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1、机械排烟系统设计的有关问题探讨机械排烟系统设计的有关问题探讨机械排烟系统设计的有关问题探讨(湖北省荆州市公安消防支队)摘 要 简述了机械排烟系统的基本组成及工作原理，分析了机械排烟系统设计中的一些值得探讨的问题，提出了增强机械排烟系统的及时性、有效性和可靠性的一些具体建议，简述了自动排烟系统的概念、组成和功能。关键词 机械排烟系统 自动排烟系统 自动控制 手动控制 可靠性 据有关资料显示，在火灾死亡原因中火灾烟气致死所占的比率高达到 80%以上，火灾烟气成为火灾中的头号杀手。如何更有效地控制烟气对人的危害，是许多消防科学工作者研究的重要课题。机械排烟系统在建筑消防设计中占有突出的位置，它在火灾
2、初期，将火灾产生的大量烟气通过排烟系统排出室外，使室内的烟气减少，延缓烟气层向下扩展的速度，延长火灾允许疏散时间，从而有利于人员疏散和救援行动的开展，使更多的人从火场逃生，减少火灾伤亡，降低火灾危害。机械排烟系统设计属于暖通专业范畴，在高层民用建筑设计防火规范和建筑设计防火规范中对排烟系统的设计作了原则性的一般规定，目前还没有专门的机械排烟系统设计规范，现有的规范中在一些具体的问题上没有明确规定，导致一些工程设计存在诸多问题，影响系统的及时性、可靠性和有效性。本文对机械排烟系统设计中的有关问题进行了分析，提出了自动排烟系统的概念和增强机械排烟系统的及时性、有效性和可靠性的一些具体建议。1 机械
3、排烟系统的基本组成及工作原理机械排烟系统一般由排烟风机、排烟阀（口） 、排烟防火阀、排烟管道及排烟控制装置组成。排烟系统一般与火灾自动报警系统联系紧密，由火灾自动报警系统对其进行控制，使其具有自动、手动和现场手动功能。一般机械排烟系统的联动控制程序是：由火灾探测器探测到火灾信号，火灾信号输入到火灾报警控制器，由火灾报警控制器发出指令，通过总线编码模块开启该探测器所在的防烟分区内的排烟阀(口)，降下活动式挡烟垂壁，连锁开启排烟风机，进行排烟。不同情况的排烟系统其控制方式也不相同，有的系统把排烟阀设计常开式的，火灾时不必开启排烟阀；有的系统把排烟防火阀设为常闭式的，火灾时还要开启排烟防火阀才能实现
4、排烟功能；有的系统与通风系统合用，需要设计火灾情况下的功能转换；还有的需要在没有火灾自动报警系统的情况下设计机械排烟系统。对于不同情况应该设计不同的控制方式，尽可能使系统具有自动、手动和现场手动三种功能。2 机械排烟系统设计的常见问题2.1 机械排烟系统的开启方式一般开启方式有三种，其中现场手动开启方式是最直接的一种，这种手动直接启动模式无需任何条件，当火灾被人发现后，可以在现场按动排烟阀的手动按钮，打开排烟阀，联动启动活动式挡烟垂壁和排烟风机，进行排烟。而系统的自动启动模式设计有所不同，有的设计为当一个火灾探测器动作报警并经控制室确认后启动排烟系统，有的是由两个火灾探测器动作报警后启动排烟系
5、统。控制室确认和两个火灾探测器动作报警都需要一定时间，烟气会进一步蔓延到更大范围，影响人员的安全疏散。排烟系统启动得越早排烟效果越好，时间耽搁太久排烟就失去意义了。即使是误报引起排烟系统误动作，经过人工检查后进行复位，不会有太大的影响。因此笔者认为，一个火灾探测器动作就应启动排烟系统，这更有利于人员的安全疏散，增强系统的及时性和有效性。2.2 排烟系统的控制回路设计问题有的设计将排烟阀、排烟风机的联动控制模块与火灾探测器共用一条总线回路，由于火灾探测器数量多，受各种因素的影响多，故障的几率大，总线故障的几率也大，一旦总线故障，将使得排烟阀、排烟风机无法动作。因此应将排烟阀、防排烟风机设计在联动
6、控制总线上，与报警总线分开设计，这样可靠性更高。2.3 消防控制室对机械排烟系统的控制设计问题有些设计在消防控制室只能通过总线编码模块来控制机械排烟系统，无多线控制方式。 火灾自动报警系统设计规范第 5.3.2 条中规定：“消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。 ”该规定是为了提高消防设备的可靠性，当火灾自动报警系统故障时，在消防控制室仍能够通过多线控制器直接控制这些重要的消防设备。排烟风机的启动方式除现场手动启动外，还应在消防控制室设手动直接控制装置，并且是多线硬件电路控制方式。对机械排烟系统的控制并不仅仅是对排烟风机的控制。消防控
7、制室对机械排烟系统的控制方式与对消火栓系统、自动喷水灭火系统的控制方式是不同的。消火栓系统是人们在利用消火栓灭火时，通过消火栓按钮启动消防泵，如果不能启动，消防控制室通过多线控制器启动消防泵。对自动喷水灭火系统而言，在其喷头动作后，喷淋泵不启动，则在控制室通过多线控制器手动启动喷淋泵。而机械排烟系统情况与上述情况有所不同，对于设有常闭式排烟阀的系统，如果在控制室仅手动开启排烟风机是不能启动排烟系统的，必须同时开启排烟阀才能实现排烟功能，因此需要同时设计控制排烟阀和排烟风机的手动控制线路，才能实现这种在控制室内对排烟系统的直接控制，提高排烟系统的可靠性。对于一个风机所带的排烟阀都在同一个防烟分区
8、内，每个排烟阀都是常开的，那么只需设计对于排烟风机的手动控制线。对于一个风机所带的排烟阀分别在不同的防烟分区内，且排烟阀都是常闭的，火灾时应只开启着火区的排烟阀，那么这种情况下要有选择地开启排烟阀，如果防烟分区多，排烟阀的数量多，采用一对一的布线方式则布线太多太杂而且浪费。如果通过总线方式控制排烟阀开启则方便节省，在这种情况下一般只设计对排烟风机的手动控制线。如果排烟阀的数量较少，则应设计对排烟阀的手动控制线，以提高系统的可靠性。2.4 排烟风机入口处的排烟防火阀的设计问题一般情况下该阀应该设为常开式的，当烟气的温度超过 280时，通过防火阀的易熔构件将阀门关闭，起阻止火灾蔓延的作用。但有的工
9、程将其设置为常闭式的，火灾时由排烟风机连锁开启该阀门，一旦该阀不能开启，则整个排烟系统就无法开启了，这种设计无疑增加了系统的不可靠因素，因此建议不采用这种方式。3 机械排烟系统的独立自动功能设计问题机械排烟系统的独立自动功能是指系统具有独立于火灾自动报警系统和其他系统之外的自动排烟功能。机械排烟系统与火灾自动报警系统联动设计可以功能互补，但是目前火灾自动报警系统的故障率太高，可靠度较低，如果火灾自动报警系统故障必然影响排烟系统，从而使排烟系统的可靠性降低，因此机械排烟系统不应完全依赖火灾自动报警系统，要与自动喷水灭火系统一样具有独立自动运行功能，这种系统可以称为自动排烟系统。在一些需要设机械排
10、烟系统的场所，设置独立的感烟火灾探测器，由感烟火灾探测器探测到火灾信号后，输入专用的联动控制器，由联动控制器自动启动排烟阀和活动式挡烟垂壁，并由排烟阀连锁启动排烟风机，同时排烟阀、活动式挡烟垂壁和排烟风机的动作信号向火灾报警系统反馈。这样即使在火灾报警系统故障情况下，排烟系统仍然能够自动运行，成为一个既与火灾自动报警系联动又能独立运行的系统。这种设计增加了感烟火灾探测器和专用联动控制器，火灾自动报警系统对排烟系统的其它控制功能仍然具备，因此提高了排烟系统的独立性和可靠性。这种设计也适合于没有火灾自动报警系统的场所。在无火灾自动报警系统的场所设计机械排烟系统的问题。有些场所，因功能需要将窗户封闭
11、，需要设计机械排烟系统，如：设在多层建筑的地上 13 层的歌舞娱乐场所，为了追求灯光音响效果和避免对周围的噪音污染，特意不开窗或将已有的窗户封闭，还有的商场为了在墙上做大型广告或其它原因，有意将窗户封闭，按照建筑设计防火规范GB50016-2006 的规定，应设机械排烟系统，但可以不设火灾自动报警系统，这种情况下如何设计机械排烟系统呢？现行规范没有明确规定。笔者建议，这样的机械排烟系统除了设现场手动控制功能外，还应设计自动控制功能，而自动控制功能的实现必须有火灾探测装置，如果该场所设置了自动喷水灭火系统，可以利用自动喷水灭火系统水流指示器的信号来启动排烟阀，当火灾发生时，喷头动作引起水流指示器
12、动作，发出电信号，联动启动排烟阀，排烟阀再联动启动排烟风机。这样设计的机械排烟系统对火灾响应是否及时与喷头的响应时间指数相关，所以应尽可能采用快速响应喷头，缩短系统对火灾的响应时间，使排烟系统启动更迅速。另外，这种方式还应为排烟系统设计 24V 的控制电源。还有的场所既不必设火灾自动报警系统也不必设自动喷水灭火系统，但又需要设机械排烟系统，如多层建筑的地上 13 层的歌舞娱乐场所，如果它的面积每层不超过 300m2，设有 200 多 m2 的无窗功能房间，按照规范规定它可以不设火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统，这类场所的排烟系统可以设计由感烟火灾探测器、联动控制装置、排烟阀、排烟防火阀、排烟
13、风机和排烟管道组成的自动排烟系统，实现自动排烟功能。4 结语 本文在增强机械排烟系统的及时性、可靠性和独立性方面作了一些探讨性思考，提出了将机械排烟系统设计为具有独立的自动控制功能的自动排烟系统的想法，但由于个人认知的局限性，这些观点不一定成熟和科学，希望同行指正，特别是对一些大型建筑中机械排烟系统与其它系统的相互关系，以及功能集成和智能化设计方面需要进一步研究。参考文献1 中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范 GB50016-2006M.北京：中国计划出版社，20062 中华人民共和国公安部.高层民用建筑设计防火规范 GB50045-2005M.北京：中国计划出版社，20053 中华人民共和国公安部.火灾自动报警系统设计规范 GB50116-98M.北京：中国计划出版社，1998
