智能建筑消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

李冬梅（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院， 河北 廊坊 065000）

1 引言

智能建筑是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)等高新技術(shù)和建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物?；馂?zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是智能建筑防火安全設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)?；馂?zāi)控制聯(lián)動(dòng)及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的作用是先期預(yù)報(bào)、及時(shí)撲滅火災(zāi)和保障財(cái)產(chǎn)及人身安全。系統(tǒng)工作的可靠性將直接影響消防工作的好與壞。

2 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及控制方式

消防控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)由消防聯(lián)動(dòng)控制器、模塊、氣體滅火控制器、消防電氣控制裝置、消防設(shè)備應(yīng)急電源、消防應(yīng)急廣播、消防電話、傳輸設(shè)備、消防控制室圖形顯示裝置、消防電動(dòng)裝置和消火栓按鈕等設(shè)備組成。消防設(shè)備或系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制由消防控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)完成，并接收和顯示消防系統(tǒng)或設(shè)備的動(dòng)態(tài)信息。

2.1 總線制和多線制控制方式

計(jì)算機(jī)技術(shù)中，總線控制的原理即為總線制基礎(chǔ)。復(fù)用方式是采用電源驅(qū)動(dòng)線和信號(hào)線，通過報(bào)警控制器連接輸入輸出模塊控制設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)來達(dá)到監(jiān)測(cè)與控制的目的。在常見的二總線制聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)中，聯(lián)動(dòng)控制器和控制模塊之間為二總線，在需要啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備時(shí)，聯(lián)動(dòng)控制器發(fā)出啟動(dòng)命令，控制模塊動(dòng)作，啟動(dòng)相關(guān)聯(lián)動(dòng)設(shè)備。

多線制是分開信號(hào)線與電源驅(qū)動(dòng)線，通過間接設(shè)備，將所要控制設(shè)備的啟動(dòng)、停止和反饋引至消防控制室的聯(lián)動(dòng)。多線制聯(lián)動(dòng)控制一般用于控制消防泵、噴淋泵和風(fēng)機(jī)類等重要消防設(shè)備。

2.2 自動(dòng)和手動(dòng)控制方式

自動(dòng)控制方式是當(dāng)被保護(hù)對(duì)象所在區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí),溫度上升達(dá)到報(bào)警溫度或產(chǎn)生的煙霧及光達(dá)到探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，探測(cè)器動(dòng)作，向消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)信號(hào)實(shí)現(xiàn)報(bào)警；若聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警發(fā)生后即能聯(lián)動(dòng)防火門、風(fēng)機(jī)和防火閥等設(shè)備，并啟動(dòng)火災(zāi)自動(dòng)滅火系統(tǒng)實(shí)施滅火。

手動(dòng)控制是指操作人員通過總線制聯(lián)動(dòng)控制盤進(jìn)行的手動(dòng)模塊控制或通過多線制控制箱或現(xiàn)場(chǎng)操縱緊急啟動(dòng)裝置直接手動(dòng)控制。對(duì)消防水泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機(jī)和防火卷簾等重要消防設(shè)備，不僅要求實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模塊控制，還要求在多線制控制箱處實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，將設(shè)備工作的實(shí)時(shí)狀態(tài)反映到控制箱上。另外所有聯(lián)動(dòng)設(shè)備的手動(dòng)操作按鈕就地設(shè)置，避免意外情況如消防控制中心操作失靈的發(fā)生。

根據(jù)國(guó)家規(guī)范的規(guī)定，我國(guó)大多數(shù)建筑中的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)采用總線制和多線制相結(jié)合的控制方式。

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)消防設(shè)備應(yīng)滿足的自動(dòng)、手動(dòng)控制要求如圖1中所示。

3 消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)以報(bào)警信號(hào)為工作的初始條件，而具體滅火工作則由聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)來完成?！悻F(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備可以分為主動(dòng)型設(shè)備和被動(dòng)型設(shè)備?；馂?zāi)探測(cè)器、消火栓、報(bào)警開關(guān)、水流指示器和水壓力開關(guān)等主動(dòng)型設(shè)備能夠在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出火災(zāi)消防聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)。一方面由報(bào)警總線將報(bào)警信號(hào)送到報(bào)警控制器，另—方面由聯(lián)動(dòng)輸出線將聯(lián)動(dòng)信號(hào)直接或經(jīng)邏輯組合，送到所聯(lián)動(dòng)的被動(dòng)型設(shè)備中。當(dāng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作后，重要的被動(dòng)型設(shè)備應(yīng)給出一個(gè)動(dòng)作回答信號(hào)。

圖2為火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制關(guān)系示意圖。

4 聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)常見問題

在消防監(jiān)控自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工和運(yùn)行維護(hù)管理中，存在不少問題。

4.1 消防聯(lián)動(dòng)邏輯混亂

消防聯(lián)動(dòng)控制必須依次完成預(yù)先設(shè)定的程序，前后順序要嚴(yán)謹(jǐn)。

由于智能建筑的消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)涉及到強(qiáng)電、通風(fēng)、空調(diào)和水系統(tǒng)，需要聯(lián)動(dòng)的設(shè)備很多。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員通常對(duì)消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)只作初步設(shè)計(jì)，未明確闡述聯(lián)動(dòng)邏輯關(guān)系，造成施工人員很難從系統(tǒng)圖或設(shè)備清單中獲得全面的消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制功能，只能靠消防設(shè)施施工企業(yè)和工人的日常經(jīng)驗(yàn)來完成。因此存在著系統(tǒng)施工不到位，不能形成消防設(shè)備之間動(dòng)作時(shí)良好的邏輯關(guān)系等問題。消防設(shè)備不但不能發(fā)揮其必要的作用，反而會(huì)引起嚴(yán)重的后果。若排煙機(jī)在氣體滅火動(dòng)作時(shí)誤啟動(dòng)，則造成排煙道排掉了滅火氣體，無法進(jìn)行滅火。因此，在對(duì)火災(zāi)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)后，必須針對(duì)具體設(shè)備型號(hào)、技術(shù)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確的聯(lián)動(dòng)關(guān)系及要求進(jìn)行詳細(xì)二次設(shè)計(jì)及說明，以防消防邏輯混亂直接影響整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

4.2 直接手動(dòng)控制難以保證

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-98）第5.3.2條規(guī)定：在采用總線編碼模塊對(duì)重要的消防控制設(shè)備如排防煙風(fēng)機(jī)、噴淋泵和消防水泵等進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)在消防控制室內(nèi)對(duì)裝置進(jìn)行手動(dòng)直接操作，目的是為了在自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)總線外建立一條獨(dú)立的、與被聯(lián)動(dòng)設(shè)備能夠硬接線通路直達(dá)的渠道，使消防控制中心的控制具有自動(dòng)和手動(dòng)的雙重功能，使系統(tǒng)響應(yīng)的可靠性得到提高。

目前一些設(shè)計(jì)人員和部分生產(chǎn)廠家對(duì)“手動(dòng)直接控制裝置”的做法和理解不同。部分廠家在生產(chǎn)火災(zāi)控制聯(lián)動(dòng)及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，用智能式手動(dòng)控制柜取代了多線制控制箱。即使此類控制關(guān)系在邏輯上是一對(duì)一的，但由于其對(duì)各類重要的消防手動(dòng)控制設(shè)備指令的動(dòng)作和發(fā)出的反饋是以總線為完成路徑的，若總線失常，則全部手動(dòng)控制柜將失去作用。因此，不能作為滿足可靠性要求的手動(dòng)直接控制裝置使用。此外，有的采用多線制控制柜的系統(tǒng)中也存在直接手動(dòng)啟動(dòng)控制經(jīng)消防控制模塊轉(zhuǎn)換的問題。圖3是某廠家多線制直接控制（經(jīng)控制模塊）消防設(shè)備圖。

廠家為了保證連接線路受到監(jiān)視并防止交流信號(hào)干擾損壞控制卡而加裝控制模塊，采用經(jīng)控制模塊作轉(zhuǎn)換控制接口，由控制卡到控制模塊間采用二線制連接線，這種接線方式要經(jīng)過消防報(bào)警主機(jī)及控制模塊來實(shí)現(xiàn)間接手動(dòng)控制。因此，導(dǎo)致多線制控制柜并不能完全獨(dú)立于報(bào)警總線，一旦報(bào)警總線出現(xiàn)故障，多線制控制箱也將形同虛設(shè)。

根據(jù)規(guī)范，室內(nèi)消火栓應(yīng)能直接啟動(dòng)消火栓泵，壓力開關(guān)直接啟動(dòng)消防噴淋泵。而在實(shí)際工程中存在啟動(dòng)消火栓泵和消防噴淋泵的室內(nèi)消火栓和壓力開關(guān)只將啟泵信號(hào)反饋給消防控制室，然后通過消防控制室自動(dòng)或手動(dòng)操作形成間接控制的情況，增加了整個(gè)過程的控制環(huán)節(jié)，使得重要設(shè)備的直接手動(dòng)控制難以保證。

4.3 聯(lián)動(dòng)時(shí)機(jī)把握不準(zhǔn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在制訂時(shí)對(duì)于建筑工程消防設(shè)施自動(dòng)聯(lián)動(dòng)時(shí)間的規(guī)定就不盡相同。應(yīng)根據(jù)火災(zāi)發(fā)生發(fā)展的固有特征和規(guī)律，以自動(dòng)消防設(shè)施的功能為依據(jù)，以“火災(zāi)確認(rèn)后”和“報(bào)警后”兩個(gè)時(shí)間段對(duì)報(bào)警聯(lián)動(dòng)進(jìn)行劃分。

為了防止火勢(shì)擴(kuò)大，也為了有利于人員疏散，警報(bào)在到達(dá)消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)之后，排煙、防煙等設(shè)施應(yīng)通過消防控制設(shè)備與前者聯(lián)動(dòng)，空調(diào)對(duì)火情區(qū)域的送風(fēng)及時(shí)停止；電動(dòng)防火閥關(guān)閉；對(duì)反饋信號(hào)予以接收；火情區(qū)域的排煙閥、排煙和防煙風(fēng)機(jī)開啟；加強(qiáng)擋煙垂壁等防煙設(shè)施的控制。但對(duì)于將火情區(qū)域的非消防點(diǎn)電源切斷，對(duì)電梯進(jìn)行迫降，將火災(zāi)應(yīng)急照明燈和報(bào)警裝置接通等聯(lián)動(dòng)控制必須在對(duì)火災(zāi)確認(rèn)后方可進(jìn)行。因?yàn)榛馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)受到設(shè)備自身的抗干擾性能和環(huán)境因素的影響，誤報(bào)情況在所難免，應(yīng)盡量避免不應(yīng)有的恐慌和損失。現(xiàn)實(shí)生活中，聯(lián)動(dòng)的時(shí)間概念被人為忽略了，當(dāng)警報(bào)來自于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，發(fā)生動(dòng)作的內(nèi)容應(yīng)在確認(rèn)了火災(zāi)災(zāi)情之后。否則當(dāng)系統(tǒng)誤報(bào)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警裝置鳴響，照明電源切斷，電梯迫降到一層等不當(dāng)操作，使人們的恐慌加劇，對(duì)人們正常生活和工作造成極壞的影響。

4.4 聯(lián)動(dòng)范圍的問題

火災(zāi)報(bào)警后和火災(zāi)確認(rèn)后，聯(lián)動(dòng)對(duì)象的范圍應(yīng)以其功能為依據(jù)，確定其在疏散和滅火時(shí)的作用。既不能隨意縮小，也不能隨意擴(kuò)大，以免出現(xiàn)引起火災(zāi)擴(kuò)大或其他不良影響。當(dāng)前，在使用和建設(shè)具體的消防自動(dòng)設(shè)施時(shí)，聯(lián)動(dòng)范圍不恰當(dāng)是一種普遍現(xiàn)象。比如排防煙系統(tǒng)，當(dāng)其聯(lián)動(dòng)方式正確時(shí)，報(bào)警后要將正壓送風(fēng)口閥和報(bào)警層的排煙閥打開，同時(shí)將該層風(fēng)管空調(diào)內(nèi)的防火閥關(guān)閉，將正壓送風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)開啟，將空調(diào)送風(fēng)機(jī)停止，這樣對(duì)人員疏散和防止火勢(shì)擴(kuò)大才能起到有益的作用。實(shí)際工程中，有的聯(lián)動(dòng)未在規(guī)定范圍內(nèi)，采取的聯(lián)動(dòng)方式與火災(zāi)應(yīng)急廣播和報(bào)警裝置相同，按照“滾層”聯(lián)動(dòng)的方法，警報(bào)到達(dá)后，上下層與著火層一齊動(dòng)作，超出聯(lián)動(dòng)實(shí)施范圍，很容易向鄰層擴(kuò)散火災(zāi)煙氣。

自動(dòng)消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)范圍，在鳴響報(bào)警裝置和切斷非消防電源等動(dòng)作中，也有聯(lián)動(dòng)范圍被任意擴(kuò)大的現(xiàn)象?！痘馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116－98）第6.3.1.8 條要求 ：火災(zāi)經(jīng)消防控制室確認(rèn)后，火情區(qū)域內(nèi)的非消防電源應(yīng)予以切斷，同時(shí)將疏散指示標(biāo)志燈、火災(zāi)應(yīng)急照明燈和報(bào)警裝置接通。控制消防聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)在防火分區(qū)和著火樓層內(nèi)切斷非消防電源；火災(zāi)局部發(fā)生時(shí)，切斷整座大樓內(nèi)的非消防電源是錯(cuò)誤的。不過由于大部分消防設(shè)計(jì)沒有明確和分析“火情區(qū)域”的非消防電源，導(dǎo)致“一刀切”的局面，在后續(xù)消防工程的調(diào)試安裝工作中屢見不鮮，對(duì)于疏散人員和滅火極其不利。因此，應(yīng)該對(duì)非消防設(shè)備電源負(fù)荷性質(zhì)、類型及切斷時(shí)間等進(jìn)行多重分析，一方面要思考如何避免救火人員發(fā)生觸電意外以及火勢(shì)沿電氣線路擴(kuò)大的問題；另一方面要合理設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)的滅火措施、疏散人員要求、負(fù)荷級(jí)別和功能需求。

另外，防火卷簾和電動(dòng)防火門起分隔防火作用，對(duì)于其在“自動(dòng)”狀態(tài)下的下降或關(guān)閉動(dòng)作。有明文規(guī)定，僅安裝在兩邊的探測(cè)器具有控制權(quán)。在現(xiàn)實(shí)施工時(shí)，其受控范圍被任意擴(kuò)大，比較普遍的現(xiàn)象是，防火卷簾和防火門的下降和關(guān)閉受到防火區(qū)內(nèi)全部探測(cè)器的控制，極易造成人員未能及時(shí)疏散時(shí)就被反關(guān)在著火區(qū)內(nèi)，造成重大的人員傷亡。

4.5 消防電氣對(duì)聯(lián)動(dòng)控制的影響

在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，消防控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作電源設(shè)計(jì)的可靠性、合理性極其重要。電源配置與建筑規(guī)模、供電距離和消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備多少有關(guān)。智能建筑樓層高、規(guī)模大，當(dāng)消防設(shè)備電量大、線路長(zhǎng)時(shí)，有兩個(gè)方面的問題需要在實(shí)際工程中注意：首先是對(duì)于相關(guān)消防設(shè)備同時(shí)動(dòng)作的要求，電源容量是否能夠滿足；其次是消防設(shè)備的可靠動(dòng)作，末端電壓是否能夠滿足，即防止電壓降對(duì)供電線路的負(fù)面影響。對(duì)于線路電壓降的影響，若消防聯(lián)動(dòng)電源無法合理控制和配置，則易造成消防設(shè)備無法經(jīng)由末端電壓?jiǎn)?dòng)。

設(shè)計(jì)火災(zāi)控制聯(lián)動(dòng)及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的另一關(guān)鍵是線路質(zhì)量是否可靠。無論再可靠再先進(jìn)的設(shè)備，若其線路不可靠、不安全，只能是紙上談兵。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，消防控制布線嚴(yán)于火災(zāi)報(bào)警、重于火災(zāi)報(bào)警。從部分國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠家的樣本產(chǎn)品及消防設(shè)計(jì)工程上看，火災(zāi)探測(cè)器與消防控制聯(lián)動(dòng)部件在同一回路信號(hào)總線上混接，是當(dāng)前普遍采用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)布線的方法，其布線方式為水平。分布廣、數(shù)量多的工程其火災(zāi)探測(cè)器發(fā)生故障的幾率較大，所以混接的辦法相當(dāng)于在重要的消防控制聯(lián)動(dòng)線路上放置了眾多的故障潛伏點(diǎn)。當(dāng)某只探測(cè)器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該線路上整個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的消防設(shè)施的消防功能全部喪失。我國(guó)現(xiàn)行的規(guī)范禁止混接，因其在不同程度上存在著施工檢修、經(jīng)濟(jì)合理和可靠安全方面的隱患。應(yīng)該改混接布線為分別布線，例如若火災(zāi)發(fā)生時(shí)已經(jīng)燒毀了報(bào)警總線，可繼續(xù)使用路徑不同的手動(dòng)控制線，使其他消防設(shè)備和滅火設(shè)施不受連累。

5 結(jié)論與建議

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是針對(duì)建筑自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)和當(dāng)今撲救火災(zāi)能力的局限而設(shè)置的，是智能建筑中早期預(yù)報(bào)火災(zāi)，爭(zhēng)取足夠的撲救時(shí)間，減少災(zāi)害損失和降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的主要技術(shù)手段，因此消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是保證其性能可靠、安全有效的關(guān)鍵。建議充分論證火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)工程的方案設(shè)計(jì)，注意當(dāng)前行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)，緊跟智能建筑報(bào)警技術(shù)發(fā)展主流，以采用可靠、成熟和穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)為原則，貫徹在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理的整個(gè)過程中多專業(yè)配合的原則，理解并掌握各專業(yè)間的相互關(guān)聯(lián)要求, 加強(qiáng)專業(yè)間協(xié)調(diào)，避免造成混亂的控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)邏輯。還應(yīng)使施工的可靠性得到切實(shí)加強(qiáng)，對(duì)消防控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)、檢查保持持續(xù)性。消防監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)加大監(jiān)督檢查力度，以保證自動(dòng)消防設(shè)施始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)發(fā)揮應(yīng)有的作用。