消防风机电气联动控制设计难点解析

王跃武，刘国富

（上海宝冶集团有限公司，上海 200941）

0 引言

随着各类建筑技术的不断精进，建筑行业快速发展，各类公建规模越来越大，实用功能越来越强，建筑内的人流量也越来越大。为保障生命及财产安全，在提高建筑结构设计合理性的基础上，对建筑内的消防系统提出更高要求。而在火灾状态下，电气消防联动控制系统中各风机风门的动作状态、信号反馈和联动控制关系起着至关重要的作用。例如排烟风机的联锁开口可将各防火区内的烟气有效排出；增压送风风机的有效工作可在防烟室等重要疏散部位形成正压，保证人员安全逃生；消防补风风机的正确工作能保证较为封闭空间内的烟气顺利排出。之前的设计中，由于消防风机的相关设计由暖通专业完成，消防联动控制系统是由设备专业设计，易冲淡电气专业在这些方面的设计思维，但从各种案例分析中可发现，消防风机的联动控制与电气火灾报警系统需紧密联合，这就要求电气专业对暖通消防风机的控制要求及注意事项需要有全面的了解，以下将详细阐述电气专业在特定项目中进行消防风机联动控制设计时，如何结合规范规定完成消防风机的控制要求，解决其难点，避免电气消防系统中的错误。

1 各类风机联动控制设计

某大型公建类项目建筑面积52 819.73m2，其中，地上建筑面积33 158.96m2，地下建筑面积19 660.77m2；地上14层（其中裙房5层，6～14层为东西两侧塔楼），地下3层；建筑总高度62.8m。建筑内排烟系统设备包括排烟风机加补风风机、排烟风机加自然补风，以及相关防烟、防火阀门；防烟系统设备包括防烟楼梯间及其前室、合用前室的正压送风风机，以及相关防烟、防火阀门。本消防设计中，火灾报警系统采用控制中心报警系统形式，设有1个消防控制中心，位于地上1层西南角。

1.1 排烟风机和补风风机的消防联动控制设计

1.1.1 相关规范说明

根据GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》，需注意以下规定。

第4.5.2.1条规定：应由同一防烟分区内且两支独立的感烟探测器报警信号，作为排烟口、排烟窗或排烟阀开启的联动触发信号，并应由消防联动控制器联动控制排烟口、排烟窗或排烟阀的开启，同时停止该防烟分区的空气调节系统。

第4.5.2.2条规定：应由排烟口、排烟窗或排烟阀开启的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号，并应由消防联动控制器联动控制排烟风机的启动。

第4.5.3条规定：防烟系统、排烟系统的手动控制方式，应能在消防控制室内的消防联动拉制器上手动控制送风口、电动挡烟垂壁、排烟口、排烟窗、排烟阀的开启或关闭及防烟风机、排烟风机等设备的启动或停止，防烟、排烟风机的启动、停止按钮应采用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，并应直接手动控制防烟、排烟风机的启动、停止。

第4.5.5条规定：排烟风机入口处的总管上设置的280℃排烟防火阀在关闭后应直接联动控制风机停止，排烟防火阀及风机的动作信号应反馈至消防联动控制器。

1.1.2 项目设计方案

该项目排烟风机和补风风机系统设计如图1所示。由图1及规范规定可知，280℃防火阀FDSH为主管道常开防烟防火阀，其在280℃熔断时需连锁排烟风机关闭，且需要向消防控制中心提供其动作反馈信号；70℃防火阀FD则无需参与联动；排烟风机与补风风机需在消防控制中心的手动控制盘直接控制其启动、停止；风机控制箱有防火阀关闭连锁关闭风机的接入端子，控制箱控制情况、启停状态及过负荷情况的信息反馈的接线端子，联动模块控制启停的接线端子及消防控制中心的手动控制盘直接控制的接线端子。在进行电气消防系统联动设计时，FDSH防火阀需配置输入模块以读取反馈信号，且该防火阀应有直接连锁风机关闭的接线；风机控制箱需配置输入输出模块，以模块联动风机的启停、读取需要反馈至消防控制中心的相关监控信息。连接手动控制盘的接线端子包括 x1：7、x1：8、x1：9 及 DC24V，由此可知直接控制联动线不需7芯阻燃耐火控制电缆，4芯阻燃耐火控制电缆即可满足规范要求，这能够有效地降低项目成本，优化项目资金分配。

图1 排烟及补风系统

在排烟风机开启时，为给着火防烟分区补入新风，保证不出现真空，使烟气更迅速排出，补风风机需要同时作用。但当排烟风机关闭后，若补风风机继续工作，将会助燃火势。所以当排烟风机启动时，同一防烟分区内的补风风机需同时启动，但当FDSH防火阀达到280℃熔断关闭连锁排烟风机关闭时，也应同时关闭其对应的补风风机，避免造成更严重的火灾损坏。故关于连锁补风风机关闭这一条内容，也应写入设计说明中，避免缺乏经验的施工人员忽略这一联动控制。

该系统的消防联动设计在图面上的表达如图2所示。

图2 排烟风机消防联动平面

1.2 排烟风机加自然补风的消防联动控制设计

1.2.1 相关规范说明

排烟风机加自然补风的消防联动控制设计规范条文与排烟风机和补风风机的消防联动控制设计相同，此处不再重复说明。

1.2.2 该项目的具体设计方案

该项目排烟风机及自然补风系统设计情况如图3所示。由图3及规范规定可知，280℃防火阀FDSH与上述FDSH防火阀一致；280℃防火阀BECH为排烟风管支管上的常闭防火阀，该防火阀在火警时需由联动控制模块控制打开并反馈信号至消防控制中心后，消防控制中心才会发出指令给其对应排烟风机的联动模块，启动排烟风机。其与防火阀FDSH的区别在于，当防火阀FDSH熔断关闭时会连锁对应风机关闭，并且该风机将不再启动使用；而防火阀BECH在熔断关闭后会反馈信号至消防控制中心，并由消防控制中心判断该排烟风机对应的支管防火阀是否存有开启单元：若存在未关断单元，该风机不关闭；若所有单元均已断开，则需关闭相应风机，但此时的风机仍可接收其应启动信号而启动。该排烟风机控制箱的联动控制方式与上述一致，此处不再重复描述。

图3 排烟系统

该排烟风机的消防联动控制设计与1.1中的排烟风机设计的区别包括以下两点：此处采用自然补风的形式，没有对应的补风风机，则不需考虑与补风风机的联动；防火阀BECH的联动控制需配置输入输出模块，参与消防联动控制，但不直接连锁风机的启停。该系统的消防联动设计在图面上的表达如图4所示。

图4 排烟风机消防联动平面

1.3 正压送风风机的消防联动控制设计

1.3.1 相关规范说明

根据GB 50116—2013需注意以下规定。

第4.5.1.1条规定：应由加压送风口所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号，作为送风门开启和加压送风机启动的联动触发信号，并应由消防联动控制器联动控制相关层前室等需要加压送风场所的加压送风口开启和加压送风机启动。

第4.5.1.2条规定：应由同一防烟分区内且位于电动挡烟垂壁附近的两只独立的感烟火灾探测器的报警信号，作为电功挡烟垂壁降落的联动触发信号，并应由消防联动控制器联动控制电动挡烟垂堕的降落。

第4.5.4条规定：送风口、排烟口、排烟窗或排烟阀开启和关闭的动作信号，防烟、排烟风机启动和停止及电动防火阀关闭的动作信号，均应反馈至消防联动控制器。

1.3.2 该项目的具体设计方案

该项目排烟风机和补风风机系统设计情况如图5所示。

图5 加压送风系统

由图5及规范规定可知，70℃防火阀MEC为主管道常闭防烟防火阀，在火警时需由联动控制模块控制该防火阀打开并反馈信号至消控室，消防控制中心在接收到防火阀MEC打开信号后，通过加压送风风机的联动控制模块控制风机启动。当其温度达到70℃熔断关闭时，需向消防控制中心提供动作反馈信号。系统中，自垂百叶送风口ZC为常开加压送风口，多运用于楼梯间，无需参与消防联动控制。而多叶送风口GP为常闭加压送风口，多运用于前室及合用前室，在火警时需由联动控制模块控制该风口及其邻近楼层的多叶送风口打开，同时反馈信号至消控室，消防控制中心在接收其反馈信号后会发出指令打开该风口对应主管的防火阀MEC，再通过风机联动控制模块启动风机。当MEC温度达到70℃熔断关闭时，不直接连锁风机关闭，但需提供动作反馈信号至消防控制中心。加压送风风机与排烟风机、补风风机同样需在消防控制中心的手动控制盘直接控制其启动、停止。风机控制箱的联动控制与排烟风机、补风风机一致。

在电气消防系统联动设计的过程中，MEC防火阀需配置输入输出模块，用来控制其打开，并读取反馈信号；风机控制箱需配置输入输出模块，用来联动风机的启停、读取需要反馈至消防控制中心的相关监控信息，除此之外还需接入一根消防控制中心手动控制盘的直接控制线。该系统的消防联动设计在图面上的表达如图6所示。

图6 正压送风风机消防联动平面

2 结语

本文主要介绍了各类风机与风机、风机与防火阀、风机防火阀与电气消防系统之间的联动控制，具体描述了联动控制系统设计过程中的重点、难点、容易被忽视的联动控制规则。从本文对各类风机、防火阀、电气联动原理的描述中可以得到以下结论。

1）各类消防风机间存在联动控制，需要根据不同类型防火分区分别进行联动控制。

2）各类防火阀之间存在联动控制，防火阀之间的控制需要根据其不同的功能做到有次序开通或关闭。

3）各类风机与防火阀之间存在联动控制，防火阀的控制信号一方面由风机的状态决定，但另一方面，防火阀的状态也决定了风机的启停状态。

4）风机、防火阀、电气消防控制中心之间的信号传递顺序需要根据不同的情况分别决定。

本文以某公建类消防系统为例进行描述，其中消防联动控制系统能够应用至其他类型建筑，但对于具有特殊功能的建筑，还需进一步根据建筑实际功能需求优化消防联动控制系统。