双速风机在高层建筑防排烟系统中的应用一例

众所周知，火灾时产生大量的烟和热，并消耗大量的氧气。论其危害，以烟为甚，烟中含有多种有毒元素，即使无毒，也会因燃烧导致缺氧使人窒息而亡。每次发生火灾事故，在烧死者中，多半亦是先被烟熏晕倒后才被烧死的，火灾时烟的蔓延速度快，水平可达0．5—0．8m／s，垂直可达6-8m／s。在消防中，一是灭火，再是防、排烟。灭火为断火、断烟源，防、排烟系统则为逃生提供安全通道，并利于初期灭火。

　　防、排烟系统是防烟和排烟两个部分的简称。当今高层建筑在向高度、空间发展的同时也向深度、地下发展，而在高层建筑的地下室中，防、排烟系统非常重要。对设计单位而言，我们在设计中更应重视防、排烟设计。

　　就我们近几年设计的几个工程来讲，如天目中路上海铁路分局电子调度楼，该楼共16层，地下室(2000m2左右)为停车库。设计中我们考虑了机械防烟和机械排烟，即在每层楼梯间、前室等部位设置送风口，通过风机加压送风，使其形成正压从而阻止烟气侵入，以保安全疏散。在管道上设置排烟阀，顶板或靠近顶板墙上设置排烟口，经排烟机将高温烟气排出室外。并在大面积的场合设有防烟分区，排烟时仅排感烟探测器报警所在的防烟分区。这样做是为了防止任意扩大排烟范围，造成烟火扩散。否则，不但影响排烟效果，还可能因引来的烟气的高温使非着火部位自动喷淋喷头破裂而乱喷，既影响灭火效果，又造成不必要损害。

　　由于地下室受地下条件和空间的限制，在满足风量及风压等参数的条件下，消防的排烟系统和平时的排风换气是可以合用的，所以我们在地下车库内采用双速风机，也就是同一风机及同一风管。在一般情况下，风机低速运行作为排风换气使用，当发生火灾时，风机立刻变为高速运行，作为消防排烟风机使用。这样一机二用，不但降低建筑造价，节约空间，更重要的是大大提高了设备的使用效率及可靠性。如果排风和防排烟是完全分开的两套系统，而消防排烟风机只是在发生火灾时才投入运行，平时很少使用，那么出现故障很难及时被发现并得到检修，而真正火灾时，又很难保证能顺利投入使用。而双速风机刚好克服了这一缺点，平时作为排风机运行着，出现问题能及时被发现并得到维修，时时处于良好的准备状态。

　　针对高层地下室平时排风与事故排烟两种速度的工作状态，双速异步电动机尤为适合。双速风机由低速转为高速运行时，同步转速提高很多，排风量也相应大大提高，此时系统立即由排风改为排烟状态。但是在设计过程中，又会遇到双速风机的电气控制问题，就是说如何去解决电机绕组从Δ接法到双Y接法的转换及联锁，消防联动中的自动和手动控制；风机在高速运转中的保护停机以及如何最大限度保障事故排烟的可靠性，如何确保电源供电等问题。下面就双速风机的控制作一些探讨。

　　下图(双速风机控制图)中万能开关SA平时是处于自动状态的，也就是说平时作为排风机使用，即低速运行。当火灾发生时，K闭合，KAl通电，如果此时风机处于排风状态，则KAl常闭触点将切断KMl接触器线圈，KMl断开，KMl常闭触点闭合，接触器KM2、KM3接通，强行将风机切换到高速排烟状态。当风道上温度达到280~C时，防火阀的温度元件动作，阀门关闭，YE断开，KM2、KM3失电断开，风机退出运行。当万能开关SA处于手动状态，同样可以实现高、低速切换，虽然此时火灾控制器的联动信号失去作用，但通过应急控制也能达到目的。

　　该接线优点如下：①串接在KM3、KM2线圈回路的KMI辅助常闭触点具有互锁功能，只有在KMl主触点断开后，KM3、KM2接触器才能闭合，从而避免了主回路三相短路。②控制方式灵活，既可以在消防控制室直接启／停排烟风机，又可在现场就地控制，既可手动控制，又可自动控制。③在图中电机控制回路中，在进行绕组的切换后，电机的A2端接在电源的L3相，C2端接在L1相上，切换前，电源L3相是接在C1端子上，这样任意两相的出线端交换一下，再接到三相电源上，确保电机由低速到高速切换后转向不变，避免了电机反转。虽然上述变速属于有级调速，仅适合于不要求平滑调整的场合，但控制简单可靠、经济实用、维修也方便。