排烟风机电气控制原理图的优化
2015-05-27刘海波
刘海波
（上海铠绎建筑设计有限公司，上海 200125）
《建筑设计防火规范》GB 50016—2006 第9.4.8条第四款规定：“在排烟风机入口处的总管上应设置当烟气温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀，该阀应与排烟风机连锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运转”。《高层建筑设计防火规范》GB 50045—95（2005年版）第8.4.7 条也有类似的规定。为了满足规范要求，电气专业在设计排烟风机控制箱系统图时需要设计这个连锁控制。然而大多数设计人员设计控制电路原理图时均会引用图集10D303-2《常用风机控制电路图》（以下简称《图集》），但这种不加修改的引用《图集》做法，可能会给设计人员带来一定的麻烦。笔者有次在现场处理风机运行问题时，手无意碰触到了风阀，竟然发生了电击事故（还好不严重），经过检查发现防火阀接线端子被雨水淋湿，整个防火阀带电。这台风机的控制原理图正是按《图集》照搬而来的。经过分析发现问题出在两个方面：①安装于室外的防火阀信号接线端子缺少必要的防水及防护措施；②风机控制箱“风阀连锁”信号线缆引出了AC220V 电源。问题①为暖通专业产品选择问题，问题②为电气设计安全问题。笔者认真研读《图集》，发现此部分控制原理图，在应用于室外安装的风机时存在一定的电气安全隐患。为减少安全隐患，避免触电事故，本文就问题②对《图集》此部分控制原理图提出自己的修改优化意见，并望能起到抛砖引玉的作用。
1 问题分析及优化
1.1 消防兼平时两用双速风机的控制原理图
图1为《图集》P28 页中消防兼平时两用双速风机的控制原理图（图中省略了主要设备及材料表、接线端子的表示，下同），图中KH 为280℃防火阀现场联锁常闭触点（或称微动开关），由接线端子X1：5、X1：6 引出两根线缆接至现场280℃防火阀常闭触点接线桩上。大家是否注意到，引出的线缆带有 AC220V 电源，这样阀门接线桩也就带有AC220V 电源，并且不管风机是否运行还是停止的状态均带电。试想想，如果本阀长期位于室外，而又没有必要的防护措施，就会存在安全隐患，甚至发生严重的触电伤亡事故。
众所周知，消防风机经常露天放置在屋面上，并且少有防护措施，其入口总管处的280℃防火阀也少有防水及防触电措施。可想而知没有必要的防护措施，下雨接线端子进水后就会造成整个金属阀门带电（AC220V），这时只要有人员碰触到阀门就会带来触电危险。笔者上述提到的意外触电就是因为这个原因。鉴于以上原因，笔者认为十分有必要对本部分控制原理图进行优化设计。
根据《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB 13955—2005 第4.5.1 条第d 款规定：“安装室外的电气装置必须装剩余电流保护装置”；第4.7 条第a款规定：“使用安全电压供电的电气设备可不装剩余电流保护装置”。很显然室外防火阀采用引接安全电压更加合理、更加安全（为了节省篇幅本处不做讨论）。为此，结合规范要求，笔者优化设计后的消防兼平时两用双速风机控制原理见图2、图3所示。
图2、图3中把防火阀连锁触点“KH”设置的位置做了调整，放置在控制变压器AC24V 端，并增加一AC24V 中间继电器KA4 与其串接，原防火阀连锁触点“KH”处改为了中间继电器KA4 的常闭（或常开）触点，其他的不做改变，这样引接至防火阀的信号电源就变为了AC24V 安全电压。改进后即能很好的满足规范要求，又能有效防止室外防火阀自身防护不完善带来的意外触电事故。
如果没有防火阀接线端子的限制要求（有些防火阀只提供一对常闭触点），笔者建议采用图2的控制原理图，因为图3中中间继电器KA4 一直处于带电工作状态，长期带电工作会造成KA4 出现老化故障，为正常使用带了隐患；再之KA4 长期带电工作也不符合节能设计要求。
另《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116—2013 第4.5.5 条规定：“排烟风机入口处的总管上设置的280℃排烟防火阀在关闭后应直接联动控制风机停止，排烟防火阀及风机的动作信号应反馈至消防联动控制器”。这里提到了“排烟防火阀”的动作信号应反馈至消防联动控制器，即：联动风机停止同时需要反馈信号至消防联动控制器。在图1中并没有此反馈信号，然而优化设计图2、图3通过增加的中间继电器KA4，能很好地完成此部分的反馈，具体详见图2、图3中防火阀返回信号。
图1 消防兼平时两用双速风机控制原理图
图2 改进后消防兼平时两用双速风机控制原理图 （连锁线接防火阀常开触点）
1.2 两用单速风机的控制原理图
图3 改进后消防兼平时两用双速风机控制原理图 （连锁线接防火阀常闭触点）
图4 两用单速风机控制原理图
图4为《图集》P20 页中两用单速风机的控制原理图。从图中可以看出，较图1，防火阀连锁触 点“KH”的设置位置有所不同。这个位置的变化，可使风机非工作时防火阀接线端子不带有AC220V电源，减少触电危险。但这只是减少了触电危险几率，并没有根本地改善AC220V 电源接在防火阀上的事实。为了满足规范要求，杜绝触电危险，笔者根据上面修改消防兼平时两用双速风机控制原理图的思路修改本风机控制原理图，具体详见图5、图6所示。
《图集》中其他带防火阀风机的控制原理图也存在类似的问题，可参照上述思路优化设计，本文不一一列举。
图5 改进后两用单速风机控制原理图 （连锁线接防火阀常开触点）
图6 改进后两用单速风机控制原理图 （连锁线接防火阀常闭触点）
2 结论
电气配电设计安全只是整个电气系统安全的一部分，安装室外电气装置做好防水及防护同样非常重要，设计人员也需重视。希望电气设计人员在碰到上述问题时一定需要与暖通设计人员沟通，并要求其在材料清单中注明“安装室外的防火阀接线端子需有防水帽”，以便在这个问题上做到更全面的安 全保障。
[1] 中国建筑标准设计研究院.10D303-2 常用风机控制电路图[M].北京: 中国计划出版社,2010.
[2] 公安部四川消防科学研究所.GB 50045—95 高层建筑设计防火规范(2005 版)[S].北京: 中国计划出版社,2005.
[3] 公安部天津消防研究所.GB 50016—2006 建筑设计防火规范[S].北京: 中国计划出版社,2006.
[4] 国家质量监督检验检疫总局.GB 13955—2005 剩余电流动作保护装置安装和运行[S].北京: 中国标准出版社,2005.
[5] 公安部沈阳消防科学研究所.GB 50116—2013 火灾自动报警系统设计规范[S].北京: 中国计划出版社,2013.
