气体灭火房间事故排风机的控制和配电探讨

潘 敏

(清华大学建筑设计研究院有限公司，北京 100084)

气体灭火房间事故排风机的控制和配电探讨

潘 敏

(清华大学建筑设计研究院有限公司，北京 100084)

通过分析气体灭火房间内事故排风机的风阀和配电系统的功能需求，给出了对应不同方式的控制流程与供电设计方案,供电气设计人员参考。

气体灭火 事故排风 电动风阀

0 引言

气体灭火的目标是保护火灾时不能用水扑救的对象，如重要的电信机房、广播电视设备、发电机房、变配电室、电气设备机房、图书档案楼、科研试验楼、贵重仪器设备房等。

气体灭火的原理是通过灭火剂充满火灾房间，稀释O2浓度，以达到灭火的目的。常用的气体灭火方式有七氟丙烷灭火系统(七氟丙烷灭火系统的灭火剂HFC-ea是一种无色、无味、低毒性、绝缘性好、无二次污染的气体)、IG541混合气体灭火系统(IG541混合气体灭火系统的灭火剂是由N2、Ar和CO2气体按一定的比例混合而成的气体)、二氧化碳灭火系统(二氧化碳灭火系统的灭火剂是CO2气体)、热气溶胶预制灭火系统(热气溶胶预制灭火系统的灭火剂气溶胶是指以固体或液体为分散相，而气体为分散介质所形成的溶胶)等。确认火灾发生后，火灾区域内的气体灭火房间所对应的气体灭火控制盘会启动灭火模式，气体灭火管网系统开始向着火房间喷洒灭火剂。消防状况排气灭火完毕后，房间内会有一定的残留气体，对进入房间的人员有窒息性伤害，为了保证人身安全，需要设置事故排风机，在人员进入之前将房间内的残留废气排出。

事故排风机可以单独设置，也可以与平时房间内的排风机共用。单独设置时虽控制简单，但要多设一台风机，其使用率低、成本高，因此，在工程实例中共用风机的情况较多。

电气设计主要涉及风机和电动风阀的配电、控制与气体灭火系统的配合等，本文以事故排风机和平时排风机共用的情况为例介绍相关的设计内容。

1 电动风阀控制

1.1电动风阀的设置

气体灭火的灭火剂喷出后，留在房间里的废气比空气重，会存留在房间下部空间，因此，排掉废气需设置低处的下排风口。一般情况下，如果事故排风机设置在气体灭火房间内，电动风阀的设置参见图1(图1中电动风阀1、2、3均在气体灭火房间内)；如果事故排风机设置在气体灭火房间外，电动风阀的设置参见图2(图2中电动风阀2、3、4在气体灭火房间内，电动风阀1和事故排风机在气体灭火房间外)。

图1 风机在房间内的风阀示意图

图2 风机在房间外的风阀示意图

1.2标准设置风阀的控制

标准设置是指在图1、图2中的平时排风管道和气体灭火后下排风管道上均设置电动风阀。图1中电动风阀1和事故排风机联动，图2中电动风阀1、4和事故排风机联动，AC 220V电源由事故排风机的电源配电箱提供。电动风阀2、3的控制模块电源由消防控制室的消防报警联动控制主机提供，阀的开启、关闭由气体灭火控制盘发出指令操作。

平时排风时，电动风阀2为打开状态，电动风阀3是关闭状态，以此保证房间的有效排风。在平时状态，排风机启动时，电动风阀1和4联锁打开；排风机停止时，电动风阀1和4联锁关闭。

火灾发生后，消防控制室收到火灾报警信号并确认火灾后，气体灭火控制盘或消防控制室联动控制盘控制电动风阀2关闭，电动风阀3不动作，如果此时采用直接切断排风机电源的方式，排风机将断电停止工作，电源切断后控制电路不能联锁关断电动阀，电动风阀1和4无法联锁关闭，仍然保持开启状态，气体灭火房间没有处于密闭状态，影响气体灭火效果，这是很容易忽略的问题。当气体灭火控制盘发出停止风机运行的信号时，控制模块不是直接切断风机电源，而是通过控制中间继电器使风机进入停机流程，经过延时等待风阀关闭的反馈信号后再切断风机供电电源，这样就可以解决风阀不能联锁关闭的问题。当确认电动风阀1和4关闭后，开启区域选择电磁阀，启动气体灭火装置，向火灾房间喷放灭火剂。

气体灭火后，需要开启事故排风机，排出气体灭火房间内的废气。事故排风机启动，联锁打开电动风阀1和4，关闭平时排风管上的电动风阀2，打开气体灭火专用的下排风管上的电动风阀3，这样风机可以快速有效地排出房间低处的废气。

标准设置的系统中电动风阀的数量多，需要气体灭火控制盘或者消防控制室的消防联动控制器控制相应电动风阀的开启或关闭，这种选择“关闭上排风、开启下排风”的方式可以快速有效地把气体灭火房间内的废气排出，方便检修人员早些进入房间做气体灭火后的维护工作，保证气体灭火房间尽早投入正常运行，但这种方式需要多个阀门的联动动作。

1.3简化设置风阀的控制

简化设置是指图1、图2中平时排风管道和气体灭火后低处排风管道上均不设置电动风阀，只有排风管道设在房间内。图1、图2中电动风阀1、4和事故排风机联动，AC 220V电源由事故排风机的电源配电箱提供。这样无论是平时排风还是气体灭火后排出房间废气，都使整个房间的气体一起排出。

简化设置的系统中电动风阀的数量少，而且风阀只需要和风机联锁，由风机配电箱直接提供AC 220V电源，系统比较简单，可靠性较高。但是这种方式要把整个气体灭火房间内的气体同时向外排放，降低了事故排风机的工作效率，排废气的时间会相对延长，但由于此时属于非火灾状态，时间长些并无其他不良后果。

1.4小结

综合以上两种风阀的设置方式，气体灭火后如果需要尽快让气体灭火房间投入正常使用，标准设置的系统是个很好的选择，但如果考虑到节省设备成本，可以选择简化设置的系统。

2 事故排风机配电

2.1负荷分类

气体灭火用的事故排风机主要功能是火灾后为房间通风换气，即使不能正常工作也不会带来更多的火灾危害；又由于其不属于消防负荷，火灾时要作为非消防电源切断，配电也要分析其具体应用场所，不能一概而论。事故排风机按单回路或者2个回路供电均可，气体灭火时由气体灭火控制器对其控制断电，灭火完成后合上配电开关，开启风机进行排风。

2.2配电箱位置

原则上，事故排风机配电箱设置在气体灭火房间内或者房间外都可以，但是气体灭火时房间内会充满灭火剂，气体灭火后会留有大量的废气，虽然气体灭火剂无毒或低毒、不污损设备、绝缘性能好，不与大部分物质产生反应，但是考虑到气体灭火后需要排废气，检修人员需要做好充分的防护措施才能进入房间合上配电开关，因此建议把配电箱安装在气体灭火房间外，同时按照规范GB 50736-2012《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》第6.3.9条第2款要求，在房间内外便于操作的地点分别设置事故通风的手动控制装置。

2.3重要设备房间气体灭火事故排风机的配电方式

重要设备房间指电信机房、广播电视设备、图书档案楼、科研试验楼、贵重仪器设备房等场所，此类场所可以采用单回路供电(如图3)；如果考虑负荷重要性和供电可靠性，则可以采用双回路供电(如图4)。

图3 重要设备房间事故排风机单回路供电

图4 重要设备房间事故排风机双回路供电

重要设备房间的风机由变配电室供电，确认火灾后气体灭火控制盘控制非消防电源断电，排风机停止工作。气体灭火后，如供电系统正常工作，手动控制接通事故排风机配电箱的电源，排风机就可以正常运转排出废气。

2.4变配电室气体灭火事故风机的配电方式

不同于重要设备房间，变配电室事故排风机的配电如果采用图3或者图4的方式就会存在一定的问题。变配电室发生火灾时，变配电室要断电，然后开始喷洒灭火剂；灭火后，变配电室内的配电设备需要经过检修后才能恢复供电，且为了保证检修人员的人身安全，进入室内检修前必须先排出变配电室内的气体灭火废气。仅以平时所用的电源是无法保证事故排风机在气体灭火后排废气时能正常工作，这样就要考虑使用临时电源给风机供电，保证风机能正常工作。

加入临时电源后，变配电室事故排风的配电可以采用图5或者图6的方式。在正常配电开关后增加一个手动转换开关，平时开关在“1”位，风机配电使用变配电室正常电源；气体灭火后如无正常电源，将手动转换开关转至“2”位，使用临时电源供电。临时电源可引自附近的其他变配电室或配电间，如果附近没有变配电室，可以使用小型的移动发电机作为临时电源。以额定输出功率是5.5kVA的发电机为例，外形尺寸是670mm×510mm×510mm(长×宽×高)，重量仅82kg。

图5 变配电室事故排风机单回路供电

图6 变配电室事故排风机双回路供电

3 结束语

本文通过分析气体灭火房间内风机的不同工作状态，给出了风阀控制和风机配电的不同解决方案，希望对电气工程师有所帮助。

[1] GB 50016-2013 火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2] 郑美英.数据中心机房灾后排尾气风机控制系统设计[J].智能建筑电气技术，2016,10(5):65-69.

[3] GB 50736-2012 民用建筑采暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4] GB 50370-2005 气体灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

DiscussionontheControlandDistributionofExhaustFaninGasFireExtinguishingRoom

Pan Min

Through analyzing the functional requirement of air valve and distribution system of exhaust fan in gas fire extinguishing room,the correspording control flow and power supply design schemes in different ways are given,as a reference for electrical designers.

gas fire extinguishing, accdient air exhaush, electric air valve