地铁通风空调防排烟系统控制策略分析

何源

摘要：在火灾事故中造成人员伤亡多是由有毒烟气造成，因此火灾的防排烟联动控制至关重要。由于地铁通风系统的防排烟运行模式比一般楼宇复杂得多，本文从地铁通风系统运行工艺入手，对地铁通风空调防排烟系统控制策略进行了分析。

关键词：防排烟；FAS（火灾自动报警系统）；BAS（环境与设备监控系统）；控制；防火阀；1；电动风量调节阀

1 引言

在火灾事故中，造成人员伤亡多是由有毒烟气造成，因此火灾的防排烟联动控制至关重要。参见《地铁设计规范》（GB50157-2013）第19.3.4，21.2.4，21.2.5条款，可以采取两种方式：①通过地铁BAS进行防排烟联动控制；②FAS系统直接联动控制。由于地铁防排烟与正常通风一般合用一套设备系统，因此一般采用FAS系统负责监视管辖范围内的火灾灾情并报警，联动控制专用排烟设备； BAS系统负责监控防排烟系统与正常通风系统合用的设备；在火灾工况下，由FAS发布火灾模式指令，BAS系统优先执行预先编制的火灾模式。

在目前的地铁项目设计中，存在两种防火阀监控方案：

方案一：为得到消防部门的认可，把防排烟风机和电动风量调节阀交给BAS系统控制，而防火阀交给FAS系统控制。但地铁通风系统的防排烟运行工况比一般楼宇复杂得多，每一种工况都涉及到若干风机、风阀及防火阀的一系列动作，此方案同一个风道上的通风设备需要BAS、FAS两个系统相互配合共同完成一个通风模式。

方案二：把平时通风以及火灾时兼防排烟风道上所有设备（包括防火阀）作为一个整体全部交由BAS系统监控；专用排烟和补风风道上的所有设备（包括电动风量调节阀）全部交由FAS系统监控。不同功能风道上的通风设备模式由单一控制系统独立处理，不存在同一风道上的通风设备由BAS、FAS两个系统配合完成一个通風模式的情况。

下面以南京地铁三号线秣周路站通风空调防排烟系统的控制为例，就两种控制方案做一个对比。

1.1 小系统（设备管理用房区通风空调系统）

根据设备管理用房的使用功能、面积、室内环境条件以及消防保护要求的不同要求，通风系统将设备管理用房划分为若干防烟分区。下面对设置气体灭火保护的设备房和普通设备管理用房的防排烟系统进行对比。

（一）气体灭火房间的防排烟控制：根据气体灭火房间火灾通风工艺要求，火灾时关闭该灭火单元内送排风管上所有的70度电动防烟防火阀DFD，同时关闭送排风机，以使房间密闭；待灭火完成后，打开该灭火单元内送/排风管上所有的电动防烟防火阀DFD，并通过设置于房间下部的下排风口将房间内有害气体排出。气体灭火房间（如：通信设备室、信号设备室、车控室机房）的通风空调系统图如下图所示：

若采用方案一，防火阀的监控由FAS完成；为实现正常通风工况下的风回路检测，避免因电动防烟防火阀DFD误动作所造成的通风管路不通，风机设备损坏等情况，BAS需要通过模块硬线接口或者与FAS的通信接口采集防烟防火阀DFD的状态信息。

但上述控制方式存在以下几个方面的问题：

车站控制室设置紧急后备操作盘IBP，在综合监控系统故障或发生灾害等紧急事件的特殊情况下，实现对相关设备的紧急控制；IBP盘上设置火灾模式手动按钮。由于电动防烟防火阀DFD由FAS控制，火灾工况IBP盘手动下发模式时无法完成对电动防烟防火阀DFD阀的关闭控制；将会造成火灾模式不能完整执行，气体灭火保护房间无法密闭，达不到灭火效果；而且烟气还会顺着风管蔓延到其他非着火房间，形成火灾的二次报警。

火灾结束后需要打开电动防烟防火阀DFD对气体灭火保护房间进行排废气通风。若排废气模式由IBP盘下发，也会造成电动防烟防火阀DFD无法控制，模式不能完整执行。

将会使BAS与FAS，BAS与防火阀之间接口复杂化，除增加建设成本外还增大了运营管理和施工调试难度。

若采用方案二，电动防烟防火阀DFD由BAS监控，则整个风道上的所有通风设备都由BAS来控制，系统的各种模式由BAS来统一实现，则不会出现上述问题。还简化了系统间接口，降低了建设成本，使BAS、FAS接口界面更为简单清晰，提高了运营管理及施工调试的效率。

（二）设备管理用房区的专用排烟控制：设备管理用房区设置专用排烟风道，风道上设置专用排烟风机PY、280度排烟防火阀FPY（常开），并设置电动风量调节阀DT与专用排烟风机PY进行联锁。火灾时，先开启电动风量调节阀DT，再开启排烟风机PY进行排烟；若需要机械补风，则设置补风风道，风道上设置补风机SF、手动70度防烟防火阀FD（常开），并设置电动风量调节阀DT与专用补风机SF进行联锁。系统构成图如下图所示：

专用排烟系统构成图

若采用方案一，电动风量调节阀DT由BAS监控，防火阀、排烟风机和补风机由FAS监控，FAS需要通过模块硬线接口或者与BAS的通信接口采集电动风量调节阀DT的状态信息，确认阀门开到位后开启排烟风机和补风机。

但上述控制方式存在以下几个方面的问题：

专用排烟风机PY和专用补风机SF在紧急后备操作盘IBP上设置手动开启按钮，在FAS系统故障或发生灾害等紧急事件的特殊情况下，实现对其的紧急控制。由于电动风量调节阀DT由BAS控制，火灾工况IBP盘手动开启专用排烟风机PY和专用补风机SF时无法完成对电动风量调节阀DT的开启控制；将会造成火灾模式不能完整执行、风机损坏，无法进行有效的排烟和补风。

将会使BAS与FAS，FAS与电动风量调节阀之间接口复杂化，除增加建设成本外还增大了运营管理和施工调试难度。

若采用方案二，电动风量调节阀DT由FAS监控，或者设置止回阀（不用监控）替代电动风量调节阀DT，整个风道上的所有通风设备都由FAS来控制，则不会出现上述问题。还简化了系统间接口，降低了建设成本，使BAS、FAS接口界面更为简单清晰，提高了运营管理及施工调试的效率。

2 大系统（公共区通风空调系统）

大系统采用双风机系统，排风系统兼做车站排烟系统。车站两端分别设置一条送风道和一条排风道（兼做区间事故通风道）。送风道内设置固定式大型表冷器（空调用）、电动组合风阀DM、送风机ZSF（兼做区间事故风机）、手动70度防烟防火阀FD（常开）；排风道内设置电动组合风阀、排风机ZPF（兼做区间事故风机）、70度防烟防火阀FD（常开）、280度排烟防火阀FPY（常开），每端的通风空调设备承担车站一半的公共区通风、空调与排烟。站厅公共区发生火灾时，排风机ZPF转入排烟运行，通过站厅排风管将烟气排出室外；站台发生火灾时，排风机ZPF通过列车轨顶风道排除烟气，同时送风机ZSF逆转并通过事故风阀对站台进行排烟。車站A端系统构成图如下图所示：

根据通风空调模式，280度排烟防火阀FPY-A1～A4中任何一个熔断关闭时，风机ZPF-A停止运行；排烟防火阀与风机不设置硬线联锁，由BAS、FAS系统实现软件联锁。

若采用方案一，防火阀的监控由FAS完成；为实现正常通风工况下的风回路检测和软件联锁功能，BAS需要通过模块硬线接口或者与FAS的通信接口采集防火阀的状态信息。

上述控制方式将会使BAS与FAS，FAS与防火阀之间接口复杂化，除增加建设成本外还增大了运营管理和施工调试难度。

若采用方案二，整个风道上的所有通风设备都由BAS来控制，系统的各种模式和联锁功能由BAS来统一实现，则不会出现上述问题。还简化了系统间接口，降低了建设成本，使BAS、FAS接口界面更为简单清晰，提高了运营管理及施工调试的效率。

3 结束语

从上述几种案例分析及相关工程的经验来看，对通风空调系统的所有设备应用系统的观念去对待，不能肢解。把正常通风、火灾时兼用防排烟的系统（包括防火阀）作为一个整体全部交由环境与设备监控系统（BAS）监控，使通风空调系统的控制策略更符合地铁的实际情况，BAS、FAS系统接口界面划分以及风机与阀之间的软件联锁更简单合理；另外从IBP盘下发火灾模式控制，也能完整的实现。根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）第21.2.5条规定：防烟、排烟系统与正常通风系统合用的设备，在火灾情况下应由环境与设备监控系统统一监控；第21.3.3条规定：接收车站自动或手动火灾模式指令，执行车站防烟、排烟模式。因此上述推荐做法也是有法可依的。

其次从建设成本上考虑，秣周路站约有83个防火阀，若全归FAS控制，需要配置单输入、单输出模块104个，模块箱约9面，系统设备投资约20万元；若按照上述推荐控制方案，可节省设备投资约17万元。

笔者与成都地铁消防支队关于通风空调防排烟系统控制策略的进行过深入沟通，消防支队也认为地铁BAS系统作为FAS系统的联动子系统，把正常通风、火灾时兼用防排烟的系统交由BAS系统控制较为合理，

因此，建议正常通风、火灾时兼用防排烟的系统由BAS统一监控，专用排烟系统由FAS统一监控。

参考文献

[1] GB50157-2013，地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社出版，2014.

[2]GB50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社出版，2014.