1、機械排煙系統(tǒng)的組成以及工作原理簡介

組成：機械排煙系統(tǒng)是由擋煙垂壁（活動式或固定式擋煙垂壁，或擋煙隔墻、擋煙梁）、排煙口（或帶有排煙閥的排煙口）、排煙防火閥、排煙道、排煙風機和排煙出口組成的。工作原理：當建筑物內發(fā)生火災時，采用機械排煙系統(tǒng)，將房間、走道等空間的煙氣排至建筑物外。當采用機械排煙系統(tǒng)時，通常由火場人員手動控制或由感煙探測器將火災信號傳遞給防排煙控制器、開啟活動的擋煙垂壁將煙氣控制在發(fā)生火災的防煙分區(qū)內，并打開排煙口以及和排煙口聯(lián)動的排煙防火閥，同時關閉空調系統(tǒng)和送風管道內的防火閥，防止煙氣從空調和通風系統(tǒng)蔓延到其他非著火房間，最后由設置在屋頂?shù)呐艧燂L機將煙氣通過排煙管道排至室外。

2、排煙系統(tǒng)報警聯(lián)動設置相關條文規(guī)范

由《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013第4.5.2條第1款-第2款、《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》圖示表格內容得知；在自動控制方式下，應由同一防煙分區(qū)內兩只獨立的火災探測器報警信號或一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號聯(lián)動觸發(fā)，詳見表1

▲表1 聯(lián)動觸發(fā)信號

報警信號通過總線傳遞給消防聯(lián)動控制器（下文中簡稱為“主機”），按照事先預設的程序，主機進行邏輯判斷，通過輸入/輸出模塊（下文中簡稱為“I/O模塊”以西門子品牌為例圖1所示）讓中間件繼電器KA0得電，輔助常開觸點KAO(+24V-OPEN)打開排煙閥（口），排煙閥（口）動作后的反饋信號傳遞I/O模塊IN1、IN2端子上 ，通過火警總線通信到主機 ，主機做出聯(lián)動排煙風機的開啟。結合圖集16D303-2《常用風機控制電路圖》,中間繼電器KA1線圈得電（X1:10- X1：11）→KA1動觸點13-14閉合→KA6線圈得電→KA6輔助常開觸點13-14、23-24得電并自鎖，轉換開關SAC處于自動狀態(tài)3-4接通，經(jīng)過KA6輔助常開觸點13-14到QAC交流接觸器線圈形成回路，排煙風機啟動，開始工作。停止風機、關閉排煙閥（口）過程類似，不在逐一闡述。

排煙口或排煙閥應具備現(xiàn)場手動開啟方式，對于設置位置較高，不方便操作的排煙口或排煙閥，應設置就地手動操作開關裝置機構，確保手動操作方便可靠，電氣原理如圖1開放裝置外接線所示：

手動開放裝置機構操作說明：按鈕有三個位置。平時位置：按鈕在中間。不輸出動作信號，也不輸出復位信號。動作位置：按下按鈕。輸出動作信號（開閥）。復位位置：拉出按鈕。輸出復位信號（關閥）火災時，用力壓破塑料板，按下按鈕。安全檢查時，向上向下滑動塑料板來操作開關。操作開關后，必須使開關在中間位置。

▲圖1 排煙閥（口）現(xiàn)場手/自動控制

▲ 圖2 排煙常用風機二次回路

▲圖3 排煙常用風機一次回路

經(jīng)實地考察很多項目，聯(lián)動存在的問題如下：

a.排煙風機的聯(lián)動是靠煙感探測器的信號觸發(fā)的。

b.在設計火災自動報警系統(tǒng)時，必須是以防煙分區(qū)為單位設置火災探測器和手動報警按鈕。如果兩個不同的防煙分區(qū)內的兩個探測器同時報警，是否聯(lián)動風機的啟動，分歧最大。由表1得知，是同一防煙分區(qū)內的兩只獨立的火災探測器報警信號或一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號，才能聯(lián)動風機。

嚴格來說，兩個探測器同時報警，就已確認火警，應同時啟動兩個探測器所在的防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，但規(guī)范要求以防煙分區(qū)為單位劃分報警聯(lián)動單元，導致了這種極端情況，期待相關規(guī)范條文的完善。

由《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-2013第4.5.3條、第4.5.4條得知：排煙風機應能在消防控制室內的主機上實現(xiàn)手動啟停控制，排煙風機的啟動、停止按鈕應采用專用線路直接連接至消防控制室內的主機上，并應能直接手動控制排煙風機的啟動、停止。結合圖2分析如下：消防控制室內，按下消防聯(lián)動控制器手動控制盤的啟動按鈕SF2→中間繼電器KA4線圈得電→KA4輔助常開觸點13-14閉合，使KA6線圈得電并自鎖，啟動風機，當按下消防聯(lián)動控制器手動控制盤的停止按鈕SF3→中間繼電器KA5線圈得電→KA5輔助常閉觸點21-22斷開，使KA6線圈失電，風機停止。

3、排煙系統(tǒng)報警連鎖控制

由《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013第4.5.5條 排煙風機入口處的總管上設置的280度排煙防火閥在關閉后應直接聯(lián)動風機停止，排煙防火閥及其風機的動作信號應能能反饋至消防聯(lián)動控制器。得知當煙氣溫度超過280度時排煙防火閥能自行關閉，該閥與排煙風機連鎖，當閥關閉時，排煙風機應能停止運轉。即圖2中KA7輔助常閉觸點13-14連鎖排煙風機停止。

值得引起注意的是：聯(lián)動控制是由消防聯(lián)動控制器通過輸出模塊實現(xiàn)的，而連鎖控制方式不依賴于消防聯(lián)動控制系統(tǒng)，也不應受消防聯(lián)動控制器處于自動或手動狀態(tài)的影響，連鎖控制應通過專用線路實現(xiàn)。消防聯(lián)動控制器通過聯(lián)動控制，為上述消防系統(tǒng)提供連鎖控制之外的后備控制。連鎖信號如表2所示：

▲表2 連鎖觸發(fā)和連鎖控制信號

實地考察很多項目，連鎖存在的問題如下：

很多項目排煙風機入口處的總管上未按照規(guī)范要求設置280度排煙防火閥，連鎖風機停止。而且停止都是靠主機來實現(xiàn)的，這樣的做法不符合規(guī)范。

4、排煙風機現(xiàn)場控制柜啟動

排煙風機應能在現(xiàn)場手動控制（啟動或停止），方便工程前期調試與后期檢修維保。結合圖2分析如下：當手動選擇開關SAC打到手動狀態(tài)時，即1-2接通，按下手動啟動按鈕SF1 13-14→ SS1 11-12 →KA7輔助常閉觸點13-14→交流接觸器線圈QAC得電→QAC輔助常開觸點13-14自鎖，形成回路，啟動排煙風機，PGG信號燈亮，風機運行。當按下手動停止按鈕SS1時，回路被切斷，停止排煙風機。

5、相關信號反饋功能

由《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013第4.5.4條 送風口、排煙口、排煙窗或排煙閥開啟和關閉的動作信號，防煙、排煙風機的啟動和停止及電動防火閥關閉的動作信號，均應反饋至消防聯(lián)動控制器。結合圖集分析如下：即圖2中 X1：12- X1：13排煙風機運行信號、X1：14- X1：15排煙風機停止信號、X1：16- X1：17風機過負荷信號、X1：18-X1：19控制柜處于手動位置信號、X1：20-X1：21控制柜處于自動位置信號均需要反饋至消防聯(lián)動控制器，時刻監(jiān)控排煙風機設備信息，保證設備安全可靠，處于伺機狀態(tài)。

實地考察很多項目，連鎖存在的問題如下：

a.很多工程項目只反饋排煙風機運行信號，未傳遞反饋風機過負荷信號、就地控制盤柜手、自動狀態(tài)信號。由于在《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》中都沒有明確說明需要，只是在國家標準圖集16D303-2《常用風機控制電路圖》中有所體現(xiàn)。施工實際中往往避開這一點，影響了消防控制室對設備的正確檢測。弊端：風機是否有故障無法判斷得知，影響設備的可靠性。就地控制盤柜處于手、自動狀態(tài)位置信號決定于排煙風機是否能在主機上聯(lián)動啟動。由圖2得知，消防聯(lián)動控制器手動啟停排煙風機或消防聯(lián)動模塊啟停風機均建立在就地控制柜處于自動狀態(tài)下。所以就地控制控制柜投入使用后，轉換開關打應打到自動狀態(tài)，且位置信號應反饋至消防主機內，至關重要。

b.排煙風機過負荷信號直接串聯(lián)在二次啟停控制回路中，即排煙風機過載后，直接停止風機。排煙風機是重要消防設備，在消防排煙中起著極為重要的作用。按照我們的習慣性思維，凡是重要設備就應設過載保護。但《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)》中也沒有明確說明過載保護切斷風機，只是在國家標準圖集16D303-2《常用風機控制電路圖》中體現(xiàn)出只報警，不切斷風機二次控制回路。這主要是考慮到火災發(fā)生時，應全力保證室內煙氣及時可靠的排出室外需要，因為由于風機過載可能造成的線路、設備損失與火災損失相比微不足道。但在實際工程中，風機控制電路仍然加上了過載保護切斷排煙風機，這顯然不符合實際要求。期待相關規(guī)范條文的完善。

6、排煙風機啟動方式探討

由《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB 50974-2014 第11.0.14條 火災時消防水泵應工頻運行，消防水泵應工頻直接啟動；當功率較大時，宜采用星三角和自耦降壓變壓器啟動，不宜采用有源器件啟動。條文說明解釋：消防水泵直接啟動可靠，因水泵電機功率較大時在平時流量檢測等工頻運行，啟動電流大而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，因此要求功率較大的采用星三角或自耦降壓變壓器啟動。有源電器元件可能因電源的原因而增加故障率，因此規(guī)定不宜采用。綜上所述得知：軟啟動器屬于有源器件，消防水泵不能用軟啟動器啟動。筆者認為：排煙風機的啟動可以參照該條規(guī)范執(zhí)行，因為排煙風機也屬于消防重要設備。但在工程實際中，功率較大時依然采用軟啟動啟動，這顯然也不符合實際要求。

7、總結出排煙系統(tǒng)報警聯(lián)動控制

通過上述闡述以及分析，根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013和國家標準圖集16D303-2《常用風機控制電路圖》得出以下結論：

a.排煙風機聯(lián)動的觸發(fā)信號必須由應由同一防煙分區(qū)內兩只獨立的火災探測器報警信號或一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號聯(lián)動觸發(fā)，主機通過輸入輸出模塊打開排煙閥（口）后，并且收到排煙閥（口）反饋信號后，在聯(lián)動開啟排煙風機。

b.排煙風機入口處的總管上必須設置280度排煙防火閥，當煙氣溫度超過280度，用它的熔斷關閉信號連鎖排煙風機的停止。

c.風機啟停信號、過負荷信號、就地控制柜手/自動信號均要反饋到主機內，過負荷信號只報警不切斷排煙風機二次控制回路。

d.排煙風機的啟動：當功率較大時，宜采用星三角和自耦降壓變壓器啟動，不宜采用有源器件啟動。