2.2 消防联动控制系统
2.2.1 消防联动控制系统
2.2.1.1 消防联动控制系统的组成
《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116——2013)对于消防联动控制的内容、功能以及方式有明确的规定。消防联动控制系统的组成包括:
火灾报警控制器,室内消火栓控制装置,自动灭火控制装置,常开防火门、防火卷帘门控制装置,防烟、排烟及空调通风控制装置,电梯回降控制装置,火灾警报装置控制装置,火灾应急广播控制装置,火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置。
图2-39所示为火灾报警与消防控制关系。因为每个建筑的使用性质和功能要求不同,选择消防泵联动控制中的哪些内容,也应根据工程的实际情况来决定。但无论选择消防泵联动控制中的哪些内容,其控制装置均应集中在消防控制室内,即使控制设备分散在其他房间,其操作信号也应当反馈至消防控制室。
图2-39 火灾报警与消防控制关系
2.2.1.2 消防联动控制设计的要求
消防控制室对联动控制应具备以下功能:火灾报警后停止有关部位风机,关闭防火阀,接收和显示相应的反馈信号;启动有关部位防烟、排烟风机(包括正压送风机)以及排烟阀,接收并且显示其反馈信号;控制防烟垂壁等防烟设施。火灾确认后,将有关部位的防火门、防火卷帘关闭,接收、显示其反馈信号;强制控制电梯全部停于首层,接收、显示其反馈信号。
将火灾事故照明灯和疏散指示灯接通,切断有关部位的非消防电源,应按照疏散顺序接通火灾(现场)警报装置和火灾事故广播,并应确保设置对内外的消防通信设备良好有效,应能将所有疏散通道上的门禁控制功能解除。
消防控制室对室内消火栓系统,可以控制消防泵的启停,显示启泵按钮的位置,显示消防水池的水位状态、消防水泵的电源状态,显示消防泵的工作状态及故障状态。
对自动喷水灭火系统,可以控制系统的启停,显示报警阀、闸阀及水流指示器的工作状态,显示消防水池的水位状态及消防水泵的电源状态,显示喷淋泵的工作状态及故障状态。
对管网气体灭火系统,显示系统的手动及自动工作状态;在报警、喷射各阶段,控制室应有相应的声、光警报信号,并且可以手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风空调系统,关闭有关部位的防火阀;被保护场所主要进入口处,应设置手动紧急启、停控制按钮;主要出入口上方应设气体灭火剂喷放指示标志灯及相应的声、光警报信号;宜在防护区外的适当部位设置气体灭火控制盘的组合分配系统及单元控制系统;气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(帘)以及通风空调等设备的状态信号应送到消防控制室。对泡沫以及干粉灭火系统,能控制系统启停,能显示系统工作状态。
对泡沫灭火系统,可以控制泡沫泵及消防泵的启停,控制泡沫灭火系统有关电动阀门的开启或者关闭,显示系统的工作状态。
对于粉末灭火系统,可以控制系统的启停,显示系统的工作状态。
对常开防火门的控制,应符合在门任一侧的火灾探测器报警之后,防火门应自动关闭,防火门关闭信号应送至消防控制室。
对防火卷帘的控制,应满足以下要求:疏散通道上的防火卷帘两侧,应设置感烟、感温火灾探测器组及其警报装置,并且两侧应设手动控制按钮。疏散通道上的防火卷帘,应按照下列程序自动控制下降:感烟探测器动作之后,卷帘下降到地(楼)面1.8m;感温探测器动作之后,卷帘下降到底。用作防火分隔的防火卷帘,火灾探测器动作后,卷帘应下降至底。感烟、感温探测器的报警信号和防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室。
2.2.1.3 消防控制逻辑关系
消防控制逻辑关系见表2-8。
表2-8 消防控制逻辑关系
注:1.消防控制关系需根据具体工程和建筑、工艺、给排水、空调、电气等各专业的要求设计,本表仅供参考。
2.消防控制逻辑关系表应能表达出设计意图和各专业的协调关系,可供分包商作为编制控制程序的依据或参考资料。
3.根据具体工程情况,必要时可增加受控设备编号和控制箱编号。
4.消防控制室应能手动强制启停消火栓泵、喷淋泵、排烟风机、正压送风机,能关闭集中空调系统的大型空调机等,并接收其反馈信号,表中从略。
5.表中“N层、N±1层”一般为起火层及上、下各一层;当地下任一层起火时,为地下各层及一层;当一层起火时,为地下各层及一层、二层。
2.2.1.4 消防联动控制器的技术性能
(1)消防联动控制器的基本功能。消防联动控制器最基本的功能可以归纳为以下几点。
①可为自身及所连接的配套中继执行器件供电。
②能接收并处理来自火灾报警控制器的报警点数据,并对相关的中继执行器件发出控制信号,控制消防外控设备。
③有能够自动控制和手动控制及其切换功能。
④能检查并发出系统本身的故障信号。
⑤受控的消防外控设备的工作状态,应可以反馈给主机并有显示信号。
(2)消防控制设备必需的显示或者控制功能
①联动灭火设备
a.室内消火栓设备的启动表示。
b.水喷雾灭火设备的启动表示。
c.自动喷水灭火装置的启动表示。
d.二氧化碳灭火设备的启动表示。
e.泡沫灭火设备的启动表示。
f.干粉灭火设备的启动表示。
g.室外灭火设备的启动表示。
h.卤代烷灭火设备的启动表示。
②报警设备
a.火灾自动报警设备的动作表示。
b.漏电报警设备的动作表示。
c.向消防机关通报设备的操作及动作表示。
d.火灾警铃、警笛等音响设备的操作。
e.可燃气漏气报警设备的动作表示。
f.气体灭火放气设备的操作及动作表示。
③消防联动设备
a.排烟口的开启表示及操作。
b.排烟风机的动作表示及操作。
c.防火卷帘的动作表示。
d.防火门的动作表示。
e.各种空调的停止操作及显示。
f.消防电梯轿厢的呼回及联动操作。
g.可燃气体紧急关断设备的动作表示。
(3)消防联动控制器的技术性能。与火灾报警控制器类似,联动控制器主要包括电源部分和主机部分。
联动控制器的直流工作电压应符合国家标准《标准电压》(GB 156——2007)的规定,应优先采用直流24V。联动控制器的电源部分同样由互补的主电源及备用电源组成,其技术要求相同于火灾报警控制器的电源部分。有些工厂的产品,当联动控制器与火灾报警控制器组装在一起时,就直接用一个一体化的电源,同时为火灾报警控制器和其连接器件、联动控制器和其配套器件提供工作电压。
联动控制器的主机部分承担着接收来自火灾报警控制器的火警数据信号、根据所编辑的控制逻辑关系发出的控制驱动信号、显示消防外控设备的状态反馈信号、系统自检和发出声光的故障信号等作用。其数据通信接口同火灾报警控制器相连,驱动电路、发送电路以及有关的配套执行器件连接。
同样,衡量联动控制器产品档次及质量高低的技术性能,除其电气原理、电路设计工艺以及能实现的功能外,还包括联动控制器的最长传输距离(从主机到最远端控制点的距离)、联动控制器的控制点容量、联动控制器的结构和工艺水平(造型、表面处理、内部结构和生产工艺等)、联动控制器的可靠性(长期不间断工作时执行其所有功能的能力)、联动控制器的功耗(静态功率和额定功率)、联动控制器的稳定性(在一个周期时间之内执行其功能的一致性)及联动控制器的可维修性(对产品能够修复的难易程度)等。此外,还有其主要部件的性能是否合乎要求,整机耐受各种环境条件的能力。这种能力包括:耐受各种规定气候的能力(如高温、低温、湿热以及低温储存);耐受各种机械干扰的能力(如冲击、振动以及碰撞等);耐受各种电磁干扰的能力(如主电供电电压波动、静电放电干扰、电瞬变干扰、辐射电磁场干扰以及产品的绝缘能力和耐压能力)。
2.2.2 消防灭火系统及其联动控制
2.2.2.1 喷淋系统及联动控制
自动喷水灭火系统为目前世界上采用最为广泛的一种固定式消防设施,从19世纪中叶开始使用,至今已有100多年的历史。它具有灭火效率高和价格低廉的特点。据统计,自动喷水灭火系统的灭火成功率在96%以上,有的已达99%。而在一些发达国家(美、英、日以及德等)的消防规范中,几乎所有的建筑都要求设置有自动喷水灭火系统。有些国家(如美、日等)已把其应用在住宅中了。我国随着工业民用建筑的飞速发展,消防法规正逐步完善,自动喷水灭火系统在公寓、宾馆、高层建筑以及石油化工中得到了广泛的应用。
(1)喷淋系统的功能与工作原理
①基本功能。
a.能在火灾发生后,自动地喷水灭火。
b.能够在喷水灭火的同时发出警报。
②自动喷水灭火系统的分类
a.湿式喷水灭火系统;
b.干式喷水灭火系统;
c.干湿两用灭火系统;
d.预作用喷水灭火系统;
e.雨淋灭火系统;
f.水喷雾灭火系统;
g.水幕系统;
h.轻装简易系统;
i.泡沫雨淋系统;
j.大水滴(附加化学品)系统;
k.自动启动系统。
③湿式喷水灭火系统的工作原理。湿式喷水灭火系统由喷头、水力警钟、报警止回阀、延迟器以及压力开关(安在干管上)、水流指示器、管道系统、供水设施、报警装置及控制盘等组成,如图2-40所示。
图2-40 湿式自动喷水灭火系统
正常条件下,喷头处于封闭状态。而在火灾时,开启喷水由感温部件(充液玻璃球)控制。当装有热敏液体的玻璃球符合动作温度(57℃、68℃、79℃、93℃、141℃、182℃、227℃、260℃)时,球内液体膨胀,造成内压力增大,玻璃球炸裂,密封垫脱开,喷出压力水。喷水后,因为压力降低,压力开关动作,将水压信号变为电信号向喷淋泵控制装置发出启动喷淋泵信号,保证喷头有水喷出。同时,流动的消防水使主管道分支处的水流指示器电接点动作,接通延时电路(延时20~30s),通过继电器触点,发出声光信号给控制室,以识别火灾区域。
(2)喷淋泵系统联动控制原理。喷淋泵系统联动控制原理如图2-41所示。当发生火灾时,温度上升,喷头开启喷水,管网压力下降,报警之后压力下降使阀板开启,接通管网和水源以供水灭火。管网中设置的水流指示器感应到水流动时,发出电信号。管网中压力开关由于管网压力下降至一定值时,也发出电信号,将水泵供水启动,消防控制室同时接收到信号。
图2-41 喷淋泵系统联动控制
接下来介绍喷淋泵联动控制系统中的电气控制。
①电气线路的组成。在高层建筑及建筑群体中,每座楼宇的喷水系统所用的泵一般为2~3台。采用两台泵时,平时管网中的压力水来自高位水池,当喷头喷水时,管道内有消防水流动时,水流指示器启动消防泵,向管网补充压力水。两台水泵,平时一台工作,一台备用,当一台因为故障停转、接触器触点不动作时,备用泵则立即投入运行,两台可互为备用。两台泵全电压启动的喷淋泵控制电路如图2-42所示,图中B1、B2、Bn为区域水流指示器。如果分区较多,可有n个水流指示器及n个继电器与之相配合。
图2-42 全电压启动的喷淋泵控制电路
采用三台消防泵的自动喷水系统也比较常见,三台泵中,其中两台为压力泵,一台为恒压泵。恒压泵一般功率很小,在5kW左右,其作用是使消防管网中的水压保持在一定范围之内。
此系统的管网不得同自来水或高位水池相连,管网消防用水来自消防储水池,当管网中的渗漏压力降到某一数值时,恒压泵启动补压。当达到一定压力后,所接压力开关断开恒压泵控制回路,恒压泵停止运行。
②电路的工作情况分析。
a.正常工作(也就是1号泵工作,2号泵备用)时:合上QS1、QS2、QS3,将转换开关SA调至“1自,2备”位置,其中SA的2、6、7号触头闭合,电源信号灯HL(n+1)亮,并做好火灾下的运行准备。
若二层着火,且火势使灾区现场温度满足热敏玻璃球发热的程度时,二层的喷头爆裂并喷出水流。由于喷水后压力降低,压力开关动作,向消防中心发出信号,同时管网里有消防水流动时,水流指示器B2闭合,导致中间继电器KA2线圈通电,时间继电器KT2线圈通电;经延时后,中间继电器KA(n+1)线圈通电,导致接触器KM1线圈通电,1号喷淋消防泵启动运行,向管网补充压力水;信号灯HL(n+1)亮,同时警铃HA2响,信号灯HL2亮,即会发出声光报警信号。
b.当1号泵发生故障时,2号泵的自动投入过程(如果KM1机械卡住):如n层着火,n层喷头因为室温满足动作值而爆裂喷水,n层水流指示器Bn闭合,中间继电器KAn线圈通电,使时间继电器KT2线圈通电;延时后,KA(n+1)线圈通电,信号灯HLn亮,警铃HLn响并且发出声光报警信号;同时KM1线圈通电,但因为机械卡住其触头不动作,于是时间继电器KT1线圈通电,致使备用中间继电器KA线圈通电;接触器KM2线圈通电,而2号备用泵自动投入运行,向管网补充压力水,与此同时信号灯HL(n+3)亮。
c.手动强投:如果KM1机械卡住,而且KT1也损坏时,则应把SA调至“手动”位置,其SA的1、4号触头闭合;按下按钮SB4,使KM2通电,2号泵启动;停止时按下按钮SB3,KM2线圈失电,2号电动机停止。
那么,如果2号为工作泵,1号为备用泵时,其工作过程请读者自行分析。
在实际工程中,目前喷淋泵控制装置均与集中报警控制器组装为一体,构成控制琴台。
(3)水流指示器及压力开关的联动功能。水流指示器与压力开关为自动喷水灭火系统同火灾报警系统联动的关键部件。
①水流指示器。水流指示器是自动喷水灭火系统的组成部件,一般安装于系统侧管网的干管或支管的始端。当叶片探测到水流信号时,将水流信号转换成电信号,与电器开关导通启动报警系统或直接启动消防水泵等电气设备。即水流指示器安装在管网中,是用于自喷系统中把水流信号转换成为电信号的一种报警装置。
a.水流指示器分类。根据叶片形状分为板式和桨式两种;根据安装基座分为管式、法兰连接式和鞍座式三种。
b.桨式水流指示器的工作原理。当发生火灾时,报警阀自动开启后,流动的消防水使桨片摆动,带动其电接点动作,通过消防控制室启动水泵供水灭火。
c.水流指示器的接线。水流指示器在应用时应通过模块同系统总线相连,图2-43所示为水流指示器的外形。
图2-43 水流指示器外形示意
②压力开关。压力开关(如图2-44所示)安装在湿式报警阀(如图2-45所示)中,其工作原理是:当开启湿式报警阀阀瓣后,压力开关触点动作,发出电信号至报警控制箱从而启动消防泵。
图2-44 压力开关外形示意
图2-45 湿式报警阀外形示意
湿式报警阀主要由报警阀、压力开关以及水力警铃等组成。它主要起两个作用:一为控制管网中的水不倒流;二为在喷头喷水的时候,自动报警和启泵(由水力警铃发出声响报警、压力开关给出启动消防泵指令)。
压力开关的接线:压力开关用在系统中需经模块与报警总线相连。
2.2.2.2 室内消火栓系统及联动控制
(1)消火栓系统概述。通过消火栓灭火是最常用的灭火方式,如图2-46所示,它由蓄水池、加压送水装置(水泵)及室内消火栓等主要设备构成。这些设备的电气控制包括水池的水位控制、消防用水以及加压水泵的启动。水位控制应能够显示出水位的变化情况和高/低水位报警及控制水泵的开/停。室内消火栓系统由水龙带、水枪、消火栓以及消防管道等组成。为保证水枪在灭火时具有足够的水压,需要采用加压设备。较为常用的加压设备有两种:消防水泵和气压给水装置。采用消防水泵时,在每个消火栓内设消防按钮,灭火时用小锤击碎按钮上的玻璃小窗,按钮不受压而复位,从而利用控制电路启动消防水泵;水压增高之后,灭火水管有水,用水枪喷水灭火。采用气压给水装置时,因为采用了气压水罐,并以气水分离器来确保供水压力,所以水泵功率较小,可采用电接点压力表,借助测量供水压力来控制水泵的启动。
图2-46 室内消火栓系统
(2)消火栓泵系统联动控制原理。在现场,对消防泵的手动控制有两种方式:一是通过消火栓按钮(打破玻璃按钮)直接启动消防泵;二是通过手动报警按钮,将手动报警信号送入控制室的控制器后,通过手动或自动信号控制消防泵启动,同时接收返回的水位信号。一般消防泵都是通过中控室联动控制的,如图2-47所示为其联动控制过程。
图2-47 消防泵系统联动控制过程
消火栓箱内打破玻璃按钮直接启动消防泵的控制电路如图2-48所示,主电路如图2-48(a)所示,图中ADC为双电源自动切换箱。消防泵属一级供电负荷,需要双电源供电,末端切换,两台消防泵一用一备。
图2-48 消防泵的控制电路
图2-48(b)中1SE…nSE是设在消火栓箱内的消防泵专用控制按钮,按钮上带有水泵运行指示灯。SE按钮平时由玻璃片压着,将其常开触点闭合,使得4KI得电;其常闭触点断开,使3KT不通电,水泵不运转。这也为消防泵在非火灾时的常态。
当火灾发生时,将消火栓箱内消防专用按钮SE的玻璃打碎,该SE的常开触点复位至断开位置,使4KI断电,而其常闭触点闭合,使3KT通电。经延时后,其延时闭合的常开触点闭合,使5KI通电吸合。此时,假若选择开关SAC置于“1#用2#备”,则1#泵的接触器1KM通电,1#泵启动。若1#泵发生故障,1KM跳闸,则2KT得电;经延时后,2KT常开触点闭合,接触器2KM通电吸合,作为备用的2#泵启动。如果将SAC置于“2#用1#备”的位置,则2#泵先投入运行,1#泵处于备用状态,其动作过程与前述过程类似。
如图2-48(b)中线号1-1与1-13和2-1与2-13之间分别接入消防控制系统控制模块的两个常开触点,则两台消防泵均受消防中心集中控制其启/停。
如图2-48(b)中4KI的作用是提高了控制电路的可靠性。如果不设4KI,按一般习惯,用常开按钮控制水泵,未出现火灾时就不会去敲碎玻璃将启泵按钮按下。如果按钮回路断线或接触不良,就不易被发现,如果发生火灾,将启泵按钮按下,电路仍不通,消防泵不能启动,影响灭火。而采用4KI后,因为把与4KI线圈串联的消火栓按钮强迫启闭,使4KI通电吸合。如果线路锈蚀断线或者按钮接触不良,4KI断电,消防泵启动。这样,故障就被及时发现,提高了控制电路的可靠性。3KT的延时作用,主要是避免控制电路初通电时,5KI误动作,致使水泵误启动。5KI自保持触点的作用:一旦发生火灾,水泵启动之后,便不再受消火栓箱内按钮及其线路的影响,保持运转,直到火灾被扑灭,人为停泵或水源水池无水停泵。
当水源水池无水时,则液位器触点SL闭合,3KI通电,而其常闭触点断开,使得两台水泵的接触器都不能通电,当启动的水泵不能启动时,正在运转的水泵也停止运转。
水源水池的液位器可以采用浮球式或者干簧式,当采用干簧式时,需设下限触头以保证水池无水时可靠停泵。
(3)消火栓按钮的联动功能。消火栓按钮(如图2-49所示)是室内消火栓(如图2-50所示)系统与火灾报警系统联动的关键部件。
图2-49 消火栓按钮示意
图2-50 室内消火栓示意
①消火栓按钮的种类。为及时启动消防泵,在消火栓内(或附近位置)设置启动消防泵的按钮。
在每个消火栓设备上均设有远距离启动消防泵的按钮和指示灯,并在按钮上配有玻璃壳罩。其按动方式分为玻璃片型和击破玻璃片型两种,其触点方式分为常开触点型和常闭触点型两种。一般按下玻璃片型为常开触点形式,击破玻璃片型为常闭触点形式。
在具有总线制火灾自动报警系统的建筑中,可选用带地址编码的消火栓按钮,按钮既可以动作报警,又可以直接启动消防水泵。
②相关消防规范规定
a.临时高压给水系统的每个消火栓处应设置直接启动消防水泵的按钮,并且应设置有保护按钮的设施。
b.消防水泵的控制设备在采用总线编码模块控制时,还应当在消防控制室设置手动直接控制装置。
c.消防水泵的启、停,除自动控制之外,还应可以手动直接控制。
d.消防控制设备对室内消火栓系统应有下列控制、显示功能:控制消防水泵的启、停;显示消防泵的工作、故障状态;显示启泵按钮的位置。
2.2.3 防排烟系统
2.2.3.1 设置防排烟系统的必要性
日本、英国对火灾中造成人员伤亡的原因的统计结果表明,由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的40%~50%,最高达65%以上,而在被火烧死的人当中,多数是先中毒窒息晕倒后被烧死的。如日本的“千日”百货大楼火灾,死亡的118人中就有93人是被烟熏死的;而1980年11月21日美国的“米高梅”饭店发生火灾,死亡的84人有67人是被烟熏死的。
据测定分析,烟气中含有一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等多种有毒成分,高温缺氧也会对人体造成危害。同时,烟气有遮光作用,使人的能见距离下降,这给疏散和救援活动造成了很大的障碍。
为了能够及时排除有害烟气,保证高层建筑和地下建筑内人员的安全疏散和消防扑救,在高层建筑和地下建筑设计中设置防烟、排烟设施是十分必要的。
防火的目的是避免火灾的发生与蔓延,以及有利于扑灭火灾。而防烟、排烟的目的是把火灾产生的大量烟气及时予以排除,阻止烟气向防烟分区以外扩散,以确保建筑物内人员的顺利疏散、安全避难和为消防人员创造有利的扑救条件。因此,防烟、排烟是进行安全疏散的必要手段。
防烟及排烟的设计理论就是对烟气控制的理论。就烟气控制的理论分析而言,对于一幢建筑物,当内部某个房间或部位发生火灾时,应迅速采取必要的防烟、排烟措施,对火灾区域实行排烟控制,使火灾产生的烟气和热量可以迅速排除,以利于人员的疏散及扑救;对非火灾区域以及疏散通道等应迅速采用机械加压送风防烟措施,使得该区域的空气压力高于火灾区域的空气压力,阻止烟气的侵入,控制火势的蔓延。比如美国西雅图市的某大楼的防烟及排烟系统采用了计算机控制,当收到烟气或者热感应器发出的信号后,计算机立即命令空调系统进入火警状态,火灾区域的风机立即停止运行,空调系统转而进入排烟动作。同时,非火灾区域的空调系统继续送风,并且将回风与排风停止,使非火灾区处于正压状态,以阻止烟气侵入。这种防烟和排烟系统对减少火灾损失是很有效的。但是这种系统的控制及运行,需要先进的控制设备及技术管理水平,投资比较高。从当前我国国情出发,《建筑设计防火规范》(GB 50045——2014)对设置防烟、排烟设施的范围做出了规定。具体地说,是按以下两个部分考虑的:防烟楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室和两者合用前室、封闭式避难层按条件设置防烟设施;走廊、房间及室内中庭等按条件设置机械排烟设施或采用可开启外窗的自然排烟措施。
2.2.3.2 高层建筑设置防烟、排烟设施的分类和范围
(1)建筑设置防烟、排烟设施的分类。建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。建筑的排烟设施应分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。
(2)建筑的下列场所或部位应设置防烟设施
①防烟楼梯间及其前室。
②消防电梯间前室或合用前室。
③避难走道的前室、避难层(间)。
建筑高度不大于50m的公共建筑、厂房、仓库和建筑高度不大于100m的住宅建筑,当其防烟楼梯间的前室或合用前室符合下列条件之一时,楼梯间可不设置防烟系统。
①前室或合用前室采用敞开的阳台、凹廊。
②前室或合用前室具有不同朝向的可开启外窗,且可开启外窗的面积满足自然排烟口的面积要求。
(3)厂房或仓库的下列场所或部位应设置排烟设施
①丙类厂房内建筑面积大于300m2且经常有人停留或可燃物较多的地上房间,人员或可燃物较多的丙类生产场所。
②建筑面积大于5000m2的丁类生产车间。
③占地面积大于1000m2的丙类仓库。
④高度大于32m的高层厂房(仓库)内长度大于20m的疏散走道,其他厂房(仓库)内长度大于40m的疏散走道。
(4)民用建筑的下列场所或部位应设置排烟设施
①设置在一、二、三层且房间建筑面积大于100m2的歌舞娱乐放映游艺场所,设置在四层及以上楼层、地下或半地下的歌舞娱乐放映游艺场所。
②中庭。
③公共建筑内建筑面积大于100m2且经常有人停留的地上房间。
④公共建筑内建筑面积大于300m2且可燃物较多的地上房间。
⑤建筑内长度大于20m的疏散走道。
(5)地下或半地下建筑(室)、地上建筑内的无窗房间,当总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2,且经常有人停留或可燃物较多时,应设置排烟设施。
2.2.3.3 地下人防工程设置防烟、排烟设施的范围
(1)人防工程的下列部位应设置机械加压送风设施
①防烟楼梯间及其前室或合用前室。
②避难走道的前室。
(2)人防工程的下列部位应设置机械排烟设施
①总建筑面积大于200m2的人防工程。
②建筑面积大于50m2,且经常有人停留或可燃物较多的房间。
③丙、丁生产车间。
④长度大于20m的疏散走道。
⑤歌舞娱乐放映游艺场所。
⑥中庭。
(3)丙、丁、戊类物品库宜采用密闭防烟措施。
(4)设置自然排烟设施的场所,自然排烟口的底部距室内地面不应小于2m,并应常开或发生火灾时能自动开启,其自然排烟口的净面积应符合下列规定。
①中庭的自然排烟口净面积不应小于中庭地面面积的5%。
②其他场所的自然排烟口净面积不应小于该防烟分区面积的2%。
2.2.3.4 防排烟系统联动控制原理
防排烟系统联动控制的设计,是在选定自然排烟、机械排烟以及自然与机械排烟并用或者机械加压送风方式以后进行的。如图2-51所示为排烟控制方式,通常有中心控制和模块控制两种方式。其中图2-51(a)为中心控制方式:消防中心接到火警信号后,直接产生信号控制排烟阀门开启、排烟风机启动,送风机、空调、防火门等关闭,并接收各设备的返回信号和防火阀动作信号,监测各设备的运行状况。图2-51(b)为模块控制方式:消防中心接收到火警信号后,产生排烟风机和排烟阀门等动作信号,利用总线和控制模块驱动各设备动作并接收其返回信号,监测其运行状态。
图2-51 排烟控制的方式
机械加压送风控制的原理及过程与排烟控制相似,只是控制对象变成正压送风机和正压送风阀门,其控制框图与图2-51类似。
2.2.3.5 排烟阀的控制
(1)排烟阀的控制要求
①排烟阀宜由其排烟分区内设置的感烟探测器组成的控制电路在现场控制开启。
②排烟阀动作后应启动相关的排烟风机和正压送风机,停止相关范围内的空调风机及其他送、排风机。
③同一排烟区内的多个排烟阀,如果需同时动作时,能够采用接力控制方式开启,并由最后动作的排烟阀发送动作信号。
(2)设在排烟风机入口处的防火阀动作后应联动停止排烟风机。排烟风机入口处的防火阀,是指安装在排烟主管道总出口处的防火阀(一般在280℃时动作)。
(3)设于空调通风管道上的防排烟阀,宜通过定温保护装置直接动作阀门关闭;只有必须要求在消防控制室远方关闭时,才采取远方控制。设置于风管上的防排烟阀,是指在各个防火分区之间通过的风管内装设的防火阀(通常在70℃时关闭)。这些阀是为防止火焰经风管串通而设置的。关闭信号要反馈到消防控制室,并停止有关部位风机。
(4)消防控制室应能对防烟、排烟风机(包括正压送风机)进行应急控制,即手动启动应急按钮。
2.2.4 消防通信系统
2.2.4.1 火灾应急广播与警报装置
消防广播设备作为建筑物的消防指挥系统,在整个消防控制管理系统中起着十分重要的作用。通常火灾应急广播扬声器设置于走道、楼梯间、电梯前室以及大厅等公共场所。
(1)火灾应急广播的技术要求。火灾应急广播扬声器的设置应符合以下要求。
①火灾应急广播的扬声器宜按照防火分区设置。在民用建筑里,扬声器应设置在走道和大厅等公共场所,每个扬声器的额定功率不应小于3W,其间距应保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大25m,走道末端扬声器距墙不大于12.5m。
②在环境噪声大于60dB的工业场所,设置的扬声器在其播放范围内最远点的声压级应高于背景噪声15dB。
③客房独立设置的扬声器,其功率一般不小于1W。
④壁挂扬声器的底边距地面高度应大于2.2m。
(2)火灾应急广播控制方式。发生火灾时,为了便于疏散和减少不必要的混乱,火灾应急广播发出警报时,不能通过整个建筑物火灾应急广播系统全部启动的方式,而应该仅向着火楼层和与其相关楼层进行广播。当着火层在二层以上时,仅向着火层及其上下各一层发出火灾应急广播;当着火层在首层时,需要向首层、二层以及全部地下层进行应急广播;当着火层在地下的任一层时,需要向全部地下层及首层进行应急广播。图2-52所示为火灾应急广播系统。
图2-52 火灾应急广播系统
当火灾应急广播和建筑物内其他广播音响系统合用扬声器时,一旦发生火灾,要求能在消防中心控制室采用手动控制或者联动切换控制两种方式,把火灾疏散层的扬声器和广播音响扩音机强制转入火灾事故广播状态。火灾应急广播系统仅利用广播音响系统的扬声器和传输线路,其扩音机等装置是专用的,当火灾发生时,应由消防中心控制室切换输出线路,使得广播音响系统投入火灾应急广播。火灾应急广播系统利用广播音响系统的扩音机、扬声器以及传输线路等装置时,消防中心控制室应该设有紧急播放盒(内含传声器、放大器、电源、线路输出遥控按键等),用于火灾时遥控广播音响系统紧急开启,进行火灾应急广播。使用以上两种控制方式时,均应注意使扬声器无论处于关闭还是播放音乐等状态,都能紧急播放火灾应急广播,尤其是在设有扬声器开关或音量调节器的系统中,火灾应急广播时,应把继电器切换到火灾应急广播线路上。无论采用哪种控制方式,均应能使消防中心控制室采用电话直接广播和遥控扩音机的开闭及输出线路的分区播放,还能显示火灾应急广播扩音机的工作状态。
目前在实际的设计施工中大多采用公共广播系统,也即是平时作为背景音乐和业务广播,火灾发生时紧急切换为消防广播(火灾应急广播)。广播系统通常由下列设备构成。
①音源,如录放机卡座、CD机等。
②前置放大器。
③播音传声器。
④功率放大器。
⑤现场放音设备,如吸顶音箱及壁挂音箱等。
根据现场实际使用的广播扬声器数量,依据规范规定的计算标准来选择功率放大器的功率。
(3)消防广播系统设计。在实际设计广播系统时,有总线制与多线制两种方案可供选择。总线制消防广播系统由消防中心控制室的广播设备及其配合使用的总线制火灾报警控制器、现场广播扬声器以及消防广播模块组成。消防广播设备可同其他设备一起,也可单独装配在消防控制柜内,各设备的工作电源统一由消防联动控制系统的电源提供。多线制消防广播系统的核心设备是多线制广播切换盘,通过此切换盘,可以手动对各广播分区进行正常或消防广播的切换。显然,多线制消防广播系统最大的缺点是N个防火(或广播)分区需敷设2N条广播线路。多线制与总线制两者的区别在于总线制系统是利用现场专用消防广播编码切换来实现广播的切换及播音控制的,而多线制系统是借助消防中心控制室的专用多线制消防广播切换盘来完成播音切换控制的。
①GST-LD-8305型编码消防广播切换模块。如图2-53所示为GST-LD-8305型编码消防广播切换模块接线端子示意。
图2-53 GST-LD-8305型编码消防广播切换模块接线端子示意
a.特点。该模块专用于总线制消防广播系统各防火分区内正常广播和消防广播间的现场切换控制。模块设有自回答功能,模块动作后,产生一个报警信号,并送至控制器产生报警,表明切换成功。
b.布线要求。无极性信号二总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0mm2;24VDC电源二总线采用阻燃BV线,截面积≥1.5m2;正常广播线ZC1、ZC2,消防广播线XF1、XF2和放音设备的连接线SP1、SP2都采用阻燃BV线,截面积≥1.0mm2。
c.线制
ⅰ.与控制器的信号二总线及电源二总线连接。
ⅱ.可以接入两根正常广播线、两根消防广播线及两根音响线。
其中:Z1、Z2接火灾报警控制器信号二总线,无极性;D1、D2是24V DC电源输入端子,无极性;I1、G为无源输入端;ZC1、ZC2是正常广播线输入端子;XF1、XF2是消防广播线输入端子;SP1、SP2是与放音设备连接的输出端子。
②总线制消防广播系统。总线制消防广播系统主要由消防中心控制室的广播设备及其配合使用的总线制火灾报警控制器、GST-LD-8305型编码消防广播切换模块(简称为GST-LD-8305模块)及现场放音设备组成。如图2-54所示为总线制消防广播系统示意图,一个广播分区可由一个GST-LD-8305模块来控制。有些场合,特别是档次较高的宾馆客房,设有床头广播柜。图2-55所示为GST-LD-8301型模块与GST-LD-8302型模块组合控制多个床头广播柜示意图。对床头广播柜实现广播切换控制的电气原理如图2-56所示。
图2-54 总线制消防广播系统示意
图2-55 GST-LD-8301型模块和GST-LD-8302型模块组合控制多个床头广播柜示意
图2-56 对床头广播柜实现广播切换控制的电气原理
2.2.4.2 消防专用电话系统
消防专用电话是重要的消防通信工具之一。为了确保火灾报警系统快速反应及可靠报警,同时保证火灾消防通信指挥,《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116——2013)明确规定,消防专用电话网络应建成独立的消防通信系统(消防专用电话系统)。
消防中心控制室应设置消防专用电话总机,并且宜选用共电式电话总机或者直通对讲设备,分机分设在其他各个部位。消防中心控制室和消防值班室等处应装设向公安、消防部门直接报警的外线电话。以下部位应设置消防专用电话分机:消防水泵房、变配电室、电梯机房、防排烟机房、自备发电机房等与消防联动有关的并且经常有人值班的房间及灭火系统操作装置处或控制室、消防值班室。设有手动报警按钮及消火栓按钮等处宜设消防专用电话插孔,方便报警后值班人员到现场复核及灭火时现场与消防中心控制室通话。按照线制的不同,可采用四种方式的消防通信系统,如图2-57所示。目前,国内已有不少厂家生产有四总线制消防专用电话,其分机作为消防专用电话分机使用,使配线大大简化。消防通信系统的接线方式及其设备的容量应依据实际工程的情况确定。
图2-57 消防通信系统接线图
消防专用电话系统的设计方法如下。
总线制消防专用电话系统由设置在消防中心控制室的GST-TS-ZOIA型总线制消防电话主机、现场的GST-LD-8304型消防电话模块、火灾报警控制器、GST-LD-8312型消防电话插座及GST-TS-100A/100B消防电话分机构成。
(1)GST-LD-8304型消防电话模块。GST-LD-8304为一种编码模块,直接和火灾报警控制器总线连接,并且需要接上24VDC电源总线。为实现电话语音信号的传送,还需要接入两根消防电话线。GST-LD-8304型消防电话模块上有一个电话插孔,能够直接供总线制电话分机使用。GST-LD-8312型消防电话插座、J-SAP-8402、J-SAP-GST9112型手动报警按钮的电话插孔部分均为非编码的,可直接与消防电话总线连接,构成非编码电话插孔,如果与GST-LD-8304型消防电话模块连接使用,可构成编码式电话插孔。根据规范要求,GST-LD-8304型消防电话模块可安装在水泵房、电梯机房等门口。GST-LD-8304型消防电话模块接线端子如图2-58所示。其布线要求为:Z1、Z2采用截面积≥1.0mm2的阻燃RVS双绞线,24V DC电源线采用截面积≥1.5mm2的阻燃BV线,TL1、TL2采用截面积≥1.0mm2的阻燃RVVP屏蔽线,L1、L2、AL、G采用截面积≥1.0mm2的阻燃BV线。
图2-58 GST-LD-8304型消防电话模块接线端子示意图
Z1,Z2——火灾报警控制器两总线,无极性;D1,D2——接24VDC电源,无极性;TL1,TL2,AL,G——与GST-LD-8312、J-SAP-8402、J-SAP-GST9112或GST-TS-100连接端子;L1,L2——消防电话总线,无极性
(2)GST-LD-8312型消防电话插座。GST-LD-8312型消防电话插座是一种非编码消防电话插座,不可接入火灾报警控制总线,仅能和GST-LD-8304型消防电话模块连接,构成编码式电话插座,一般为多个GST-LD-8312型消防电话插座并联后和一个GST-LD-8304型消防电话模块相连,仅占用整个系统一个编码点。应当注意的是,借助GST-LD-8304作为所连接电话插座的编码模块时,GST-LD-8304型消防电话模块不允许再与电话分机连接。此外,多个GST-LD-8312型消防电话插座并联后,也可以直接与总线制消防电话主机或多线制消防电话主机连接,不占用控制器的编码点。
(3)设计方法。在工程应用设计时,只要掌握GST-LD-8304型消防电话模块与GST-LD-8312型消防电话插座(或者J-SAP-8402、J-SAP-GST9112型手动报警按钮)各自的特点并且灵活运用,就可以符合大多数应用要求。图2-59为有固定电话分机和电话插孔的系统连接示意。这是在实际中用得最多的系统构成方式,它能符合一座大厦建筑物内不同位置的不同要求。若在电梯机房、水泵房、配电房以及电梯门口等重要的地方安装固定式电话分机,而在每一楼层安装一个或者多个GST-LD-8304型消防电话模块作为消防电话插座分区编码模块,在走廊墙壁上隔一定距离设置一只GST-LD-8312型消防电话插座或者J-SAP-8402、J-SAP-GST9112型手动报警按钮,并将这些GST-LD-8312型消防电话插座或者J-SAP-8402、J-SAP-GST9112型手动报警按钮分组并联在该楼层的GST-LD-8304型消防电话模块上,无需编码的电话插座则可以直接接在消防电话主机两根电话线上。
图2-59 有固定电话分机和电话插孔的系统连接示意
2.2.5 应急照明系统与疏散指示系统
若建筑物发生火灾,在正常电源被切断时,若没有火灾应急照明和疏散指示标志,受灾的人们往往由于找不到安全出口而发生拥挤、碰撞以及摔倒等;尤其是高层建筑、影剧院、礼堂、歌舞厅等人员集中的场所,火灾发生后,极易导致较大的伤亡事故;同时,也不利于消防队员进行灭火、抢救伤员和疏散物资等。因此,设置符合规定的火灾应急照明和疏散指示标志是十分重要的。
(1)设置部位
①除建筑高度小于27m的住宅建筑外,民用建筑、厂房和丙类仓库的下列部位应设置疏散照明:
a.封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间的前室或合用前室、避难走道、避难层(间);
b.观众厅、展览厅、多功能厅和建筑面积大于200m2的营业厅、餐厅、演播室等人员密集的场所;
c.建筑面积大于100m2的地下或半地下公共活动场所;
d.公共建筑内的疏散走道;
e.人员密集厂房内的生产场所及疏散走道。
②公共建筑、人防工程和高层民用建筑的下列部位应设灯光疏散指示标志:
a.除二类居住建筑外,高层建筑的疏散走道和安全出口处;
b.影剧院、体育馆、多功能礼堂、医院的病房楼等的疏散走道和疏散门;
c.人防工程的疏散走道及其交叉口、拐弯处、安全出口处。
(2)设置要求
①建筑内疏散照明的地面最低水平照度应符合下列规定:
a.对于疏散走道,不应低于1.0lx;
b.对于人员密集场所、避难层(间),不应低于3.0lx;对于病房楼或手术部的避难间,不应低于10.0lx;
c.对于楼梯间、前室或合用前室、避难走道,不应低于5.0lx。
②消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的消防设备房应设置备用照明,其作业面的最低照度不应低于正常照明的照度。
③疏散照明灯具应设置在出口的顶部、墙面的上部或顶棚上;备用照明灯具应设置在墙面的上部或顶棚上。
④公共建筑、建筑高度大于54m的住宅建筑、高层厂房(库房)和甲、乙、丙类单、多层厂房,应设置灯光疏散指示标志,并应符合下列规定:
a.应设置在安全出口和人员密集场所的疏散门的正上方;
b.应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0m以下的墙面或地面上。灯光疏散指示标志的间距不应大于20m,如图2-60所示,对于袋形走道,不应大于10m;在走道转角区,不应大于1.0m。
图2-60 疏散标志灯的设置位置
⑤下列建筑或场所应在疏散走道和主要疏散路径的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志:
a.总建筑面积大于8000m2的展览建筑;
b.总建筑面积大于5000m2的地上商店;
c.总建筑面积大于500m2的地下或半地下商店;
d.歌舞娱乐放映游艺场所;
e.座位数超过1500个的电影院、剧场,座位数超过3000个的体育馆、会堂或礼堂。
2.2.6 消防电梯
2.2.6.1 消防电梯及其控制
建筑物中设有电梯和消防电梯时,消防中心控制室应能对电梯,尤其是消防电梯的运行进行管理。这是由于消防电梯是在发生火灾时,供消防人员扑灭火灾及营救人员用的纵向的交通工具,联动控制一定要安全可靠。火灾时,不用一般电梯疏散,由于这时电源没有把握,所以对消防电梯控制一定要保证安全可靠。消防中心控制室在火灾确认后,应可以控制电梯全部停于首层,并且接收其反馈信号。
电梯的控制有两种方式:一种是将电梯的控制显示盘设在消防中心控制室,消防值班人员在必要时可直接操作;另一种是在人工确认真正是火灾后,消防中心控制室向电梯控制室发出火灾信号及强制电梯下降的命令,所有电梯下行停于首层。在对自动化程度要求较高的建筑内,可用消防电梯前室的感烟探测器联动控制电梯。但是必须注意,感烟探测器误报的危险性,最好还是利用消防中心控制室进行控制。
2.2.6.2 消防电梯的设置规定
(1)消防电梯的设置场所及要求
①下列建筑应设置消防电梯:
a.建筑高度大于33m的住宅建筑;
b.一类高层公共建筑和建筑高度大于32m的二类高层公共建筑;
c.设置消防电梯的建筑的地下或半地下室,埋深大于10m且总建筑面积大于3000m2的其他地下或半地下建筑(室)。
②消防电梯应分别设置在不同防火分区内,且每个防火分区不应少于1台,相邻两个防火分区可共用1台消防电梯。
③建筑高度大于32m且设置电梯的高层厂房(仓库),每个防火分区内宜设置1台消防电梯,但符合下列条件的建筑可不设置消防电梯:
a.建筑高度大于32m且设置电梯,任一层工作平台上的人数不超过2人的高层塔架;
b.局部建筑高度大于32m,且局部高出部分的每层建筑面积不大于50m2的丁、戊类厂房。
(2)消防电梯的设置规定
①符合消防电梯要求的客梯或货梯可兼作消防电梯。
②除设置在仓库连廊、冷库穿堂或谷物筒仓工作塔内的消防电梯外,消防电梯应设置前室,并应符合下列规定。
a.前室宜靠外墙设置,并应在首层直通室外或经过长度不大于30m的通道通向室外。
b.前室的使用面积不应小于6.0m2;与防烟楼梯间合用的前室,应符合《建筑设计防火规范》(GB 50016——2014)第5.5.28条和第6.4.3条的规定。
c.除前室的出入口、前室内设置的正压送风口和《建筑设计防火规范》(GB 50016——2014)第5.5.27条规定的户门外,前室内不应开设其他门、窗、洞口。
d.前室或合用前室的门应采用乙级防火门,不应设置卷帘。
③消防电梯井、机房与相邻电梯井、机房之间应设置耐火极限不低于2.00h的防火隔墙,隔墙上的门应采用甲级防火门。
④消防电梯的井底应设置排水设施,排水井的容量不应小于2m3,排水泵的排水量不应小于10L/s。消防电梯间前室的门口宜设置挡水设施。
⑤消防电梯应符合下列规定:
a.应能每层停靠;
b.电梯的载重量不应小于800kg;
c.电梯从首层至顶层的运行时间不宜大于60s;
d.电梯的动力与控制电缆、电线、控制面板应采取防水措施;
e.在首层的消防电梯入口处应设置供消防队员专用的操作按钮;
f.电梯轿厢的内部装修应采用不燃材料;
g.电梯轿厢内部应设置专用消防对讲电话。
2.2.7 消防控制室
2.2.7.1 消防控制室设置
消防控制室是火灾自动报警系统的控制中心,也是灭火的信息及指挥中心。它具有接受火灾报警、发出火灾信号以及安全疏散指令,控制各种消防联动控制设备和显示系统运行情况的功能。根据防火要求,凡是设有火灾报警、自动报警、自动灭火系统以及机械防排烟设施的楼宇(例如旅馆、酒店以及其他公共建筑物),均应设有消防控制室(消防中心),负责整座大楼火灾的监控及消防工作的指挥。
一般来说,设置消防值班室还是消防控制室与火灾自动报警系统及消防联动控制系统的规模有直接的关系。对于住宅设计来说,有下列原则。
(1)仅有火灾报警系统和自动报警系统而没有消防控制功能的单体住宅,可以设消防值班室。消防值班室宜设置于首层主要出入口的附近,可与经常有人值班的部门合并设置,如物业管理中心、门卫值班室等。
(2)在设置有火灾报警系统和自动报警系统及自动灭火或者消防联动控制设备的高层住宅内,宜于首层设置消防控制室。
(3)对系统中至少设一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备以及两台及以上区域火灾报警控制器或者区域显示器的建筑物,如住宅小区,应设消防中心控制室。
2.2.7.2 消防控制室的位置选择
在选择消防控制室的位置时,应遵循以下原则。
(1)消防值班室应设置于首层,应有直接对外的出口。
(2)消防控制室的门应向疏散方向开启,并且应在出入口处设置明显的标志。
(3)禁止与消防控制室无关的各种管路穿过。送、回风管在其穿墙处应设置防火阀,周围不应布置电磁场较强的设备用房,避免相互干扰,造成系统混乱。
(4)消防控制室不应设在厕所、浴室、锅炉房、变压器室的隔壁,以及上、下层相对应的房间内。
2.2.7.3 消防控制室的布置
消防控制室内设备的布置,应符合以下要求。
(1)设备面盘前的操作距离。单列布置时,不应小于1.5m;双列(并列)布置时,不应小于2m。
(2)在值班人员经常工作的一面,设备面盘至墙的距离不应小于3m。
(3)设备面盘后的维修距离不宜小于1m。
(4)设备面盘的排列长度为4m时,其两端应设置宽度不小于1m的通道。
(5)与建筑其他弱电系统合用的消防控制室内,消防设备应集中设置,并应与其他设备之间有明显间隔。
消防控制设备安装示例如图2-61、图2-62所示。
图2-61 消防控制设备安装示例一
注:1.独立设置的消防控制室,其耐火等级不应低于二级。附设在建筑物内的消防控制室应采用耐火极限不低于3.00h的隔板和2.00h的楼板,与其他部位隔开,并设置直通室外的安全出口。
2.不论是工业厂房,还是高层民用建筑,消防控制室均宜设在建筑物内的首层。
3.消防控制室的面积应能满足消防报警及控制设备的合理布置,但一般不应小于20m2。
4.消防控制室的门应向疏散方向开启,并应在出入口处设置明显的标志。
5.消防控制室的送、回风管,在其穿墙处应设置防火阀,并严禁与其无关的电气线路及管道穿过。
6.消防控制室应设火灾应急照明装置
图2-62 消防控制设备安装示例二
注:1.室内架空活动地板下净空0.24~0.4m,室内吊顶应能提供检修吊顶内电气设施的条件。
2.室内需设置必要的通风和空调设施,以供控制设备的正常运行。
3.室内需设一处机房专用接地端子,经绝缘导线与室外接地装置相连
2.2.8 防火门、防火卷帘门系统及联动控制
2.2.8.1 防火门系统及联动控制
防火门、窗是建筑物防火分隔的措施之一,通常用在防火墙上、楼梯间出入口或管井开口部位,要求能隔烟、火。防火门、窗对避免烟、火的扩散及蔓延及减少火灾损失起重要作用。
防火门根据其耐火极限分甲、乙、丙三级,其最低耐火极限为甲级防火门1.2h,乙级防火门0.9h,丙级防火门0.6h。按其燃烧性能分,可以分为非燃烧体防火门与难燃烧体防火门两类。
(1)防火门的构造及原理。如图2-63所示,防火门由防火门锁、手动及自动环节组成。
图2-63 防火门
防火门锁按门的固定方式可分为两种。一种为防火门被永久磁铁吸住处在开启状态,当发生火灾时利用自动控制或手动关闭防火门。自动控制由感烟探测器或者联动控制盘发来指令信号,使DC24V、0.6A电磁线圈的吸力克服永久磁铁的吸着力,从而通过弹簧将门关闭。手动操作的方法是:只要把防火门或永久磁铁的吸着板拉开,门即关闭。另一种为防火门被电磁锁的固定销扣住呈开启状态。火灾发生时,由感烟探测器或联动控制盘发出指令信号使电磁锁动作,或作用于防火门使固定销掉下,门关闭。
(2)电动防火门的控制要求
①重点保护建筑中的电动防火门应于现场自动关闭,不宜在消防控制室集中控制(包括手动或自动控制)。
②防火门两侧应设专用感烟探测器组成控制电路。
③防火门宜选用平时不耗电的释放器,且宜暗设。
④关闭防火门后,应有关闭信号反馈到区控盘或消防中心控制室。
防火门设置如图2-64所示,S1~S4为感烟探测器,FM1~FM3为防火门。当S1动作后,FM1应自动关闭;当S2或者S3动作后,FM2应自动关闭;当S4动作后,FM3应自动关闭。
图2-64 防火门的设置
电动防火门的作用就在于防烟及防火。防火门在建筑中的状态是:正常(无火灾)时,防火门处于开启状态;火灾时受控关闭,关闭后仍可通行。防火门的控制即为在火灾时控制其关闭,其控制方式可由现场感烟探测器控制,也可以借助消防控制中心控制,还可以手动控制。防火门的工作方式有两种:平时不通电,在火灾时通电关闭;或平时通电,火灾时断电关闭。
2.2.8.2 防火卷帘门系统及联动控制
建筑物的敞开电梯厅和一些公共建筑因为面积过大,超过了防火分区最大允许面积的规定(如百货楼的营业厅及展览楼的展览厅等),考虑到使用上的需要,可以采取比较灵活的防火处理方法。如设置防火墙或者防火门有困难时,可以设防火卷帘。
防火卷帘通常设置在建筑物中防火分区的通道口外,以形成门帘式防火分隔。火灾发生时,防火卷帘根据消防控制中心联动信号(或者火灾探测器信号)指令,也可以就地手动操作控制,使卷帘首先下降至预定点;经一定延时之后,卷帘降到地面,从而实现人员紧急疏散,灾区隔烟、隔火以及控制火势蔓延的目的。
(1)电动防火卷帘门系统的组成。电动防火卷帘门系统的组成如图2-65所示,防火卷帘门系统的控制程序如图2-66所示,防火卷帘门系统的电气控制如图2-67所示。
图2-65 电动防火卷帘门系统的组成
图2-66 防火卷帘门系统的控制程序
图2-67 防火卷帘门系统的电气控制
(2)防火卷帘门联动控制原理。正常时,卷帘卷起,且用电锁锁住。当发生火灾时,卷帘门分两步下放,如下为具体过程。
第一步下放:当火灾初期产生烟雾时,来自于消防中心的联动信号(感烟探测器报警所导致)使触点1KA(在消防中心控制器上的继电器由于感烟报警而动作)闭合;中间继电器KA1线圈通电动作;使信号灯燃亮,并发出报警信号;电警笛HA响,发出声报警信号;KA111-12号触头闭合,给消防中心一个卷帘启动的信号(即KA111-12号触头和消防信号灯相接);短接开关QS1的常开触头,全部电路通以直流电;电磁铁YA线圈通电,将锁头打开,为卷帘门下降作准备;中间继电器KM5线圈通电,接通接触器KM2线圈,KM2触头动作,门电动机反转卷帘下降;当卷帘下降至距地1.2~1.8m时,位置开关SQ2受碰撞而动作,致使KA5线圈失电,KM2线圈失电;门电动机停止,卷帘停止下放(现场中常称为中停),这样就可以隔断火灾初期的烟,也有利于灭火和人员逃生。
第二步下放:当火势增大,温度上升时,消防中心的联动信号接点2KA(安在消防中心控制器上且和感温探测器联动)闭合,致使中间继电器KM2线圈通电,其触头动作,致使时间继电器KT线圈通电;经延时30s之后其触点闭合,使KA5线圈通电,而KM2又重新通电,门电动机又反转,卷帘则继续下放;在卷帘落地时,碰撞位置开关SQ3使其触点动作,中间继电器KA4线圈通电;其常闭触点断开,导致KA5失电释放,又使KM2线圈失电,门电动机停止;同时KA43-4号、KA45-6号触头将卷帘门完全关闭信号(或称落地信号)反馈给消防中心。
卷帘上升控制:当火扑灭后,按下消防中心的卷帘卷起按钮SB4或现场就地卷起按钮SB5,均可使中间继电器KA6线圈通电,使得接触器KM1线圈通电,门电动机正转,卷帘上升;当上升至顶端时,碰撞位置开关SQ1使之动作,使KA6获电释放,KM1失电,门电动机停止,从而上升结束。
开关QS1用来手动开、关门,而按钮SB6用于手动停止卷帘升、降。