浅谈民用建筑中消防风阀的设置与联动控制关系

王博筠(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

浅谈民用建筑中消防风阀的设置与联动控制关系

王博筠
(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

消防风阀的设置及联动控制关系是民用建筑中消防联动及控制系统必不可少的一部分。通过总结民用建筑设计中暖通专业与电气专业对消防风阀的设置要求，进一步分析各类风阀的设置位置和作用，以及对风机和风阀的联锁、联动的逻辑控制关系等，以实现其相应的功能，并在消防状态下为人们的逃生提供更大的保障。

消防电气 风阀 联动控制

0 引言

随着建筑业的高速发展，公共民用建筑物的建设规模和功能越来越强大，建筑物内的人流也越来越多，这就对建筑内消防联动控制系统有了更高的要求。在有火情的状态下，消防联动控制系统中各风机风阀的动作状态、信号反馈与联动控制关系起着至关重要的作用。例如，排烟风机的联锁开启可对着火区域进行排烟；加压送风机的开启可使防烟前室等重要疏散部位形成正压以确保人员安全逃生等。在之前的设计中，消防联动控制系统由设备专业提供设计依据，对应在电气消防平面上可能只是简单的示意，很容易淡化电气专业在这些方面的设计思考。所以，本文将结合暖通专业与电气专业对在民用建筑中消防风阀的设置要求进行简单总结，进一步分析各类风阀的设置位置和作用，以及对风机和风阀的联锁、联动的逻辑控制关系等作简单梳理，以更好地体现与之相关的消防联动控制系统的设计依据。

1 常见防火阀的种类及功能

根据防火阀易熔片熔断的火焰或者烟气温度(通常分为70℃、150℃和280℃三种)，表1结合暖通专业对民用公共建筑通风系统常见的几种防火阀及防、排烟阀(口)的分类和功能进行了介绍。

上述所列防火阀、电动阀及排烟口等执行机构所需的联动控制模块接线方式见图1。

表1 防火阀及防、排烟阀(口)的分类

2 不同系统风阀的设置与消防的联动控制关系

2.1消防补风及兼消防补风风机的控制

消防补风风机一般用于大型地下车库内部自然补风不足的防烟分区，以保证排烟时该排烟分区内空气的补充，避免因补风不足导致排烟效果下降。根据其风机的用途可分为：专用消防补风风机、与平时兼用的消防补风风机。其中兼用的消防补风机又可分为：送风兼补风、新风机组兼补风以及空调、新风兼补风3种形式。

2.1.1 专用消防补风机的控制

专用消防补风机平时不工作，只在火灾时才用于消防状态补风。

设置消防补风机风阀时，需从竖向风道进风管处分别设置一个70℃防火阀和一个电动常闭防火阀(具体功能参见表1中序号2内容)，此处70℃防火阀的作用是防止风道内温度过高而将烟气引入，当从建筑物外墙取风时此70℃防火阀可不设。火灾时由DC 24V 电动打开常闭防火阀，其动作状态信号反馈至消防控制室，并连锁开启相应的消防补风风机；经过风机后穿越防火墙及防火分区处均设置70℃防火阀，当空气温度达到70℃时，防火阀熔丝熔断关闭，并将其开闭状态无源电信号经报警总线反馈至消防控制室。消防补风机的风阀设置见图2。

2.1.2 与平时兼用的消防补风机的控制

根据机组种类的不同，分别对送风兼补风、新风机组兼补风以及空调、新风兼补风这3种形式的控制方式进行归纳总结。这3类机组可由DC 24V消防报警及联动系统模块控制，或强电AC 220V配电系统一次、二次设计控制。

对这3种机组所涉及的风阀，首先由消防报警及联动控制方式展开介绍。

1)送风兼补风机控制方式

此种控制方式相对简单，只须在进竖向风道以及沿管道方向跨越防火墙、防火分区处分别设置70℃防火阀。在火灾状态下，当阀体温度达到70℃时防火阀熔丝熔断，起隔绝烟气作用，并将关闭状态信号反馈至消防控制室。

2)新风机组兼补风机的控制

这种控制方式是从建筑物外墙或竖向风道处分两路管道取风进入风机，一路管道是进新风做平时用，另一路为消防补风用，经过风机后新风兼补风共用管道送出。

对于平时进风的新风管道，从建筑物外墙或竖向风道取风处有一个楼控调节电磁阀(与消防控制无关)，此阀具有防冻、止回以及调节功能；在此阀门之后设置一个70℃电动常开防火阀(具体功能参见表1中序号3内容)，平时常开进新风，火灾时由 DC 24V 电动关闭，此时此管道封闭不再进新风；而另一路消防补风管道，与专用消防补风机前端设置相同的防火阀，即为一个70℃防火阀和一个电动常闭防火阀，火灾时DC 24V电动打开，用于消防补风。经风机机组后设置的70℃防火阀，位置及作用同送风兼补风机。

3)空调、新风机组兼补风机的控制

与新风机组兼补风机在从建筑物外或竖向井道取风处到风机处所设风阀及控制形式完全相同，空调、新风兼补风机的控制同样分为平时进新风以及消防补风两路管道；所不同的是空调、新风兼补风机在经风机后依然分为两路管道，其中一路管道为回风风道，在出机房区设置一个70℃电动常开防火阀(具体功能参见表1中序号3内容)，此管道平时用于回风，火灾时DC 24V电动关闭和70℃熔断关闭，使回风管路关闭；同时另一路管道为送风兼补风管道，在其出机房处设置一个70℃防火阀，平时正常送风、消防时补风，只有当火灾时空气温度到达70℃时熔断关闭。所有这些防火阀输出的开闭状态无源电信号均反馈至消防控制室。

对于上述3种兼用补风机风阀的设置，其强电控制方式是从竖向进风入口处分别设置一个70℃防火阀以及一个由AC 220V供电的电动阀(具体功能参见表1中序号12内容)组成，当采用送风兼补风机组时该AC 220V电动开关风阀功能参见表1中序号12内容；当采用新风兼补风机组时该AC 220V电动开关风阀功能参见表1中序号13内容，此电动阀与风机连锁启停。经过风机后其余各处70℃防火阀的设置及动作反馈，同消防报警及联动系统控制方式。

2.2排烟系统及排风兼排烟系统的风阀控制

在火灾发生的过程中，会产生大量的浓烟，而且一些装修材料经燃烧后产生的浓烟含有大量的有毒物质，吸进人体后会导致人员中毒甚至窒息身亡，因此在室内自然排烟不足的情况下，通常使用机械排烟方式将火灾时产生的有害浓烟排除到室外，从而减少浓烟对人体的危害，避免人中毒或窒息身亡。消防防排烟系统主要设置在高层建筑内，根据建筑内部排风结构来设计防排烟系统，若室内达到自然排烟条件可不需要安装防排烟系统，消防防排烟系统一般使用在地下停车场、酒店、商场、写字楼等公共场所。

根据消防防排烟系统中风机的用途可将其分为：专用排烟风机和排风兼排烟风机两类。同样对于排烟机的控制也可分为：由DC 24V消防报警及联动系统模块控制，以及强电AC 220V配电系统一次、二次设计控制。下面分别对这两类风机所需设置的风阀及控制方式进行介绍。

2.2.1 排烟风机的控制

对于消防报警及联动控制方式，在排烟风道管路穿竖向风道处设置一个280℃防火阀(具体功能参见表1中序号7内容)，防止因竖向风道处温度过高，通过管道将火源引至风机。若排烟管道直穿越建筑物外墙，则此 280℃常开防火阀亦可省略。

根据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》，对于排烟风机入口处总管设置的280℃排烟防火阀(具体功能参见表1中序号8内容)熔断关闭后联锁停风机，此防火阀区别于其他风阀的一个重要作用就是，当此防火阀熔断关闭后，它的一组无源干节点动作反馈信号不经消防报警及联动控制系统而直接接到相应风机的控制盘内，联锁该排烟风机停止，即所谓的硬线连接。而此阀的动作状态通过另一组无源干节点信号经过消防报警总线反馈至消防控制室。在出机房外墙沿管道方向跨越防火墙、防火分区以及防烟分区处分别设置280℃防火阀，在火灾状态下，当烟气温度达到280℃时防火阀熔丝熔断，起到防火作用；当出机房外墙设置的280℃防火阀也为排烟风机入口处总管设置的280℃排烟防火阀时，两者可合并成一个。排烟风机设置于排风机房内出入机房及穿越竖向井道时，管道上风阀的设置可参见图3。

图3 排烟风机风阀的设置

根据GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》，在地下车库区内一个排烟风机带一个以上防烟分区时，在跨越防烟分区之前，应设置一个280℃电动排烟防火阀(具体功能参见表1中序号9内容)，此阀平时常开，火灾时由DC 24V电动关闭和280℃熔断关闭，并连锁关闭排烟风机。这里要说明的是，此280℃排烟防火阀连锁关闭风机并不是上面所设的硬线联锁，而依然是将此阀的动作信号经报警总线反馈至消防控制室，再由消防控制室结合其周围探测器及触发装置来判断是否需要关闭风机，这需要通过软件编程实现，且此回线依然是通过消防报警及联动控制总线完成；在跨越防烟分区之后设置一个排烟阀(具体功能参见表1中序号10内容)，平时常闭，火灾时DC 24V电动打开，其状态信号反馈后可经消防联动控制总线连锁开启相应的排烟风机。在对走道和一些需要进行机械排烟的房间设置排烟口时，一般是在出机房区的管道上设置电动常闭的多叶排烟口(具体功能参见表1中序号11内容)，当发生火灾时排烟口由DC 24V电动打开，同时连锁开启相应的排烟风机，当温度达到280℃时熔断关闭，并输出开闭状态无源电信号至消控室。

2.2.2 排风兼排烟风机的控制

正常情况下，排风机用于平时排除有害气体产生的房间或空间(如卫生间、开水间、吸烟室、厨房、车库等)中的有害气体，并保持其内部的负压，以免有害气体的扩散污染其他房间或空间。工程设排风兼排烟风机，平时为通风换气使用，火灾时则作为排烟风机使用。其控制方式也分为消防报警及联动控制和强电配电系统控制。

排风兼排烟风机在机房区内的风阀设置与排烟风机风阀的设置及控制方式完全一致，在此不做赘述；其不同之处在于出机房区后管道的布设方式以及风阀的设置不同，通常分为以下2种管道布设方式。

一种情况是，出机房区后排烟兼排风管道分成两支管路：一路专门用做排烟，另一路为排风使用。所设防火阀及排烟口如图4所示。

图4 排烟兼排风机末端形式一

另一种情况如图5所示，出机房区后始终以一路排风兼排烟管路为主，在跨越防火隔墙或防火分区的主管路上设置280℃防火阀，根据到不同的房间或空间内需求设置排烟或者排风末端分支管路。

图5 排烟兼排风机末端形式二

当排烟风机由强电控制时，与消防联动控制方式的不同之处在于排烟风机入口处的电动开关风阀(具体功能参见表1中序号12内容)由AC 220V电源提供，并与风机同启同停且起到止回作用，其控制方式体现在配电系统二次原理图中。在经排烟风机后穿越竖向风道处，出机房外墙、跨越防火墙、防火分区处设置的280℃防火阀同消防联动系统控制方式，并将动作状态信号反馈至消防控制室。

2.3正压送风系统

正压送风机的作用是向疏散通道内送风，以维持加压送风区域与相邻区域间的正压，防止烟气侵入影响疏散。一般对于民用建筑物的合用前室、防烟前室以及防烟楼梯间需要保证加压送风，但是这两处位置的加压送风控制方式不同。下面分别介绍下这2种控制方式。

2.3.1 合用前室、防烟前室正压送风

对于合用前室和防烟前室的加压送风是在每一个前室里都设置一个常闭型加压送风口(具体功能参见表1中序号6内容)，消防状态下由DC 24V电动打开，同时将动作状态经报警总线反馈至消防控制室，再由消防控制室的联动控制主机输出无源电信号到正压送风机控制盘，连锁打开加压送风机。在每个设置了常闭加压送风口的合用前室还必须要设置一个压差传感器，监测前室与前室外走道的压差状态，为防止火灾时疏散通道上的门因前室压力过高而推不开，其压差传感器应接入两组触点，分别将高/低压反馈信号传至消防控制室，再由消防联动控制系统连锁控制该正压送风机旁通阀泄压的开启/关闭，以保证前室压力的稳定。

2.3.2 楼梯间正压送风

对于每个楼梯间的加压送风，是在正压送风机前设置一个常闭电动开关风阀(具体功能参见表1中序号4内容)，火灾时经消防联动控制线输出DC 24V 电动打开风阀并连锁打开相应正压送风机向楼梯间送风，而在每个楼梯间内都设有一个自垂百叶送风口，同样对楼梯间依然要设置压差传感器以监测楼梯间与其前室的压差状况，通常以正负零为基准将楼梯间分为上下两部分，地上、地下分别设置一个压差传感器，而其设置的具体位置由设备专业提供。其压差传感器与相应正压送风机的旁通阀的联动控制方式与上述合用前室相同。

当火灾发生时，对于消防补风机(或兼消防补风)、排烟风机(或兼用排烟)以及正压送风机，除通过上述消防报警及联动系统控制或强电配电系统一次、二次设计的自动控制方式，每台风机还必须设一根硬拉线直接拉回到消防控制室作为直启线，通过手动按钮直接控制消防风机或兼用风机的启停。在消防控制室，监控人员可根据需要设置手/自动控制状态，当采取手动硬拉方式控制风机启停时应为第一优先顺位。

3 结束语

民用建筑中风阀作为消防联动控制系统重要的控制及监测对象，在做与风阀有关的联动控制时，要对其控制方式、状态反馈及逻辑动作有清晰的概念。根据设备专业提供的风阀具体位置、功能和联控关系，将风阀在消防状态下的控制方式和信号反馈通过线缆的敷设、系统图及原理图的链路关系清晰地反映在电气平面和系统图中，使设备与电气专业对于风阀的控制达到一致，以保证消防状态下对风阀和风机的控制及时准确，为人们的逃生提供重要保障。

[1] 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,2014.

[2] GB 50067-2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[3] GB 50067-2014火灾报警及消防控制图集(04X501)[S].北京:中国计划出版社,2006.

[4] 11BS6通风与空调工程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

DiscussionontheRelationshipBetweentheSettingandtheControloftheFireAirValveinCivilBuilding

Wang Bojun

The setting and linkage controlling relationship of fire air valves is an essential part of the fire fighting linkage and control system in civil buildings. Through summarizing the requirements for setting up fire fighting valves in HVAC professional and electrical professional in civil building design, all kinds of air valve settings, location and role, as well as fan and air valve interlocking, linkage logic control relationship are analyzed, to achieve its corresponding function, and to provide greater protection for people to escape under fire condition.

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