干式消火栓系统电气控制方案分析.pdf

建筑安全:./.干式消火栓系统电气控制方案分析收稿日期:作者简介:丁宝华()男硕士高级工程师从事电气、电信工程设计与研究工作丁宝华 杨爱新(.中海油石化工程有限公司山东 济南 .济南工程职业技术学院山东 济南)摘 要:对干式消火栓系统电气控制方案进行了总结并对存在的问题进行了分析 以某化工项目为例结合工程设计过程中存在的问题对干式消火栓系统进行了分析并提出了一种新的电气解决方案以期为电气设计同行提供参考关键词:干式消火栓系统电磁阀失电开启型中图分类号:文献标识码:文章编号:()引言 消防给水及消火栓系统技术规范实施以来越来越多建设地位于北方的工程中采用了干式消火栓系统并由此产生了一系列的问题干式消火栓系统在消防规范中早有介绍并在项目中应用但在电气相关标准、规范、图集中一直未曾提及各类文献中也很难找到有关干式消火栓系统电气控制方案的介绍 进行干式消火栓系统电气设计时能够参考的资料也只有文献第 页中的“干式消火栓系统示意图”但该图深度无法满足电气专业施工图设计的要求另外不同设计院、图审机构、验收部门、设备厂家对干式消火栓系统电气控制方案也有着不同的理解导致工程中干式消火栓系统的电气设计方案五花八门有的甚至存在明显的安全隐患 因此找到一种合理、可靠且满足规范要求的干式消火栓系统电气控制方案势在必行本文结合工程实例对干式消火栓系统常见的电气控制方案进行了分析并提出了一种新的解决方案 干式消火栓系统介绍顾名思义湿式消火栓系统是指平时消防水管中充满水的消火栓系统干式消火栓系统则指的是消防水管平时处于无水状态发生火灾时打开设在进水管上的阀门向消防水管内充水充水后干式消火栓系统转换成湿式系统 文献规定:“室内环境温度不低于 且不高于 的场所应采用湿式消火栓系统”“室内环境温度低于 或高于 的场所宜采用干式消火栓系统”室内环境温度经常低于 时需要考虑管内一直充水会出现冰冻的危险因此北方冬季无采暖的建筑物或敞开式厂房中常采用干式消火栓系统文献规定:干式消火栓系统的充水时间不应大于 设计时通常会在进入建筑物前的供水干管上设置 个电磁阀或电动阀电磁阀或电动阀设置在阀门井内发生火灾时通过室内消火栓按钮开启电磁阀或电动阀供水 因为电磁阀启动时间短且价格便宜而电动阀启动时间长且价格较高多数工程采用失电开启型电磁阀(/)部分工程也会采用电动阀()电气设计方案分析在项目提资阶段消防专业给电气专业的设计条件通常较为简单 一般要求如下:“消火栓系统进水管上设置快开式电磁阀()电磁阀采用失电开启型在室内消火栓箱处设置手动按钮平时室内管网保持无水当发生火灾时通过室内任一消火栓箱处的手动按钮打开电磁阀供水”因提资阶段无订货资料消防专业无法给出电磁阀功率也很难给出更详细的控制要求本文将结合工程实例对干式消火栓系统电气控制方案按照有、无火灾自动报警系统分别来进行分析.无火灾自动报警系统时的干式消火栓系统某工业厂房内未设置火灾自动报警系统项目建设地位于北方且无采暖消防专业设置了干式消火栓系统并在进水管上设置失电开启型电磁阀 这种情况下因为厂房内无火灾报警系统无法获得 电源 电气专业一般会建议电磁阀电压选择 设计简易接线方式如图 所示图 1电磁阀接线示意图（无火灾报警、按钮并联）AC 24VZJZJn 个按钮图 中电磁阀采用 电源供电现场设置 个电磁阀控制箱将 电源送至控制箱箱内设置 /变压器为电磁阀供电 如图 所示将厂房内所有消火栓箱处手动按钮的常开接点(自保第 卷 第 期 年 月 山西建筑 .持)并联后通过中间继电器 转换为常闭接点然后与电磁阀供电回路串联 正常状态下所有消火栓箱处手动按钮接点均处于断开状态电磁阀处于得电关闭状态火灾状态按下厂房内任一消火栓箱处手动按钮 线圈得电与电磁阀串联的常闭接点 断开电磁阀失电开启从而给室内消火栓管网充水该方案中需要按钮提供一对无源常开接点()但大多数品牌消火栓按钮只有一对 常开接点或者没有常开接点 如采用图 所示方案将不能直接利用消火栓按钮作为启动电磁阀的按钮需要在每个消火栓箱处额外设置手动按钮另有一种观点:将所有消火栓箱处手动按钮的常闭接点(带自锁)首尾串联然后接入电磁阀供电回路也可实现上述功能无需增加中间继电器简易接线方式见图图 2电磁阀接线示意图（无火灾报警、按钮串联）n 个按钮AC 24V图 中手动按钮采用常闭接点与电磁阀供电回路串联当按钮接触不良或所在线路断线时电磁阀会误动作导致水管内充满水 如厂房内消火栓箱数量较多对应设置手动按钮数量较多电磁阀误动作的几率将会显著增加当电磁阀电压选用 其他条件不变时上述图、图 方案仍可采用需注意按钮、中间继电器电压也应选择 此时直接采用 为电磁阀供电其他接线方式同图、图 考虑到电磁阀一般安装于地下阀门井内采用 更为安全工程中一般推荐选择 电磁阀.有火灾自动报警系统时的干式消火栓系统某工业厂房内设置了火灾自动报警系统其他条件同.这种情况下一般电磁阀电压选择 .常见做法及问题分析常见做法为:在电磁阀附近设置一个模块箱模块箱内设有输入输出模块电磁供电和控制通过输出模块信号反馈通过输入模块所有消火栓按钮均通过信号总线接入火灾自动报警系统 简易接线如图 所示图 3消火栓按钮及电磁阀接线示意图（联动控制）n 个DC 24V 电源火灾报警信号总线I/O本文分两种情况对图 方案进行分析)建筑物内单独设置火灾报警联动电源箱时 电源通过电源箱直接引接 发生火灾时按下任一消火栓按钮消火栓按钮信号通过总线反馈至火灾自动报警系统主机火灾自动报警系统以此为判据发出指令来实现电磁阀断电开启理论上可实现按下消火栓按钮直接开启电磁阀的要求 另有观点认为:该接线方案属于联动控制还应增加通过硬接线将消火栓按钮与电磁阀相连来直接控制电磁阀的开启)建筑物未单独设置火灾报警联动电源箱时 电源直接通过联动电源总线接入 这种情况下未考虑电磁阀容量和电流的大小电磁阀可能会无法供电而一直处于打开状态 分析如下:干式消火栓系统进水管以 以上居多对应设置的电磁阀功率一般在 以上以电磁阀功率 为例电流约为.一般火灾报警控制器总线回路电流为 远小于电磁阀额定电流 因此根本无法通过火灾报警电源总线为电磁阀供电上述方案()理论上可行属于有争议的方案方案()则属于明显的错误方案.建议解决方案及分析)项目情况介绍 本项目建设地位于山东省潍坊市为一大型精细化工项目其中 多个厂房/仓库采用了干式消火栓系统 各厂房/仓库内均设置了火灾自动报警系统有部分厂房/仓库未单独设置联动电源)消防专业设计要求 每个厂房/仓库的干式消火栓系统进水管入户处设置了 个失电开启型电磁阀()个电磁阀分别位于建筑物两侧的阀门井内要求消火栓箱内设置消火栓按钮火灾时可通过任意一个消火栓按钮均可同时启动 个电磁阀供水)电气控制方案分析.建筑物内设置火灾报警联动电源箱 以成品车间为例该建筑物共 层正常环境室内共设置了 个消火栓按钮建筑物内设置了单独的火灾报警联动电源箱可提供 电源 简易接线如图 所示图 4消火栓按钮及电磁阀接线示意图（硬接线加联动控制）火灾报警信号总线DC 24V电源总线DC 24V电源线接线箱直接控制线共 25 个引自火灾报警电源箱DC 24V 电源ZJ1ZJ1ZJ2共 25 个消火栓按钮I/O（a）（b）该方案需专门设置 个电磁阀接线箱消火栓按钮与电磁阀之间的接线均通过接线箱 中间继电器 安装在接线箱内图()中所有消火栓按钮均通过信号总线接至火灾自动报警系统 图()中将建筑物内所有消火栓按钮的常开接点并联后通过中间继电器 转换为常闭接点与 第 卷 第 期 年 月 丁宝华等:干式消火栓系统电气控制方案分析电磁阀供电回路串联中间继电器 线圈通过图()中/模块供电 的常闭接点也与电磁阀供电回路串联当发生火灾时按下建筑物内任一处的消火栓按钮该消火栓按钮常闭接点闭合并自保持中间继电器 得电与电磁阀供电回路串联的常闭接点 断开电磁阀失电开启从而给室内管网充水 同时该消火栓按钮动作信号通过火灾报警总线反馈至火灾自动报警系统主机火灾报警系统联动断开中间继电器 电源与电磁阀供电回路串联的常闭接点 断开电磁阀失电开启.建筑物内未设置火灾报警联动电源箱 以中间体车间为例该建筑物共 层为爆炸危险 区环境室内共设置了 个消火栓按钮因火灾自动报警系统点数较少故建筑物内未设置单独的火灾报警联动电源箱 此种情况下电磁阀的供电可采取以下两种方案:方案:在建筑物内增加 个防爆型 电源箱为电磁阀供电电源箱采用 输入 输出其他同图 方案方案:在附近正常环境的建筑物内设置集中式 电源箱同时为附近多个建筑物内的干式消火栓系统提供 电源其他同图 方案)线路电压降计算 采用上述).中的方案 时需要根据电磁阀功率、电缆截面、距离等计算线路电压降并以此来判断电磁阀是否能够正常工作以本项目中间体车间为例 电磁阀为 个通过设在附近变配电室内的集中式 电源箱供电电磁阀供电电源线选择 电缆距离约为 根据电磁阀厂家资料电磁阀功率为 正常工作电压为 .即电压允许波动范围为 因此设计时需要保证电磁阀端电压不低于.否则电磁阀将因为电压过低无法关闭一直处于打开状态根据工业与民用供配电设计手册(第四版)第 页式.和式.:绞入系数 电阻温度系数 .()/实际工作温度按 导 线 温 度 为 时 的 铜 线 芯 电 阻 率.()/电压损失百分数计算公式(见式():()其中 为线路功率 为线路长度 为标称电压为线路截面代入数据计算得式():.()由式()计算结果.可知无法满足电磁阀正常工作电压 可采取加大电缆截面、适当提高 电源箱出口电压等方法解决 本项目中将 电源箱出口电压调整为 由式()计算电压损失百分数约为.电磁阀端电压约为.满足电磁阀正常工作电压的要求 结语以上为作者结合电气设计、消防验收过程中遇到的各种问题对干式消火栓系统采用失电开启型电磁阀时的电气控制方案进行了分析并提出了自己的解决方案供各位电气设计同行参考 实际工程中当遇到干式消火栓系统中采用雨淋阀或电动阀时电气专业可以此为基础进行拓展设计参考文献:中国中元国际工程公司.消防给水及消火栓系统技术规范:.北京:中国计划出版社:.中国建筑标准设计研究院.消防给水及消火栓系统技术规范图示.北京:中国计划出版社:.王艳敏.对干式消火栓系统设置要求的探讨.低温建筑技术():.中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册.版.北京:中国电力出版社:.(.):.:第 卷 第 期 年 月 山西建筑