通過兩個(gè)工程實(shí)例，探討電動(dòng)防火閥的配電和控制，需根據(jù)其工藝要求靈活設(shè)計(jì)，提出電動(dòng)防火閥在控制較為復(fù)雜時(shí)，及配電距離較遠(yuǎn)時(shí)的解決方法。

　　消防問題直接關(guān)系著人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，一直是建筑設(shè)計(jì)工作的重中之重。在進(jìn)行建筑電氣消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不但要做好火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)還要做好各消防設(shè)備(包括消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、電動(dòng)的防火門、窗、卷簾、閥門等)的聯(lián)動(dòng)控制及火災(zāi)應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志等設(shè)計(jì)，做到全面、合理、有效地預(yù)防火災(zāi)、防患于未然。

　　在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，電動(dòng)防火閥雖然設(shè)備容量小、設(shè)置分散，但對(duì)于消防排煙和加壓送風(fēng)系統(tǒng)的有效運(yùn)行卻起著至關(guān)重要的作用，其配電和控制應(yīng)給予足夠的重視。

1、電動(dòng)防火閥的接線

　　按照GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2005年版)和GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)條文要求，在管道穿越防火分區(qū)處及通風(fēng)和空調(diào)機(jī)房等房間隔墻處應(yīng)設(shè)置排煙防火閥，當(dāng)煙氣溫度超過280°C時(shí)能自行關(guān)閉;排煙口或排煙閥應(yīng)與排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，排煙口或排煙閥平時(shí)關(guān)閉，并應(yīng)設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)開啟裝置。工程中經(jīng)常采用的電動(dòng)防火閥接線示意見圖1。

圖1 電動(dòng)防火閥接線示意

　　圖1中，DC24V電源由端子1、2接入，繼電器KA11常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)打開時(shí)，閥門動(dòng)作關(guān)閉;繼電器KA11常開觸點(diǎn)打開、常閉觸點(diǎn)閉合時(shí)，閥門復(fù)位開啟。若防火閥尺寸較大，需要多個(gè)小尺寸防火閥拼接而成時(shí)，通過端子5、6為其他小尺寸防火閥提供電源。當(dāng)電源容量允許時(shí)可同時(shí)開閉，當(dāng)電源容量較小時(shí)可在第一個(gè)閥動(dòng)作完畢后再接通下一個(gè)閥的電源。端子7、8用來輸出防火閥的位置信號(hào)。

2、電動(dòng)防火閥的配電和控制

　　近年來，隨著建筑形式的多樣化，消防排煙、機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)及其防火閥的設(shè)置已不再千篇一律，系統(tǒng)的配電和控制也隨之靈活多樣。

2.1、電動(dòng)防火閥控制較為復(fù)雜時(shí)的解決方法

　　例如，某大型商場(chǎng)，由于受到建筑平面的限制，暖通空調(diào)專業(yè)無法設(shè)置單獨(dú)的空調(diào)新風(fēng)井和消防排煙風(fēng)井，因此，在一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置一組空調(diào)機(jī)組和消防排煙風(fēng)機(jī)，見圖2。

圖2 空調(diào)機(jī)房設(shè)備布置示意

　　其中，空調(diào)機(jī)組與消防排煙風(fēng)機(jī)共用靜壓箱以及出機(jī)房后的平面風(fēng)管，并共用豎向風(fēng)井，平時(shí)為空調(diào)輸送新風(fēng)、消防時(shí)則作為排煙通道。系統(tǒng)的控制要求是：空調(diào)運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉消防排煙風(fēng)機(jī)前后的防火閥(3、4)，打開其余的防火閥，開啟空調(diào)機(jī)組(AHU);消防排煙時(shí)，切斷空調(diào)機(jī)組的電源，關(guān)閉空調(diào)機(jī)組前后的防火閥(1、2)，打開消防排煙風(fēng)機(jī)前后的防火閥，開啟消防排煙風(fēng)機(jī)。

　　本例中，建筑物有地下1層、地上7層，共8層，空調(diào)機(jī)房層層對(duì)齊，即共有8個(gè)機(jī)房共用一個(gè)豎向風(fēng)井。當(dāng)某一個(gè)防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)啟動(dòng)消防排煙風(fēng)機(jī)時(shí)，其余樓層機(jī)房?jī)?nèi)接入該豎向風(fēng)井的防火閥1均應(yīng)關(guān)閉，防止煙氣竄入其它樓層，形成完整的排煙通道。電動(dòng)防火閥1豎向聯(lián)動(dòng)控制原理示意見圖3。

圖3 電動(dòng)防火閥I豎向聯(lián)動(dòng)控制原理示意

　　在地下1層至7層共用風(fēng)井的空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置1路防火閥豎向聯(lián)動(dòng)控制線，其電源來自處于中間位置的設(shè)于3層空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)的消防排煙風(fēng)機(jī)控制箱。各層電動(dòng)防火閥1的24V直流電源取自各自機(jī)房?jī)?nèi)消防排煙風(fēng)機(jī)控制箱。在火災(zāi)確認(rèn)后，首先由消防控制中心輸出信號(hào)或就地控制按鈕接通消防排煙風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)繼電器KA1回路，KA1得電后其常開觸點(diǎn)閉合，繼電器KA11帶電并接通防火閥1電源，本機(jī)房?jī)?nèi)的防火閥1關(guān)閉;同時(shí)，通過豎向聯(lián)動(dòng)控制線，各相關(guān)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)防火閥1電源控制繼電器KA11(-1~7)均得電，全部防火閥1接通電源后關(guān)閉。

　　為了減輕防火閥動(dòng)作時(shí)承受的壓力，啟動(dòng)消防排煙風(fēng)機(jī)前應(yīng)先開啟相關(guān)的防火閥，關(guān)停消防排煙風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)先停消防排煙風(fēng)機(jī)再關(guān)閉相關(guān)的防火閥。本例中的消防排煙風(fēng)機(jī)控制原理見圖4。

圖4 消防排煙風(fēng)機(jī)控制原理

　　圖4中，本機(jī)房?jī)?nèi)防火閥1完全關(guān)閉后由其行程開關(guān)輸出位置信號(hào)KH1關(guān)閉防火閥2;防火閥2完全關(guān)閉后其行程開關(guān)輸出位置信號(hào)KH2開啟防火閥3和4;防火閥3和4完全開啟后其行程開關(guān)輸出位置信號(hào)KH3和KH4，啟動(dòng)消防排煙風(fēng)機(jī)。KH1~KH4同時(shí)作為防火閥狀態(tài)信號(hào)送至消防控制中心，說明全部閥體已動(dòng)作就緒，可以啟動(dòng)消防排煙風(fēng)機(jī)。當(dāng)關(guān)停消防排煙風(fēng)機(jī)時(shí)，繼電器KA1失電，防火閥1復(fù)位開啟，聯(lián)動(dòng)防火閥2復(fù)位開啟、防火閥3和4復(fù)位關(guān)閉。當(dāng)煙氣溫度達(dá)到280℃時(shí)，防火閥5熔絲熔斷，閥體自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)輸出信號(hào)關(guān)停消防排煙風(fēng)機(jī)。在繼電器KA2前串聯(lián)KA1的常開觸點(diǎn)，在繼電器KA3前串聯(lián)KA2的常開觸點(diǎn)，都是為關(guān)閉空調(diào)機(jī)組、防火閥1，且又無消防信號(hào)開啟消防排煙風(fēng)機(jī)時(shí)，確保防火閥2~4均不會(huì)動(dòng)作，消防排煙風(fēng)機(jī)也不會(huì)啟動(dòng)。

　　控制回路和防火閥電源引自消防排煙風(fēng)機(jī)電源主回路保護(hù)斷路器之后、接觸器之前，當(dāng)消防排煙風(fēng)機(jī)停機(jī)、接觸器失電主觸點(diǎn)斷開時(shí)，也不會(huì)切斷控制回路和防火閥的電源，這樣可以保證防火閥動(dòng)作至完全復(fù)位。

2.2、電動(dòng)防火閥配電距離較遠(yuǎn)時(shí)的解決方法

　　在許多消防電氣設(shè)計(jì)圖中，有一種做法是給每個(gè)防火閥設(shè)置輸入和輸出模塊，由輸入模塊提供反饋信號(hào)、輸出模塊提供動(dòng)作信號(hào)和防火閥動(dòng)作電源。這種做法在建筑規(guī)模不大、配電距離不遠(yuǎn)且需要控制的設(shè)備數(shù)量不多時(shí)可行，但是近年來城市建筑中以高層建筑、大型建筑居多，建筑物內(nèi)設(shè)備數(shù)量大量增加，繼續(xù)沿用老辦法已很難滿足設(shè)備的控制要求。

　　例如，某超高層酒店式公寓建筑，建筑高度160m，地上40層，地下4層。暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)置了三段消防電梯前室加壓送風(fēng)系統(tǒng)，加壓送風(fēng)設(shè)備分別設(shè)置在屋面層、26層和12層，每個(gè)前室設(shè)置一個(gè)直流24V電動(dòng)防火閥(其接線圖與上例相同，區(qū)別是上例中排煙閥常開，動(dòng)作時(shí)關(guān)閉;本例中加壓閥常閉，動(dòng)作時(shí)打開)用于火災(zāi)時(shí)加壓送風(fēng)�；馂�(zāi)時(shí)需要同時(shí)開啟著火層及上、下各一層的(即三層)前室防火閥進(jìn)行加壓送風(fēng)，給建筑物內(nèi)的人員提供安全的疏散通道。

　　當(dāng)采用DC24V低電壓較長(zhǎng)距離配電給前室防火閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)以下公式計(jì)算線路電阻及電壓損失：

　　式中：Rθ——導(dǎo)線溫度為θ℃時(shí)的直流電阻值，Ω;

　　ρθ——導(dǎo)線溫度為θ℃時(shí)的電阻率，Ω·μm;

　　U——線路電壓損失，V;

　　Cj——絞入系數(shù)，多股導(dǎo)線為1.02;

　　l——線路長(zhǎng)度，m;

　　A——導(dǎo)線截面，mm²;

　　ρ20——導(dǎo)線溫度為20℃時(shí)的電阻率，銅芯線取1.72×10^-6，Ω·cm;

　　α——電阻溫度系數(shù)，銅取0.004;

　　θ——導(dǎo)線實(shí)際工作溫度，取θ=45℃;

　　I——計(jì)算電流，A，每個(gè)防火閥的開啟電流約0.7A，若需要開啟防火閥的樓層在同一個(gè)加壓段時(shí)，開啟電流為0.7×3=2.1A。

　　下面按兩種工況進(jìn)行計(jì)算，一種是與上述加壓送風(fēng)系統(tǒng)相似的分段，分段垂直配電，最大距離約60m;另一種是由消防控制中心的24V電源供電，不分段垂直配電，設(shè)置在39層的加壓閥與消防控制中心之間的距離約為200m，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 兩種工況下的線路電壓損失

　　經(jīng)過計(jì)算對(duì)比發(fā)現(xiàn)，若由消防控制中心的24V電源通過控制模塊供電，配電距離遠(yuǎn)、線路電壓損失大，無法滿足正常運(yùn)行時(shí)用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值為5%的要求;即使增大導(dǎo)線截面可以減小電壓損失，但在配電回路所帶防火閥較多時(shí)，防火閥動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的大電流對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行影響較大。因此，這個(gè)工程實(shí)例中，設(shè)置的加壓風(fēng)機(jī)及防火閥配電系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 前室加壓風(fēng)機(jī)及電動(dòng)閥配電系統(tǒng)

　　圖5中，在消防加壓風(fēng)機(jī)的配電箱內(nèi)設(shè)置3個(gè)電動(dòng)閥電源回路，分段垂直配電給與該風(fēng)機(jī)相關(guān)的電動(dòng)閥，由消防控制中心提供模塊的電源和控制信號(hào)，由此將外部設(shè)備的電源與模塊的電源分開，既滿足了電動(dòng)閥配電線路的電壓損失在允許范圍內(nèi)，又保證了模塊的正常工作。

　　當(dāng)建筑平面面積較大時(shí)，電動(dòng)防火閥的配電也可以參照此例的做法，其電源引自每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)消防排煙風(fēng)機(jī)的配電控制箱，控制線路根據(jù)消防排煙風(fēng)機(jī)控制要求設(shè)置。

2.3、小結(jié)

　　以上2個(gè)工程實(shí)例在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，各個(gè)電動(dòng)防火閥均可以根據(jù)控制要求正常動(dòng)作，給整個(gè)消防排煙、加壓系統(tǒng)的有效運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

3、結(jié)語(yǔ)

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，超大面積或超高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)，建筑物內(nèi)新增系統(tǒng)愈來愈多，設(shè)備數(shù)量越來越龐大，作為建筑電氣專業(yè)設(shè)計(jì)人員，我們應(yīng)根據(jù)建筑和其它設(shè)備專業(yè)的具體要求靈活處理，提高消防電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民安居樂業(yè)創(chuàng)造良好的消防安全環(huán)境。