Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Особенности шкафов управления вентиляторами для систем противодымной вентиляции

Особенности шкафов управления вентиляторами для систем противодымной вентиляции

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Особенности шкафов управления вентиляторами для систем противодымной вентиляции

Системы противодымной вентиляции (СПДВ) выполняются с принудительным или естественным побуждением перемещаемой среды. В последнем случае такие СПДВ называют еще механическими. При использовании принудительной вентиляции проектировщики оперируют разнообразными технологическими приемами. Их распространенность обусловливается многообразием архитектурной планировки зданий и сооружений, различием функционального назначения обслуживаемых помещений, переменными вентиляционными и температурными режимами
Рустам
Эсманский
Генеральный директор ООО "Аэрдин"
Дмитрий
Гуськов
Начальник отдела САУ ООО "ТД ВЕНТЗ"

Механические СПДВ отличаются от других систем противопожарной защиты динамичностью режима работы, меняющегося в связи с постоянным изменением условий в здании во время пожара. Помещения, наддуваемые и разрежаемые с целью ограничения распространения дыма при пожаре, являются участками вентиляционной сети, и ее конфигурация постоянно трансформируется изменением положения дверей эвакуационных выходов. В результате меняется давление в обслуживаемых помещениях и расходы воздуха в проемах эвакуационного воздуха. На эти изменения исполнительным устройствам СПДВ необходимо реагировать, чтобы не допустить выхода значений этих параметров за пределы проектных значений. Указанное делает управление механическими СПДВ сложной задачей.

Специфика производства и проектирования

Шкафы управления (ШУ) СПДВ производятся фирмами двух видов:

  • компаниями, производящими как вентиляционное оборудование, так и оборудование систем автоматического управления вентиляционными системами;
  • компаниями, которые не производят вентиляционное оборудование и специализируются на производстве приборов автоматического управления системами, используемыми в зданиях и сооружениях.

Компании первого вида нередко сталкиваются с ситуациями, когда проектировщики нуждаются в серьезной технической поддержке в расчетах при выборе типа вентиляционного оборудования, консультациях по размещению его в здании и выбору конкретных типоразмеров. В этих случаях отработка четкого алгоритма управления СПДВ осуществляется совместно обеими сторонами.

Естественно, после решения всех технических вопросов в спецификации раздела ОВ закладываются модели ШУ СПДВ фирмы, производящей вентиляционное оборудование. Эти шкафы являются информационно и электрически совместимыми с любыми видами взаимодействующих средств пожарной автоматики.

Компании второго вида, как правило, не могут оказать серьезную техническую поддержку при проектировании СПДВ, и им часто приходится ограничиваться производством ШУ СПДВ, которые решают задачу управления СПДВ фрагментарно.

Выпускаются три основные разновидности ШУ СПДВ:

  1. шкафы управления вентиляторами;
  2. шкафы управления клапанами;
  3. комбинированные шкафы управления вентиляторами и клапанами или другими исполнительными устройствами, заполняющими проемы (воротами, дверьми, окнами).

При этом следует иметь в виду, что комбинированные ШУ охватывают управление СПДВ не полностью. Это вызвано тем, что до сих пор не выработаны общепризнанные типовые вентиляционные схемы СПДВ, например для безопасных зон или поэтажных коридоров с компенсирующей подачей наружного воздуха. Поэтому решения принимаются индивидуально, иногда с сомнительной эффективностью получаемых результатов. Отсутствие четкого представления об алгоритмах управления исполнительными устройствами СПДВ препятствует оптимизации состава ШУ и тем более безошибочному созданию общего для системы ШУ.

В данной статье рассматриваются шкафы, которые управляют только основными исполнительными устройствами механической СПДВ – вентиляторами (ШУВ).


Общие технические требования к техническим средствам управления исполнительными устройствами систем противопожарной защиты, к которым относятся вентиляторы СПДВ, содержатся в ГОСТ Р 53325– 2012 "Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний". ШУВ СПДВ, в соответствии с п. 7.1.6 и п. 7.2.6, являются компонентом пожарного прибора управления (ППУ), состоящего из нескольких модулей.

Несмотря на то что существенно обновленная редакция стандарта ГОСТ Р 53325–2012 действует уже четыре года, многие специалисты, занимающиеся проектированием СПДВ и систем управления ими, еще недостаточно информированы об изменившихся требованиях, порой неправильно толкуют требования стандарта, да и сам стандарт не лишен недостатков.

Данная статья направлена на устранение препятствий, мешающих грамотному использованию стандарта.

Недостатки стандарта

В п. 7.1.4 ГОСТ Р 53325–2012 перечисляются объекты управления приборов пожарных управления, и среди них установки "дымогазоудаления". Но если под этим определением подразумевать СПДВ, то оно является слишком узким, потому что большая часть вентиляторов этих систем обеспечивает во время пожара подачу наружного воздуха в здания и сооружения.

В результате ШУ вентиляторами СПДВ, подающими наружный воздух, оказываются формально выведенными из-под требований стандарта. Тем самым создается возможность использования ШУВ, не сертифицированных на соответствие требованиям Федерального закона № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Провокативность стандарта усиливается тем, что вентиляторы, подающие при пожаре наружный воздух, действительно не подлежат проверке соответствия требованиям № 123-ФЗ. Но данное обстоятельство не означает, что такие вентиляторы влияют на пожарную безопасность в меньшей степени, чем вентиляторы, удаляющие дым. При обеспечении пожарной безопасности контроль целостности связи между ШУ и вентилятором, состояния вводов электропитания одинаково важен для обоих видов вентиляторов.

П. 7.2.14 ГОСТ Р 53325–2012 требует, чтобы прибор пожарной автоматики не выполнял "функций, не связанных с противопожарной защитой, за исключением функций, связанных с охранной сигнализацией". Применительно к СПДВ данное требование является вредным. При эксплуатации, как правило, не выполняется даже выборочная проверка СПДВ (не чаще одного раза в два года). В такой ситуации для обеспечения надежности СПДВ крайне важно стремиться использовать вентилятор СПДВ и в обычных условиях, в режиме общеобменной вентиляции. Переключение вентилятора с обычного режима на аварийный может быть осуществлено только в рамках одного шкафа. Поэтому допускаемое для охранной сигнализации исключение по п. 7.2.14 должно распространиться и на СПДВ2.

П. 7.6.1.14 предусматривает тестирования единичных световых индикаторов. Это требование представляется анахронизмом, сохранившимся с тех времен, когда в качестве единичных индикаторов применялись лампочки накаливания с малым сроком службы. Сейчас в качестве единичных индикаторов используются гораздо более долговечные светодиоды. Но требование их тестирования приходится выполнять. Следует надеяться, что авторы ГОСТ Р 53325–2012 проанализируют интенсивность отказов современных единичных индикаторов и на основании полученных результатов смягчат требования в этой части.

И еще одно замечание редакционного характера. Многокомпонентное исполнение прибора характеризуется в ГОСТ Р 53325–2012 как "блочно-модульное". "Блок", "модуль" – это практически синонимы, означающие часть чего-либо, в частности прибора. Чтобы уйти от тавтологии, желательно в данном случае прибор назвать "модульным".

Классификация ШУВ СПДВ

В соответствии с классификацией пожарных приборов по п. 7.1 ГОСТ Р 53325–2012 ШУВ СПДВ являются:

  • по возможности обмена информацией с другими компонентами пожарного прибора управления – неадресными;
  • по виду обмена информацией – пороговыми;
  • по реализации линий связи – проводными;
  • по составу – без применения средств вычислительной техники;
  • по возможности расширения выполняемых функций – расширяемыми.

Кроме того, ШУВ СПДВ характеризуются рядом специфических признаков.

По объекту управления ШУВ подразделяются на:

  • управляющие удаляющими вентиляторами;
  • управляющие подающими вентиляторами;
  • управляющие удаляющими и подающими вентиляторами.

По количеству управляемых вентиляторов ШУВ делятся на:

  • управляющие одиночными вентиляторами;
  • управляющие группой вентиляторов.

По виду пуска вентиляторов во время пожара:

  • с прямым пуском;
  • с переключением "звезда – треугольник" на каждом вентиляторе или части вентиляторов;
  • с персональным устройством плавного пуска (УПП) вентилятора:
    • у всех вентиляторов;
    • у части вентиляторов;
  • с групповым УПП вентиляторов:
    • всех вентиляторов одновременно;
    • у части вентиляторов одновременно;
    • у всех вентиляторов последовательно;
    • у части вентиляторов последовательно;
    • у части вентиляторов одновременно и части вентиляторов последовательно;
  • с персональным частотным преобразователем (ЧП) вентилятора:
    • у всех вентиляторов;
    • у части вентиляторов.

По виду пуска вентиляторов в режиме общеобменной вентиляции:

  • с прямым пуском;
  • с персональным ЧП:
    • у всех вентиляторов;
    • у части вентиляторов.

По виду управления ЧП в пожарном режиме:

  • дискретным сигналом ("сухой"контакт);
  • аналоговым внешним сигналом 0–10 В или 4–20 мА;
  • местным управлением с выносной лицевой панели.

Практика выполнения требований к ШУВ СПДВ

Рассмотрим, в какой степени выполняются требования к ШУВ СПДВ по различным параметрам.

Коммутация силового напряжения

Коммутация силового напряжения для включения вентилятора – основная функция ШУВ. Коммутация может осуществляться разными способами:

  1. электромеханический контактор для прямого пуска;
  2. электронное устройство (УПП или ЧП).

При этом следует учитывать, что в соответствии с п.3.1.19 ПУЭ ("Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ") в цепях управления противодымных вентиляторов не допускается установка устройств защиты. Поэтому на контактор не должно устанавливаться электротепловое реле, а в ЧП должны быть отключены все защитные функции. Аналогичное требование подготовлено для внесения в качестве изменения во второй абзац п. 7.22 СП 7.13130.2013 "Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности".

Кроме того, следует помнить, что в связи с дополнительным нагревом электродвигателя, вызываемым ЧП, возможность применения ЧП в составе удаляющего вентилятора СПДВ следует определять на основе огневых испытаний вентилятора с ЧП в соответствии с ГОСТ Р 53302–2009 "Оборудование противодымной защиты зданий и сооружений. Вентиляторы. Метод испытаний на огнестойкость".

Индикация режимов работы

Индикация может осуществляться единичными индикаторами и символьными или графическими дисплеями. Дисплеи обязательны для адресных приборов, но шкаф управления противодымными вентиляторами является безадресным, поэтому достаточно ограничиться только единичными индикаторами.

На что здесь следует обращать внимание? В первую очередь на то, что в пожарной технике принята совершенно другая цветовая схема индикации (п. 7.6.1.3 ГОСТ Р 53325– 2012), чем, например, в машиностроении. Ошибку часто совершают те, кто привык разрабатывать шкафы для управления другими устройствами. У ШУВ СПДВ пуск вентилятора должен отображаться красным цветом (обычно – зеленым). Неисправность должна отображаться желтым цветом (обычно – красным). И наличие электропитания должно отображаться зеленым цветом. Эти три единичных индикатора и составляют тот минимальный набор, который должен содержать ШУВ СПДВ.

Органы управления

Ручной пуск и остановка пуска вентилятора должны выполняться непосредственно на лицевой панели ШУВ СПДВ. Эти функции необходимы для осуществления периодического обслуживания и проверки исправности оборудования. Они могут дублироваться на вышестоящем компоненте, и тогда для ШУВ СПДВ они будут стартовым сигналом, независимо от того, как он сформирован – автоматически или вручную.

С одной стороны, эти "органы управления должны быть выполнены в виде отдельных элементов и обеспечивать максимальную оперативность"согласно п. 7.6.1.16 ГОСТ Р 53325–2012, что подразумевает применение кнопок. Но, с другой стороны, "органы управления должны быть защищены от несанкционированного доступа посторонних лиц" в соответствии с п. 7.2.12. Это требование можно выполнить, устанавливая ШУВ СПДВ в местах, недоступных для посторонних (таких как вентиляционные камеры и электрощитовые), либо применяя переключатель со съемным ключом или шкафы с двойными дверями.

Выполнение сигнальных входов и выходов

Главной задачей ШУВ СПДВ является выполнение автоматического пуска вентилятора по стартовому сигналу от вышестоящего компонента модульного ППУ. Как уже отмечалось, это должен быть дискретный сигнал, чтобы иметь информационную и электрическую совместимость с взаимодействующими техническими средствами, в соответствии с требованиями п. 7.2.1 ГОСТ Р 53325–2012. Причем достаточно одного дискретного входа для того, чтобы обеспечивать пуск вентилятора как от вышестоящего компонента, так и от устройства дистанционного пуска в соответствии с требованием п. 7.4.1 (д).

Какие-либо другие сигнальные входы ШУВ СПДВ не требуются – анализ поступающих сигналов, определение направления осуществляет вышестоящий компонент, формирующий стартовый сигнал.

Для передачи во внешние цепи информации о состоянии шкафа, как отмечалось выше, требуется наличие двух обобщенных дискретных выходов "Пуск"и "Неисправность" (п. 7.4.5). Этим можно и ограничиться, так как более детальная информация только усложнит шкаф, увеличит количество линий связи и перегрузит вышестоящий компонент.

Много споров и сомнений вызывает звуковая сигнализация. С одной стороны, она очень удобна, потому что сразу привлекает внимание к шкафу в случае пожара или неисправности. С другой стороны, ШУВ СПДВ размещают, как правило, в помещениях без постоянного присутствия людей (вентиляционных камерах и электрощитовых). А п. 7.6.1.12 указывает, что "средства световой индикации и звуковой сигнализации, а также органы управления конструктивно должны быть размещены на приборе или его компонентах, располагаемых в помещении дежурного персонала". По этой причине звуковую сигнализацию на шкаф не устанавливают, и он должен только передавать сигналы для ее запуска. А минимальный комплект органов индикации и управления на ШУВ СПДВ желателен для того, чтобы обслуживающий персонал мог управлять шкафом при периодическом обслуживании непосредственно с места его установки.

Контроль линий связи

Некоторые сложности вызывает требование автоматического контроля линий связи в п. 7.4.1 (в) ГОСТ Р 53325–2012. В ШУВ СПДВ применяются два вида контроля соединительных линий:

  1. Контроль на обрыв и короткое замыкание линии связи с компонентом, формирующим стартовый сигнал. Его можно возложить на этот вышестоящий компонент, но лучше реализовать в ШУВ СПДВ для того, чтобы исключить возможную информационную несовместимость оборудования разных производителей. Контроль линий связи с обобщенными дискретными выходами "Пуск" и "Неисправность"целесообразно возложить на тот компонент, который будет принимать эти сигналы.
  2. Контроль линии связи с вентиляторами, но только на обрыв, потому что напряжение питания вентиляторов свыше 150 В.

Для линий связи с вышестоящим компонентом контроль обычно делается измерением сопротивления проводов. Для этого параллельно контактам дискретного выхода включается резистор сопротивлением несколько кОм и еще один такой же последовательно. При коротком замыкании сопротивление линии близко к нулю независимо от состояния контактов, при обрыве – к бесконечности. В обоих случаях формируется сигнал неисправности. При разомкнутых контактах и исправной линии сопротивление равно суммарному сопротивлению двух резисторов, при замкнутых контактах – в два раза меньше. Таким образом, получаются четыре различные значения сопротивления, легко отличимые друг от друга. Понятно, что резисторы должны быть подключены как можно ближе к контактам, чтобы контролировать всю линию, а не часть ее.

Контроль линии связи с двигателем вентилятора осуществляется несколько по-другому. Для этого на выключенный двигатель подают небольшое напряжение постоянного тока. Для постоянного тока сопротивление обмотки двигателя близко к нулю, поэтому нагрев обмотки и вращение двигателя не происходят. Протекание тока через двигатель свидетельствует о том, что обрыва в цепи нет. Этот метод удобен еще и тем, что позволяет контролировать не только целостность проводов до вентилятора, но и целостность обмотки внутри двигателя.

Автоматический ввод резервного электропитания

Не вызывает сомнений необходимость обеспечения надежного электропитания ШУВ СПДВ. Но в каком компоненте модульного ППУ должно быть реализовано "наличие двух независимых вводов электропитания (основного и резервного) и … автоматическое переключение электропитания с основного ввода на резервный при пропадании напряжения на основном вводе, и обратно…" в соответствии с требованиями п. 7.2.8 ГОСТ Р 53325–2012? Однозначный ответ здесь дать невозможно. Если на объекте планируется установка только одного ШУВ СПДВ, то целесообразно обеспечить два ввода и автоматический ввод резерва (АВР) в этом шкафу. Но если планируется размещать группу ШУВ СПДВ в одном помещении, то представляется целесообразным обеспечить два ввода электропитания и АВР в отдельном компоненте – шкафу АВР, а от него осуществлять питание ШУВ СПДВ по 1-й категории надежности. Такое решение позволит сэкономить средства на прокладке двух линий электропитания к каждому шкафу при монтаже и снизит габаритные размеры и стоимость шкафов за счет отказа от многократного дублирования аппаратуры АВР. Представляется, что производители должны предлагать ШУВ СПДВ как со встроенным АВР, так и без него.

Контроль входного напряжения

Контроль входного напряжения обязателен как для шкафа с АВР, так и для шкафа с одним вводом 1-й категории надежности. В шкафу с АВР с его помощью обеспечивается определение момента перехода на резервное электропитание. В шкафу с одним вводом 1-й категории надежности формируется сигнал неисправности для передачи вышестоящему компоненту. Но не только. Применяемые в настоящее время для этой цели реле контроля напряжения обеспечивают, помимо контроля наличия напряжения, также и контроль порядка чередования фаз, обрыва и "слипания"фаз, обрыва нуля, превышения и снижения напряжения. Для ШУВ особенно следует выделить контроль порядка чередования фаз, так как при ремонтных работах очень часто бывает, что электромонтажники подключают питающие кабели не в том порядке, в каком они были изначально. И в результате вентиляторы при включении начинают вращаться в обратном направлении, что недопустимо. Наличие контроля порядка чередования фаз позволяет вовремя выявить эту проблему и принять меры по ее устранению.

Работа в режиме общеобменной вентиляции и переход на пожарный режим

Работу вентилятора СПДВ в режиме общеобменной вентиляции, как правило, обеспечивают с помощью ЧП. При этом в режиме общеобменной вентиляции вентилятор работает через ЧП на пониженных оборотах с пониженной производительностью. ШУВ СПДВ должен иметь два дискретных входа для приема стартового сигнала: один для работы в общеобменном режиме, а другой – в пожарном режиме. Причем пожарный вход имеет безусловный приоритет. Переход на пожарный режим осуществляется либо шунтированием ЧП с помощью байпасного контактора, либо переключением ЧП в форсированный режим на полные обороты с отключением всех защитных функций.

Преимущество применения байпасного контактора состоит в том, что при данном способе построения ШУВ СПДВ можно выбрать ЧП номиналом меньшим номинальной мощности электродвигателя вентилятора.

Оптимальное управление

В статье рассмотрено управление только одним видом исполнительных устройств СПДВ – вентиляторами. Однако СПДВ с принудительным побуждением перемещаемой среды, помимо вентиляторов, использует и другие исполнительные устройства:

  • вентиляционные клапаны с электромеханическим или электромагнитным приводом, управляющие движением потоков;
  • самооткрывающиеся вентиляционные клапаны, сбрасывающие избыточное давление (КСИД) в обслуживающих помещениях или защищающие здания от теплопотерь;
  • вспомогательные вентиляционные клапаны с электромеханическим приводом, которые теплоизолируют противодымное вентиляционное оборудование в холодное время года (например, при установке КСИД в проеме наружного ограждения);
  • ворота, двери или окна с электромеханическим приводом для открывания проемов при возмещении воздухом удаляемого дыма.

Обилие дистанционно управляемых исполнительных устройств делает разработку полного комплекта ШУ СПДВ непростой задачей. В этом случае сначала следует определиться с составом применяемых шкафов, а затем отрабатывать их конфигурацию. При выборе количества ШУ СПДВ необходимо соблюдать разумный баланс между их сложностью и количеством. Эти вопросы авторы предполагают рассмотреть в дальнейшем.

___________________________________________
1 Устройство управления различными исполнительными механизмами специалисты называют по-разному: шкафом, щитом, панелью. В данной статье принято название, используемое в ГОСТ Р 53325–2012 "Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний" (п. 7.2.6).
2 В настоящий момент о возможности подобного решения следует запрашивать ВНИИПО.

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2018
Посещений: 1856


  Автор
Рустам Эсманский

Рустам Эсманский

Генеральный директор ООО "Аэрдин"

Всего статей:  1


  Автор
Дмитрий Гуськов

Дмитрий Гуськов

Начальник отдела САУ ООО "ТД ВЕНТЗ"

Всего статей:  1

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций