
一、問題背景與意義
背景
現(xiàn)代建筑尤其是公共建筑、商業(yè)綜合體、地下空間及高層建筑,對通風(fēng)與排煙系統(tǒng)的性能要求越來越高。送風(fēng)口(新風(fēng)或補(bǔ)風(fēng))與排煙口(自然或機(jī)械排煙)在正常工況和火災(zāi)工況下承擔(dān)不同的任務(wù):日常保持室內(nèi)空氣更新、控制溫濕度、抑制污染物擴(kuò)散;火災(zāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣控制、疏散通道保清、火災(zāi)煙控分區(qū)的煙溫與濃度管理。因此,當(dāng)送風(fēng)口或排煙口被人員手動(dòng)開啟(如現(xiàn)場操作防火閥、排煙口開啟按鈕或窗扇開啟)時(shí),及時(shí)、可靠地啟動(dòng)相應(yīng)風(fēng)機(jī)以配合送排風(fēng)流向,成為保證系統(tǒng)功能發(fā)揮的關(guān)鍵措施。意義
保護(hù)人員生命安全:聯(lián)動(dòng)能在火情初期快速形成控制性的氣流,防止煙氣蔓延、保持疏散通道可見性。
提高消防措施效果:避免開啟排煙口而風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)導(dǎo)致局部負(fù)壓不足或產(chǎn)生逆流,影響煙氣排放效果。
降低設(shè)備與結(jié)構(gòu)二次損失:減少煙氣擴(kuò)散引起的煙熏損害與高溫對結(jié)構(gòu)的長期影響。
滿足法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)要求:許多國家和地區(qū)的建筑防火規(guī)范要求手動(dòng)或自動(dòng)啟用的煙控裝置必須聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備。
二、功能與控制目標(biāo)
聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足如下功能要求與控制目標(biāo):
可靠觸發(fā):當(dāng)人員手動(dòng)開啟送風(fēng)口或排煙口(含開關(guān)、按鈕、手動(dòng)閥門、窗扇等)時(shí),能夠迅速、可靠地產(chǎn)生控制信號(hào)。
對應(yīng)性啟動(dòng):系統(tǒng)應(yīng)能識(shí)別是送風(fēng)口還是排煙口被開啟,并按預(yù)設(shè)邏輯啟動(dòng)對應(yīng)的風(fēng)機(jī)(送風(fēng)機(jī)或排煙機(jī)),包括備用風(fēng)機(jī)切換。
可控順序:在必要時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)順序(如先啟送風(fēng)、再啟排煙或反之),以避免瞬時(shí)壓力沖擊或不利的流向形成。
位置與分區(qū)聯(lián)動(dòng):實(shí)現(xiàn)分區(qū)性的聯(lián)動(dòng)控制,確保僅在相關(guān)防煙分區(qū)內(nèi)的風(fēng)機(jī)啟動(dòng),避免無謂的大范圍啟動(dòng)與能耗。
狀態(tài)反饋與顯示:提供現(xiàn)場或監(jiān)控中心的狀態(tài)反饋(口狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障告警),便于決策與后續(xù)操作。
故障容錯(cuò):當(dāng)主控設(shè)備或風(fēng)機(jī)故障時(shí),應(yīng)能自動(dòng)啟用備用設(shè)備或提供明確的故障提示并采取限定安全措施(如關(guān)閉相關(guān)口、手動(dòng)介入指示)。
與消防聯(lián)動(dòng):在火災(zāi)報(bào)警或噴淋系統(tǒng)動(dòng)作時(shí),與消防控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)協(xié)調(diào),避免互相沖突或延遲響應(yīng)。
三、技術(shù)方案與設(shè)計(jì)要點(diǎn)
感知與信號(hào)采集
傳感器與檢測點(diǎn):在每個(gè)送風(fēng)口與排煙口設(shè)置開關(guān)量檢測裝置(限位開關(guān)、行程開關(guān)或接近開關(guān)),通過接點(diǎn)信號(hào)判斷口的開啟/關(guān)閉狀態(tài)。對帶電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的在位反饋采用位置反饋開關(guān)或電子位移傳感器。
接點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化:采集信號(hào)應(yīng)采用符合消防控制室與樓宇自控(BMS)接口規(guī)范的常開/常閉接點(diǎn),考慮干節(jié)點(diǎn)輸入以便兼容不同控制系統(tǒng)。
去抖動(dòng)與邏輯篩選:由于手動(dòng)動(dòng)作可能伴隨抖動(dòng),應(yīng)對采集信號(hào)進(jìn)行時(shí)間濾波(如200–1000 ms去抖),并結(jié)合二次確認(rèn)(如口保持開啟超過設(shè)定時(shí)間)以避免誤觸發(fā)。
控制邏輯與程序
觸發(fā)條件:明確觸發(fā)條件(單一送風(fēng)口/排煙口開啟觸發(fā)、多個(gè)口同時(shí)開啟觸發(fā)或達(dá)到閾值才觸發(fā))。對人為操作與火情自動(dòng)檢測的優(yōu)先級(jí)須在控制邏輯中定義。
啟動(dòng)順序:制定啟動(dòng)/停機(jī)順序方案,例如:
火災(zāi)情形下優(yōu)先啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)并在短延時(shí)后啟動(dòng)補(bǔ)風(fēng)機(jī)以穩(wěn)定壓力差;
人為手動(dòng)開啟送風(fēng)口用于通風(fēng)時(shí),只啟用送風(fēng)機(jī)而不啟排煙機(jī),除非檢測到煙氣或火警。
分級(jí)響應(yīng):根據(jù)不同觸發(fā)級(jí)別(試驗(yàn)/維護(hù)/真實(shí)火情)采用不同的控制響應(yīng)與告警等級(jí),試驗(yàn)?zāi)J讲挥|發(fā)消防報(bào)警器而僅用于調(diào)試。
互鎖保護(hù):避免形成不利氣流,如在某些組合下禁止同時(shí)啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓或正壓異常的機(jī)組,通過互鎖邏輯控制。
接口與系統(tǒng)集成
與消防聯(lián)動(dòng)的接口:聯(lián)動(dòng)控制器應(yīng)支持消防設(shè)備統(tǒng)一接口(如消防控制中心的干接點(diǎn)或基于協(xié)議的通信),并遵循相關(guān)消防聯(lián)動(dòng)圖及標(biāo)準(zhǔn)。
與樓宇自控系統(tǒng)(BMS)的數(shù)據(jù)共享:將口狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信息接入BMS進(jìn)行集中監(jiān)控與歷史記錄。
遠(yuǎn)程與本地控制:在樓層或防煙分區(qū)設(shè)置本地控制箱,允許現(xiàn)場手動(dòng)強(qiáng)制啟停并顯示工作狀態(tài);同時(shí)向監(jiān)控中心傳輸事件,避免本地操作與中央指令沖突。
電氣與動(dòng)力保障
起動(dòng)方式:根據(jù)風(fēng)機(jī)容量采用合適的起動(dòng)方式(直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)、軟啟動(dòng)或變頻控制),以控制啟動(dòng)電流峰值并減少對電網(wǎng)的沖擊。
電源冗余與應(yīng)急供電:關(guān)鍵風(fēng)機(jī)應(yīng)有應(yīng)急電源(柴油發(fā)電、UPS或消防專用電源),并確保聯(lián)動(dòng)在故障電源狀態(tài)下仍可執(zhí)行。
電氣保護(hù):設(shè)置過流、過載、低壓、缺相等保護(hù),配合聯(lián)動(dòng)邏輯在異常時(shí)停機(jī)并發(fā)出故障告警。
四、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)(以中國常用規(guī)范為例)
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016)對于排煙與通風(fēng)的基本要求、分區(qū)、排煙系統(tǒng)的設(shè)置與聯(lián)動(dòng)控制有明確規(guī)定。
《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50116)和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》對消防聯(lián)動(dòng)原則、信號(hào)接口、監(jiān)控顯示有要求。
行業(yè)規(guī)范與地方標(biāo)準(zhǔn)可能對送排風(fēng)機(jī)的應(yīng)急電源、風(fēng)量、風(fēng)壓、排煙口的布置與開啟方式提出補(bǔ)充要求。
設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)嚴(yán)格對照相關(guān)規(guī)范,并與地方消防部門溝通以確保滿足驗(yàn)收條件。
五、實(shí)施案例與選型建議
案例(示意)
在地下商場A項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)在每個(gè)防煙分區(qū)的排煙口與送風(fēng)口分別設(shè)有行程開關(guān),當(dāng)現(xiàn)場人員通過手動(dòng)開啟排煙口時(shí),排煙口行程開關(guān)閉合向消防聯(lián)動(dòng)控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào);控制器識(shí)別后,先啟同一區(qū)域的排煙風(fēng)機(jī),延時(shí)3–5秒后啟送風(fēng)機(jī)以形成穩(wěn)定的正/負(fù)壓差。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)采用軟啟動(dòng)器以降低電流沖擊,并由消防控制室進(jìn)行聲光報(bào)警提示與狀態(tài)顯示。維護(hù)模式下,手動(dòng)操作可選擇“試驗(yàn)”狀態(tài),信號(hào)僅記錄不觸發(fā)樓層總報(bào)警。該方案在驗(yàn)收時(shí)通過了消防部門的現(xiàn)場聯(lián)動(dòng)測試并投入運(yùn)行。選型要點(diǎn)
行程/限位開關(guān):應(yīng)選擇防塵、防潮等級(jí)高、動(dòng)作可靠的器件,并設(shè)置機(jī)械復(fù)位或自鎖機(jī)構(gòu)以保持狀態(tài)可靠性。
控制器:采用專用消防聯(lián)動(dòng)控制器或具備消防接口的PLC,要求具備冗余供電與日志記錄功能。
風(fēng)機(jī)與傳動(dòng):根據(jù)刮風(fēng)阻力與風(fēng)量需求選型,并考慮變頻器以便實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)與軟起動(dòng)功能。
接線與布線:采用消防專用電纜或阻燃電纜,布線需按消防規(guī)范實(shí)現(xiàn)回路冗余與保護(hù)。
六、可靠性、試驗(yàn)與維護(hù)
可靠性設(shè)計(jì)
冗余配置:關(guān)鍵風(fēng)機(jī)、控制模塊及傳感器應(yīng)配置冗余或備用,以在單點(diǎn)故障時(shí)保障系統(tǒng)功能。
防誤操作:在控制面板設(shè)計(jì)明確的鑰匙開關(guān)或權(quán)限控制,避免未經(jīng)授權(quán)的人員誤操作導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)失效或誤啟動(dòng)。
抗干擾措施:電氣系統(tǒng)采取屏蔽、接地等抗電磁干擾設(shè)計(jì),保證信號(hào)傳輸可靠。
試驗(yàn)與驗(yàn)收
聯(lián)動(dòng)功能試驗(yàn):施工完成后應(yīng)按規(guī)范逐項(xiàng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)測試,包括手動(dòng)開啟口時(shí)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)時(shí)延時(shí)邏輯、與消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)、備用電源啟動(dòng)等。
模擬火情試驗(yàn):通過人工觸發(fā)火警信號(hào)核驗(yàn)系統(tǒng)在火情下的綜合響應(yīng)。
驗(yàn)收記錄:詳細(xì)記錄每次測試結(jié)果、異常處理記錄與責(zé)任人信息,作為后期維護(hù)依據(jù)。
維護(hù)與定期檢測
定期檢查口位置開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、風(fēng)機(jī)電機(jī)、控制柜與接線,建議按月、季度與年度制定不同級(jí)別的檢查項(xiàng)。
定期演練聯(lián)動(dòng)程序與應(yīng)急啟動(dòng),培訓(xùn)值班人員掌握手動(dòng)介入與故障處理流程。
建立臺(tái)帳與歷史故障數(shù)據(jù)庫,用于分析共性問題并改進(jìn)設(shè)計(jì)或維護(hù)策略。
七、風(fēng)險(xiǎn)與故障應(yīng)對
常見風(fēng)險(xiǎn)
手動(dòng)開啟信號(hào)傳輸斷路或誤差:造成風(fēng)機(jī)不能及時(shí)啟動(dòng)或誤啟動(dòng)。
風(fēng)機(jī)起動(dòng)故障或動(dòng)力不足:在火情時(shí)無法實(shí)現(xiàn)規(guī)定風(fēng)量,導(dǎo)致煙氣控制失效。
邏輯沖突:與其他系統(tǒng)(例如空調(diào)、新風(fēng)或消防泵)聯(lián)動(dòng)沖突導(dǎo)致系統(tǒng)無法按預(yù)期工作。
電源故障:主電源中斷時(shí)應(yīng)急電源無法接替,聯(lián)動(dòng)失效。
故障應(yīng)對措施
設(shè)計(jì)冗余與故障自診斷:控制系統(tǒng)應(yīng)能檢測信號(hào)回路異常并發(fā)出故障告警,同時(shí)自動(dòng)啟用備用回路或備用設(shè)備(若可行)。
明確應(yīng)急預(yù)案:制定故障時(shí)的處置流程(例如發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)未起動(dòng)時(shí),現(xiàn)場人員應(yīng)立即手動(dòng)啟停并通知消防控制中心和運(yùn)維單位)。
定期培訓(xùn)值守人員,使其掌握手動(dòng)切換、強(qiáng)制啟停與故障記錄流程。
八、管理與制度建議
建立聯(lián)動(dòng)管理制度:明確聯(lián)動(dòng)控制的權(quán)限、試驗(yàn)流程、故障上報(bào)與處理時(shí)限。
設(shè)備更改審批:任何影響聯(lián)動(dòng)邏輯的設(shè)備更改必須由專業(yè)單位評估并報(bào)消防主管部門備案。
運(yùn)行日志與檔案:對每次手動(dòng)開啟事件、自動(dòng)聯(lián)動(dòng)事件與維護(hù)檢修記錄進(jìn)行歸檔,便于追溯與責(zé)任認(rèn)定。
定期聯(lián)合檢查:與消防主管部門或第三方檢測機(jī)構(gòu)定期開展聯(lián)合檢查或演練,保持系統(tǒng)長期可靠性。
送風(fēng)口、排煙口手動(dòng)開啟后聯(lián)動(dòng)相應(yīng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng),是保障建筑防排煙功能、人員安全與消防應(yīng)急響應(yīng)的核心環(huán)節(jié)。成功實(shí)現(xiàn)這一聯(lián)動(dòng)需要從感知、信號(hào)處理、控制邏輯、電氣保障、系統(tǒng)集成與維護(hù)管理等多方面統(tǒng)籌考慮,并嚴(yán)格遵循國家與行業(yè)相關(guān)規(guī)范。通過合理的設(shè)計(jì)、可靠的設(shè)備選型、完善的試驗(yàn)與維護(hù)制度,以及對人員的培訓(xùn)與演練,可有效提升系統(tǒng)在實(shí)際火情或日常運(yùn)行中的響應(yīng)能力與可靠性,最終實(shí)現(xiàn)對生命財(cái)產(chǎn)安全的有力保障。

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