再谈机械防排烟系统控制程序设计
江苏省建筑设计研究院有限公司 朱波 王瑛
1、前言
几年前，笔者对高层民用建筑中常用的五种机械防排烟系统控制程序设计作了探讨。随着建筑业的发展和新版防火规范的实施，防排烟系统设计更复杂，对控制程序的要求也相应提高。控制程序设计的优劣与可行与否是机械防排烟系统设计成败的关键之一，应引起广大设计人员的高度重视。
2、相关规范及条文
现行的防火设计规范及版本有：《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）（简称《高规》），《建筑设计防火规范》GB50016-2006（简称《建规》），《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97（简称《汽车库规》）和《人民防空工程设计防火规范》GB50098-98（2001年版）（简称《人防规范》）。关于消防控制设计的规范有：《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98（简称《火灾报警规范》）。
《高规》中与防排烟系统的控制要求相关的规定有：第8.4.8条“ 机械排烟系统中，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。”
《建规》中与《高规》相仿，与防排烟系统的控制要求相关的规定有：第9.4.6.1条“排烟口或排烟阀应按防烟分区设置。排烟口或排烟阀应与排烟风机联锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动。”第9.4.8.4条“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，该阀应与排烟风机联锁，当该阀关闭时，排烟风机应能停止运行。”
《汽车库规》中与防排烟系统的控制要求相关的规定有：第8.2.5条“排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机。”
《人防规范》中与防排烟系统的控制要求相关的规定有：第6.4.4.1条“单独设置的排烟口，平时应处于关闭状态，其控制方式可采用自动或手动开启方式；手动开启装置的位置应便于操作；”第6.4.4.2条“排风口和排烟口合并设置时，应在排风口或排风口所在支管设置自动阀门，该阀必须具有防火功能，并应与火灾自动报警系统联动；火灾时，着火防烟分区内的阀门仍应处于开启状态，其它防烟分区内的阀门应全部关闭。”第6.6.5条“排烟风机应与排烟口联动，当任何一个排烟口、排烟阀开启或排风口转为排烟口时，系统应转为排烟工作状态，排烟风机应自动转换为排烟工况；当烟气温度大于280℃时，排烟风机应随设置于风机入口处防火阀的关闭而自动关闭。”第6.7.7条“火灾发生时，防火阀的温度熔断器或与火灾探测器等联动的自动关闭装置一经动作，防火阀应能自动关闭。”
《火灾报警规范》中与防排烟系统的控制要求相关的规定有第6.3.9条：火灾报警后，消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能：
6.3.9.1 停止有关部位的空调送风，关闭电动防火阀，并接收反馈信号；
6.3.9.2 启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收其反馈信号；
6.3.9.3 控制挡烟垂壁等防烟设施。
3、机械防排烟系统控制程序
3.1．防烟楼梯间前室和消防电梯合用前室的防烟加压送风系统的控制程序
前室的加压送风系统由加压送风机和每层一只正压送风口组成。目前，常用的风口为平时常闭，火警时电讯号DC24V开启，手动开启，手动复位，输出开启电讯号的多叶正压送风口。火警时，开启着火层及上、下层的正压送风口及对应正压送风机，保证前室正压25-30Pa。其控制程序的方框图如图1。
3.2．防烟楼梯间的防烟加压送风系统的控制程序
根据《高规》第6.1.13.2条和第6.2.8条以及《建规》第7.4.4条规定，防烟楼梯间在首层和避难层进行了防火分隔。平面上同一位置的防烟楼梯间，在首层和避难层被分割成互不相通的多个梯段。因此，原防烟楼梯间上下共用采用自垂式百叶风口的正压送风系统已不适用，必须作相应调整。
每个防火梯段的防烟楼梯间有条件独立设置加压送风系统时，正压送风口常采用自垂式百叶风口。火警时，正压送风机开启，风口自动打开，保证防烟楼梯间正压40~50Pa，其控制程序方框图如图2。
当上下多段防烟楼梯间共用一个加压送风系统时，正压送风口常采用常闭多叶正压送风口。火警时，开启着火层梯段的正压送风口及对应正压送风机，保证防烟楼梯间正压40-50Pa。
其控制程序的方框图如图3。
3.3．地上内走道和暗房间机械排烟系统控制程序
地上内走道和暗房间的机械排烟系统一般由排烟风机及风机入口处的排烟防火阀和设在每层或每个防烟分区的常闭排烟口、排烟防火阀组成。火警时，电讯号DC24V开启或手动开启着火层走道或防烟分区的排烟口，电讯号开启排烟防火阀，排烟风机运作，把火灾产生的烟气和热量排至室外。当烟气温度超过280ºC时，板式排烟口关闭或排烟支管上的排烟防火阀关闭。当风机入口处的280℃排烟防火阀关闭时，联动关闭排烟风机。其控制程序方框图如图4。
3.4．地下内走道和房间机械排烟系统和补风系统控制程序
地下排烟系统在地上排烟系统的基础上增加了补风系统，且常与通风系统共用，是防排烟系统设计和控制中情况最多最复杂的。
火警补风和平时送风系统一般共用，由送风机、常开送风口和防火阀组成。其平时送风
口火警时用作补风口，平时送风机火警时用作补风机。
当排烟与排风不共用，各为独立系统时，排烟系统与地上相同。火警时，电讯号DC24V开启或手动开启着火防烟分区的排烟口、排烟防火阀，排烟风机运作，把火灾产生的烟气和热量排至室外。关闭排风系统的风机和防火阀。同时开启补风机，向着火的防火分区补风。当烟气温度超过280ºC时，板式排烟口关闭或排烟支管上的排烟防火阀关闭。当风机入口处的280℃排烟防火阀关闭时，联动关闭排烟风机，关闭补风机。其控制程序方框图如图5。
排烟系统与排风系统共用风机，各设支管、风口和防火阀。排风支管设70℃常开电控防火阀，排烟支管设常闭280℃排烟防火阀，排烟设常闭排烟口。火警时，排风支管电讯号关闭防火阀，手动或电讯号开启着火防烟分区的排烟口，电讯号开启着火防烟分区排烟支管排烟防火阀，排烟风机运作。同时开启补风机，向着火的防火分区补风。当烟气温度超过280ºC时，板式排烟口关闭或排烟支管上的排烟防火阀关闭。当风机入口处的280℃排烟防火阀关闭时，联动关闭排烟风机，关闭补风机。其控制程序方框图如图6。
排烟系统与排风系统共用风机、风管、风口和防火阀。支管设280℃常开电控防烟防火阀，平时常开排风口兼排烟口。火警时，非着火区排风支管的防烟防火阀电讯号关闭，排烟风机运作。同时开启补风机，向着火的防火分区补风。当烟气温度超过280ºC时，板式排烟口关闭或排烟支管上的排烟防火阀关闭。当风机入口处的280℃排烟防火阀关闭时，联动关闭排烟风机，关闭补风机。其控制程序方框图如图7。
3.5．地下汽车库机械排烟、补风系统控制程序
地下汽车库平时排风量与火警时排烟量的要求基本一样，两套系统经常共用一套系统。每个防火分区设计一套排风兼排烟系统，平时排风，火警时排烟；设计一套送风兼补风系统，平时送风，火警时补风。送、排风口均为常开百叶风口，使风口及其控制过程更加简单经济又可靠。其控制程序的方框图见图8。
3.6．中庭机械排烟系统的控制程序
中庭机械排烟系统中排烟口、排烟风机等方面的要求与内走道排烟系统相同，只是由于中庭的排烟口位置很高，排烟口的手动装置无法实现，其控制程序比内走道排烟系统简单一点。其控制程序方框图如图9。
人防地下室内走道和房间或车库的机械排烟系统和补风系统的控制程序与上述相仿，不再赘言。
4、结束语
机械防、排烟系统设计已经得到大家的日益重视。火警时，该系统能否正常运转，保证人员疏散和消防人员扑救的需要，同时也直接取决于该系统控制程序的正确、安全与可靠。因此，控制程序的优劣和可行与否是机械防排烟系统设计成败的关键之一。
笔者根据规范的要求，结合工程实践，与电气专业设计人员深入探讨、密切配合，重新总结了九种常用的机械防排烟系统的控制程序，欢迎大家批评指正，以期使机械防排烟系统的运行更加安全适用、先进合理。
本文得到了江苏省建筑设计研究院陈礼贵电气高级工程师的大力帮助，深表谢意。