余壓監控系統在某高層住宅的應用方案

安科瑞 陳聰

【摘要】： 本文介紹了余壓監控系統的基本架構和功能，結合某高層住宅建設實例分析了高層民用建筑中設置此系統的優點與必要性，總結了余壓監控系統的功能用于高層建筑物中樓梯間和前室、前室和走道之間的余壓的監控與調節，使監控區域內的余壓值穩定在國家規范要求的區間值內，從而在火災發生時地保障高層建筑物中人員的安全疏散。

【關鍵詞】：余壓監控系統；余壓控制器；余壓探測器；高層住宅； 

0 .前言

建筑發生火災時，防煙樓梯間、避難走道及其前室，是人員撤離的生命通道和消防人員進行撲救的通行走道，需要確保其防煙性能要求。從防煙角度講，機械加壓送風系統的余壓值過低丌利于防煙，因此余壓值越高越好。但由于疏散門的方向是朝疏散方向開啟，而加壓送風作用力的方向不疏散門開啟方向恰好相反。若余壓值過高則會導致樓梯間和前室、前室和走道之間疏散門兩側壓差過大，而導致疏散門無法正常開啟的情況，影響人員疏散和消防人員施救。顯然，加壓送風系統的設計，首先應建立在安全疏散的基礎上。

1.項目概況

本項目位于江蘇省昆山市，基地位于香花路。地上有14幢十四層~十九層的高層住宅。總建筑面積146354平方米，其中地上住宅91777.74平方米，地下50587.80平方米，地下空間主要功能為住宅車庫，為地下二層。本工程高層住宅為一、二類高層，耐火等級均為一、二級。下圖為該項目余壓監控系統的設計圖。

2.必要性及設計依據

2.1必要性

隨著科技的發展以及人民的生活水平日益提高，大、中型城市中的建筑物的高度、體量都在不斷增加。建筑物面積達到幾十萬平方米，它們的出現為消防應急疏散設計帶來了許多新的問題。這些建筑物中一旦有火災發生，人員的疏散問題是重中之重。

在火災發生過程中，大量煙氣會迅速擴散。據統計資料顯示，在各類火災事故中，絕大部分的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，不能安全疏散所致。在火災事故中，傷亡人數多數也是中毒窒息暈倒后被火燒死的。從這些火災事故中足見防排煙在高層建筑消防安全中的重要地位。

目前，加壓送風系統本身沒有能力來判斷加壓區是否保持一定壓力或加壓泄漏過大，壓力達不到標準，起不到防煙作用，或者壓力過大而造成疏散門堵塞，因此如何及時探測加壓區壓力狀況以調整加壓風量，使樓梯間和前室保持相對穩定的余壓成為關鍵，所以設置余壓監控系統是保證加壓送風系統在火災中合理使用的必然選擇。

2.2設計依據

國標 GB50016-2014《建筑設計防火規范》、行業標準 JGJ-16-2008《民用建筑電氣設計規范》、國標GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》、國標 GB1251-2017《建筑防煙排煙系統技術規范》等標準中都有明確的相關規范。

GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統技術標準》

3.1.1  建筑防煙系統的設計應根據建筑高度、使用性質等因素，采用自然通風系統或機械加壓送風系統。

3.1.2 建筑高度大于50m的公共建筑、工業建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑，其防煙樓梯間、獨立前室、共用前室、合用前室及消防電梯前室應采用機械加壓送風系統。

3.4.4  機械加壓送風量應滿足走廊至前室至樓梯間的壓力逞遞增分布，余壓值應符合下列規定：

      1 前室、封閉避難層(間)與走道之間的壓差應為25Pa~30Pa;

      2 樓梯間與走道之間的壓差應為40Pa~50Pa;

      3 當系統余壓值超過閾值時應采取泄壓措施。

5.1.4 機械加壓送風系統宜設有測壓裝置及風壓調節措施。

GB50045-95 《高層民用建筑設計防火規范》

下列部位應設置獨立的機械加壓送風的防煙設施：

不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室。

采用自然排煙措施的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室。

封閉避難層（間）。

機械加壓送風的防煙樓梯間和合用前室，宜分別設置送風系統，當需要共用一個系統時，應在通向合用前室的支風管上設置壓差自動調節裝置。

機械加壓送風機的余壓，除計算不利環管道壓頭損失外，尚應有余壓。其余壓值應符合以下要求：

防煙樓梯間為40Pa到50Pa

前室、合用前室、消防樓梯間前室、封閉避難層（間）為25Pa至30Pa 。

3.方案介紹

3.1系統組網設計

余壓監控系統由余壓監控器（主機）、余壓控制器、余壓探測器、風閥執行器、系統監控專用軟件等部分或全部設備組成，系統組網如下圖所示。

設計原則：

①余壓監控器（主機）設置在消控中心；

②余壓控制器設置在風機箱內，控制器/風閥執行器與送風風機的比例為1:1；

③余壓探測器設置在前室時，于每個前室設置一套；設置在樓梯口時，在樓梯間的?和?高度處各設置一套。

  本系統單臺余壓監控主機支持2路RS485通訊回路，每條回路可連接32個余壓控制器。余壓監控主機使用220V交流電源供電，電源線纜采用NH-BV-3×2.5mm²電纜，由消防控制室消防電源提供。監控主機為余壓控制器提供DC24V電源，電源線采用NH-BV-3×2.5mm²電纜。余壓監控器通過CAN/RS-485總線把各個點的監控信息上傳到消防控制室圖像顯示裝置，通信線采用NH-RVSP-2×1.5mm²。

余壓控制器采用DC24V集中供電。余壓控制器與余壓探測器之間為二總線通訊，通訊距離500m，線型NH-RVSP-2×2.5mm²，一只余壓控制器可以帶120個余壓探測器。余壓探測器的設置應保證整個建筑物中的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室、避難走道的前室、避難層（間）之間的余壓值均能在余壓監控器或消防控制室內實時顯示。

 余壓監控器（主機）設置于有人值班的消防控制室內，通過通信總線及電源總線與下端余壓控制器連接。余壓控制器安裝于每臺加壓送風機配電控制箱中，通過通信總線與余壓探測器進行連接，并且輸出DC24V與風閥執行器進行連接，余壓控制器向風閥執行器發出指令，控制調節電動旁通泄壓閥的開、閉角度來調節余壓值。余壓控制器與余壓探測器利用二總線進行連接，每臺余壓探測器都能設置地址碼。余壓探測器從各個安裝位置處收集余壓信號，上傳至余壓控制器，余壓控制器處理后上傳至余壓監控器（主機），同時控制風閥執行器對電動旁通泄壓閥的開、閉角度進行調節，從而調節疏散通道出口處的余壓值。

整個系統功能完善、探測精度高、可靠性高、簡單實用、性價比高。

3.2產品選型

根據用戶的需求，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網能效管理平臺或者火災自動報警系統進行數據交換及共享，整個系統設計方案如下圖： 

3.3現場安裝

探測器安裝

余壓探測器包含ARPM-S/1余壓探測器和ARPM-S/2余壓探測器副面板，用來檢測疏散通道的壓力狀態并上傳給余壓控制器。應在每層防煙樓梯間的前室或者合用前室設置一套；在樓梯間?和?高度處各設置一套。探測器采用通用的86盒安裝方式，水平安裝孔距為60mm。使用橡膠軟管與低壓氣嘴相連，軟管另一端接到低壓區，探測器的工作電源為15～28VDC。

安裝示意圖如下圖所示：

前室安裝的現場圖：

樓梯間安裝的現場圖：

余壓控制器安裝

標準導軌式安裝，一般安裝在風機箱內，與送風風機基本為1:1關系。

風閥執行器安裝

風閥執行器與風機是按1:1的比例設置，現場安裝如下圖所示。

主機安裝

主機的安裝方式是壁掛安裝，用膨脹螺釘將主機四個安裝腳固定，安裝于小區消防控制室內，可以對整個系統進行實時監控，現場安裝如下圖所示。

4. 結束語

余壓監控系統是集工業計算機技術，通訊、抗電磁干擾、數字傳感技術及消防二總線于一體的智能化系統。采用高靈敏度壓力信號傳感器，24小時實時自動巡檢，并采集加壓區域壓力變化狀態，對過壓等故障發出報警信號并記錄。當防煙樓梯間或前室余壓值達到過壓監控值時，余壓探測器發出報警信號，余壓控制器打開加壓風機風管上的電動旁通閥泄壓;余壓回落到正常區間值后，探測器發出信號，控制器關閉旁通閥，通過控制風閥驅動器的開啟角度，保持余壓值穩定在國家規范要求的區間值內，系統具有實時性、數字化、智能化，自動化，連續動態監控的特點。余壓監控系統保證了火災發生時消防疏散通道的通暢，為大型高層建筑的安全運行和人民生命財產安全保駕護航。

參考文獻

[1] 左超 袁琳.消防應急疏散余壓監控系統在高層建筑設計中的應用.《電子技術與軟件工程》2018年第23期

[2] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版

[3] GB50116-2014 建筑設計防火規范[S].

[4] GB51348-2019 民用建筑電氣設計標準.

[5] GB50045-95 《高層民用建筑設計防火規范》

[6] GB51251-2017 《建筑防煙排煙系統技術標準》