CN109839878A - 消防应急疏散余压监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑消防技术领域，具体涉及一种消防应急疏散余压监控方法，包括以下步骤：对前室/楼梯间在火灾发生前指定高度上的大气压进行测量，作为基准气压；在火灾发生且前室/楼梯的压力变化后，对前室/楼梯间在指定高度的大气压进行测量，作为测量气压；将测量气压和基准气压相减获得余压值；通过测量余压值从而实现消防应急疏散余压的监控。本发明的技术方案与现有余压监控系统相比避免了在防火隔墙上破墙打洞，大大的降低了施工难度，节省工程费用，同时还解决了因建筑条件受限而缺乏安装位置的难题。同时本发明中还请求保护一种消防应急疏散余压监控系统。
Description
技术领域
本发明涉及建筑消防技术领域，具体涉及一种消防应急疏散余压监控 方法及系统。
背景技术
机械加压送风系统作为防烟楼梯间与前室(合用前室)的重要防烟设施 正在被国内外各种建筑项目广泛使用。2018年8月1日实施《建筑防烟排 烟系统技术标准》GB51251-2017对防烟楼梯间及电梯前室余压值进行了明 确规定：
3.4.4机械加压送风量应满足走廊至前室至楼梯间的压力呈递增分布,余压值 应符合下列要求：
1.前室、封闭避难层(间)与走道之间的压差应为25Pa-30Pa；
2.楼梯间与走道之间的压差应为40Pa～50Pa；
3.当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施。
目前市场上的余压监控系统采用压差检测法对前室与走道之间，以及 楼梯间与走道之间的压差进行检测，其工作原理停留在传统思维方式，即 采用横向比较的压差法，具体地，以前室与走道之间的压差检测为例，在 同一时刻，前室某一高度的大气压力减去走道同一高度的大气压力，这个 差值则为余压值，这种做法必须在前室与走道之间破墙打洞，穿软管连接 前室与走道，这样就造成以下问题：
1.传感器安装时有一段软管外漏，美观性差；
2.穿软管时需要破墙打洞，施工难度大；
3.防火隔墙的防火性能被破坏；
4.个别工程受建筑条件限制无安装的位置。
鉴于上述问题，本设计人认真研究了机械加压送风系统的工作原理， 分析工程施工场现的具体问题，对市场的余压产品进行了认真的分析和研 究，基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合 学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种消防应急疏散余压监控方 法及系统，使其更具有实用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种消防应急疏散余压监控方法，与现有余压监 控系统相比避免了在防火隔墙上破墙打洞，大大的降低了施工难度，节省 工程费用，同时还解决了因建筑条件受限而缺乏安装位置的难题。同时本 发明中还请求保护一种消防应急疏散余压监控系统，具有同样的效果。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
消防应急疏散余压监控方法，包括以下步骤：
对前室/楼梯间在火灾发生前指定高度上的大气压进行测量，作为基准 气压；
在火灾发生且前室/楼梯的压力变化后，对所述前室/楼梯间在所述指定 高度的大气压进行测量，作为测量气压；
将所述测量气压和基准气压相减获得余压值；
通过测量所述余压值从而实现消防应急疏散余压的监控。
进一步地，所述基准气压为设定时间段内的平均气压值。
进一步地，在火灾发生后，前室/楼梯的压力变化通过正压风机的送风 实现。
进一步地，还包括通过所述余压值对所述正压风机的送风量进行控制。
消防应急疏散余压监控系统，至少包括传感器、控制器和执行器；
所述传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，当超压时上传至所述控 制器，并指示超压的区域；
所述控制器用于采集前室/楼梯内所述传感器的余压信息，当余压超出 设定值时发出指令控制所述执行器调节前室/楼梯内气压。
进一步地，所述传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，具体为，当 火灾发生时，所述正压送风机启动，所述控制器以所述正压送风机的启动 信号作为火警信号，并发送至区域内的所述传感器，所述传感器以所述正 压送风机启动前的压力值作为基准气压，并以所述正压送风机启动后的压 力值作为测量气压，将所述测量气压和基准气压相减获得余压值，实现所 述前室/楼梯内余压的变化的采集。
进一步地，还包括监控器，所述监控器用于监控其自身和所述控制器、 传感器、执行器和线路的工作状态，当发现异常情况时发出报警，并指示 报警部位。
进一步地，所述控制器包括第一单片机，以及与所述第一单片机连接 的PID比例积分输出模块，PID比例积分输出模块与所述执行器相连接， 通过所述执行器实现前室/楼梯内压力的调节。
进一步地，所述传感器包括第二单片机，所述第二单片机上至少连接 有余压检测传感器，报警输出单元，以及红外编码发生和接收模块；
所述余压检测传感器用于压力值信号的采集，所述红外编码发生和接 收模块用于接收来自所述控制器的信号，并将获得的余压值信号反传至所 述控制器，并当余压超出设定值时通过所述报警输出单元进行报警。
进一步地，所述监控器包括第三单片机，所述第三单片机上至少连接 有显示单元和输入单元，所述显示单元用于监控数据的显示，并通过所述 输入单元对所显示的数据进行选择。
通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：
在本发明中，采用了全新的思维方式，在对余压的测量时采用纵向比 较法测量压差，即测量火灾发生前前室/楼梯间在指定高度上的大气压，这 一测量值与走道同一高度的大气压是相同的；而火灾发生后，为满足《建 筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017对防烟楼梯间及电梯前室余压值 的规定，需要对前室/楼梯间内增压，使得前室/楼梯间相对密封压力加大， 走道是开放环境与大气压相通，压力不变；因此采用火灾发生且前室/楼梯的压力变化后的大气压力减去火灾发生前参考点的大气压力，即为前室/楼 梯间与走道的余压值的变化。采用本发明中的上述方法，与现有余压监控 系统相比避免了在防火隔墙上破墙打洞，大大的降低了施工难度，节省工 程费用，同时还解决了因建筑条件受限而缺乏安装位置的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技 术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
图1为本发明中消防应急疏散余压监控方法的流程图；
图2为本发明中消防应急疏散余压监控系统的框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地 说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明中的实施例采用递进的方式撰写。
消防应急疏散余压监控方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：对前室/楼梯间在火灾发生前指定高度上的大气压进行测量，作为基准 气压；
S2：在火灾发生且前室/楼梯的压力变化后，对前室/楼梯间在指定高度的大 气压进行测量，作为测量气压；
S3：将测量气压和基准气压相减获得余压值；
S4：通过测量余压值从而实现消防应急疏散余压的监控。
在本发明中，采用了全新的思维方式，在对余压的测量时采用纵向比 较法测量压差，即测量火灾发生前前室/楼梯间在指定高度上的大气压，这 一测量值与走道同一高度的大气压是相同的；而火灾发生后，为满足《建 筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017对防烟楼梯间及电梯前室余压值 的规定，需要对前室/楼梯间内增压，使得前室/楼梯间相对密封压力加大， 走道是开放环境与大气压相通，压力不变；因此采用火灾发生且前室/楼梯的压力变化后的大气压力减去火灾发生前参考点的大气压力，即为前室/楼 梯间与走道的余压值的变化。采用本发明中的上述方法，与现有余压监控 系统相比避免了在防火隔墙上破墙打洞，大大的降低了施工难度，节省工 程费用，同时还解决了因建筑条件受限而缺乏安装位置的难题。
作为上述实施例的优选，基准气压为设定时间段内的平均气压值，通 过平均值的获得，可使得基准气压的数值更加准确，避免单次测量带来的 测量误差。在上述优选方案中，在火灾发生后，前室/楼梯的压力变化通过 正压风机的送风实现，并且消防应急疏散余压监控方法还包括步骤S5：通 过余压值对正压风机的送风量进行控制，从而保证前室、封闭避难层(间) 与走道之间的压差，以及楼梯间与走道之间的压差均在规定的范围内。
消防应急疏散余压监控系统，如图2所示，包括传感器、控制器和执 行器；传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，当超压时上传至控制器， 并指示超压的区域；控制器用于采集前室/楼梯内传感器的余压信息，当余 压超出设定值时发出指令控制执行器调节前室/楼梯内气压。
在本实施例中，传感器的技术参数如下：
控制器的技术参数如下：
| 类别 | 技术参数 | 类别 | 技术参数 |
| 工作电压 | AC220V | 通讯方式 | 二总线 |
| 工作电流 | 210mA | 安装方式 | 导轨式安装 |
| 相对湿度 | 5％～90％，不结露 | 环境温度 | -20℃～+70℃ |
| 防护等级 | IP30 | 外形尺寸 | 179*100*77mm |
执行器的技术参数如下：
| 类别 | 技术参数 | 类别 | 技术参数 |
| 产品型号 | RXYK-24-A | 旋转角度 | 90度 |
| 工作电压 | DC24V | 环境温度 | -30℃～+50℃ |
| 相对湿度 | 5％～95％，不结露 | 力矩 | 24/16/8Nm |
| 防护等级 | IP65 | 位置指示 | 机械指示 |
控制器与传感器之间采用电源载波方式连接，使用Powerbus二总线通 讯技术，相对于四线系统(两根供电线路、两根通讯线路)而言，将供电 线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术，二总线节 省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利。
监控器与控制器之间使用CAN总线通讯技术，CAN总线通讯技术是 ISO国际标准化的串行通信协议，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被 广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面，具有布线 难度小且通信稳定性好的特点。
在本优选方案中，传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，具体为， 当火灾发生时，正压送风机启动，控制器以正压送风机的启动信号作为火 警信号，并发送至区域内的传感器，传感器以正压送风机启动前的压力值 作为基准气压，并以正压送风机启动后的压力值作为测量气压，将测量气 压和基准气压相减获得余压值，实现前室/楼梯内余压的变化的采集，根据 采集的数据，通过控制器控制执行器来调节泄压阀的开启度，从而实现正压风机送风量的控制。
作为上述实施例的优选，消防应急疏散余压监控系统还包括监控器， 用于监控其自身和系统内控制器、传感器、执行器、线路的工作状态，当 发现异常情况时发出声光报警，并指示报警部位，通过监控器的设置，可 当异常情况发生时，快速的做出反应，降低危险的发生。
本实施例中，监控器的技术参数如下：
具体的，监控器包括第三单片机，第三单片机上连接有显示单元和输 入单元，输入单元可选择触摸屏结构，显示单元用于监控数据的显示，并 通过输入单元对所显示的数据进行选择；还可包括与第三单片机连接的备 用电源管理单元、打印机、蜂鸣器、指示灯板，监控器设置在消防控制室， 将控制器组成网络，通过控制器上传的信号进行监测现场的余压并显示， 也可通过输入单元手动调节泄压阀的开启度，并通过电源管理单元、打印机、蜂鸣器和指示灯板等时间自动化的管理；监控器可以对消防应急疏散 通道上余压监控设备的工作状态进行24小时实时自动巡检，对处于非正常 状态的余压监控设备给出报警提示，在发生火情时，该系统可以自动调控 机械加压送风系统的送风量，也可在消控中心对其进行远程控制。
作为上述实施例的优选，控制器包括第一单片机，以及与第一单片机 连接的PID比例积分输出模块，PID比例积分输出模块与执行器相连接， 本实施例中，执行器选择泄压阀执行器，通过执行器实现泄压阀开度的调 节，从而实现前室/楼梯内压力的调节；余压控制器还包括与第一单片机相 连接的液晶显示单元、操作面板、消防联动单元，控制器可以显示泄压阀 的开启度，且具有手动强制开启泄压阀的功能。传感器包括第二单片机， 第二单片机上连接有余压检测传感器，报警输出单元，以及红外编码发生 和接收模块，余压检测传感器用于压力值信号的采集，红外编码发生和接 收模块用于接收来自控制器的信号，并将获得的余压值信号反传至控制器， 并当余压超出设定值时通过报警输出单元进行报警，并可通过报警指示灯 对报警情况进行显示；为了能够现场对于采集结果进行显示，传感器还可 包括液晶显示单元，便于监控人员现场查看余压值，同时为了保证对异常 情况的现场判断，保证供电和通信的正常，还可设置电源/通信指示灯。
消防应急疏散余压监控系统可以对设备的工作状态进行24小时实时自 动巡检，对处于非正常状态的设备给出报警提示；在发生火情时，该系统 可以自动调控机械加压送风系统的送风量，也可在消控中心对其进行远程 控制，确保疏散通道的余压在火灾发生时能够处于有效的受控状态，既能 阻止烟气的扩散，又能使逃生者比较轻松打开防火门逃生，保护人员安全 疏散。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技 术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本 发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.消防应急疏散余压监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
对前室/楼梯间在火灾发生前指定高度上的大气压进行测量，作为基准气压；
在火灾发生且前室/楼梯的压力变化后，对所述前室/楼梯间在所述指定高度的大气压进行测量，作为测量气压；
将所述测量气压和基准气压相减获得余压值；
通过测量所述余压值从而实现消防应急疏散余压的监控。
2.根据权利要求1所述的消防应急疏散余压监控方法，其特征在于，所述基准气压为设定时间段内的平均气压值。
3.根据权利要求1所述的消防应急疏散余压监控方法，其特征在于，在火灾发生后，前室/楼梯的压力变化通过正压风机的送风实现。
4.根据权利要求3所述的消防应急疏散余压监控方法，其特征在于，还包括通过所述余压值对所述正压风机的送风量进行控制。
5.消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，至少包括传感器、控制器和执行器；
所述传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，当余压超出设定值时上传至所述控制器，并指示超压的区域；
所述控制器用于采集前室/楼梯内所述传感器的余压信息，当余压超出设定值时发出指令控制所述执行器调节前室/楼梯内气压。
6.根据权利要求5所述的消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，所述传感器用于采集前室/楼梯内余压的变化，具体为，当火灾发生时，正压送风机启动，所述控制器以所述正压送风机的启动信号作为火警信号，并发送至区域内的所述传感器，所述传感器以所述正压送风机启动前的压力值作为基准气压，并以所述正压送风机启动后的压力值作为测量气压，将所述测量气压和基准气压相减获得余压值。
7.根据权利要求5或6所述的消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，还包括监控器，所述监控器用于监控其自身和所述控制器、传感器、执行器和线路的工作状态，当发现异常情况时发出报警，并指示报警部位。
8.根据权利要求5或6所述的消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，所述控制器包括第一单片机，以及与所述第一单片机连接的PID比例积分输出模块， PID比例积分输出模块与所述执行器相连接，通过所述执行器实现前室/楼梯内压力的调节。
9.根据权利要求5或6所述的消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，所述传感器包括第二单片机，所述第二单片机上至少连接有余压检测传感器，报警输出单元，以及红外编码发生和接收模块；
所述余压检测传感器用于压力值信号的采集，所述红外编码发生和接收模块用于接收来自所述控制器的信号，并将获得的余压值信号反传至所述控制器，并当余压超出设定值时通过所述报警输出单元进行报警。
10.根据权利要求7所述的消防应急疏散余压监控系统，其特征在于，所述监控器包括第三单片机，所述第三单片机上至少连接有显示单元和输入单元，所述显示单元用于监控数据的显示，并通过所述输入单元对所显示的数据进行选择。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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