余壓監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施中應(yīng)用探討

摘要：闡述了建筑物機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施設(shè)置部位，討論了幾種特殊情況，對(duì)比壓差法和風(fēng)速法送風(fēng)量計(jì)算存在的主要問題，指出風(fēng)速法開門數(shù)量應(yīng)取4個(gè)，建議送風(fēng)機(jī)出口設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，以確保壓差值滿足規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：消防；防煙；送風(fēng)量；余壓智能監(jiān)控

0 引言

    建筑物采用機(jī)械加壓送風(fēng)防煙方式，通過壓力差和氣體流動(dòng)來防止煙氣侵入主要疏散部位，使這些部位的空氣壓力高于火災(zāi)區(qū)域的空氣壓力，確?？諝赓|(zhì)量，保證人員疏散撤離安全。機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施隨時(shí)有效投入工作，能發(fā)揮防止煙氣進(jìn)入的作用，可靠的供電和有效的消防聯(lián)動(dòng)控制非常關(guān)鍵，防煙風(fēng)機(jī)配電控制柜選擇開關(guān)必處于自動(dòng)狀態(tài)，而平時(shí)保持常閉式防火門處于關(guān)閉狀態(tài)或自動(dòng)控制防火門有效好用是為重要的前提條件，而機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施設(shè)置合理和滿足送風(fēng)量要求是基礎(chǔ)。

1 機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)施設(shè)置部位

    對(duì)于防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室、合用前室和避難走道等人員安全疏散設(shè)施，可采取自然排煙方式防止煙氣滯留，無法自然排煙和限制自然排煙時(shí)，應(yīng)采取機(jī)械加壓送風(fēng)方式防止煙氣進(jìn)入。無法自然排煙指上述部位無法利用外墻設(shè)置的可開啟外窗排煙。限制自然排煙是由于高度較高的高層建筑，室外風(fēng)向風(fēng)力對(duì)自然排煙影響很大，因此自然排煙的適用高度要進(jìn)行限制?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）第8.2.1條規(guī)定，建筑高度超過50m的一類公共建筑和超過100m的居住建筑，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，不宜采用自然排煙方式，宜采用機(jī)械加壓送風(fēng)防煙方式。一般情況下，機(jī)械加壓送風(fēng)方式設(shè)施設(shè)置部位和形式主要有：不具備自然排煙條件的防煙樓梯間；人防工程中的防煙樓梯間及其前室；不具備自然排煙條件的消防電梯間前室或合用前室；不具備自然排煙條件的前室；封閉避難層（間）和避難走道的前室。

1.1兩種特殊情況是否設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施

1.1.1 自然排煙條件較好的特殊前室和不具備自然排煙條件的防煙樓梯間

    《高規(guī)》第8.2.3條和《建規(guī)》第9.2.3條規(guī)定了“防煙梯間前室或合用前室，利用敞開的陽臺(tái)、凹廊或前室朝向的可開啟外窗自然排煙時(shí)，該樓梯間可不再設(shè)施防煙設(shè)施”，可理解為樓梯間內(nèi)可不設(shè)自然排煙和機(jī)械防煙，即樓梯間可不靠外墻設(shè)置。結(jié)合限制自然排煙適用高度和層數(shù)的規(guī)定，此條只適用于可采取自然排煙的情形。

    此放寬規(guī)定存在不足，火災(zāi)中當(dāng)敞開的陽臺(tái)、凹廊或前室排煙窗處于迎風(fēng)面時(shí)，煙氣根本不能排除。當(dāng)著火層位于建筑熱壓中性層以下時(shí)，進(jìn)入前室的煙氣會(huì)在煙囪效應(yīng)作用下進(jìn)入樓梯間，不但無法保證人員安全疏散，還會(huì)使煙氣加速蔓延。因放寬規(guī)定不是強(qiáng)制性條款，結(jié)合《建規(guī)》第9.3.1條規(guī)定的不具備自然排條件的防煙樓梯間應(yīng)設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施為強(qiáng)制性條款，筆者認(rèn)為此類防煙樓梯間也宜設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)設(shè)施。

1.1.2 不具備自然排煙條件的封閉樓梯間

    現(xiàn)行《建規(guī)》和《高規(guī)》都規(guī)定了不能天然采光和自然通風(fēng)的封閉樓梯間，應(yīng)按防煙樓梯間的要求設(shè)置，其中《建規(guī)》為強(qiáng)制性條款?！度朔酪?guī)范》規(guī)定當(dāng)封閉樓梯不能自然通風(fēng)時(shí)應(yīng)采用防煙樓梯。《人防規(guī)范》規(guī)定明確，不易產(chǎn)生歧義，筆者認(rèn)為，應(yīng)按《人防規(guī)范》的規(guī)定理解另外兩個(gè)規(guī)范，即當(dāng)規(guī)范允許設(shè)置封閉樓梯，而該封閉樓梯不能自然通風(fēng)時(shí)，應(yīng)改設(shè)防煙樓梯，對(duì)防煙樓梯間加壓送風(fēng)。

1.2 機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施的三種特殊形式

1.2.1 分段設(shè)置

    《高規(guī)》第8.3.3條規(guī)定，層數(shù)超過三十二層的高層建筑，其送風(fēng)系統(tǒng)及送風(fēng)量應(yīng)分段設(shè)計(jì)。送風(fēng)豎井高度越高其沿程損失越大，送風(fēng)機(jī)全壓值和所需功率也會(huì)增大，從經(jīng)濟(jì)角度分段設(shè)計(jì)更加合理。

1.2.2 局部設(shè)置

    地下室與地上建筑共用疏散樓梯，地上部分防煙樓梯間及前室如具備自然排煙條件，地下部分防煙樓梯間因在首層進(jìn)行了防火分隔，不再具備自然排煙條件，此類樓梯的地下部分需要單獨(dú)設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施。

1.2.3 剪刀樓梯

    《高規(guī)》第6.1.2.3條要求，當(dāng)剪刀樓梯作為兩部疏散樓梯使用時(shí)，應(yīng)分別設(shè)置前室，同時(shí)兩座樓梯應(yīng)分別設(shè)加壓送風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)《高規(guī)》第8.3.4條又規(guī)定剪刀樓梯間可合用一個(gè)風(fēng)道，其風(fēng)量應(yīng)按兩個(gè)樓梯間風(fēng)量計(jì)算，送風(fēng)口應(yīng)分別設(shè)置。綜合兩條規(guī)定，規(guī)范并未明確要求兩部剪刀樓梯分別獨(dú)立設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，這與《高規(guī)》第8.3.1條要求不具備自然排煙條件的防煙樓梯間應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的規(guī)定相矛盾。再比照防煙樓梯間與合用前室宜分別獨(dú)立設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)的要求，又因疏散用剪刀樓梯是兩部樓梯，共用的送風(fēng)機(jī)一旦發(fā)生故障將影響兩部樓梯，筆者認(rèn)為剪刀樓梯分別獨(dú)立設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)才有利于安全疏散。

2加壓送風(fēng)量計(jì)算方法

    機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施加壓送風(fēng)量應(yīng)通過計(jì)算確定，同時(shí)《建規(guī)》、《高規(guī)》和《人防規(guī)范》均規(guī)定了小機(jī)械加壓送風(fēng)量。除了封閉避難層（間）的機(jī)械加壓送風(fēng)量按避難層凈面積每平方米不小于30m³.h^-1計(jì)算外，主要計(jì)算方法有壓差法、風(fēng)速法和上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》（DG J08-88-2006，以下簡(jiǎn)稱《上海規(guī)程》）中的綜合法。

2.1 壓差法

    壓差法以正壓部位全部門均關(guān)閉為計(jì)算工狀，保持一定壓力差用以阻止煙氣進(jìn)入，又不致疏散人員因壓力過高推不開門。壓差法送風(fēng)量計(jì)算公式參數(shù)選取各規(guī)范取值不一。公式中規(guī)定窗漏風(fēng)部分要計(jì)入總送風(fēng)量，但規(guī)范條文說明均未明確窗縫的計(jì)算寬度值，給應(yīng)用帶來不便?！督ㄒ?guī)》修改在后，未明確門縫寬度取值范圍存在缺陷。參數(shù)取值直接影響計(jì)算結(jié)果，實(shí)際門窗縫寬度與取值也存在一定偏差，也影響設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性。因壓差法與風(fēng)速法相比計(jì)算結(jié)果偏小，《人防規(guī)范》不推薦使用壓差法。

2.2風(fēng)速法

    風(fēng)速法考慮正壓部位的疏散門開啟時(shí)，保持門洞處一定風(fēng)速，用來阻止煙氣進(jìn)入。風(fēng)速法與壓差法相比，門的開啟狀態(tài)與實(shí)際火災(zāi)時(shí)比較接近。計(jì)算公式有多種，形式基本相同，區(qū)別在于是否考慮送風(fēng)管道漏風(fēng)因素和走道排煙方式，這兩個(gè)因素對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果有一定影響。

    《建規(guī)》參數(shù)取值范圍相對(duì)較大，分別取上下限數(shù)值時(shí)，相同對(duì)象設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果相差很大?！度朔酪?guī)范》參數(shù)取值范圍較小，設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果差距較小。各規(guī)范除了對(duì)門的開啟數(shù)量規(guī)定比較具體外，其他參數(shù)均未明確如何具體取值，取值的隨意性容易造成實(shí)際計(jì)算結(jié)果偏差較大，存在較大局限性。建議明確給出不同取值的具體情形，合理縮小取值范圍。

    門的開啟數(shù)量存在規(guī)范之間不協(xié)調(diào)問題，筆者認(rèn)為地下建筑可按實(shí)際層數(shù)取值，其他建筑應(yīng)取4?！痘馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.1.6條，規(guī)定了消防控制室對(duì)火災(zāi)警報(bào)裝置與應(yīng)急廣播的控制程序，通報(bào)火情的層數(shù)規(guī)定為：二層及以上的樓房發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)先接通著火層及其相鄰的上下層( 共3層)；首層發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)先接通本層、二層及地下各層( 至少3層)；地下室發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)先接通地下各層及首層( 至少2層)。再加上人員疏散時(shí)樓梯首層的門也要開啟，因此開啟門的數(shù)量取4比較合理，也使規(guī)范之間協(xié)調(diào)統(tǒng)一。火災(zāi)時(shí)門的開啟數(shù)量具有一定的隨機(jī)性，開啟門的數(shù)量主要與人員疏散是否有序和人數(shù)多少相關(guān)。

2.3 送風(fēng)量取值

2.3.1 盲目取大值會(huì)超過余壓值強(qiáng)制性規(guī)定

    《建規(guī)》和《高規(guī)》均規(guī)定送風(fēng)量取值時(shí)，綜合考慮壓差法、風(fēng)速法和小送風(fēng)量，取其中大值作為設(shè)計(jì)計(jì)算值。按照各參數(shù)取值范圍，同一防煙設(shè)施，風(fēng)速法計(jì)算結(jié)果往往是壓差法的1～3倍，依此數(shù)據(jù)選取送風(fēng)機(jī)規(guī)格型號(hào)，可能會(huì)造成風(fēng)壓值超過規(guī)定值。防煙樓梯間的余壓值應(yīng)為40Pa～50Pa，前室、合用前室的余壓值應(yīng)為25Pa～30Pa，在《建規(guī)》中此規(guī)定為強(qiáng)制性條款，余壓值過大會(huì)造成第一扇門開啟困難或無法開啟，直接影響安全疏散。

2.3.2現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定檢測(cè)余壓值

    《建筑消防設(shè)施檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》( GA503-2004) 第4.9.4條，將防煙樓梯間的余壓值列為功能要求，第5.9.4.3條規(guī)定了使用微壓計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，要求在頂層、中間層及下層，測(cè)量防煙樓梯間、前室、合用前室的余壓。該規(guī)程未規(guī)定檢測(cè)開啟門洞處的風(fēng)速。《消防監(jiān)督技術(shù)裝備配備》將數(shù)字微壓計(jì)和數(shù)字風(fēng)速計(jì)列為建筑消防設(shè)施檢測(cè)裝備，并將此作為強(qiáng)制性條款，數(shù)字風(fēng)速計(jì)在《建筑消防設(shè)施檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中主要用于檢測(cè)送風(fēng)口風(fēng)速。

2.3.3 增設(shè)壓力調(diào)節(jié)閥

    由于壓差法和風(fēng)速法計(jì)算公式均未列入《建規(guī)》、《高規(guī)》和《人防規(guī)范》的條文正文，在缺少防排煙專業(yè)規(guī)范的情況下，不同的設(shè)計(jì)計(jì)算方法均可作為參考依據(jù)，綜合取較大值比較合理，但應(yīng)在送風(fēng)機(jī)出口管段或適當(dāng)部位增設(shè)壓力調(diào)節(jié)閥，以滿足余壓值規(guī)定。

3 安科瑞余壓監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型

    針對(duì)各類機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)了余壓監(jiān)控系統(tǒng)，是集工業(yè)計(jì)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(hào)傳感器，24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢并采集監(jiān)控區(qū)域壓力變化等工作狀態(tài)，對(duì)超壓故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)并記錄，當(dāng)防煙樓梯間或前室余壓值達(dá)到超壓監(jiān)控值時(shí)，余壓探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，余壓控制器打開加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)管上的旁通閥泄壓；余壓回落到正常區(qū)間值后，余壓探測(cè)器發(fā)出信號(hào)，余壓控制器關(guān)閉旁通閥，通過控制旁通閥的開啟，來保持余壓值穩(wěn)定在規(guī)范要求的區(qū)間值內(nèi)，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、數(shù)字化、智能化，自動(dòng)化連續(xù)監(jiān)控的特點(diǎn)。

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    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(cè)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)備組成滿足并高于GB51251《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50098《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的功能需求。

3.2 配置與功能

3.3設(shè)計(jì)規(guī)程

    系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置的具體情況，采用分?jǐn)嘣O(shè)計(jì)的控制方式，確定余壓控制器和余壓探測(cè)器的設(shè)置部位、數(shù)量與形式；

    余壓控制器和余壓探測(cè)器的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及故障報(bào)警等信息，應(yīng)通過通信接口，并聯(lián)接入加壓風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)的余壓監(jiān)控系統(tǒng)總線，將各類信息上傳至消防控制室內(nèi)的余壓監(jiān)控器（主機(jī)），進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)管理、顯示并存儲(chǔ)，以便于值班人員隨時(shí)掌控和了解設(shè)備運(yùn)行情況；

    余壓監(jiān)控器與余壓控制器之間采用RS485通訊方式，485回路的總線采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通訊線纜，通訊距離一般在500米以內(nèi)，余壓監(jiān)控器可連接64個(gè)余壓控制器；

    余壓控制器與余壓探測(cè)器之間采用二總線通訊方式，二總線回路的總線采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通訊線纜，通訊距離一般在500米以內(nèi)， 防煙樓梯間、前室樓板垂直敷設(shè)，余壓控制器可連接128個(gè)余壓探測(cè)器；

    系統(tǒng)的設(shè)置不應(yīng)影響機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的正常工作。

3.4設(shè)置場(chǎng)所及范圍

    在設(shè)有機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置余壓監(jiān)控系統(tǒng)。每臺(tái)加壓送風(fēng)機(jī)配電控制箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置余壓控制器；防煙樓梯間及其前室設(shè)置余壓探測(cè)器；消防電梯間前室或合用前室應(yīng)設(shè)置余壓探測(cè)器；避難走道的前室，避難層(間)應(yīng)設(shè)置余壓探測(cè)器。

3.5設(shè)置部位

3.5.1.余壓控制器的設(shè)置

    余壓控制器的設(shè)置數(shù)量，與機(jī)械加壓送風(fēng)機(jī)的數(shù)量為一對(duì)一的關(guān)系；

    余壓控制器應(yīng)設(shè)置在加壓送風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)，控制箱內(nèi)預(yù)留一路220V做為余壓控制器的工作電源；

3.5.2.余壓探測(cè)器的位置

    防煙樓梯間的前室或合用前室，應(yīng)每層前室設(shè)一臺(tái)余壓探測(cè)器；

    應(yīng)在樓梯間高度約為三分之一和三分之二處（層）各設(shè)置一臺(tái)余壓探測(cè)器；或宜在設(shè)有加壓送風(fēng)口處（層）， 設(shè)一臺(tái)余壓探測(cè)器；

    余壓探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在高壓區(qū)（樓梯間、前室區(qū)域疏散門側(cè)），距頂0.2至0.5米壁掛安裝，采用底座直接固定在預(yù)埋86盒上。

4 結(jié)束語

   （1）機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施設(shè)置部位主要是不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室、合用前室和避難走道等人員安全疏散設(shè)施。（2）自然排煙條件較好的特殊前室其不具備自然排煙條件的防煙樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施是必要的。（3）不具備自然排煙條件的封閉樓梯間應(yīng)設(shè)置為防煙樓梯，在防煙樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施。（4）疏散用剪刀樓梯設(shè)置2 套獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)具有合理性和必要性。（5）機(jī)械加壓送風(fēng)量計(jì)算公式參數(shù)值具體選取應(yīng)盡快作出統(tǒng)一規(guī)定。（6）機(jī)械加壓送風(fēng)量取各種方法的大值，并在風(fēng)機(jī)出口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥，以保證合理風(fēng)壓值。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50045-95，高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2005年版）

[2] GB 50098-2009，人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范

[3] 楊伯忠．機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)施探討[J]．學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,08(029):57-59.

[4] 安科瑞 余壓監(jiān)控系統(tǒng), 2020.08版.