一、排烟风机的控制及其分析
1.排烟风机的控制(1)自动控制火灾报警控制器收到火灾现场报警信号后，通过连接在回路总线上的控制模块起动该区域的排烟风机，实现自动控制。(2)排烟口(阀)联动控制机械排烟系统中，排烟口或排烟阀应与排烟风机联锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行起动［1，2］。实现该项功能，一般都采用“软”联锁控制方式。开启排烟口，其动作信号通过输入模块报警，火灾报警控制器通过连接在回路总线上的控制模块起动相应区域的排烟风机。(3)排烟防火阀联动控制设置在排烟风机入口处总管上及在排烟支管上的排烟防火阀，应与排烟风机联锁，在烟气温度超过280℃时自行关闭后，应联动停止排烟风机［2，3］。通过温度熔断器使排烟防火阀动作，排烟防火阀与排烟口(阀)一样也是通过“软”联锁控制方式联动停止排烟风机。(4)手动控制规范中要求排烟风机除自动控制外，还应能在消防控制室手动直接控制。通过消防控制室联动控制器对排烟风机的控制设备进行手动多线控制。(5)现场手动控制通过对现场排烟风机控制设备上的起动按钮、停止按钮对排烟风机进行手动控制。排烟风机控制设备上的起动、停止按钮主要是便于维护人员定期对排烟风机进行检查所用。发生火灾时，只有在排烟风机自动控制、消防控制室手动控制及排烟口(阀)联动控制都失效的情况下，才到现场去直接起动。2.排烟风机控制的分析排烟风机5种控制方式中，自动控制、排烟口(阀)联动控制及排烟防火阀联动控制这3种控制方式环节多，一旦探测器、报警回路、输入模块、控制模块、报警控制器、电源和控制程序等任一环节出现故障，排烟风机都不能实现自动控制，所以说这3种控制方式可靠性不高。手动控制没有中间环节，实现了远程对排烟风机的直接控制，确保了发生火灾后，一旦报警回路总线自动控制失效，消防人员可以通过联动控制柜快速对排烟风机进行控制，可靠性高。对现场手动这一控制方式，考虑到火灾时烟雾及高温的影响，消防人员由消防控制室进入机房去手动起动排烟风机，可行性并不太大。可见，尽管现场手动控制排烟风机的可靠性高，但综合考虑火灾时的实际状况，该控制方式的可靠性就不高了。
二、排烟口(阀)的控制及其分析
排烟口或排烟阀按防烟分区设置，平时为关闭状态，设置有手动和自动开启装置。排烟口通常设在排烟系统支管的始端，安装在顶棚或靠近顶棚的墙面上［1，2］。排烟口把建筑物火灾区域内的烟气吸收到支管里，然后汇集到排烟系统总管，由排烟风机排到建筑物外。1.排烟口(阀)的控制发生火灾时，必须对排烟口进行可靠控制。即使排烟风机已经起动运行，若烟雾区域的排烟口不能有效打开，将不能排岀烟气，疏散人员仍然要处于烟气之中。排烟口可以通过以下3种方式进行控制，如图2所示。(1)自动控制火灾报警控制器接到感烟探测器报警信号后，通过控制模块对探测器所在防烟分区内的排烟口(阀)进行开启排烟，实现自动控制。(2)手动控制排烟阀应由消防联动控制器控制其工作状态［3］，规范中并没有要求对排烟口(阀)的进行手动多线控制。在实际工程中，大都是通过总线控制模块的“软”控制实现消防联动控制器对排烟口(阀)的一对一控制。(3)现场手柄控制通过现场排烟口(阀)上的手柄打开排烟口(阀)。发生火灾时，一旦自动控制和手动控制失效，消防人员或火灾疏散人员只有到现场手动才能打开排烟阀，不然，排烟系统就会失去作用。2.排烟口(阀)控制的分析排烟口(阀)3种控制方式中，自动控制、手动控制这两种控制方式环节多，所涉及到的探测器、报警回路、控制模块、报警控制器、电源和控制程序等任一环节出现故障，排烟口(阀)不能动作开启，所以说这两种控制方式可靠性不高。对到现场去通过手柄打开排烟口(阀)，考虑到大空间区域排烟口(阀)所处位置高，必须借助梯子等工具，并能熟练操作。火灾时，人们都比较惊恐，烟雾之中去找到排烟口(阀)并手动打开，一般人员是办不到的。综合来说，现场手柄控制可靠性也不高。
三、机械排烟系统联动控制的可靠性设计
通过以上对排烟风机和排烟口(阀)的控制分析可以看出，由于对排烟风机的控制采用了多重冗余，在火灾时能得到可靠的控制，控制的可靠性高，而对排烟口(阀)的控制可靠性不高。排烟口(阀)控制的低可靠性影响了机械排烟系统正常运行。在大空间建筑，要保证机械排烟系统具有高可靠性，不但要求对排烟口(阀)和排烟风机的控制具有高可靠性，还要求排烟口(阀)与排烟风机的联动控制也必须具有高的可靠性。可见，提高排烟口(阀)控制的可靠性以及提高排烟口(阀)与排烟风机联动控制的可靠性是保证大空间建筑机械排烟系统具有高可靠性的关键。1.工程实例介绍该工程为某商贸城，地上5层，地下1层，总建筑高度26m，建筑面积为12万m2。该商贸城每层划分为5个防火分区，每个防火分区又划分为若干个防烟分区。如第一层第一防火分区面积有3700m2，划分为14个防烟分区。在每个防烟分区安装一个排烟口，在排烟管道上共安装有4台排烟防火阀。每层防火分区的排烟管道通过排烟井与屋顶的排烟风机相连通。第一防火分区屋顶排烟风机风量:40000m3/h;全压:690Pa;功率:11kW;转速:1450r/min。该商贸城共使用消防高温排烟轴流风机17台，风量:12000～40000m3/h;全压:512～690Pa;功率:4～11kW;转速:1450r/min。双速消防高温排烟轴流风机9台，风量:12518(18908)～36845(55651)m3/h;全压:302(690)～416(740)Pa;功率:6.5(8)～13(16)kW;转速:960(1450)r/min。2.排烟口(阀)控制的可靠性设计大空间建筑排烟口(阀)控制的可靠性低，在我国是一个普遍存在的问题，并没有引起足够的重视，实际上潜藏着重大的安全隐患。为了提高该商贸城排烟口(阀)控制的可靠性，采取了以下措施:1)增加消防控制室对大空间区域的排烟口(阀)手动多线控制。排烟口若采用多线联动控制，固然可以提高其控制的可靠性，但是由于一般建筑内排烟口(阀)多，会使联动控制线过多，消防联动控制器太过复杂。考虑到大空间区域排烟口(阀)的重要性，所处位置高，操作不便，且数量并不太多，把手动多线控制只限在该商贸城大空间区域内的排烟口(阀)即可。2)增加现场电气控制按钮实现手动控制。在该商贸城大空间区域排烟口(阀)附近的墙或柱上，距地高为1.5m处增加排烟口(阀)一对一的电气控制按钮。这样就能很好地解决大空间区域排烟口(阀)位置高，不便操作这一难题。3)采用远程起动机械控制装置。将该商贸城大空间区域排烟口(阀)远距离手动开启装置设在附近的墙或柱上，人们通过操作机械装置实现对排烟口(阀)的手动控制。这样一旦电气控制失效，人们能很方便地通过机械方式开启大空间区域的排烟口(阀)。4)规范中要求排烟阀可采用接力控制方式开启，不宜多于5个，并应由最后动作的排烟阀发送动作信号［3］。采用接力控制方式开启的缺点是:一旦其中一个不能开启，信号就不能传递下去，后面的排烟阀也就不能开启。所以，对该商贸城大空间区域采用了一个控制模块对应一个排烟口(阀)的控制方式，用以提高对排烟口(阀)控制的可靠性。改进后的该商贸城大空间区域排烟口(阀)采用了多重冗余控制，具有很高的可靠性，控制图如图3所示。3.联动控制可靠性设计排烟风机与排烟口(阀)联动控制大多都是采用“软”联锁控制来实现排烟口(阀)开启、排烟风机起动这一规范要求。要提高大空间建筑排烟口(阀)与排烟风机联动控制的可靠性，仅有“软”联锁控制是不够的，必须增加“硬”联锁控制这一方式。在该商贸城，增加了大空间区域排烟口(阀)及排烟防火阀对排烟风机的多线“硬”联锁控制。通过排烟口(阀)上的动作触点，直接对排烟风机的控制设备进行多线直接控制，实现打开排烟口(阀)，直接联锁起动排烟风机;或关闭排烟防火阀，直接连锁停止排烟风机，避免了排烟口(阀)及排烟防火阀对排烟风机“软”联锁控制的不足。图4所示为该商贸城的大空间区域排烟风机联动控制图，具有很高的可靠性。
四、结束语
在机械排烟系统中，人们把作为核心的排烟风机的控制是否可靠放在首位，而对排烟口(阀)的控制及排烟口(阀)与排烟风机的联动控制是否可靠重视不够，致使机械排烟系统的可靠性不高，使建筑存在着重大的安全隐患。要使大空间建筑机械排烟系统具有高的可靠性，对排烟口(阀)的控制除了传统的方式之外，还应增加消防控制室对排烟口(阀)的多线控制、现场电气按钮控制和远动机械装置控制，以及采用控制模块与排烟口(阀)一对一的控制方式，并增加排烟口(阀)或排烟防火阀对排烟风机的多线“硬”联锁控制。
作者：陈继斌 曹祥红 徐增彦 单位：郑州轻工业学院建筑电气与智能化系 保障部北极寺老干部服务管理局
