上海利柏特工程技术有限公司 上海 201101
摘要：针对暖通设备的配电及控制联锁的要求，结合某项目综合楼的实例，介绍暖通设备的配电及消防联动的逻辑控制关系实现，并结合消防相关规范要求，分析设计中存在的问题以及解决的方案，探讨电气设计中需注意的一些问题。
关键词：气密阀；排烟风机；消防联动控制；火灾自动报警系统
Discussion on Power Supply and Control Design of HVAC Equipments
Installed in the Admin Building
Xiong Xiaohua
（Shanghai LBT Engineering & Technology Co.，Ltd，shanghai 201101）
Abstract：Based on the requirement of power supply and control design for HVAC equipments，combined the concrete case of the Admin Building of some project，the paper introduces power supply and logic control relation of interlock and linkage for HVAC equipments，and according to the requirement of related regulations analyses the problems and solutions during the design，discusses some problems to pay attention to in the design.
Keywords：Air-tight valve；smoke exhaust fan；fire-fighting linkage control；automatic fire alarm system
引言
化工项目配套的建筑物，因其综合性强，功能间较多，且内部结构复杂、人员密度相对较大，如发生火灾时，会产生大量的浓烟，因而，暖通设备的合理配置、供配电的可靠以及联动控制的实现，为人员疏散、避难等提供更安全的保障。
电气设计过程中，能满足暖通专业的要求，但不能满足消防相关规范的要求。所以，本文将结合项目实例，介绍电气设计的供配电及联锁控制的实现，以及后续施工阶段发现的问题及其最终解决方案。
1 项目概述
本综合楼为某化工项目配套建筑物，占地面积3761平米，建筑面积约7182平米，共计3层，建筑高度14.55米，钢筋混凝土框架结构，火灾危险性类别丙类，耐火等级二级。楼内设置消控室、配电间、中控室、实验室、报警阀室、消毒间、清洗室、餐厅、办公室等功能间。
根据项目要求，综合楼在厂区毒气报警时作为集散点，类似安全岛配置。人员疏散至此楼，如何保证室内的通风安全，显得尤为重要。本综合楼内暖通设备的控制联锁等功能的实现，直接影响整个厂区人员的安全，事关人生及财产安全，因而，暖通设备供配电的可靠性及控制联锁的实现，成为设计的关键。
2 暖通设备的设置
暖通专业根据规范要求，设备作如下设置：
空调通风系统有墙装式通风机、新风空调机组、管道式通风机、离心管道风机等，均属于非消防负荷；在火灾探测器探得火灾发生后通过联动控制切断其电源，在风机用动力配电箱的主进线开关装设分励脱扣器。
防排烟系统有排烟轴流式通风机、防爆排风机、混流式补风机等，均属于消防二级负荷；当火灾发生时强制开启，厂区毒气报警时联锁关闭。
另设若干气密阀，气密阀常开，事故时联锁关闭；屋顶设若干套电动排烟窗，排烟窗常闭，火灾时联锁开启。
3 供配电系统设计
综合楼内，除了DCS、火灾自动报警系统、应急广播系统、电话和计算机网络等为二级负荷，排烟风机、排烟混流式通风机、气密阀、电动排烟窗及气体灭火系统电控柜为消防二级负荷，其余为三级负荷。
每个防火分区各设置一台双电源ATS切换箱，用于给暖通消防负荷供电。
除消防负荷外的暖通空调通风设备负荷及其他照明、插座等电源，负荷等级为三级负荷，其电源引自动力配电箱或照明配电箱等。
4 排烟系统的联动控制
4.1 气密阀的运行状态信号显示[2]
综合楼一楼空调水泵房内设置一指示灯盘，用于气密阀的运行及故障状态显示。
气密阀常开，当厂区毒气报警时，人工确认后，手动操作中控室内的蘑菇头急停按钮，则气密阀关闭；气密阀关闭，相对应的暖通排风设备关闭。
指示灯盘的控制实现如下图所示：
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图1 指示灯盘的控制原理
气密阀的执行机构带弹簧复位、手动及自动复位功能，有4个干节点输出信号，阀的信号反馈至指示灯盘。同时盘内设中间继电器，利用其辅助触点将其状态信号引至风机的主回路或控制回路，风机连锁关闭。
4.2 气体灭火系统的联动控制原理
综合楼一楼消控室内设置一套气体灭火系统控制盘，其电源引自双电源ATS切换箱；火灾发生后，其联动触发信号由火灾自动报警控制器发出，气体灭火系统工作。
根据GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》第4.4.2条第3项的要求，气体灭火后联动控制。
排烟风机与电动阀及气密阀平时处于关闭状态，确认气体灭火完成后，手动启动消控室的操作柱，则消控室内的电动阀、气密阀与排烟风机同时开启。根据事故排风装置的规范要求，需设置室内外操作柱，另外，考虑到设备操作及检修安全，屋顶设备旁设置现场操作柱及安全开关。
控制原理如下图所示：
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图2 排烟风机及气密阀的控制原理
4.3 事故排烟风机联动控制的控制原理
办公区域、实验室区域及中控室区域分别设置事故排烟风机，风机平时常关，与火灾自动报警系统控制联锁，事故时强制开启；当280℃排烟防火阀达到280℃并熔断后，防火阀联动关闭排烟风机。根据规范要求，事故排烟风机设备旁边设操作柱，中控室CCR也设置一启停按钮，CCR和现场都可启停风机，且风机的启动、停止及故障信号均引至电信中间继电器箱。
控制原理如下图所示：
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图3 事故排烟风机的控制原理
设计阶段，排烟风机的控制仅考虑其自动控制、排烟防火阀联动控制、现场手动控制，却忽略了在消防控制室手动直接控制的要求、风机的故障信号未反馈至消控室。现场施工前期，发现问题后及时优化设计方案，更新图纸、电缆表等设计文件，并将此信息及时反馈给配电箱厂家整改。
排烟风机自动控制的实现，一般采用“软”联锁控制方式，一旦探测器、火灾报警回路或模块等任一环节出现故障，则排烟风机均不能实现自动控制，可靠性不高。
一旦自动控制失效，消控室又不能手动操作，发生火灾后，就不能及时启动排烟风机，烟气不能排出，人员疏散及逃生更加困难，对人生及财产安全构成严重的威胁；如风机故障，其信号未反馈至消控室，将潜藏极大的安全隐患；一旦发生火灾，排烟风机不能正常工作，易引发重大安全事故。
4.4 实验室区域防爆排风机的控制原理
三楼空调机房的屋顶上设置一防爆排风机，为一楼实验室区域用。此风机常开，平时通风用，火灾自动报警时联锁关闭，同时与一楼实验室内试剂柜气体泄漏检测器联锁，事故时强制开启。
当厂区毒气报警时，人工确认后，手动操作中控室CCR的蘑菇头急停按钮，防爆排风机联锁关闭。其联锁停的实现：风机配电回路串入CCR及火灾自动报警系统中间继电器箱的急停信号，当CCR或消控室送来急停信号，则风机的主回路断电，风机及气密阀均联锁关闭。
其配电系统图如下图所示：
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图4 防爆排风机配电系统图
控制原理如下图所示：
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图5 防爆排风机的控制原理
5 结 语
综上所述，综合楼内暖通设备的控制联锁复杂，在发生火灾或事故报警时，如联动系统控制未能按规范要求来考虑，轻则需要设计变更，增加项目成本；重则影响系统联调工作，延误项目的进度，甚至引起安全事故。
本综合楼项目设计前期忽略的问题，在现场施工前期发现风机控制的潜在隐患后，及时将此信息反馈给配电箱供应商，箱体出厂前进行整改；同时，采购增补控制电缆。
因此，电气专业应高度重视暖通及相关专业提出的设计输入条件，积极与设备厂家技术人员、暖通及相关专业设计人员沟通确认，并关注与电信专业的配合协调，电气设计不仅应满足暖通设备的供配电及联控联调的功能，且应满足消防相关规范及图集的要求。
以上为笔者在项目后期施工及验收过程中发现设计中的不足之处，期待与设计同仁分享探讨，对类似综合楼或建筑物综合体的暖通设备供配电及联锁控制的设计工作有一定的参考作用。
参考文献：
[1]中国机械工业联合会. GB50052-2009供配电系统设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2014.
[2]公安部沈阳消防研究所. 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.
[3]中国建筑标准设计研究院. 14X505-1火灾自动报警系统设计规范 [M]. 北京：中国计划出版社，2014.
[4]陈波，宋志斌. 电气消防设计需关注的问题探讨[J]. 现代建筑电气，2018（97）.
[5]陈继斌. 大空间建筑机械排烟系统联动控制的可靠性设计[J]. 电气应用，2013（18）.
作者简介：
熊小华（1979-），女，硕士研究生，工程师，主要从事石油化工项目供配电设计工作。