余壓監控系統電氣設計

【摘要】結合實際的工程設計案例，分析余壓監控系統的設計，包括余壓探測器、余壓控制器、余壓監控主機的控制原理等。防止人員在實際的火災疏散過程中會出現樓梯間和前室之間、前室和室內走道之間防火門兩側壓差過大，而導致防火門無法正常開啟，影響人員疏散和消防人員施救，為人員的安全疏散贏得有效時間。

【關鍵詞】余壓探測器;余壓控制器;余壓監控系統;住宅電氣設計

近年來，建筑物發生火災已嚴重危害人民的生命和財產安全。當發生火災時，為了阻止煙氣侵入人員疏散的前室和樓梯間，對前室和樓梯間設置機械加壓送風系統，不但可以保證前室和樓梯間內一定的正壓值，也可以為疏散人員的呼吸提供必需的室外新鮮空氣。但根據公安部消防研究所的研究，人員在實際的火災疏散過程中會出現樓梯間和前室之間、前室和室內走道之間防火門兩側壓差過大，而導致防火門無法正常開啟，影響人員疏散和消防人員施救，因此規范編寫組提出了機械加壓送風系統宜設有測壓裝置及風壓調節措施。本文根據具體的工程設計實例，闡述有關余壓監控系統的相關設計，與設計過程遇到的困難和心得體會。

1、項目概況

項目總建筑面積約為96718m2，由10棟高層住宅建筑及兩層地下室（車庫及設備用房）組成，建筑高度不超過54m。以其中1號住宅樓為例，結合設計圖紙闡述余壓監控系統的設計過程。

2、相關規范條款

2.1 規范條文

依據GB51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》第3. 4. 4條，機械加壓送風量應滿足走廊至前室至樓梯間的壓力呈遞增分布，余壓值應符合下列規定：

（1）前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差應為25Pa～30 Pa;

（2）樓梯間與走道之間的壓差應為40Pa～50 Pa;

（3）當系統余壓值超過最大允許壓力差時應采取泄壓措施。

2.1.1 理解

本條規范給出了前室與走道、樓梯間與走道之間的正壓值的設計范圍，并明確了系統余壓值的規定，使設計人員在實際的設計過程中，能夠很好的把握設計要求，并有確切的標準可檢測。

2.2 規范條文

依據GB51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》第5. 1. 4條規定：機械加壓送風系統宜設有測壓裝置及風壓調節措施。

2.2.1 理解

本條規范建議機械加壓送風系統設置余壓監控系統，通過余壓探測器的反饋信息可以為消防管理人員提供準確的運行數據，實時監測疏散通道上防火門兩側的正壓值，又可以根據余壓探測器的反饋信息調節相關的余壓閥，使人員在疏散的過程中避免煙氣或火勢竄入前室和樓梯間，保證前室和樓梯間在一定時間內相對安全，確保在火災情況下人員能夠快捷開啟防火門，不會導致疏散人員阻塞和開門困難。

3、暖通專業對電氣專業的設計要求

通過設置余壓探測器、余壓監控系統及電動旁通閥等，實現監測和控制余壓值，要求前室與走道之間的壓差應為25Pa～30 Pa，樓梯間與走道之間的壓差應為40Pa～50 Pa，其中電動旁通閥由空調專業設計實施，其余包括余壓探測器、余壓控制器、布線、余壓監控系統等，由電氣專業設計、實施。

4、余壓監控系統

4.1 余壓探測器

余壓探測器是一種檢測氣壓的數字傳感器，將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號的裝置。余壓探測器的安裝樓層及數量，由暖通專業根據GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統技術標準》的要求提條件給電氣專業。余壓探測器將采集樓梯間與走道、前室與走道之間的氣壓數據，通過信號總線傳輸給余壓控制器。余壓探測器具有壓差校驗功能，所有余壓探測器均具有唯一地址編碼并自帶總線隔離器，通過余壓控制器軟件編程遠程設定現場余壓探測器的地址編碼及故障參數，方便系統調試及后期維護使用。

本項目的1號住宅樓總共十六層，合用前室每層均設置余壓探測器，樓梯間在3層和11層各設一臺余壓探測器。標準層余壓探測器的安裝平面圖和安裝大樣圖（如圖1所示）。

4.2 余壓控制器

余壓控制器是對采集的氣壓數據進行分析處理的決策機構，根據余壓探測器提供的氣壓數據算出樓梯間與走道、前室與走道之間壓差，并與規范要求的標準比較。當余壓值超過規范要求的最大值時，余壓控制器通過信號總線輸出泄壓信號，調整電動旁通閥開啟角度進行泄壓，并將動作信號傳輸至消防控制室的余壓監控主機進行聲光報警。反之，余壓值降至規范要求的區間值時，余壓控制器輸出停止泄壓信號，關閉電動旁通閥，同時將動作信號反饋至消防控制室的余壓監控主機。余壓控制器導軌安裝在加壓風機配電箱內，并由加壓風機配電箱提供220V的電源。

本項目的1號住宅樓在屋面兩個加壓風機房配電箱內分別設置一個余壓控制器。 樓梯加壓風機房的余壓控制器接收3層以及11層的兩個余壓探測器的反饋信號，并能夠控制樓梯加壓風機房內的電動旁通閥。合用前室加壓風機房的余壓控制器接收每層（共16個）余壓探測器的反饋信號，并能夠控制合用前室加壓風機房內的電動旁通閥。1號住宅樓余壓監控系統圖（如圖2所示）。

4.3 余壓監控主機

余壓監控主機能接收余壓控制器反饋的所有實時信息，包括聲光報警信號、余壓探測器現場采集的數據信號、余壓控制器輸出的動作信號、實時顯示并存儲各類故障報警信號等。余壓監控主機安裝于消防控制室，并與火災自動報警系統主機進行聯動以及傳輸信息。余壓監控系統控制流程圖（如圖3所示）。

本項目的1號住宅樓余壓控制器將所有信息實時傳輸至消防控制室的余壓監控主機，便于值班人員掌握系統運行情況。

圖3 余壓監控系統控制流程圖

5、心得體會

余壓監控系統的控制原理比較簡單，但是在實際的項目設計過程中，還是會遇到問題。如會出現防煙樓梯間被前室或功能房間全部包圍的情況，導致余壓探測器無法探測到走道的氣壓值。筆者認為這時可經過前室延長余壓探測器的氣壓管至最近的走道，但會給施工安裝帶來一定的困難。

結語：

余壓監控系統的出現能夠很好的保護人員在疏散過程中，不會因防火門兩側壓差過大而導致防火門無法打開的情況，為人員的安全疏散贏得有效時間。以上內容是筆者在工程設計中的設計實例以及體會，本文有不當之處，謹望行業專家雅正。

參考文獻：

[1]公安部四川消防研究所，等.GB51251-2017建筑防煙排煙系統技術標準[S].北京：中國計劃出版社，2017.

[2]公安部四川消防研究所，等.GB50016-2014建筑設計防火規范[S].北京：中國計劃出版社，2018.

[3]公安部沈陽消防研究所，等.GB50116-2013火災自動報警系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

作者簡介：

陳景鵬，廣州市設計院，廣東廣州。