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防火门监控分机监控范围的研究

  防火门监控分机监控范围的研究 
 
            摘要:目前防火门监控系统设计已经写入《火灾自动报警系统设计规范》,但是在现实设计中对防火门监控系统的理解及应用还存在诸多分歧,特别是防火门监控分机所监控的范围,存在很多偏差,本文针对防火门监控分机所监控范围展开研究,并给予一种解决方案,在以后的设计及应用领域提供一种参考。 
关键词:防火门监控器 防火门监控分机 电磁释放器 常开防火门 
一、引言 
自《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的实施开始,防火门监控系统的设计已于2014年5月1日成为国家的强制标准,现在防火门监控系统的设计及研究还是一个比较新兴的方向。但其在防止火灾蔓延及安全疏散中所起到的作用是无法替代的。“防火门是指在一定时间内能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的门,它是设置在防火墙和防火隔墙的开口、疏散楼梯间及其前室的出人口、垂直管道井检查口、消防设备房门等处的具有一定耐火性能的防火分隔物。”[1] 防火门监控系统就是为了实时向消防控制室或者值班室防火门的状态。这样可以及时排除消防隐患,在火灾时候又可以实现关闭防火门来实现防火分隔和引导疏散。防火门监控系统一般由:1、防火门监控器作为防火门监控系统的主机,通常设置于消防控制室。当没有消防控制室时应设置于有人值守的区域[2];2、防火门监控分机向每个防火门提供DC24V电压的电源,同时接收所在区域防火门监控器的反馈信号,并将信号反馈给监控主机;3、防火门控制器是现场控制防火门的重要元件,其可以完成对于防火门状态的信息采集以及信号反馈,同时保证消防联动控制顺利地实现[2]。 
二、防火门监控的分类 
防火门监控器按其使用性质分为:1、常闭防火门监控(如图1中形式Ⅲ),其应用 为广泛,一般设置在人员出入较少的楼梯间及前室,对应监控系统由监控器、监控分机及控制器(监控模块及门磁开关组成):2、常开防火门监控(如图1中形式Ⅰ和形式Ⅱ),一般设置在人员出入较多电梯前室及主要出入口,对应监控系统由监控主机、监控分机及控制器(监控模块、门磁开关、闭门器及电磁释放器组成)。  
 
图1 防火门分类图示 
对应常开防火门而言,由分为机械式(形式Ⅰ)和电动式(形式Ⅱ)。1)对于机械式常开防火门而言,其控制器由:监控模块、门磁开关、机械闭门器及电磁释放器(DC24,80mA持续监控电流,断电释放)组成。其原理为:由防火门所在的防火分区内两只独立的火灾探测器或者一只火灾探测器与一只手动报警按钮的报警信号,传至消防控制室,消防控制室给予防火门监控器联动信号,防火门监控器向防火门监控分机发出关闭对应区域防火门信号,防火门监控器收到关闭信号后,通过监控模块使电磁释放器动作,释放链条,门扇在机械闭门器的作用下完成关闭,门磁开关吸合后,通过监控模块向防火门监控器反馈信号。2)对于电动式常开防火门而言,其控制器由:监控模块、门磁开关及电动闭门器(DC24V,1A电流持续3s,送电释放)组成。其原理为:由防火门所在的防火分区内两只独立的火灾探测器或者一只火灾探测器与一只手动报警按钮的报警信号,传至消防控制室,消防控制室给予防火门监控器联动信号,防火门监控器向防火门监控分机发出关闭对应区域防火门信号,防火门监控器收到关闭信号后,通过监控模块使电动闭门器动作,门扇在电动闭门器驱动下完成关闭,门磁开关吸合后,通过监控模块向防火门监控器反馈信号。本文主要针对电磁释放式常开防火门展开研究。 
三、防火门监控系统设计存在的问题 
对于常闭防火门而言,其常规设置方式只需要一根ZR-RVS-2X1.5(通讯线提供1mA的监视电流)与监控分机保持通讯即可。对于常开防火门而言,其需要ZN-RVS-2X1.5(通讯线)+ZN-RVS-2x1.5(电源线提供DC24V电源),对于一个防火门监控分机而言,其所带的常闭防火门个数可以达到128个,而所带的常开防火门一般不超过32个。这是因为电源线路本身就存在压降,再加上所带的防火门过多必然导致监控分机很难给常开防火门监控器提供稳定的DC24电源。在一次设计案例中: 末端常开防火门距离防火门监控分机为:L=90m,合计有50个常开防火门,电磁释放器的阻值为R_0=300Ω(厂家样本参数),其工作电流为80mA(厂家样本参数),对应的导线内阻为:R=ρL⁄S,其中ρ为导线的电阻率(铜),取值:〖0.018Ωmm〗^2⁄m,S为导线的截面积[3] ,因为电磁释放器的电阻远大于线路电阻(R_0≫100R=ρL⁄S),所以做如下简化计算: 
由此可以由此得出:R=ρL⁄S=1.08Ω, 
50个常开防火门并联阻值:R_m=6.0Ω, 
此时总阻值:R_总=6.0Ω+1.08Ω=7.08Ω, 
那么 末端防火门的电压值:U=6.0Ω/7.08Ω×24V=20.33V, 
对应的电压降为:ΔU%=(24V-20.33V)/24V×100%=15.3%>10%。 
这远远超过常开防火门通常允许的电压降(10%以内)。上述计算只是在系统简化的情况下得到的结果,但在实际的情况下要考虑线路的节点电阻,且线路本身电阻要大于上述计算,因此实际的压降要大于上述结果。且具体的施工情况及系统设计要远比上述复杂的多。 
四、防火门监控系统的优化设计 
由上述计算可以看出,为了保证常开防火门的可以有持续稳定的电压,通常有如下解决方案:1)增加线路的电线的截面;2)增加电源中继模块,以减少线路的供电长度;3)增加防火门监控器出线回路,以减少每个回路所带常开防火门的个数。在设计案例中,进行了优化设计,如下图2-1、2-2所示: 
 
 
在本案例中,住宅总共24层(层高3m),每层有2个常开防火门,常开防火门监控器总共个数48个,按照以前设计,只用一个防火门分机带完所有控制器。上述计算已经表明,无法满足设计要求,对应本案例设计中线路选择如下:1)常开防火门:Z-RVS-2x1.5+N-BV-2x2.5;2)常闭防火门:Z-RVS-2x1.5,每个防火门分机所带12层,线路长度约为:12x3m=36m,所带常开防火门个数:12x2=24个。经过第2章节计算可得, 末端防火门的电压值:U=23.2V,对应的电压降为:ΔU%=3.2%<10%,满足设计要求。 
五、结束语 
本文针对常开型防火门远距离监控所存在的问题进行了阐述,并且给予了一种解决方法,但是目前在设计中防火门的定性受到人为因素影响较大,同样的场合往往防火门的定性不同。防火门监控系统未来的发展和优化还需要各方的努力。 
参考文献 
[1] 杨旭光. 防火门、防火卷帘设计使用存在的问题及对策[J]. 消防技术与产品信息, 2011(2):47-49. 
Yang Xuguang. Problems and Countermeasures in theuse of fire door and fire roller shutter.[J] FIRETECHNIQUE AND PRODUCTS INFORMATION.2011(2): 47-49. 
[2] 王子若.岳云涛.防火门监控系统的研究[J]. 电 工 技 术 学 报, 2015(30):473-476 
Wang Ziruo, Yue Yuntao. Research of Fire Door Monitoring System[J]. Transactions of China Eectrotechnical 
Society. 2015(30):473-476 
[3] 洪文华. 防火门监控系统工程设计中的一些误区[J]. 现代建筑电气.2016(79):31-34. 
HONG Wenhua. Some Misunderstandings About Design ofMonitoring System of Fireproof Door[J].Modern Achitecture Electric.2016(79):31-34.感谢阅读


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