某高層建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

文｜廣州博廈建筑設(shè)計研究院 吳劍豪

1 引言

隨著城市現(xiàn)代化進程的不斷推進，各種高層建筑和大中型商業(yè)建筑、廠房不斷涌現(xiàn)，對消防安全提出了更高、更嚴的要求。為了實現(xiàn)在火災(zāi)早期發(fā)現(xiàn)和通報火情，消除或降低火災(zāi)危害，保護人身和財產(chǎn)安全，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)已成為必不可少的設(shè)施。

本文將結(jié)合某高層建筑消防工程設(shè)計實例，對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)各組成部分的功能、設(shè)計要求及設(shè)備選型等進行介紹。

2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)簡介

建筑中的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計必須遵循國家有關(guān)方針、政策、規(guī)范和公安消防部門的有關(guān)法規(guī)，與保護對象的特點相適應(yīng)，保證所設(shè)計的系統(tǒng)安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、使用方便。設(shè)計人員首先要明確建筑本身的建筑和功能特點，了解與火災(zāi)報警系統(tǒng)工程設(shè)計相關(guān)專業(yè)的硬件設(shè)施，尤其是設(shè)備通風(fēng)、給排水專業(yè)對于電氣專業(yè)的設(shè)計要求，然后根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定火災(zāi)報警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)形式。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是為了在火災(zāi)早期發(fā)現(xiàn)并及時通報火情，以便采取有效措施，撲滅或控制住火災(zāi)而設(shè)置在民用建筑內(nèi)的一種自動消防設(shè)施。當(dāng)某一探測區(qū)域內(nèi)發(fā)生火情時，該處探測器采集現(xiàn)場信號，并立即把信號發(fā)給控制中心的控制器。控制器對此信號進行判斷，確認著火后，向火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)出聲光報警信號，播放疏散指令，并向需要聯(lián)動的消防設(shè)備發(fā)出控制信號，包括：點亮應(yīng)急照明和疏散指示器照明；啟動消防泵和正壓送風(fēng)機；啟動火災(zāi)現(xiàn)場的排煙風(fēng)機，打開相關(guān)的排煙口和防火閥；迫降電梯停于首層，并使消防電梯處于待命狀態(tài)；切斷非消防電源，進行初期的火災(zāi)防范。

3 工程概況

廣東省中山市南朗鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)某高層商住樓，總建筑面積約87192m2。地下一層，主要為車庫；地上裙樓三層，首至三層主要為商業(yè)鋪位等；四層為架空層，設(shè)置正壓機房；五層以上分為六個塔樓建筑，五層至十八層均為住宅；屋頂設(shè)有電梯機房、天面水箱等。該大樓建筑主體高度67.4m，裙樓高度16m，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，防火分類等級為一類，防火等級為一級，屬于一類高層商住建筑。

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2005年版）（GB 50045-1995）和《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50116-1998）的定義，該大樓屬于一類高層建筑，是一級保護對象。該大樓消防報警系統(tǒng)采用二總線，主要由消防控制室、報警設(shè)備、傳輸線路、聯(lián)動控制設(shè)備幾部分構(gòu)成。

（1）消防控制室

消防控制室設(shè)于地下一層，配有火災(zāi)報警控制器、總線聯(lián)動控制盤、多線聯(lián)動控制盤、消防電話總機、火災(zāi)廣播設(shè)備等。

（2）報警設(shè)備

報警設(shè)備包括感溫探測器、感煙探測器、消火栓按鈕、手動火災(zāi)報警按鈕、水流指示器和濕式報警閥等。

（3）傳輸線路

為了保證供電的安全可靠，消防設(shè)備的配電線路應(yīng)選用防火耐熱的銅芯絕緣導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè)。導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)適當(dāng)放寬，因為在火災(zāi)發(fā)生時回路電阻有可能因?qū)Ь€受熱而上升。如果線路敷設(shè)于非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護層厚度不應(yīng)低于30mm，明敷時應(yīng)在鋼管上采取防火保護措施。通常把消防水泵的配電線路埋入地坪或樓板內(nèi)，把樓梯事故照明的配電線路埋設(shè)在剪刀墻或樓板內(nèi)。

（4）聯(lián)動控制設(shè)備

聯(lián)動控制設(shè)備包括消防水泵、噴淋泵、正壓送風(fēng)機、防排風(fēng)機、排煙閥、消防廣播設(shè)備、消防電梯，以及非消防電源的切斷設(shè)備和地下層、商場、住宅部分的公共走廊、電梯前室和疏散樓梯等處的應(yīng)急照明和疏散指示照明設(shè)備。

4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

（1）消防供電的設(shè)計

為保證消防用電，筆者在設(shè)計時與供電部門共同研究確定了兩個獨立的供電電源回路，并配備柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源。消防用電設(shè)備的配電按防火分區(qū)進行，從配電箱至消防設(shè)備的配電應(yīng)為放射式。每個回路的保護應(yīng)分開設(shè)置，以免相互影響。配電線路不設(shè)剩余電流保護裝置，可根據(jù)需要設(shè)置單相接地報警裝置，以便監(jiān)測電路發(fā)生的接地故障。

消防系統(tǒng)接地利用大樓共用接地裝置作為其接地極，將建筑物鋼筋混凝土柱內(nèi)兩根直徑16mm2以上的主筋通長焊接作為其引下線。在消防控制室設(shè)置專用的接地端子板引至接地極，專用接地引下線應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線，其芯線截面積不應(yīng)小于25mm2。專用接地干線宜穿硬質(zhì)塑料管埋設(shè)至接地極，其共用接地電阻應(yīng)小于lΩ。由消防控制室接地端子板引至各消防電子設(shè)備的專用接地線應(yīng)選用銅芯絕緣導(dǎo)線，其芯線截面積不應(yīng)小于4mm2。

（2）探測器和手動報警按鈕的設(shè)置

依據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》 （GB 50116-1998）的規(guī)定，該工程采用了感煙探測器。具體的做法是根據(jù)探測區(qū)域面積、樓層高度，采用如下公式：

計算出應(yīng)設(shè)置探測器的數(shù)量（K取0.9）；然后根據(jù)每個探測器的保護半徑進行合理的放置。手動報警按鈕的設(shè)置原則是每個防火分區(qū)至少設(shè)置一個，且滿足從一個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個手動報警按鈕的距離不大30m。需要強調(diào)的是，手動報警按鈕應(yīng)設(shè)置在公共活動場所出入口的明顯位置，設(shè)置高度為1.3～1.5m。

（3）火災(zāi)應(yīng)急廣播的設(shè)計

該大樓為一級保護對象，宜設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)?；馂?zāi)應(yīng)急廣播平時兼作背景音樂和正常廣播用，與之共用一套播音設(shè)備。在走道和大廳等公共場所設(shè)置的揚聲器，單體功率應(yīng)不小于3W，配置總數(shù)應(yīng)能保證從每個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最近一個揚聲器的距離不大于25m、走道內(nèi)最后一個揚聲器至走道末端的距離不大于12.5m。消防控制室內(nèi)設(shè)置火災(zāi)廣播備用擴音機，其容量不應(yīng)小于火災(zāi)時需同時廣播的范圍內(nèi)的火災(zāi)應(yīng)急廣播揚聲器最大容量總和的1.5倍。

（4）消防專用電話的設(shè)計

遵照規(guī)范規(guī)定，該大樓在消防水泵房、變配電室、電梯機房、消防電梯轎廂、備用發(fā)電機房、通風(fēng)和空調(diào)機房、值班室、消防控制室設(shè)置消防電話分機，在各層的手動報警按鈕和消火栓報警按鈕處設(shè)置電話插孔。消防電話總機與電話分機、消防電話總機與電話插孔彼此可以直接呼叫；在消防控制室內(nèi)設(shè)置向公安消防部門直接報警的外線電話“119”。

（5）消防聯(lián)動控制的設(shè)計

遵照規(guī)范規(guī)定，該大樓采用了總線編碼模塊控制的模式來實現(xiàn)消防水泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機等重要消防設(shè)備的啟?？刂?，并在消防控制室內(nèi)設(shè)置獨立于總線的專用控制線路，可實現(xiàn)手動直接控制。消防聯(lián)動控制設(shè)備的動作狀態(tài)信號均應(yīng)送至消防控制室。在確認發(fā)生火災(zāi)后，消防控制室應(yīng)能立即采取啟動消防水泵、防煙和排煙風(fēng)機，切換消防廣播，迫降所有電梯停于首層，啟動應(yīng)急照明，切斷非消防電源等消防措施。消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到消防滅火工作的成敗。所有消防用電設(shè)備均采用雙路電源供電，并在末端配備自動切換裝置；消防控制設(shè)備還要配置蓄電池作為備用電源。

5 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配置方案

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

（1）火災(zāi)報警控制器

根據(jù)全樓編碼點情況，設(shè)計選用JBQB-JBF-11S型火災(zāi)報警控制器（聯(lián)動型）。該控制器最大容量可擴展至64個回路，每個回路支持報警、聯(lián)動共200點，可帶15臺火災(zāi)樓層顯示器，完全滿足該工程的需要。

（2）消防廣播設(shè)備

設(shè)計選用120V定壓輸出的消防廣播設(shè)備（包括1只播音話筒、1只錄放機卡座、1只功率放大器），采用總線制結(jié)構(gòu)，通過消防廣播切換模塊控制樓層廣播。

（3）消防電話主機

設(shè)計選用JBF-11S/TC型多線制消防電話主機、HGT211A型固定消防電話分機、BN-2714消防電話插孔。每個固定消防電話分機獨占消防電話主機的一路，每層消防電話插孔并聯(lián)占用一路。

（4）火災(zāi)自動報警系統(tǒng)接線

聯(lián)動設(shè)備通過總線編碼模塊JBF-141F-N與探測器掛在同一總線上，從而實現(xiàn)全總線控制，即通過聯(lián)動邏輯關(guān)系實現(xiàn)對聯(lián)動設(shè)備的自動控制（總線制聯(lián)動控制系統(tǒng)則是由報警控制器發(fā)出啟動命令，控制模塊動作啟動相關(guān)聯(lián)動設(shè)備）。

消防聯(lián)動控制設(shè)備除可由火災(zāi)報警系統(tǒng)總線編碼模塊控制啟停外，還應(yīng)支持手動直接控制。本工程選用JBF-11S/CD8多線制控制盤來實現(xiàn)消防泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機等重要消防設(shè)備的手動啟?？刂?。

用于防火分隔的防火卷簾門在感煙探測器動作后下降到底。疏散通道上的防火卷簾門兩側(cè)設(shè)有煙感、溫感探測器組，它們分兩步控制卷簾下降到底：感煙探測器動作后，卷簾下降至距地（樓）面1.8m；感溫探測器動作后，卷簾下降到底。

應(yīng)急照明平時是正常照明的一部分，燈具內(nèi)置蓄電池，火災(zāi)時自動點亮。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的功能是在火災(zāi)初期傳送火災(zāi)探測報警信號，在火災(zāi)得到確認后發(fā)出聲光報警，并指示出發(fā)生火災(zāi)的部位。聯(lián)動系統(tǒng)的功能是在火災(zāi)報警出現(xiàn)后傳輸聯(lián)動控制信號并聯(lián)動相關(guān)消防設(shè)備動作，從而避免火勢蔓延、及時滅火。

火災(zāi)自動報警和聯(lián)動傳輸線路的選擇和敷設(shè)要求如圖2所示。

圖2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)圖

6 結(jié)束語

該系統(tǒng)采用模塊化組件技術(shù)、液晶顯示、全中文菜單操作、探測曲線屏幕動態(tài)顯示，整個系統(tǒng)易于安裝、使用和維護，可隨時查看每個探測點的火災(zāi)參數(shù)，自投入運行以來，運行正常，穩(wěn)定性良好。

遵照相關(guān)規(guī)范要求，消防控制中心的多線制控制盤支持手動直接控制消防泵、噴淋泵、正壓送風(fēng)機、排煙風(fēng)機等重要消防設(shè)備，保證了控制中心既可以對這些設(shè)備進行自動的邏輯聯(lián)動控制，又可以進行手動操作，即一對一直接控制其啟停，并可以在控制盤上直接獲得設(shè)備實時工作狀態(tài)的反饋。各個聯(lián)動設(shè)備均設(shè)有手動操作按鈕，以保證消防控制中心操作失靈等意外情況發(fā)生時，仍然能就地對這些重要的消防設(shè)備進行有效的操作。

不同的建筑物在使用性質(zhì)、重要程度、火災(zāi)危險性、建筑結(jié)構(gòu)形式、耐火等級、分布狀況、環(huán)境條件以及管理形式等方面各不相同，因此我們在設(shè)計中應(yīng)仔細研究，根據(jù)不同的情況選擇不同的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。歸根結(jié)底，選擇何種報警方式、何種系統(tǒng)形式，應(yīng)根據(jù)工程實際情況而定。

1 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（JGJ 16-2008）

2 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（2005年版）（GB 50045-1995）.

3 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB 50116-1998）.

4 建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 50016-2006）

5 全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施：2009.電氣.