防烟系统中余压智能监控的重要性@新闻快讯-安科瑞电气股份有限公司

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本公司3月3号09点09分报道：防烟系统中余压智能监控的重要性@新闻快讯

（http://www.app17.com/c155814/products/d10521712.html）

YI、防烟系统中余压智能监控的重要性介绍：
借鉴发达国家的先进经验，结合相关规范和标准，通过对建筑防烟系统的机理、火灾烟气的危险性、防烟作用的分析，介绍在建筑防烟系统内设计余压智能监控系统的重要性和意义。
建筑物中存在着大量的可燃物，包括装饰材料、供配电电缆、家具电器等。这些可燃物在燃烧过程中，将产生大量有毒烟气，烟气中含有的氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等多种有毒有害成分对人体伤害很大，致死率高；燃烧过程中造成的高温缺氧环境也会对人体造成很大危害；烟气有遮光作用，使能见度下降，严重影响人员的疏散和救援活动。因此，建筑物内普遍设计了防烟和排烟系统，以保证火灾时及时排除烟气，同时保障建筑内疏散楼梯间人员的安全疏散和消防救援的展开。

二、建筑防烟排烟系统
建筑防烟排烟系统分为建筑防烟系统和建筑排烟系统。其中建筑防烟系统是指通过采用自然通风方式，防止火灾烟气在楼梯间、室、避难层（间）等空间内积聚，通过采用机械加压送风方式阻止火灾烟气侵入楼梯间、室、避难层（间）等空间的系统，防烟系统分为自然通风系统和机械加压送风系统。建筑排烟系统是采用自然排烟或机械排烟的方式，将房间、走道等空间的火灾烟气排至建筑物外的系统，分为自然排烟系统和机械排烟系统。
GB50016-2014《建筑设计防火规范》中明确了防烟与排烟系统的设置场所。规范要求封闭楼梯间不能自然通风或自然通风不能满足要求时，应设置机械加压送风系统或采用防烟楼梯间。
当建筑物发生火灾时，疏散楼梯间是建筑物内部人员疏散的通道，同时，室、合用室是消防队员进行火灾扑救的重要场所。在火灾时要的就是控制烟气进入上述安全区域。对于较高的建筑，其自然通风效果受建筑本身的密闭性以及自然环境中风向、风压的影响较大，难以保证防烟效果，所以需要采用机械加压来保证防烟效果。因此即将颁布的国家强制性准》中要求建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、独立室、合用室、共用室及消防电梯室应采用机械加压送风系统。

三、正压送风系统
防烟楼梯间及其室或合用室的机械加压送风防烟设计的目的是维持防烟楼梯间、独立室、合用室、共用室及消防电梯室的正压值。也就是开启着火层疏散通道时，能够保持疏散通道内有定的正压值。当幢建筑某部位发生火灾时，应迅速采取有效的防、排烟措施，对火灾部位应实行排烟控制，使火灾发生的烟气和热置能迅速排除，以利人员的疏散和消防扑救，故这些区域的空气压力值为相对负压。而为了阻挡烟气，对非火灾部位及疏散通道等应迅速采取机械加压送风的防烟措施，给楼梯间、室加压送风，以确保楼梯间及室或合用室为正压区域。
送风风量的确定通常用“压差法”或“风速法”进行计算，并以其中大者为准，且设计风置不应小于计算风量的1.2倍进行确定。很显然，正压值维持过低不利于防烟，但正压值过高又可能妨碍门的开启而影响疏散。据jia拿大、美国等国采用电子计算机模拟试验表明，当只在楼梯间顶部送风时，楼梯间中间十层以上内外门压差将超过102Pa，疏散门很难打开。
以上海某大厦防排烟系统设计为例，设计中按开启着火层及上下相邻层的送风□，验收时发现，当加压风机启动后，相邻的三层风口开启，此时如果室的门均处在关闭状态，三个室的正压值高达284Pa，比要求的室及合用室正压为25Pa的标准高出许多，因此从走道内根本无法打开通向室的门，旦发生火灾，这种送风系统反而给疏散带来困难，后果十分危险。

四、余压智能监控
1、设计理念
为了确保加压送风系统的防烟效果，计算风量和运行控制较为复杂，当不同楼层中楼梯间与室的门以及室与走道间的门同时开启时，会引起气流走向与风量分配的变化，需对风机送风置进行余压智能监控，以维护二者之间的余压值。目建筑防烟系统本身没有能力来判断加压区是否能保持定压力，或系统中泄漏过大，压力达不到标准，起不到防烟作用，或因压力过大而造成疏散门阻塞，而如何能及时探测加压区压力状况，以便调整风量，使楼梯间和室保持相对稳定的压力是个关键问题。由于加压作用力的方向与疏散方向相反，如果压力过高，给开启疏散门带来困难，影响人员安全疏散，因此在机械加压送风系统中设置余压智能监控，可实时监控送风系统运作的状态，在超压时能够立即启动送风机旁通泄压阀，以确保楼梯间和室保持相对稳定的防烟压力。

2、设计目的
关于加压部位的余压值，是加压送风量的计算及工程竣工验收等重要的依据，它直接影响到加压送风系统的防烟效果。余压值的要求是：当相同加压部位的门关闭时，其值应足以阻止着火层的烟气在热压、风压、浮压等力量联合作用下进入楼梯间、室或封闭避难层。
为了促使加压空气向走道流动，发挥对着火层烟气的排斥作用，GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》中第3.4.4条规定：机械加压送风置应满足走廊至室至楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列要求：
（1）室、封闭避难层（间）与走道之间的压差应为25Pa～30Pa；
（2）楼梯间与走道之间的压差应为40Pa～50Pa；
（3）当系统余压值超过允许压力差时应采取泄压措施，允许压力差应由本规范第3.4.9条计算确定。
因此要求在加压送风时，防烟楼梯间的空气压力大于室的空气压力，而室的空气压力大于走道的空气压力。即楼梯间压力＞室压力＞走道压力，以便阻止烟气流向室及楼梯间，或者说，当非加压区开向加压区的门关闭或敞开时，有少置烟气带入室及楼梯间，由于门两侧有定的压力差或门洞处存在与烟气扩散方向相反的空气流，则立即被排出，以阻止烟气的侵入，使室及楼梯间保持无烟，确保建筑物内人员的顺利疏散和安全避难，并为消防救援创造有利条件。

3、设计原理
针对各类机械加压送风系统的特点，结合余压值控制的需求，余压智能监控系统应包括余压探测器、余压控制器、电动风阀执行器（旁通泄压阀）、系统总线及软件等，如图1所示。该系统可实时采集余压值变化和运行情况，并对故障、失压、超压信号进行实时监控。当防烟楼梯间或室余压值达到超压动作阈值时，余压探测器上传报警信号至余压控制器，控制器联动开启电动风阀执行器，动态步进式调整旁通阀开启角度进行泄压；余压值恢复到正常区间值后，探测器上传信号至控制器停止开启旁通阀，使旁通阀处于合理开启角度，使余压值始终保持在规范要求的范围内。

目国内先进且具有代表性的产品不仅可实现上述需求，而且引入无性消防二总线通信、PID算法动态步进式控制、多传感器组合控制等技术，既可节约施工成本，也可实现对旁通阀开启角度的准确控制，限度地减少误报漏报。如安科瑞电气的余压监控系统具有实时性、数值化、智能化，自动化连续监控的特点，实用性强。

4、设计方式与意义
在建筑旦发生火灾时，防烟楼梯间、避难走道及其室（或合用室）是人员撤离的生命通道和消防人员进行扑救的通行走道，确保其各方面的安全。故为防止火灾或疏散通道防火门两侧压力过大时，为人员安全疏散及逃生创造有利条件，依据现行国家规范和标准图集，暖通业提出工艺要求：在防烟楼梯间适当位置及每层防烟楼梯间室、消防电梯室或合用室处设置余压探测器（如图2所示）及时测量出余压值，通过余压控制器及时控制加压送风机的旁通泄压阀，实现对楼梯间内的增压和泄压控制，有效地控制系统送风量，调整楼梯间及室的余压值，由电气业实施，如图3所示。

设计安装并使用余压智能监控系统，保证了机械加压送风系统的健康运行及疏散通道的安全畅通。随着余压智能监控系统在现代建筑物中的设计、安装及使用（如图4所示），可显著提高机械加压送风系统的可靠性、稳定性，采用智能余压监控系统可实现有效降低楼梯间和室之间、室和室内走道之间防火门两侧压差过大而导致防火门无法正常开启的故障发生率，确保机械加压送风系统的正常工作，对有效保障人民生命和国家财产安全产生意义深远的积作用。

五、余压智能监控
仅从防烟角度来说，送风余压值越高越好，但由于疏散门的方向是朝疏散方向开启，而加压送风作用方向与疏散方向恰好相反。若风压过高则会引起开门困难，甚至不能打开门，影响疏散。因此，余压值是正压送风的关键技术参数。机械加压送风系统不利环路阻力损失外的余压值是加压送风系统设计中的个重要技术指标。该数值是指在加压部位相通的门窗关闭时，足以阻止着火层的烟气在热压、风压、浮力、膨胀力等联合作用下进入加压部位，发挥对着火层烟气的排斥作用，而同时设计确定其送风量时还应考虑疏散人员推开门所需要力量不宜过大，或余压过高造成人们推不开通向疏散通道的门。它不仅涉及到送风量的大小，而且还关系到整个加压系统的工作安全性问题，既应满足防烟性能要求，能保证方便疏散的开门状态。显然，加压送风系统的设计，先应该建立在安全的开门状态基础上。由于设计院各业的独立性很强，如暖通与电气业未沟通好，实际的工程中则经常会为了防止楼梯间和室之间、室和室内走道之间防火门两侧压差过大而导致防火门无法正常开启；或者实际上风压太大，影响人员疏散和消防人员施救；或风压不足影响到防烟的事实。

六、安科瑞余压监控系统介绍及选型
针对各类机械加压送风系统的应用特点，安科瑞电气股份有限公司研发了余压监控系统，是集工业计算机技术、通讯、抗电磁干扰、数字传感技术及消防二总线于体的智能化系统。采用高灵敏度压力信号传感器，24小时实时自动巡检并采集监控区域压力变化等工作状态，对超压故障发出报警信号并记录，当防烟楼梯间或室余压值达到超压监控值时，余压探测器发出报警信号，余压控制器打开加压风机风管上的旁通阀泄压；余压回落到正常区间值后，余压探测器发出信号，余压控制器关闭旁通阀，通过控制旁通阀的开启，来保持余压值稳定在规范要求的区间值内，系统具有实时性、数字化、智能化，自动化连续监控的特点。
1、系统结构
余压监控系统由余压监控器（主机）、余压控制器、余压探测器、风阀执行器、系统监控用软件等部分或全部设备组成满足并高于GB51251《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB50098《人民防空工程设计防火规范》等相关国家标准中的功能需求。

2、配置与功能1111MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0

名称	型号	功能
余压监控器	ARPM100/B3	通过余压监控器监控疏散通道余压变化，与余压控制器、余压探测器、风阀执行器配接，构建大容量疏散通道余压监控系统。
余压控制器	ARPM-C	监控消防疏散通道余压，调节风阀的开启角度，调节余压在安全范围内，同时向监控主机反馈现场工作状态。
余压探测器	ARPM-S/1	检测正压、负压或压差，反馈疏散通道余压的压力状态和故障信息。将压力值传输给余压控制器，同时接收余压控制器下发的报警阀值等信息，可实现本地光报警。
余压探测器副面板	ARPM-S/2	余压探测器副面板为余压探测器附件，与探测器配套使用；通过穿墙软管与探测器连接；与探测器分别采集墙体两侧的空气压力。
风阀执行器	ARPM-DC24V	接收余压控制器指令，控制调节风阀的开、闭角度。

3、设计规程
系统应根据建筑物内机械加压送风系统设置的具体情况，采用分断设计的控制方式，确定余压控制器和余压探测器的设置部位、数量与形式；
余压控制器和余压探测器的实时工作状态及故障报警等信息，应通过通信接口，并联接入加压风机控制箱内的余压监控系统总线，将各类信息上传至消防控制室内的余压监控器（主机），进行统监测管理、显示并存储，以便于值班人员随时掌控和了解设备运行情况；
余压监控器与余压控制器之间采用RS485通讯方式，485回路的总线采用NH-RVSP-2*1.5mm2的通讯线缆，通讯距离般在500米以内，余压监控器可连接64个余压控制器；
余压控制器与余压探测器之间采用二总线通讯方式，二总线回路的总线采用NH-RVSP-2*2.5mm2的通讯线缆，通讯距离般在500米以内，防烟楼梯间、室楼板垂直敷设，余压控制器可连接128个余压探测器；
系统的设置不应影响机械加压送风系统的正常工作。

4、设置场所及范围
在设有机械加压送风系统的场所，应设置余压监控系统。每台加压送风机配电控制箱内应设置余压控制器；防烟楼梯间及其室设置余压探测器；消防电梯间室或合用室应设置余压探测器；避难走道的室，避难层(间)应设置余压探测器。

5、设置部位
（1）余压控制器的设置
余压控制器的设置数量，与机械加压送风机的数量为对的关系；
余压控制器应设置在加压送风机控制箱内，控制箱内预留路220V做为余压控制器的工作电源；

（2）余压探测器的位置
防烟楼梯间的室或合用室，应每层室设台余压探测器；
应在楼梯间高度约为三分之和三分之二处（层）各设置台余压探测器；或宜在设有加压送风口处（层），设台余压探测器；
余压探测器应设置在高压区（楼梯间、室区域疏散门侧），距顶0.2至0.5米壁挂安装，采用底座直接固定在预埋86盒上。

七、结束语
《建筑防烟排烟系统技术标准》对建筑物内机械加压送风系统的余压值范围有明确的要求和规定，相信通过《建筑防烟排烟系统技术标准》的颁布实施，我国对余压智能监控的设计和使用会有个巨大的发展，从而为在火灾情况下机械加压送风系统的正常运行、人员的疏散和营救提供有力的技术保障。

参考文献
[1] GB 51251-2017 《建筑防烟排烟系统技术标准》. 中国计划出版社, 2018.
[2] GB 50016-2014 《建筑设计防火规范》. 中国计划出版社, 2014.
[3] 张晋，论余压智能监控在防烟系统设计的重要性[J]．智能建筑，2019,01:72⁻⁷6.
[4] 安科瑞余压监控系统. 2020.08版.

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作者：陈沁雨

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