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民用建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備防護(hù)等級(jí)的選擇

《消防設(shè)施通用規(guī)范》實(shí)施以來(lái),關(guān)于防護(hù)等級(jí)選擇的這個(gè)強(qiáng)制性條文,困擾了我很長(zhǎng)時(shí)間。真真是“十年規(guī)范無(wú)人問(wèn),一成強(qiáng)條天下愁”。年后終于抽出時(shí)間做了次集中學(xué)習(xí),本文便是學(xué)習(xí)后的一些粗淺體會(huì),不揣冒昧,分享與同行,希望能有更多的討論。起初是按論文寫(xiě)的,無(wú)奈越寫(xiě)越長(zhǎng),長(zhǎng)到估計(jì)沒(méi)有哪里會(huì)發(fā)表,既不想放棄,也不愿精簡(jiǎn)。各位看官,你慢慢看,文風(fēng)等您擔(dān)待些,觀(guān)點(diǎn)請(qǐng)盡管批評(píng)。本文共有十一節(jié),1.5萬(wàn)余字。

電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)是確保設(shè)備在不同環(huán)境,尤其是某些惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的條件之一。在工程設(shè)計(jì)中如何根據(jù)設(shè)備所處環(huán)境條件選擇合理的防護(hù)等級(jí)是每個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該掌握的能力。目前的設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)有很多的具體條文,內(nèi)容多為對(duì)配電柜(箱)、燈具、充電樁、開(kāi)關(guān)插座、母線(xiàn)槽等的要求,針對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的具體條文不多。

消防電子產(chǎn)品(fire electronic products)的術(shù)語(yǔ)解釋為,“消防產(chǎn)品當(dāng)中具有火災(zāi)探測(cè)報(bào)警、消防聯(lián)動(dòng)控制、人員疏散逃生、電氣火災(zāi)監(jiān)控、可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警和消防通信指揮等功能的電子類(lèi)產(chǎn)品,包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消防通信指揮系統(tǒng)所包含的各類(lèi)電子類(lèi)產(chǎn)品?!?/p>

本文主要針對(duì)民用建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)進(jìn)行討論,在文末亦匯總規(guī)范對(duì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)要求。由于工業(yè)建筑和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境有其特殊之處,本文未進(jìn)行討論。

一、設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)火警設(shè)備防護(hù)等級(jí)的要求

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116-2013第12.1.11條規(guī)定,“隧道內(nèi)設(shè)置的消防設(shè)備的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP65?!?/p>

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB 50838-2015第7.5.15條規(guī)定,“綜合管廊內(nèi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備防護(hù)等級(jí)不宜低于IP65。”

以上條文是在通用規(guī)范實(shí)施之前,對(duì)隧道和管廊內(nèi)火警設(shè)備防護(hù)等級(jí)給出的明確要求。

在2023.3.1實(shí)施的《消防設(shè)施通用規(guī)范》GB 55036-2022(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《設(shè)通規(guī)》)中,12.0.18條規(guī)定,“火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足在設(shè)置場(chǎng)所環(huán)境條件下正常工作的要求?!逼鋵?duì)應(yīng)的條文說(shuō)明解釋為,“IP防護(hù)等級(jí)是表征電器產(chǎn)品防塵、防潮或防水能力的指標(biāo)?;馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)選擇是確保系統(tǒng)設(shè)備在不同環(huán)境,尤其是潮濕、多塵等惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提,在工程中必須根據(jù)設(shè)備設(shè)置場(chǎng)所的環(huán)境條件合理確定設(shè)備的IP防護(hù)等級(jí)?!庇捎谠撘?guī)范并未給出具體的IP代碼要求,設(shè)計(jì)便參照其配套出版的《<消防設(shè)施通用規(guī)范>GB 55036-2022實(shí)施指南》中的解釋來(lái)進(jìn)行圖紙標(biāo)注。該指南中提到,“設(shè)置在部分特殊場(chǎng)所的系統(tǒng)設(shè)備,其IP防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于下述要求:(1)設(shè)置在室外或地面上,不應(yīng)低于IP67;(2)設(shè)置在管廊、交通隧道、地鐵隧道區(qū)間等潮濕場(chǎng)所時(shí),不應(yīng)低于IP65?!?/p>

在2023.6.1實(shí)施的《建筑防火通用規(guī)范》GB 55037-2022(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《防火通規(guī)》)中,10.1.12條規(guī)定,“可能處于潮濕環(huán)境內(nèi)的消防電氣設(shè)備,外殼的防塵與防水等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1對(duì)于交通隧道,不應(yīng)低于IP55;2對(duì)于城市綜合管廊及其他潮濕環(huán)境,不應(yīng)低于IP45。”其對(duì)應(yīng)的條文說(shuō)明解釋為“本條規(guī)定了設(shè)置在各類(lèi)潮濕環(huán)境內(nèi)的消防電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)要求,以避免潮氣或水侵入電器造成損壞,影響消防電氣設(shè)備和相關(guān)消防設(shè)施運(yùn)行的可靠性。”《防火通規(guī)》中對(duì)“消防電氣設(shè)備”沒(méi)有區(qū)分Electrical和Electronics,在其配套出版的《<建筑防火通用規(guī)范>GB 55037-2022實(shí)施指南》對(duì)該條文的說(shuō)明中,消防電氣設(shè)備中包括了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備,那么,《防火通規(guī)》中要求的防護(hù)等級(jí)比前述規(guī)范中的低,哪一個(gè)要求更合理呢?

上述規(guī)范中均提到了潮濕環(huán)境/潮濕場(chǎng)所,但對(duì)于潮濕場(chǎng)所的定義,一直是困擾設(shè)計(jì)的一個(gè)問(wèn)題。目前設(shè)計(jì)規(guī)范中,有的直接將某場(chǎng)所描述為潮濕環(huán)境,有的會(huì)為對(duì)潮濕場(chǎng)所進(jìn)行解釋?zhuān)@些解釋并不完全統(tǒng)一。本文僅列出《建筑電氣與智能化通用規(guī)范》GB 55024-2022(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《電通規(guī)》)中的解釋?zhuān)?.5.1條條文說(shuō)明中描述為,“本條所指潮濕場(chǎng)所是指相對(duì)濕度大于95%或相對(duì)濕度長(zhǎng)期超過(guò)75%的空氣環(huán)境、存在積水或其他導(dǎo)電液體、泥濘的環(huán)境?!蹦敲?,上述消防規(guī)范提及“潮濕環(huán)境”是否就按這個(gè)定義呢?

《設(shè)通規(guī)》和《防火通規(guī)》中均提到,防護(hù)等級(jí)是防潮能力的指標(biāo)。然而,《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》GB/T 4208-2017在范圍章節(jié)中提到,標(biāo)準(zhǔn)的目的是“規(guī)定電氣設(shè)備下述內(nèi)容的外殼防護(hù)等級(jí):1)對(duì)人體觸及外殼內(nèi)的危險(xiǎn)部件的防護(hù);2)對(duì)固體異物進(jìn)入外殼內(nèi)設(shè)備的防護(hù);3)對(duì)水(water)進(jìn)入外殼內(nèi)對(duì)設(shè)備造成有害影響的防護(hù)?!薄坝嘘P(guān)機(jī)械損壞、銹蝕、腐蝕性溶劑〈如切削液〉、霉菌、蟲(chóng)害、太陽(yáng)輻射、結(jié)冰、潮濕(如凝露引起的)(moisture(for example,produced by condensation))、爆炸性氣體等外部影響或環(huán)境條件對(duì)外殼和殼內(nèi)設(shè)備破壞的防護(hù)措施以及防止與外殼外部危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)部件(如風(fēng)扇)的接觸由有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?!闭f(shuō)明外殼防護(hù)等級(jí)不涉及防潮能力,該標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有相應(yīng)的試驗(yàn)方法。那防潮是什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定的呢?防護(hù)等級(jí)選擇和潮濕環(huán)境有什么關(guān)聯(lián)呢?

二、消防電子產(chǎn)品防護(hù)要求

《消防電子產(chǎn)品防護(hù)要求》GB 23757-2009是用于消防電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)外殼防護(hù)等級(jí)要求:“外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足GB 4208的要求,室內(nèi)使用的控制器類(lèi)消防電子產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB 4208規(guī)定的IP30等級(jí)。室外使用的消防電子產(chǎn)品應(yīng)具有防塵功能和防水功能。地面安裝使用的消防電子產(chǎn)品應(yīng)具有防水功能和耐磨功能。”標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)的室內(nèi)下限值和室外原則。

在該標(biāo)準(zhǔn)的GB 23757-202x征求意見(jiàn)稿中,對(duì)防護(hù)等級(jí)的要求做出了一些細(xì)化,要求“a)室內(nèi)使用型控制器類(lèi)產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB/T 4208-2017中規(guī)定的IP30等級(jí)要求,其他產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足生產(chǎn)者(制造商)的要求;b)室外使用型產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB/T 4208-2017規(guī)定的IP54等級(jí)要求;c)地面安裝的室內(nèi)使用型產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB/T 4208-2017中規(guī)定的IP54等級(jí)要求;d)地面安裝的室外使用型產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于GB/T 4208-2017中規(guī)定的IP67等級(jí)要求?!?/p>

同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定(引用)了產(chǎn)品的正常使用條件:

室內(nèi)使用型:周?chē)諝鉁囟确秶鸀?10℃~40℃,且在24h一個(gè)周期的平均溫度不超過(guò)35℃;最高溫度為40℃時(shí)的空氣相對(duì)濕度不超過(guò)75%。在較低溫度時(shí)允許有較高的相對(duì)濕度,如20℃時(shí)相對(duì)濕度為90%,考慮到由于溫度變化,有可能會(huì)偶爾產(chǎn)生適度的凝露。

室外使用型:周?chē)諝鉁囟确秶鸀?40℃~50℃,且在24h一個(gè)周期的平均溫度不超過(guò)35℃;最高溫度為25℃時(shí),相對(duì)濕度短時(shí)可達(dá)到100%?!?/p>

如果沒(méi)有特殊規(guī)定,民用建筑使用的產(chǎn)品一般在污染等級(jí)2環(huán)境中使用。

本標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定,與正常環(huán)境使用條件不同的情況屬于特殊使用條件,需要有關(guān)文件規(guī)定特殊要求。例如,環(huán)境溫度值、濕度值超過(guò)正常使用條件的規(guī)定值;或者在使用中,由于溫度和/或氣壓的急劇變化,導(dǎo)致在產(chǎn)品內(nèi)部易出現(xiàn)異常的凝露等。

由此看來(lái),本標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)正常使用環(huán)境條件下的消防電子產(chǎn)品的防護(hù)等級(jí)規(guī)定了下限值,對(duì)工程設(shè)計(jì)有一定指導(dǎo)意義,但依然存在一些不確定性。比如標(biāo)準(zhǔn)中就沒(méi)有提到“潮濕環(huán)境”,在特殊使用條件下防護(hù)等級(jí)如何確定?

再者,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的正常使用條件中,對(duì)濕度的要求有對(duì)應(yīng)的溫度,允許如20℃時(shí)相對(duì)濕度為90%,而《電通規(guī)》中潮濕場(chǎng)所的描述,僅有濕度值,那前者90%相對(duì)濕度是大于后者描述的75%相對(duì)濕度的,這種情況是否屬于潮濕場(chǎng)所呢?

三、環(huán)境條件的分類(lèi)和環(huán)境試驗(yàn)

產(chǎn)品使用過(guò)程中所暴露的環(huán)境通常包括若干的環(huán)境條件,GB/T 4797系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電工電子產(chǎn)品的自然環(huán)境條件做出了規(guī)定,包括溫度和濕度、海拔與氣壓、水深與水壓、生物、太陽(yáng)輻射和溫度、降水和風(fēng)、塵、沙、鹽霧、地震震動(dòng)和沖擊、火災(zāi)暴露。GB/T 4798系列標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)電工電子產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境條件進(jìn)行了環(huán)境參數(shù)組的分類(lèi)和分級(jí),包括貯存、運(yùn)輸和裝卸、有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用、無(wú)氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用、地面車(chē)輛使用、船用、攜帶和非固定用等。

環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)包括了產(chǎn)品所承受的自然環(huán)境條件和人工環(huán)境條件,用以評(píng)價(jià)產(chǎn)品在實(shí)際貯存、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中的性能。

產(chǎn)品是通過(guò)環(huán)境試驗(yàn)來(lái)模擬真實(shí)環(huán)境條件或者再現(xiàn)其影響,在一定程度上證明產(chǎn)品在特定環(huán)境條件下保持完好和正常工作。GB/T 2423系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電工電子產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)過(guò)程以及適合的試驗(yàn)嚴(yán)酷程度做出了規(guī)定,包括低溫、高溫、恒定濕熱、交變濕熱、沙塵、水試驗(yàn)等各種運(yùn)行和耐久試驗(yàn)方法。

筆者根據(jù)《環(huán)境條件分類(lèi)環(huán)境參數(shù)組分類(lèi)及其嚴(yán)酷程度分級(jí)第3部分:有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用》GB/T 4798.3-2023,將民用建筑室內(nèi)設(shè)置的消防電子產(chǎn)品的環(huán)境條件分類(lèi)和部分環(huán)境參數(shù)列表如下:(注:2023版相比2007版,氣候環(huán)境條件已采用新的分級(jí))

表3.1有氣候防護(hù)場(chǎng)所環(huán)境等級(jí)及環(huán)境參數(shù)(節(jié)選)

同時(shí),民用建筑室內(nèi)大多屬于已采用防塵設(shè)施以使沙和塵含量減至最小的封閉場(chǎng)所,等級(jí)為3S5,可不考慮設(shè)備防塵。建筑物無(wú)防護(hù)措施或靠近沙塵源的特殊場(chǎng)所才可能屬于等級(jí)3S6或3S7。

該標(biāo)準(zhǔn)中明確提及:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了僅限于直接影響產(chǎn)品性能的環(huán)境條件,不考慮由著火、爆炸和電離輻射造成的環(huán)境條件以及其他意外的偶然事故造成的環(huán)境條件;在特殊情況下,應(yīng)考慮這些因素發(fā)生的幾率。

根據(jù)《環(huán)境條件分類(lèi)環(huán)境參數(shù)組分類(lèi)及其嚴(yán)酷程度分級(jí)第4部分:無(wú)氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用》GB/T 4798.4-2023,將民用建筑室外可能設(shè)置的消防電子產(chǎn)品的環(huán)境條件分類(lèi)和部分環(huán)境參數(shù)列表如下:(注:2023版相比2007版,氣候環(huán)境條件已采用新的分級(jí))

表3.2無(wú)氣候防護(hù)場(chǎng)所環(huán)境等級(jí)及環(huán)境參數(shù)(節(jié)選)

同時(shí),室外的特殊環(huán)境條件等級(jí)中還需根據(jù)具體情況考慮降水以外的水,等級(jí)為4Z12滴水、4Z13淋水、4Z14濺水。還需考慮機(jī)械活性物質(zhì)沙和塵的影響,等級(jí)為4S10~4S13。

消防電子產(chǎn)品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)則是依據(jù)上述基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)產(chǎn)品所處的環(huán)境條件和嚴(yán)酷等級(jí),選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方法作為檢測(cè)項(xiàng)目。(本節(jié)僅提及上述幾個(gè)主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),尚有其他一些與環(huán)境條件相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),例如GB 4796、GB/T 20159系列等)

四、IP代碼的要素及含義

《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》GB/T 4208-2017是經(jīng)常被引用的一本標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了IP代碼的含義,見(jiàn)表4.1~表4.3。

表4.1第一位特征數(shù)字所表示的對(duì)接近危險(xiǎn)部件的防護(hù)等級(jí)

表4.2第一位特征數(shù)字所表示的防止固體異物進(jìn)入的防護(hù)等級(jí)

表4.3第二位特征數(shù)字所表示的防止水進(jìn)入的防護(hù)等級(jí)

而《環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)R:水試驗(yàn)方法和導(dǎo)則》GB/T 2423.38-2021是專(zhuān)用水試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),相比GB/T 4208-2017提供了更多的水試驗(yàn)方法并增加了嚴(yán)酷等級(jí),標(biāo)準(zhǔn)亦給出了其水試驗(yàn)方法和GB/T 4208中IP代碼的等效關(guān)系,摘錄如下:

采用滴水箱法的滴水試驗(yàn)(Ra2)適用于可能遭受垂直滴水的產(chǎn)品,模擬因冷凝或滲漏造成的滴水,對(duì)應(yīng)IPX1和IPX2。

沖水試驗(yàn)(Rb)適用于可能遭受沖水的產(chǎn)品。其中采用擺動(dòng)管法或噴霧法(Rb1)模擬大暴雨、風(fēng)吹大雨、灑水系統(tǒng)產(chǎn)生的噴霧或?yàn)R水,對(duì)應(yīng)IPX3和IPX4。采用噴水法(Rb2)模擬壓力清洗、車(chē)輪濺水或猛烈海浪的噴水,對(duì)應(yīng)IPX5和IPX6。

浸水試驗(yàn)(Rc)適用于防水并可能遭受浸水的產(chǎn)品。其中采用水箱法(Rc1)對(duì)應(yīng)IPX7。

從IP代碼的含義來(lái)看,IP代碼的第2個(gè)數(shù)字,代表設(shè)備外殼防止各種類(lèi)型的水侵入的能力,確不是代表防止潮氣入侵的能力和相應(yīng)試驗(yàn)。

防護(hù)等級(jí)的第一位數(shù)字IP1X~I(xiàn)P6X、第二位數(shù)字IPX1~I(xiàn)PX6,高防護(hù)等級(jí)可向下滿(mǎn)足低于該級(jí)的各級(jí)要求。但I(xiàn)PX7、IPX8不滿(mǎn)足IPX5、IPX6的要求。若需同時(shí)滿(mǎn)足防噴水和短時(shí)浸水,應(yīng)標(biāo)注為IPX5/IPX7。第1位數(shù)字和第2位數(shù)字之間,也不存在相互滿(mǎn)足的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

五、消防電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)方法

《消防電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)方法及嚴(yán)酷等級(jí)》GB/T 16838-2021規(guī)定了消防電子產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)方法、嚴(yán)酷等級(jí)及功能安全要求。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型及安裝使用地區(qū)和場(chǎng)所將消防電子產(chǎn)品按照下列要求劃分為0、I、II、III、IV和IV五個(gè)等級(jí)。不同等級(jí)的產(chǎn)品需要根據(jù)其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)選擇合適的試驗(yàn)項(xiàng)目和嚴(yán)酷等級(jí)。試驗(yàn)分為運(yùn)行試驗(yàn)和耐久試驗(yàn),其中運(yùn)行試驗(yàn)是檢驗(yàn)產(chǎn)品在使用環(huán)境中正常工作的能力和驗(yàn)證產(chǎn)品在這種環(huán)境下的適應(yīng)能力(本文只討論運(yùn)行試驗(yàn))。試驗(yàn)包括高溫、低溫、濕熱、腐蝕、沖擊、碰撞、沙塵、水試驗(yàn)等多種內(nèi)容。筆者將各等級(jí)對(duì)應(yīng)的環(huán)境試驗(yàn)要求(部分試驗(yàn))匯總于表5.1:

表5.1消防電子產(chǎn)品分級(jí)及試驗(yàn)要求(部分試驗(yàn))

將該表的五類(lèi)產(chǎn)品的使用環(huán)境與表3.1、表3.2做一對(duì)照,可以看出:

所用產(chǎn)品都需要通過(guò)與其安裝使用場(chǎng)所相適應(yīng)的高溫(運(yùn)行)和低溫(運(yùn)行)試驗(yàn)。

0、I類(lèi)產(chǎn)品的安裝使用場(chǎng)所可對(duì)應(yīng)3K20、3K21、3K22環(huán)境,需進(jìn)行恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn),不需要防塵、防水試驗(yàn)。

II類(lèi)產(chǎn)品的安裝使用場(chǎng)所對(duì)應(yīng)3K23環(huán)境,需進(jìn)行交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn),不需防塵試驗(yàn),凝露環(huán)境還需進(jìn)行防水試驗(yàn)。

III類(lèi)產(chǎn)品的安裝使用場(chǎng)所對(duì)應(yīng)3K24、4K23環(huán)境,需進(jìn)行交變濕熱(運(yùn)行)、防塵、防水試驗(yàn)。

IV類(lèi)產(chǎn)品的安裝使用場(chǎng)所對(duì)應(yīng)4K26環(huán)境,需進(jìn)行交變濕熱(運(yùn)行)、防塵、防水試驗(yàn)。

該標(biāo)準(zhǔn)中幾個(gè)的環(huán)境試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介如下:

1.恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)

恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)的目的是確定產(chǎn)品在恒定高溫度、高濕度、無(wú)凝露環(huán)境下使用的適應(yīng)性。試驗(yàn)提供了試樣吸收和擴(kuò)散水蒸氣(moisture and moisture vapor)的影響評(píng)價(jià)。試驗(yàn)方法按GB/T 2423.3中的規(guī)定進(jìn)行。試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)為溫度40±2℃、相對(duì)濕度93±3%、持續(xù)時(shí)間6天。

2.交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)

交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)的目的是確定產(chǎn)品在高濕度與溫度循環(huán)變化組合且通常會(huì)在試驗(yàn)樣品表面產(chǎn)生凝露的環(huán)境下使用的適應(yīng)性。試驗(yàn)方法按GB/T 2423.4中規(guī)定進(jìn)行。II、III級(jí)的嚴(yán)酷等級(jí)為溫度40±2℃,IV級(jí)為55±2℃。試驗(yàn)過(guò)程中相對(duì)濕度在90%~100%之間,試驗(yàn)需連續(xù)完成2次24小時(shí)的循環(huán)。

3.沙塵試驗(yàn)

沙塵試驗(yàn)的目的是確定產(chǎn)品的抵御灰塵的密封性能。試驗(yàn)方法按照GB/T 2423.37中規(guī)定的方法La2進(jìn)行。La2試驗(yàn)對(duì)應(yīng)GB/T 4208中IP5X和IP6X。試驗(yàn)需在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下持續(xù)8小時(shí)。

4.水試驗(yàn)

水試驗(yàn)的目的是確定產(chǎn)品在使用環(huán)境中抵御水(water)侵入的性能。試驗(yàn)方法按照GB/T 2423.38中規(guī)定進(jìn)行(見(jiàn)本文第4節(jié))。嚴(yán)酷等級(jí)及對(duì)應(yīng)的防護(hù)要求按照GB/T 4208-2017的規(guī)定。

六、防潮與濕熱試驗(yàn)

Humidity resistance通常被翻譯為防潮,其對(duì)應(yīng)的運(yùn)行試驗(yàn)主要是恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)和交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)。濕熱試驗(yàn)主要用于確定電工電子產(chǎn)品對(duì)高濕度環(huán)境的適應(yīng)能力(不論是否出現(xiàn)凝露),特別是產(chǎn)品的電氣性能和機(jī)械性能的變化,也可用于檢查試驗(yàn)樣品耐受某些腐蝕的能力。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab:恒定濕熱試驗(yàn)》GB/T 2423.3-2016,《環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)方法Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))》GB/T 2423.4-2008。交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)相比恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn),最直觀(guān)的區(qū)別是前者考慮了凝露條件,并且其試驗(yàn)過(guò)程中溫度和濕度有循環(huán)變化。具體應(yīng)用細(xì)節(jié)可參見(jiàn)這兩本標(biāo)準(zhǔn)以及《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)濕熱試驗(yàn)導(dǎo)則》GB/T 2424.2-2005。(濕熱試驗(yàn)的選擇原則見(jiàn)本文第9節(jié))

GB/T 16838中規(guī)定0和I級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn),II、III、IV級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)。恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)下產(chǎn)品可以在相對(duì)濕度93%的情況下正常運(yùn)行6天,交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)下產(chǎn)品可以在相對(duì)濕度90~100%、溫度變化過(guò)程中產(chǎn)生凝露的條件下正常運(yùn)行2天。通過(guò)濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)的消防電子產(chǎn)品,證明其可在與試驗(yàn)同等高相對(duì)濕度的環(huán)境中正常運(yùn)行。濕熱試驗(yàn)的相對(duì)濕度數(shù)值,已經(jīng)比《電通規(guī)》潮濕場(chǎng)所定義的相對(duì)濕度數(shù)值嚴(yán)酷。

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同環(huán)境條件和嚴(yán)酷等級(jí)選擇的試驗(yàn)方法,是基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境條件的一種模擬和再現(xiàn),包括了短時(shí)極端環(huán)境條件,在現(xiàn)實(shí)中超出極端條件的概率是非常小的。如果實(shí)際情況下出現(xiàn)超過(guò)試驗(yàn)條件例如長(zhǎng)期相對(duì)濕度接近100%的特殊情況,防潮除潮就不能只由產(chǎn)品本身解決,而是應(yīng)采取改善環(huán)境條件的措施,比如采用除濕機(jī)、防潮箱、除濕袋、恒溫恒濕空調(diào)、加強(qiáng)通風(fēng)等方法,來(lái)滿(mǎn)足產(chǎn)品正常運(yùn)行的濕度條件。

環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度,總是以不同的組合出現(xiàn),是產(chǎn)品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和運(yùn)行過(guò)程中作用于產(chǎn)品的氣候因素。由于溫度、濕度和水汽壓力之間存在關(guān)聯(lián),在討論相對(duì)濕度時(shí)要有對(duì)應(yīng)的溫度。

多年來(lái)進(jìn)行的氣象測(cè)量表明,除了極端氣候地區(qū)之外,在自由空氣條件下不會(huì)長(zhǎng)期發(fā)生相對(duì)濕度大于95%同時(shí)溫度大于30℃的情況。在建筑物內(nèi),雖然溫度會(huì)高于30℃,但在大多數(shù)情況下其相對(duì)濕度會(huì)低于露天環(huán)境。僅在一些特殊的場(chǎng)所會(huì)存在特殊濕熱條件,例如在化工廠(chǎng)、冶金廠(chǎng)、礦山、電鍍廠(chǎng)內(nèi),溫度可達(dá)到45℃并伴隨長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)到飽和的相對(duì)濕度。

可以看出,產(chǎn)品的防潮能力需要通過(guò)濕熱試驗(yàn)驗(yàn)證,并不是進(jìn)行防水試驗(yàn)。較高相對(duì)濕度環(huán)境下如果伴隨溫度快速變化產(chǎn)生溫差,則更容易產(chǎn)生凝露,凝露滴水情況下產(chǎn)品才需要通過(guò)防水試驗(yàn)滿(mǎn)足相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)要求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),防潮試驗(yàn)的對(duì)象是氣態(tài)的水蒸氣,防水試驗(yàn)的對(duì)象是液態(tài)水。

回過(guò)頭來(lái)看潮濕環(huán)境的定義,《電通規(guī)》對(duì)潮濕場(chǎng)所的表述實(shí)際包括兩種環(huán)境條件,一種是相對(duì)濕度大于95%或相對(duì)濕度長(zhǎng)期超過(guò)75%的空氣環(huán)境,一種是存在積水或其他導(dǎo)電液體、泥濘的環(huán)境,或兩種情況同時(shí)存在。對(duì)于前一種相對(duì)濕度大于95%或相對(duì)濕度長(zhǎng)期超過(guò)75%的條件,并不完全超出濕熱試驗(yàn)的條件,只有在其環(huán)境同時(shí)發(fā)生凝露的情況下,才需要考慮產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)的提高;而對(duì)于后一種水環(huán)境條件,可能需要選用相應(yīng)的防水產(chǎn)品。雖然原則上部分高防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品可適用于低防護(hù)等級(jí)的環(huán)境條件,但簡(jiǎn)單按潮濕場(chǎng)所定義的相對(duì)濕度就選用過(guò)高防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品,對(duì)某些產(chǎn)品可能是不適當(dāng)?shù)?。(討論?jiàn)第9節(jié))

七、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)等級(jí)和廠(chǎng)家給出的防護(hù)等級(jí)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的各類(lèi)產(chǎn)品,均有其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。筆者摘錄了這些現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的部分試驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)應(yīng)的IP代碼,同時(shí)將國(guó)內(nèi)產(chǎn)品樣本中給出的最高防護(hù)等級(jí)一并匯總?cè)缦隆?/p>

表7.1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品試驗(yàn)內(nèi)容(節(jié)選)及防護(hù)等級(jí)

注1:√表示有要求,X表示無(wú)要求,/表示無(wú)描述。

注2:《點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器》GB 4715-2005版中是恒定濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn),2024版改為交變濕熱(運(yùn)行)試驗(yàn)。

注3部分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚在修訂中,因此標(biāo)準(zhǔn)間并未完全協(xié)調(diào)。本表僅列出現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)允許產(chǎn)品加裝防護(hù)罩來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的防護(hù)等級(jí)。目前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備防護(hù)罩類(lèi)型及防護(hù)等級(jí)如下表所列。

表7.2火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品防護(hù)罩防護(hù)等級(jí)

從表7.1中可以看出,各類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)基本均按GB/T 16838的要求進(jìn)行設(shè)置;其標(biāo)準(zhǔn)中的最低防護(hù)等級(jí),也和GB 23757的要求基本一致。不少?gòu)S家還提供高于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的高防護(hù)等級(jí)產(chǎn)品,包括加裝高防護(hù)等級(jí)的防護(hù)盒(箱),可以適用于更多嚴(yán)酷環(huán)境。

需要提醒的是,現(xiàn)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中,只有手動(dòng)報(bào)警按鈕和聲光警報(bào)器有室外型產(chǎn)品。如果其余產(chǎn)品要使用于室外環(huán)境,需要注意其環(huán)境溫度是否與產(chǎn)品高溫(運(yùn)行)和低溫(運(yùn)行)試驗(yàn)條件一致。

八、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備防護(hù)等級(jí)的選擇

通過(guò)前文的分析可以看出,火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí),不能簡(jiǎn)單套用目前設(shè)計(jì)規(guī)范上對(duì)“潮濕場(chǎng)所”的定義,而應(yīng)該按其場(chǎng)所實(shí)際的塵、水環(huán)境情況來(lái)選擇。

  • 室內(nèi)一般場(chǎng)所

民用建筑室內(nèi)設(shè)置火警設(shè)備的區(qū)域或部位,大部分都屬于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的正常使用條件,包括3K20、3K21、3K22環(huán)境分級(jí)的場(chǎng)所。典型房間如恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室、數(shù)據(jù)中心、消防控制室,配電室(間)、辦公室、商店、電影院等。這些區(qū)域設(shè)置的火警設(shè)備,既無(wú)防塵需求,也無(wú)防水需求,其防護(hù)等級(jí)為IP30,設(shè)計(jì)時(shí)不需要特別標(biāo)注。

  • 室內(nèi)特殊場(chǎng)所

某些室內(nèi)場(chǎng)所,由于沒(méi)有溫度、濕度控制,可能受室外氣候影響較大,容易出現(xiàn)凝露情況;或者本身就存在用水環(huán)境,可能影響到火警設(shè)備運(yùn)行,均屬于特殊使用條件。由于無(wú)法獲取這些場(chǎng)所定量的環(huán)境數(shù)據(jù),只能根據(jù)其具體功能和工藝狀況進(jìn)行定性分析。筆者選擇一些民用建筑中常見(jiàn)的場(chǎng)所,也是一些規(guī)范、文獻(xiàn)中描述的潮濕場(chǎng)所,具體分析如下:

1.室內(nèi)游泳池等類(lèi)似場(chǎng)所

由于存在大面積水體,自然蒸發(fā)使得室內(nèi)相對(duì)濕度較大,即使是恒溫游泳池,也會(huì)在某些時(shí)段無(wú)可避免出現(xiàn)水汽、凝露情況。雖然《防火通規(guī)》上說(shuō)明游泳池區(qū)域火災(zāi)危險(xiǎn)性較小,可以不設(shè)置火警系統(tǒng)。但多數(shù)情況因?yàn)榻ㄖ锉旧戆匆?guī)范設(shè)置了火警系統(tǒng),除泳池上空區(qū)域未設(shè)置探測(cè)器外,其周邊還是有設(shè)置探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器等設(shè)備。除了考慮凝露滴水外,墻面安裝的設(shè)備還需考慮噴水清洗的影響。因此,泳池周邊以及與之連通的房間內(nèi)(包括門(mén)常開(kāi)的房間),吸頂安裝的探測(cè)器防護(hù)等級(jí)為IP32;泳池周邊墻面安裝的手報(bào)按鈕、聲光警報(bào)器等設(shè)備的防護(hù)等級(jí)為IP45。

2.飲食建筑的熱加工區(qū)(間)、烹飪間、粗加工區(qū)(間)、細(xì)加工區(qū)(間)、洗消間、洗碗間

公共廚房的上述區(qū)域?yàn)槌S盟块g,地面潮濕且易積水,室內(nèi)相對(duì)濕度較大,且熱加工區(qū)、烹飪間會(huì)產(chǎn)生高溫蒸汽,除了考慮凝露滴水外,還需考慮清洗濺水的情況。因此該區(qū)域吸頂安裝的點(diǎn)式感溫、感煙、可燃?xì)怏w探測(cè)器的防護(hù)等級(jí)為IP32;墻面安裝的手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器的防護(hù)等級(jí)為IP44。

3.室內(nèi)超級(jí)市場(chǎng)和菜市場(chǎng)內(nèi)水產(chǎn)售賣(mài)區(qū)

室內(nèi)水產(chǎn)售賣(mài)區(qū)通常不會(huì)設(shè)置單獨(dú)房間,雖然該區(qū)域有用水情況,由于空氣的流通,整個(gè)空間的相對(duì)濕度不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高,但需考慮水產(chǎn)售賣(mài)區(qū)噴水清洗的情況。因此該區(qū)域吸頂安裝的探測(cè)器的防護(hù)等級(jí)為IP30;盡量將墻面設(shè)置的火警設(shè)備設(shè)置在清洗區(qū)域外,如果無(wú)可避免需在區(qū)域內(nèi)墻面設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器,其防護(hù)等級(jí)為IP45。

4.地下車(chē)庫(kù)

一些文獻(xiàn)將地下車(chē)庫(kù)定義為潮濕區(qū)域。雖然地下車(chē)庫(kù)通常沒(méi)有溫濕度控制,且有車(chē)道與室外大氣直接連通,車(chē)庫(kù)內(nèi)溫濕度可能易受室外大氣影響;車(chē)庫(kù)外墻、底板與土壤直接接觸,有滲水的可能。但由于建筑熱工設(shè)計(jì),外墻采取了防潮防水的措施,隔熱良好或熱容量大的墻壁可緩和室外溫度日夜變化的峰值,偶爾較高相對(duì)濕度情況還可以通過(guò)機(jī)械通風(fēng)進(jìn)行緩解,因此大多數(shù)城市的地下車(chē)庫(kù)屬于正常工作條件,火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí)可為IP30。

但某些城市存在較嚴(yán)酷的室外氣候環(huán)境,比如存在梅雨季節(jié)、“回南天”等,這些城市的地下車(chē)庫(kù)會(huì)因?yàn)槭彝鈬?yán)酷氣候條件出現(xiàn)大面積長(zhǎng)時(shí)間凝露情況,其火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí)為IP32。

5.水泵房等有水設(shè)備用房

水泵房通常設(shè)置于地下室,其氣候環(huán)境條件與地下汽車(chē)庫(kù)接近。雖然其房間內(nèi)有用水情況,設(shè)置有積水排水設(shè)施,但考慮到其用水并不頻繁,設(shè)置有通風(fēng)設(shè)施,且多個(gè)地方的二次供水工程技術(shù)規(guī)范中,均要求水泵房的環(huán)境溫度在5℃~40℃之間,相對(duì)濕度不超過(guò)70%,地面不得存在積水情況,因此其濕度和水環(huán)境對(duì)火警設(shè)備影響并不大。水泵房也屬于《防火通規(guī)》規(guī)定可以不設(shè)置火警系統(tǒng)的部位,但大多數(shù)設(shè)計(jì)會(huì)設(shè)置吸頂探測(cè)器,其防護(hù)等級(jí)可為IP30。

燃?xì)忮仩t房、熱水機(jī)房、冷凍站的環(huán)境條件和水泵房類(lèi)似,其中設(shè)置的吸頂探測(cè)器可為IP30。燃?xì)忮仩t房、燃?xì)鉄崴畽C(jī)房,如果設(shè)計(jì)人員選擇按照爆炸危險(xiǎn)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì),其火警設(shè)備還需滿(mǎn)足防爆要求。至于鍋爐房的地下凝結(jié)水間,雖然規(guī)范定義為高溫潮濕場(chǎng)所,由于沒(méi)有火災(zāi)危險(xiǎn)性,不需要設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器。

6.某些建筑物的入口

某些建筑物的入口,氣候環(huán)境等級(jí)為3K24,實(shí)際與室外4K23接近。如果該區(qū)域設(shè)置有火警設(shè)備,其防護(hù)等級(jí)應(yīng)按有遮攔室外場(chǎng)所選擇。

簡(jiǎn)單作個(gè)小節(jié),通常情況下,民用建筑中的室內(nèi)游泳池區(qū)域,飲食建筑的熱加工區(qū)(間)、烹飪間、粗加工區(qū)(間)、細(xì)加工區(qū)(間)、洗消間、洗碗間,當(dāng)其中設(shè)置火警設(shè)備時(shí),需要提高防護(hù)等級(jí),設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)進(jìn)行標(biāo)注。其中吸頂探測(cè)器防護(hù)等級(jí)為IP32;如墻面設(shè)置有火警設(shè)備,為設(shè)計(jì)選型和施工訂貨的便利,其防護(hù)等級(jí)可統(tǒng)一為IP45,可以選擇室外型,也可選用室內(nèi)型加裝防護(hù)盒(箱)的型式來(lái)滿(mǎn)足防護(hù)等級(jí)要求。

  • 室外場(chǎng)所

對(duì)于一般意義的室外場(chǎng)所,即4K26露天環(huán)境,基本不會(huì)設(shè)置火警設(shè)備。而在有遮攔的4K23室外場(chǎng)所,會(huì)有設(shè)置火警設(shè)備的情況,設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其防護(hù)等級(jí)進(jìn)行標(biāo)注。比如某些情況會(huì)在建筑物外墻上設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器等火警設(shè)備。室外需要防塵,防水需要考慮凝露滴水、風(fēng)吹大雨,因此其火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí)為IP54。

室外場(chǎng)所使用的火警設(shè)備,除了滿(mǎn)足相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)外,其高溫、低溫、濕熱等試驗(yàn)應(yīng)采用室外嚴(yán)酷等級(jí)。

九、幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題的說(shuō)明與討論

1.濕熱試驗(yàn)的選擇原則

恒定濕熱通過(guò)先升溫再升濕(先降濕再降溫)的方法避免產(chǎn)生凝露,主要是通過(guò)高溫高濕環(huán)境下樣品對(duì)水汽吸附、吸收和擴(kuò)散等作用,造成產(chǎn)品失效。交變濕熱則是在高濕條件下,利用溫度循環(huán)引起的凝露和干燥的交替過(guò)程,使進(jìn)入樣品內(nèi)部的水汽產(chǎn)生呼吸作用,從而使腐蝕過(guò)程加速。選擇濕熱試驗(yàn)的原則如下:

1)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性選擇。根據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)環(huán)境工程的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于某些產(chǎn)品,恒濕熱和交變濕熱試驗(yàn)的效果基本是一致的。在這種情況下,由于恒濕熱試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可再現(xiàn)性好,應(yīng)采用恒濕熱試驗(yàn)。

2)根據(jù)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。對(duì)于固體實(shí)心產(chǎn)品或絕緣材料,為了檢查潮濕大氣中這些產(chǎn)品的電氣性能或絕緣性能,通常采用恒定的濕熱試驗(yàn)。如果水分是由冷凝引起的,則應(yīng)采用交變濕熱試驗(yàn)。對(duì)于密封或中空產(chǎn)品,由于熱應(yīng)力引起的熱膨脹和冷收縮,經(jīng)常采用交變濕熱試驗(yàn)。

3)根據(jù)產(chǎn)品的受潮機(jī)制和吸濕方法選擇濕熱試驗(yàn)方法。產(chǎn)品吸附或吸收水分后受潮,一般采用恒定濕熱試驗(yàn);產(chǎn)品通過(guò)冷凝或呼吸加重濕度對(duì)產(chǎn)品的影響,采用交變濕熱試驗(yàn);如果產(chǎn)品具有滲透性,無(wú)呼吸作用,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型和使用條件從實(shí)際出發(fā),適當(dāng)選擇恒定或交變濕熱試驗(yàn)。

一些特殊環(huán)境需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的濕熱試驗(yàn),例如低溫/低氣壓/濕熱連續(xù)綜合試驗(yàn)、未飽和高壓蒸汽恒定濕熱試驗(yàn)等。

2.隧道、管廊的火警設(shè)備哪個(gè)防護(hù)等級(jí)更合理?

1)隧道:《火規(guī)》要求IP65,《防火通規(guī)》要求IP55。

交通隧道的環(huán)境條件比較復(fù)雜,受室外氣候條件影響較大,需要防塵,防水需要防凝露滴水、可能被風(fēng)吹入的降水,墻面安裝的設(shè)備還需要考慮車(chē)輛的濺水?!痘鹨?guī)》和《防火通規(guī)》中不同要求的區(qū)別在防塵等級(jí)。在GB/T 4208標(biāo)準(zhǔn)中,IP5X是防塵,試驗(yàn)接受條件是允許灰塵進(jìn)入殼內(nèi),沉積量和沉積地點(diǎn)不足以影響設(shè)備的正常操作或安全,除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了特例。IP6X是塵密,試驗(yàn)接受條件是殼內(nèi)無(wú)明顯的灰塵沉積。

在《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范第二冊(cè)交通工程與附屬設(shè)施》JGJ D70/2-2014中規(guī)定,公路隧道交通工程與附屬設(shè)施的配置等級(jí),根據(jù)隧道單洞長(zhǎng)度和單洞年平均日交通量?jī)蓚€(gè)因素劃分為A+、A、B、C、D五級(jí),其中A+、A、B級(jí)應(yīng)配置火警設(shè)備。其9.1.3條規(guī)定,“隧道內(nèi)設(shè)置的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警設(shè)備的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP65”。隧道內(nèi)通常選用點(diǎn)型火焰探測(cè)器、線(xiàn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器、圖像型火災(zāi)探測(cè)器。其他與公路隧道有關(guān)的規(guī)范大多要求與之相同。

考慮到應(yīng)設(shè)置火警系統(tǒng)的隧道距離長(zhǎng),車(chē)流量大,汽車(chē)尾氣和氣流流動(dòng)對(duì)火警設(shè)備的會(huì)造成影響,設(shè)計(jì)采用IP65等級(jí)為宜。

2)管廊:《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》要求IP65,《防火通規(guī)》要求IP45。

城市綜合管廊屬于特殊設(shè)施工程,其內(nèi)部會(huì)設(shè)置水、電、氣、熱力、通信等城市工程管線(xiàn),通常設(shè)置于城市道路下方,會(huì)有不同的艙室組合以及附屬設(shè)施設(shè)備用房。

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》在其2024局部修訂版中要求仍然為IP65。《城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51274-2017第3.5.1條要求為IP65。

實(shí)際上管廊的各艙室、用房間的環(huán)境條件并不完全相同,比如電力電纜艙和綜合管線(xiàn)艙的水環(huán)境條件就有區(qū)別,而天然氣管道艙室還需要設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng),并有防爆要求。因此對(duì)于綜合管廊火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí),統(tǒng)一采用某一個(gè)防護(hù)等級(jí)要求是不全面的,設(shè)計(jì)應(yīng)該按照不同部位的實(shí)際環(huán)境條件來(lái)確定。

3.室外需要IP67防護(hù)等級(jí)嗎?

《<消防設(shè)施通用規(guī)范>GB 55036-2022實(shí)施指南》中提到,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置在室外不應(yīng)低于IP67。關(guān)于防塵等級(jí),上文已說(shuō)明。防水等級(jí),在GB/T 4208標(biāo)準(zhǔn)中,IPX7是產(chǎn)品完全浸入水中的試驗(yàn),室外埋地產(chǎn)品才會(huì)有這種需求,而且IPX7并不能防噴水?;鹁O(shè)備沒(méi)有埋地的情況,不需要IP67防護(hù)等級(jí)。

4.IP65的產(chǎn)品外殼能防潮嗎?

本文第6節(jié)已經(jīng)提到,防潮不是通過(guò)防護(hù)等級(jí)來(lái)表征的。IP65等級(jí),6代表塵密,5代表防噴水。在GB/T 4208中,防塵試驗(yàn)使用的滑石粉直徑約為75μm;空氣中灰塵直徑為10μm~75μm,雨滴為0.5mm~5.5mm,霾粒0.001μm~10μm,而水蒸氣是氣態(tài)的水(可含有凝結(jié)的液態(tài)微粒),水分子直徑為0.4nm,因此塵密的外殼也不能完全阻止水蒸氣的進(jìn)入。外殼防水的一種方式是利用液態(tài)水的表面張力阻止水滴進(jìn)入,這也是防水透氣膜的原理。目前,電子產(chǎn)品IPX7級(jí)防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大部分都采用防水膠、WERS防水膜(ES672ES673)等方式,由于防水膠進(jìn)行防水會(huì)導(dǎo)致密封腔體內(nèi)外氣壓不平衡,所以多數(shù)都選擇了WERS防水膜進(jìn)行防護(hù)。因此,雖然產(chǎn)品外殼可以起到一些防潮作用,IP65的外殼也不能完全防止水汽侵入。

5.點(diǎn)式感煙探測(cè)器標(biāo)注IP65合適嗎?

有些設(shè)計(jì)參照《<消防設(shè)施通用規(guī)范>GB 55036-2022實(shí)施指南》中的說(shuō)明,將某些潮濕場(chǎng)所的點(diǎn)式感煙探測(cè)器標(biāo)注為IP65,是不合適的。一來(lái)民用建筑常用普通點(diǎn)式感煙探測(cè)器沒(méi)有這個(gè)防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品;二來(lái),點(diǎn)式感煙探測(cè)器需通過(guò)進(jìn)煙口實(shí)現(xiàn)煙霧探測(cè),若外殼選擇IP65,雖然煙霧依然能夠進(jìn)入,但會(huì)有很大的阻礙,導(dǎo)致靈敏度下降甚至失效。因此,高防護(hù)等級(jí)需要通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平衡防護(hù)與探測(cè)功能,例如某些防爆型感煙探測(cè)器會(huì)將探測(cè)腔與電路腔隔離,確保煙霧進(jìn)入探測(cè)腔的同時(shí),電路部分完全密封,隔爆部分達(dá)到IP65,本安部分達(dá)到IP54等級(jí)。僅僅因?yàn)椤俺睗癍h(huán)境”就選擇防爆用IP65等級(jí)的點(diǎn)式探測(cè)器,不僅不經(jīng)濟(jì),也無(wú)此必要。在《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件導(dǎo)言》GB/T 4798.10-2006也提到,“為了承受超過(guò)必要的極端環(huán)境條件而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)度設(shè)計(jì)不一定會(huì)獲得更高的可靠性。過(guò)度設(shè)計(jì)或不必要的內(nèi)置保護(hù)裝置會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品過(guò)于復(fù)雜,失效模式的數(shù)量也會(huì)增加。而且,為了保證環(huán)境條件嚴(yán)酷程度較低,對(duì)產(chǎn)品的過(guò)度設(shè)計(jì)以及對(duì)場(chǎng)所的非必要要求代價(jià)會(huì)比較昂貴?!?/p>

6.消防水泵房的火警設(shè)備需要IP55防護(hù)等級(jí)嗎?

《設(shè)通規(guī)》第3.0.12條規(guī)定,當(dāng)消防水泵控制柜“位于消防水泵房?jī)?nèi)時(shí),其防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP55”。該條文與《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014第11.0.9條一致,其條文說(shuō)明中提到,“消防水泵房?jī)?nèi)有壓水管道多,一旦因壓力過(guò)高如水錘等原因而泄漏,當(dāng)噴泄到消防水泵控制柜時(shí)有可能影響控制柜的運(yùn)行,導(dǎo)致供水可靠性降低,因此要求控制柜的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP55”。很明顯,水管泄漏屬于意外偶然事故,規(guī)范此處要求控制柜的高防護(hù)等級(jí)是作為特殊情況下的特殊要求,自有其考量。但如果因?yàn)榇藯l要求,就理解為對(duì)消防泵房?jī)?nèi)的火警設(shè)備均要求IP55的防護(hù)等級(jí),筆者認(rèn)為大可不必。《設(shè)通規(guī)》要求“消防水泵控制柜應(yīng)具有機(jī)械應(yīng)急啟泵功能”,“如果弱電信號(hào)因故障或繼電器等故障不能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)消防泵時(shí),應(yīng)依靠消防泵房設(shè)置的機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置啟動(dòng)消防泵”。也就是說(shuō),如同管道泄漏之后修管道,火警設(shè)備損壞更換即可,最后都有機(jī)械應(yīng)急啟泵保底,不至于影響到消防泵的應(yīng)急啟動(dòng)。當(dāng)然,設(shè)計(jì)覺(jué)得消防水泵房選擇IP55的火警設(shè)備可靠性更高,筆者也無(wú)意反對(duì)。

7.選擇火警設(shè)備防水等級(jí)時(shí)需要考慮自噴系統(tǒng)動(dòng)作的噴淋水嗎?

如果說(shuō)因?yàn)橐?guī)范要求消防泵控制柜采用高防護(hù)等級(jí),引申到消防泵房的火警設(shè)備也采用高防護(hù)等級(jí)還能接受的話(huà),那么再引申到選擇火警設(shè)備需要考慮自噴系統(tǒng)動(dòng)作的噴淋水,就實(shí)屬過(guò)度擴(kuò)大化了。首先,沒(méi)有哪本規(guī)范要求將火災(zāi)時(shí)的噴淋水作為特殊條件對(duì)火警設(shè)備提出高防護(hù)要求。再者,建筑物內(nèi)某個(gè)區(qū)域發(fā)生火災(zāi),在其噴頭動(dòng)作之前,感煙探測(cè)器已經(jīng)動(dòng)作并聯(lián)動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),通知該區(qū)域人員疏散,此時(shí)噴淋水能影響到的火警設(shè)備,已完成其任務(wù),至于是被淋壞還是被燒壞,已經(jīng)沒(méi)有區(qū)別。因此,選擇火警設(shè)備防水等級(jí)不必考慮自噴系統(tǒng)動(dòng)作的噴淋水。

8.消防廣播揚(yáng)聲器的防護(hù)等級(jí)如何考慮?

可能細(xì)心的讀者看到這里會(huì)說(shuō),有規(guī)范要求考慮噴淋水?!豆矎V播系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50526-2021第3.6.6條,“緊急廣播揚(yáng)聲器應(yīng)符合下列規(guī)定:“廣播揚(yáng)聲器的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》GB/T 4208的有關(guān)規(guī)定。”其條文說(shuō)明描述為,“當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),自動(dòng)噴淋系統(tǒng)將會(huì)啟動(dòng),廣播揚(yáng)聲器要依靠自身的外殼防護(hù),在短期噴淋條件下能工作?!睂?shí)際上正文是一條難以執(zhí)行的條文,GB/T 4208是規(guī)定防護(hù)等級(jí)分級(jí)和試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn),IP00和IP68都可以算是滿(mǎn)足其有關(guān)規(guī)定。條文說(shuō)明中的“短期噴淋條件”如何理解,要求此時(shí)還能工作是此時(shí)還要通知人員疏散嗎?理由和上一條一樣,沒(méi)有必要過(guò)度擴(kuò)大化。因此,吸頂揚(yáng)聲器和吸頂探測(cè)器一致,壁掛式揚(yáng)聲器和聲光警報(bào)器相同,按其環(huán)境條件選擇防護(hù)等級(jí)即可。需要提醒的是,筆者在產(chǎn)品樣本中未找到高防護(hù)等級(jí)的普通火警揚(yáng)聲器,而普通揚(yáng)聲器是不適合加裝IP65防護(hù)盒的,因此,如果必須在有防水要求的場(chǎng)所設(shè)置高防護(hù)等級(jí)的揚(yáng)聲器,應(yīng)采用號(hào)筒揚(yáng)聲器。

十、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)

《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51309-2018(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《應(yīng)照標(biāo)》)中要求,“燈具及其連接附件的防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1)在室外或地面上設(shè)置時(shí),防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP67;2)在隧道場(chǎng)所、潮濕場(chǎng)所內(nèi)設(shè)置時(shí),防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP65;3)B型燈具的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP34。對(duì)應(yīng)急照明配電箱、集中電源、應(yīng)急照明控制器的要求是,“在隧道場(chǎng)所、潮濕場(chǎng)所,應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)不低于IP65的產(chǎn)品;在電氣豎井內(nèi),應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)不低于IP33的產(chǎn)品?!毙枰⒁獾氖?,從規(guī)范對(duì)應(yīng)急照明配電箱、集中電源、應(yīng)急照明控制器設(shè)置位置的要求來(lái)看,是不允許其設(shè)置在潮濕環(huán)境內(nèi)的。

《應(yīng)照標(biāo)》的上述要求和《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》GB17945—2024中的要求基本一致,后者要求系統(tǒng)設(shè)備的外殼至少應(yīng)能達(dá)到表10.1所規(guī)定的防護(hù)等級(jí)。

表10.1外殼防護(hù)等級(jí)要求

消防應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其防護(hù)等級(jí)的要求明確且一致,筆者僅考慮其是消防電子產(chǎn)品的一部分,為求完整性,將其要求匯總于此。本文不進(jìn)行討論。

十一、結(jié)語(yǔ)

1.火警設(shè)備的防潮能力不是通過(guò)其外殼的防護(hù)等級(jí)來(lái)表征和試驗(yàn)。

2.目前國(guó)內(nèi)規(guī)范對(duì)潮濕場(chǎng)所沒(méi)有統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)。每本設(shè)計(jì)規(guī)范上定義的潮濕場(chǎng)所,均與其具體條文要求相匹配,不存在普適性。

3.火警設(shè)備防護(hù)等級(jí)的選擇不必考慮意外偶發(fā)事故造成的環(huán)境條件,例如爆管、噴淋系統(tǒng)噴水等。

4.民用建筑中大部分區(qū)域?qū)儆谡J褂脳l件,設(shè)計(jì)無(wú)需為防潮和防護(hù)等級(jí)煩惱,火警設(shè)備的防護(hù)等級(jí)可為IP30。

5.民用建筑中的室內(nèi)游泳池區(qū)域,飲食建筑的熱加工區(qū)(間)、烹飪間、粗加工區(qū)(間)、細(xì)加工區(qū)(間)、洗消間、洗碗間,其中設(shè)置的吸頂探測(cè)器防護(hù)等級(jí)可為IP32;墻面設(shè)置的手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器、模塊箱等,可選擇普通室內(nèi)型產(chǎn)品加裝IP45以上的防護(hù)盒(箱)。

6.室外有遮攔場(chǎng)所設(shè)置的火警設(shè)備,應(yīng)選用室外型產(chǎn)品,包括可加裝防護(hù)盒(箱),滿(mǎn)足IP54以上防護(hù)等級(jí)。

本文為個(gè)人觀(guān)點(diǎn),供同行參考。鑒于筆者學(xué)識(shí)認(rèn)知有限,不當(dāng)之處,期待同行批評(píng)指正。最后以一段話(huà)作為本文結(jié)尾。

The purpose of environmental testing is to demonstrate that the equipment can operate correctly in its service environment and that it will continue to do so for a reasonable time.Alarm system equipment is,however,installed in many very different environments and it would be impractical to test every aspect of the most extreme conceivable environmental conditions.

來(lái)源:嗯 是自動(dòng)化89的

作者:閑下士

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