修改消防兼平時兩用雙速風機控制原理圖的思路修改本風機控制原理圖，具體詳見圖5、圖6所示。

《圖集》中其他帶防火閥風機的控制原理圖也存在類似的問題，可參照上述思路優化設計，本文不一一列舉。

圖5 改進后兩用單速風機控制原理圖 （連鎖線接防火閥常開觸點）

圖6 改進后兩用單速風機控制原理圖 （連鎖線接防火閥常閉觸點）

2 結論

電氣配電設計安全只是整個電氣系統安全的一部分，安裝室外電氣裝置做好防水及防護同樣非常重要，設計人員也需重視。希望電氣設計人員在碰到上述問題時一定需要與暖通設計人員溝通，并要求其在材料清單中注明“安裝室外的防火閥接線端子需有防水帽”，以便在這個問題上做到更全面的安 全保障。

[1] 中國建筑標準設計研究院.10D303-2 常用風機控制電路圖[M].北京: 中國計劃出版社,2010.

[2] 公安部四川消防科學研究所.GB 50045—95 高層建筑設計防火規范(2005 版)[S].北京: 中國計劃出版社,2005.

[3] 公安部天津消防研究所.GB 50016—2006 建筑設計防火規范[S].北京: 中國計劃出版社,2006.

[4] 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 13955—2005 剩余電流動作保護裝置安裝和運行[S].北京: 中國標準出版社,2005.

[5] 公安部沈陽消防科學研究所.GB 50116—2013 火災自動報警系統設計規范[S].北京: 中國計劃出版社,2013.