陈盼
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：通过对高层建筑楼梯间机械加压送风系统存在问题的分析，介绍了余压监控系统设计的必要性及设计依据，提出了采用智能余压监控系统解决楼梯间超压问题的解决方案。
关键词：机械加压送风；余压监控系统；余压探测器；余压监控器
1 楼梯间机械加压送风系统设计的必要性及存在的问题
建筑发生火灾时，防烟楼梯间、避难走道及其前室，是人员撤离的生命通道和消防人员进行扑救的通行走道，确保其满足防烟性能的要求。从防烟的角度讲，机械加压送风系统的余压值过低不利于防烟，因此余压值越高越好。但由于疏散门的方向是朝疏散方向开启，而加压送风作用力的方向与疏散门开启方向恰好相反。若余压值过高则会导致楼梯间和前室、前室和走道之间疏散门两侧压差过大，而导致疏散门无法正常开启，影响人员疏散和消防人员施救。显然，加压送风系统的设计，首先应建立在安全疏散人员的基础上。
上海某大厦，前室设计按开启着火层及上下相邻层的送风口，加压风机启动后，相邻的 3 层风口开启，前室的门均处在关闭状态，3 个前室的余压值高达 284Pa，比GB50016-2014
《建筑设计防火规范》[1]要求的余压值 25～30Pa 的标准高出很多，导致从走道内无法打开通向前室的疏散门，一旦发生火灾，加压送风系统反而给疏散带来困难，十分危险。地下室的2个疏散楼梯间，在设计时从经济性考虑未设余压监控，消防验收时，如使过门风速达标（0.7m/s），就会超压，如关小风管上的手动调节阀，其风量就无法满足过门风速的要求。在满足过门风速状态时，楼梯间与前室之间的门需要2个成年男子用力才能打开超压的情况。
2 引起区域超压的原因
加压送风系统余压值超过规定值的情况有很多种，但基本可以分为动态和静态 2 种超压工况。动态超压工况是指运行工况的不同可能引起的区域超压；静态超压工况是指设计方或者采购方选用设备富裕量太大引起的区域超压，可以通过调节（如采用手动风量调节阀一次性调节等）来解决超压。本文主要论述目前采用智能余压监控系统解决动态超压工况
的情况。
3 余压监控系统设计的必要性及设计依据
目前，加压送风系统自身没有能力来判断余压值，加压区泄露过大，余压值达不到标准要求，起不到防烟作用，或因压力过大而造成疏散门难以开启。而如何能及时探测余压值状况，以调整加压送风量，使楼梯间和前室保持相对稳定的余压值是一个关键问题。因此，设置智能余压监控系统，可强化加压送风系统的管理，解决加压送风系统在消防疏散过程中存在的隐患，是保证加压送风系统在火灾中正常使用的必然选择。余压监控系统设计应依据 GB 51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》中第3.4.4条，机械加压送风量应满足走廊
至前室楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列要求[2]：
1）前室、封闭避难层与走道之间的压差应为 25～30Pa；
2）楼梯间与走道之间的压差应为 40～50Pa；
3）当系统余压值超过允许压差值时应采取泄压措施，允许压差值应由本规范第3.4.9条计算确定。
4 智能余压监控系统
1）余压值超过规范要求值时，ZXY 余压探测器发出报警信号给ZXYK余压控制器（见图 1），动态步进式调整电动阀开启角度进行泄压，并进行声光报警，余压值降至规范要求区间值时，ZXY 探测器发出信号给 ZXYK 控制器关闭电动阀停止泄压。
图1 余压控制器示意图
2）ZXYK 余压控制器导轨安装在加压风机控制箱内（见图2），汉字液晶实时显示并存储各类故障报警和动作状态信息≥10000条；ZXYK 控制器并联接入加压风机控制箱内消防电源监控系统总线，所有信息实时上传至消控室 ZXHA消防电源监控器，便于值班人员掌握系统运行情况。
图2 加压风机控制箱系统图
3）ZXY 探测器汉字液晶实时显示余压值和温度值，测量余压范围-100～100Pa，具有余压校验和温度补偿功能。
4）ZXY 探测器有地址码，由ZXYK 控制器通过无极性二总线 NH-RVS-2×1.5mm（2T接），通信并集中提供 DC24V供电，沿楼梯间、前室楼板垂直敷设至加压风机控制箱内ZXYK 控制器。
5）前室每层均设ZXY探测器，楼梯间在约1/3 和2/3高度处各设一台ZXY探测器；气管座采用阻燃材料，以86盒面板式固定在墙面上或根据现场情况吸顶安装。
6）余压探测器平面安装：前室每层均设余压探测器，楼梯间在约1/3 和2/3 高度处各设置一台余压探测器，引压用的气管可根据现场实际情况装于墙面或吸顶安装均可，余压探测器通过NH-RVS-2×1.5-SC15-WC, 沿楼板垂直敷设至正压风机控制箱内ZXYK余压控制器，平面示意图如图3、图4所示。
图3 普通楼梯余压探测器平面示意图
图4 剪刀梯余压探测器平面示意图
7）余压探测器安装于高压区，上缘距顶 0.2～0.5m，通过螺钉固定在预埋 86 底盒上。气管明敷时用金属软管保护，穿墙时采用 PVC 软管 φ8×1-SC15-WC，余压探测器安装示意图如图5所示。
图5 余压探测器安装示意图
5 有关问题探讨
在系统承担层数在15层以上时，关门与开门状态风量之比已大于50%，是否设置动态余压系统还处于探讨之中。对于系统承担层数为10层以下时，开关门状态风量差异大，如
不采取措施，肯定会出现超压情况，应采取泄压措施。目前，GB 50016—2014《建筑设计防火规范》仍无动态余压控制措施的规定，会使现实设计余压控制的做法随意，业主也会应规范无规定，增加投资等因素而取消设计。
建议GB 50016—2014 应予以条文说明余压控制的推荐性做法，使设计人员有据可依。
6 安科瑞余压监控系统及产品选型
6.1系统简介
针对各类机械加压送风系统的应用特点，安科瑞电气股份有限公司研发了余压监控系统，是集工业计算机技术、通讯、抗电磁干扰、数字传感技术及消防二总线于一体的智能化系统。采用高灵敏度压力信号传感器，24小时实时自动巡检并采集监控区域压力变化等工作状态，对超压故障发出报警信号并记录，当防烟楼梯间或前室余压值达到超压监控值时，余压探测器发出报警信号，余压控制器打开加压风机风管上的旁通阀泄压；余压回落到正常区间值后，余压探测器发出信号，余压控制器关闭旁通阀，通过控制旁通阀的开启，来保持余压值稳定在规范要求的区间值内，系统具有实时性、数字化、智能化，自动化连续监控的特点。余压监控系统结构图见图4。
余压监控系统由余压监控器（主机）、余压控制器、余压探测器、风阀执行器、系统监控专用软件等部分或全部设备组成满足并高于GB51251《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50016《建筑设计防火规范》和GB50098《人民防空工程设计防火规范》等相关国家标准中的功能需求。
图4 余压系统监控结构图
设计说明：
① 余压监控器（主机）与余压控制器之间是485通讯，连接方式为手拉手连接，线型NH-RVSP 2*1.5mm2，通讯距离为500米；
② 主机支持2路RS485通讯回路，每条回路可连接32个余压控制器；
③ 余压控制器与余压探测器之间为二总线通讯，通讯距离500m， 线型NH-RVSP2*2.5mm2；
④ 一只余压控制器可带120个余压探测器。
6.2 产品型号及功能
6.2.1 ARPM100/B3余压监控器
产品特点：
满足国家标准GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》；
与余压控制器、余压探测器、风阀执行器等配接，灵活构建大容量疏散通道余压监控系统；
可通过余压控制器监控疏散通道余压变化，适应现代建筑复杂多变的要求；
抗干扰能力强，可以长距离供电；
提供2条RS485通讯回路，每条回路可连接32个余压控制器。
6.2.2 ARPM-S余压探测器
产品特性：
电源：15～28VDC（二总线）
工作电流： ＜4mA
测量范围： -1000Pa~1000Pa
通讯方式： 二总线
尺寸：86mm*86mm*20mm
安装孔距：60mm
安装方式：86盒安装
工作温度：-20℃-70℃
储存温度：-40℃-85℃
LED显示
运行指示灯：当设备正在处于通讯状态时，运行指示灯闪烁。
故障指示灯：当设备自校准失败时，故障指示灯点亮。
报警指示灯：当探测器检测到余压差值超出设定值时，报警指示灯点亮。
安装接线
本模块采用通用于86盒安装方式，水平安装孔距为60mm。探测器的工作电源为15～28VDC，请保证接线末端的电压符合工作电源的范围。使用橡胶软管与低压气嘴相连，软管另一端接到低压区。（设备若安装在低压侧，则用橡胶软管与高压气嘴相连，软管另一端接到高压区。）
6.2.3 ARPM-C余压控制器
产品特性：
工作电源： AC 220V 50Hz
功耗： 待机状态＜3W，动作状态＜10W
执行输出：24V（接执行器）
开关量输入：2路
开关量输出：1路继电器输出
通讯：1路二总线、1路RS485
通讯距离：500m
安装方式：导轨式安装
工作温度范围： -20℃～60℃
储存温度范围：-30℃～80℃
环境湿度：相对湿度≤90%，不结露
防护等级： IP30
产品符合：GB16806-2006
外形尺寸
6.2.4 ARPM-DC24V风阀执行器
产品特点：
满足国家标准GB51251《建筑防烟系统技术标准》及GB 50016《建筑设计防火规范》等相关国家标准中的工能要求
接收余压控制器命令，控制调节旁通泄压阀的开、闭角度
可选择旋转角度，万能转接头，设置独立的运行时间，具有手动控制按钮
采用DC24V工作电压确保系统稳定和人身安全
6.3 产品选型
【参考文献】
[1]王翔，梁以文 .楼梯间及前室加压送风系统余压动态控制方式[J].建筑热能通风空调，2011（5）：80-84
[2]李娟. 关于高层建筑余压监控系统的设计
[3]安科瑞余压监控系统. 2020.08版
作者简介：陈盼，女，现任安科瑞电气股份有限公司，主要余压监控系统的研发与应用。手机:18702112032（微信同号）,QQ：2880956079, 邮箱:2880956079@qq.com
