谈消防设备的供电和控制

　　摘要：本文根据相关的设计规范，对民用建筑中消防电气设备的控制工艺进行论述，关键词：消防 电气设备 控制工艺1、概述
　　在民用建筑电气设计中，消防设备的供电和控制是非常重要的。民用建筑中的消防设备主要包括消防水泵、排烟风机、正压送风机、消防电梯、防火阀、防火卷帘门、气体灭火装置等。
　　消防设备供电与控制的设计中，主要设计到以下的几个常用规范：
　　《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 （2001年版）
　　《建筑设计防火规范》 GBJ16-87 （2001年版）
　　《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116-98
　　消防设备供电与控制流程上的合理性是保证消防设备在发生火灾时，其功能的正常发挥的重要保证；是将火灾损失减小到最小程度比较有效的方法。因此，对消防设备的供电和工艺控制流程进行讨论是非常必要的。
　　2．消防设备的供电
　　2.1.消防设备的供电负荷等级：
　　根据《民用建筑电气设计规范》、《建筑设计防火规范》、《高层建筑设计防火规范》等规范的规定，消防用电的负荷等级与建筑物中供电负荷的最高等级相同。
　　一类建筑的消防用电按一级负荷供电，二类建筑的消防用电按二级负荷供电，除此而外的建筑采用三级负荷供电。
　　火灾事故照明和疏散照明指示标志在外部电源不能保证时，可采用蓄电池作为备用电源，但连续供电时间不应少于20分钟。
　　火灾自动报警系统应设有主电源和直流备用电源。主电源应采用消防电源，备用电源宜采用火灾报警系统控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。在设CTR显示器、通信设备等时，宜由UPS装置供电。
　　2.2.消防电气的供电线路
　　消防用电设备应采用单独的回路供电，并当发生火灾切断生产、生活用电时，应仍能保证消防用电，其配电设备应有明显的标志。建筑物内不设配电柜室，消防电源应单独接引，单独配线穿管；室内设配电柜室，消防电源可从配电柜单独专线配出。
　　一、二级负荷供电的消防电源线路，应采用双源双回路供电，并在线路末端设置双电源自切自投装置，两个供电线路不能穿同一钢管、线槽、电缆桥架。
　　消防电源线路若采用普通电线电缆时，必须穿穿管暗敷设在非燃烧结构体内，明敷设时，必须穿金属管并采取防火保护措施。在电缆沟、电缆桥架内敷设时，应采用阻燃型电线电缆。
　　随着社会经济的发展和进步，电线电缆绝缘层着火发出的要害气体逐渐为人们所重视，因此，电线电缆的低烟无卤要求逐渐提上日程，对于地铁车站等人员密集的场合，电线电缆必须要求低烟无卤，对于地上建筑至少应保证低卤低烟。
　　3．常见的消防电气设施
　　在民用建筑中，常见消防电气设施主要有以下集中：
　　3.1.消火栓及其消防泵
　　这是最常规的消防电气设施，设置于大多数可以使用水消防的场合，主要用于火灾时灭火。该系统一般采用手动触发。
　　3.2.自喷消防泵
　　设置于可以使用水消防且面积较大、人流较密的场合，如高层、大型商场等，主要用于火灾时大面积的灭火。该系统一般采用压力开关进行触发。
　　3.3.防火卷帘门及电动防火门
　　主要设置于高层建筑、空间面积比较大的商场等，主要用图是放火、防烟，缩小火灾事故范围，防止火灾的蔓延。该系统一般采用安装于卷帘两侧的探测器触发。
　　3.4. 正压送风机
　　发生火灾时，向火灾层输送正压新鲜空气，一方面为火灾层的人员提供足够逃生的氧气，以免因空气中氧气缺少而窒息，另一方面阻止因烟囱效应使火灾向上层蔓延。该系统一般由火灾报警联动控制器触发。
　　3.5. 排烟风机
　　火灾扑灭后，排出火灾层的烟雾和有害气体，保持火灾救护人员能够呼吸到足够的新鲜空气。该系统一般由火灾报警联动控制器触发。
　　3.6. 消防电梯
　　火灾发生时，帮助人们从火灾发生层快速逃生至底层，离开发生火灾的建筑物。
　　3.7. 火灾自动报警系统
　　利用火灾早期的一些现象，如各种烟雾、火光等信息，及时反映火灾信息，做到先期预防，讲火灾发生的可能消灭在萌芽状态，最大限度的减少火灾损失。该系统一般由探测器、控制器、消防设备执行机构和相关的控制线路组成。
　　3.8. 气体消防系统
　　该系统集火灾探测、气体灭火为一体，主要适用于一些不便用水消防的含有贵重设备的场合。该系统一般自成体系，它包含必要的火灾探测和相应的执行机构，在保护区域发生火灾时，自动释放灭火气体。该系统由保护区域内配套的火灾探测器进行触发。
　　3.9. 消防广播和声光报警器
　　该系统主要用于发生火灾时，组织和疏导人员疏散和快速撤离，该系统触发由消防控制中心（消防值班室）完成。
　　3.10 火灾应急照明
　　该系统用于发生停电事故时（包括火灾事故），帮助人员逃生与疏散。
　　4．常见消防设施的控制对于消防设施的控制要求，有以下几点基本的要求：
　　a容易造成混乱带来严重后果的被控对象应由消防控制室集中管理。
　　B 火灾报警信号有人直接发出的消防系统，应直接启动消防设施，无须经过消防控制室确认。
　　C 消防水泵（包括喷洒泵）、排烟风机及正压送风机等重要消防用电设备，宜采取定期自动试机、检测措施。
　　4.1.消火栓及其消防泵消火栓消防泵的起停一般直接由消防栓上的消防按钮直接启动。即使在有火灾自动报警系统的建筑中，火灾自动报警系统仅监视起该系统的各种信息，并不对消火栓按钮的报警信息进行加工处理，原因十分简单，消火栓按钮是有人工进行触发的，无需再进行火灾的确认。值得注意的是，消火栓按钮的控制电压若采用220V，则必须保证使用消火栓时按钮上无电，以免发生触电事故，若采用36V的安全电压，则不需选择适当截面的控制线，以免因线路压降过大而无法驱动接触器线圈。
　　设有火灾自动报警系统的建筑，对消火栓消防系统的控制要求如下：
　　⑴消火栓按钮控制回路应采用50V以下的安全电压。
　　⑵消火栓设有消火栓按钮时，应能向消防控制（值班）室发送消火栓工作信号和起动消防水泵。
　　⑶消防控制室内，对消火栓灭火系统应有下列控制、显示功能：
　　a 控制消防水泵的起、停；
　　b 显示消防水泵的工作、故障状态；
　　c 显示消火栓按钮的工作部位，当有困难时可按防火分区或楼层显示。
　　从上边的要求可以看出，在设有火灾自动报警系统的建筑物中，消火栓系统的除了常规的消火栓控制按钮控制起动消防泵线路外，还应增加以下的线路：
　　a 每个消火栓按钮的接点状态通过地编模块接入火灾自动报警系统，将其作为一个探测器看待，以便消防控制室能够显示火栓按钮的工作部位。
　　B 消防泵控制箱的控制线路中并联消防控制室的起停控制接点。并将泵的运行信返回消防控制室。
　　4.2.自喷消防泵自喷消防系统一般较少单独使用，往往与火灾自动报警系统同时使用。
　　自喷消防系统的工作流程为：当保护区域内因发生火灾引起温度升高，从而使喷头上的阻水设施爆裂，管道内压力下降，管道上压力开关触点闭合，开启自喷消防泵。
　　自动喷水灭火系统的控制应符合下列要求：
　　1 设有自动喷水灭火喷头需早期火灾自动报警的场所（不易检修的天棚、闷顶内或厨房等处除外），宜同时设置感烟探测器。
　　2 自动喷水灭火系统中设置的水流指示器，不应作自动起动消防水泵的控制装置。报警阀压力开关、水位控制开关和气压罐压力开关等可控制消防水泵自动起动。
　　3 消防控制室内，对自动喷水灭火系统宜有下列控制监测功能：
　　a 控制系统的起、停；
　　b 系统的控制阀开启状态。但对管网末端的试验阀，应在现场设置手动按钮就地控制开闭，其状态信号可不返回；
　　c 消防水泵电源供应和工作情况；
　　d 水池、水箱的水位。对于重力式水箱，在严寒地区宜安设水温探测器，当水温降低到5℃以下时，即应发出信号报警；
　　e 干式喷水灭火系统的最高和最低气压。一般压力的下限值宜与空气压缩机联动，或在消防控制室设充气机手动起动和停止按钮；
　　f 预作用喷水灭火系统的最低气压；
　　g报警阀和水流指示器的动作情况。
　　4 设有充气装置的自动喷水灭火管网应将高、低压力告警信号送至消防控制室。消防控制室宜设充气机手动启动按钮和停止按钮。
　　5 预作用喷水灭火系统中应设置由感烟探测器组成的控制电路，控制管网预作用充水。
　　6 雨淋和水喷雾灭火系统中宜设置由感烟、定温探测器组成的控制电路，控制电磁阀。电磁阀的工作状态应反馈消防控制室。
　　由于自喷消防系统的消防泵（包括电磁阀、气压泵）可以直接由压力开关控制。因此，该系统的设计中，应尽量利用压力开关和相应的消防泵组成自动控制系统，在和火灾自动报警系统配合使用时，应将其作为独立的一个子系统，火灾报警系统只监视其报警信号（包括压力开关、水流指示仪）。
　　自喷消防系统和火灾自动报警系统配套使用时的基本要求如下：
　　a 消防泵（包括电磁阀、气压泵）的启动应有相应的压力开关（包括水位控制仪）直接启动，同时并接消防控制室传来的强制起停按钮信号。
　　B 所有相关的报警及反映系统工作的传感器信号应通过地编输入模块进入报警总线。
　　4.3.防火卷帘门及电动防火门防火卷帘门是现代高层建筑防火中不可缺少的设施，具有防火、防烟、防盗、防风等多种功能，广泛应用于高层建筑、大型商场等人员密集的场合，其作用是在火灾事故发生时，在能够保证人员快速疏散的情况下，阻止火灾事故的蔓延，将火灾限制在一定的范围内，从而最大限度的限制火灾事故的损失。
　　该消防设施一般自成体系，其自带的控制箱内一般设有温感探测器、烟感探测器、限位开关、外部控制信号的接口，在完成外部接线后，一般就能独立工作。
　　电动防火卷帘的控制应符合下列要求：
　　1 一般在电动防火卷帘两侧设专用的感烟及感温两种探测器，声、光报警信号及手动控制按钮（应有防误操作措施）。当在两侧装设确有困难时，可在火灾可能性大的一侧装设。
　　2 电动防火卷帘应采取两次控制下落方式，第一次由感烟探测器控制下落距地1.5m处停止；第二次由感温探测器控制下落到底。并应分别将报警及动作信号送至消防控制室。
　　3 电动防火卷帘宜由消防控制室集中管理。当选用的探测器控制电路采用相应措施提高了可靠性时，亦可在就地联动控制，但在消防控制室应有应急控制手段。
　　4 当电动防火卷帘采用水幕保护时，水幕电磁阀的开启宜用定温探测器与水幕管网有关的水流指示器组成控制的电路控制。
　　电动防火门的控制，应符合以下要求：
　　1 门两侧应装设专用的感烟探测器组成控制电路，在现场自动关闭。此外，在就地亦宜设人工手动关闭装置。
　　2 电动防火门宜选用平时不耗电的释放器，且宜暗设。要有返回动作信号功能。
　　电动防火卷和防火卷帘门由于自成体系，实际使用时，只需按照其外部接线端子的要求配置操作电源、火灾探测器和相关的手动操作按钮即可。在和火灾自动报警系统配合使用时，在其火灾探测器回路中接入总线型控制模块来仿真火灾探测器的动作，使消防控制时的指令能够得到执行（一般需要两个总线制控制模块，分别指令半降和全降），同时应将卷帘门的工作状态通过总线型输入模块返回消防控制中心。
　　4.4. 正压送风机该系统一般单独较少使用，往往和火灾自动报警系统联合使用，其动作指令直接由消防控制室发出。
　　4.5. 排烟风机防烟、排烟设施包括排烟阀和相关的风机。其控制要求如下：
　　1排烟阀宜由其排烟分担区内设置的感烟探测器组成的控制电路在现场控制开启。
　　2排烟阀动作后应起动相关的排烟风机和正压送风机，停止相关范围内的空调风机及其他送、排风机。
　　3同一排烟区内的多个排烟阀，若需同时动作时，可采用接力控制方式开启，并由最后动作的排烟阀发送动作信号。
　　4 设在排烟风机入口处的防火阀动作后应联动停止排烟风机。
　　5 防烟垂壁应由其附近的专用感烟探测器组成的控制电路就地控制。
　　6 设于空调通风管道上的防排烟阀，宜采用定温保护装置直接动作阀门关闭；只有必须要求在消防控制室远方关闭时，才采取远方控制。关闭信号要反馈消防控制室，并停止有关部位风机。
　　7 消防控制室应能对防烟、排烟风机（包括正压送风机）进行应急控制。
　　防、排系统单独使用时，根据上述要求采用电气连锁的方式完成其控制，在和火灾自动报警控制系统配套使用时，其连锁控制可以通过系统进行程序连锁。
　　4.6 气体消防系统自动灭火系统的控制应要求如下：
　　1设有卤代烷、二氧化碳等气体自动灭火装置的场所（或部位）应设感烟定温探测器与灭火控制装置配套组成的火灾报警控制系统。
　　2管网灭火系统应有自动控制、手动控制和机械应急操作三种起动方式；无管网灭火装置应有自动控制和手动控制二种起动方式。
　　3自动控制应在接到两个独立的火灾信号后才能起动。
　　4应在被保护对象主要出入口门外，设手动紧急控制按钮并应有防误操作措施和特殊标志。
　　5机械应急操作装置应设在贮瓶间或防护区外便于操作的地方，并能在一个地点完成释放灭火剂的全部动作。
　　6应在被保护对象主要出入口外门框上方设放气灯并应有明显标志。
　　7被保护对象内应设有在释放气体前30s内人员疏散的声警报器。
　　8被保护区域常开的防火门，应设有门自动释放器，在释放气体前能自动关闭。
　　9应在释放气体前，自动切断被保护区的送、排风风机或关闭送风阀门。
　　10 对于组合分配系统，宜在现场适当部位设置气体灭火控制室；单元独立系统是否设控制室可根据系统规模及功能要求而定；无管网灭火装置一般在现场设控制盘（箱），但装设位置应接近被保护区，控制盘（箱）应采取防护措施。在经常有人的防护区内设置的无管网灭火系统，应设有切断自动控制系统的手动装置。
　　11气体灭火控制室应有下列控制、显示功能：
　　a 控制系统的紧急起动和切断；
　　b由火灾探测器联动的控制设备，应具有30s，可调的延时功能；
　　c显示系统的手动、自动状态；
　　d在报警、喷射各阶段，控制室应有相应的声、光报警信号，并能手动切除声响信号；
　　e在延时阶段，应能自动关闭防火门、停止通风、空气调节系统。
　　12 气体灭火系统在报警或释放灭火剂时，应在建筑物的消防控制室（中心）有显示信号。
　　13 当被保护对象的房间无直接对外窗户时，气体释放灭火后，应有排除有害气体的设施，但此设施在气体释放时应是关闭的。
　　由于气体消防系统大都是自称体系，其控制设备均由厂家配套，实际使用时只需按照生产厂家的要求配置相关的火灾探测器，并按照其要求安装好相关的声光报警装置即可，在和火灾报警系统配套使用时，火灾报警系统仅监视其工作状态，一般不对其发出操作指令。
　　4.7. 消防广播和声光报警器本部分一般和火灾自动报警系统配套使用，在发生火灾时由消防控制时发出指令。
　　4.8. 火灾应急照明火灾应急照明集中供电时，应由消防控制中心在切断其它非消防电源的同时，强制开启应急照明；分散供电时，应设置外部电源断电后的自开启功能。
　　4.9 非消防电源断电及电梯应急控制非消防电源断电和电梯应急控制要求如下：
　　1火灾确认后，应能在消防控制室或配电所（室）手动切除相关区域的非消防电源。
　　2火灾发生后，根据火情强制所有电梯依次停于首层，并切断其电源，但消防电梯除外在通常情况下，非消防电源的开关均由低压断路器担当，为了使其能够进行远程断电，必须在开关上增加分励脱扣器或选用具有远程通讯能力的开关（本类开关价格比较高），通过火灾报警控制器的控制模块完成其控制。
　　电梯的强迫降至首层其实现通过向电梯控制台发送指令的方式实现，切断电源的方式同切断非消防电源。
　　结束语由于消防设施的种类繁多，设计专业较多，工艺要求繁杂，本文根据相关规范和实际工程设计的实例，对其做以比较详细的汇总，不足之处，请及时批评指教。