火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

劉旭東

（長沙金鼎消防安全工程有限公司,長沙410005）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑新建和改造的進(jìn)程也在加快，賦予現(xiàn)代建筑越來越多的功能，其內(nèi)部設(shè)施也隨之變得更為復(fù)雜，對建筑防火也提出了更高的要求。結(jié)合以往實(shí)踐，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的先期預(yù)報(bào)、及時(shí)撲救等方面發(fā)揮著不可或缺的作用，已經(jīng)成為降低火災(zāi)傷亡和減少火災(zāi)損失最好的保證?，F(xiàn)階段，遵照《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》以及現(xiàn)行的與之相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，對火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和功能需求

1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)均以探測器為核心組成內(nèi)容，通過對火焰、溫度、煙霧等信號的檢測來發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源，并將這些信號傳統(tǒng)給系統(tǒng)，完成火災(zāi)預(yù)報(bào)和控制的任務(wù)。根據(jù)建造相互使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)程度以及控制難度來對系統(tǒng)的保護(hù)對象分級，主要有以下三級：最高等級為特級，主要針對高層民用建筑，其高度在100m以上，對于此類保護(hù)對象，通常采用的是控制中心報(bào)警系統(tǒng)；其次為一級，主要針高于24m的公共建筑、民用建筑，以及一些工業(yè)建筑，屬于一類建筑，對于此類保護(hù)對象，通常采用的是集中報(bào)警系統(tǒng)；再次為二級，主要針對低于24m的民用建筑（包括地下民用建筑），屬于二類建筑，對于此類保護(hù)對象，通常采用的是區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)。建筑使用性質(zhì)的不同，劃分報(bào)警區(qū)域及探測區(qū)域的依據(jù)和方法也不同，對報(bào)警區(qū)域進(jìn)行劃分，通常以防火分區(qū)為依據(jù)，有時(shí)為了方便也已樓層為依據(jù)；對探測區(qū)域進(jìn)行劃分，通常以獨(dú)立房間為依據(jù)，也會結(jié)合保護(hù)對象的級別[1]。概括而言，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)主要分為區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)三種形式，不同形式的系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)要求也不同，在此不一一列述。

對于消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合以下要求：無論是消防控制線路的鋪設(shè)，還是警報(bào)和通信線路的鋪設(shè)，都應(yīng)進(jìn)行暗鋪設(shè)，并采用經(jīng)過阻燃處理的金屬管或硬質(zhì)塑料管進(jìn)行保護(hù)；受條件限制采用明鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)對金屬管以及線槽進(jìn)行防火保護(hù)；采用總線編碼模塊對消防水泵等控制設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)在消防控制室裝設(shè)手動控制裝置。對于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證控制設(shè)備發(fā)出的控制信號以及探測器發(fā)出的報(bào)警信號能夠在同一條總線回路上進(jìn)行傳輸[2]。此外，還應(yīng)對火災(zāi)應(yīng)急廣播、消防專用電話、系統(tǒng)接地和供電進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)計(jì)要求在此不一一列述?？偠灾馂?zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和聯(lián)動控制系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到框架化和規(guī)范化的設(shè)計(jì)要求。

1.2 系統(tǒng)的功能需求

現(xiàn)代建筑具有面積大、樓層多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，一些公共建筑還具有人員密集等特點(diǎn)，基于這些特點(diǎn)，一旦發(fā)生火情火災(zāi)，在缺乏統(tǒng)一的疏散指揮下，容易造成很大的人員傷亡，這對火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)提出了更高的要求，目前這兩大系統(tǒng)在不斷增強(qiáng)功能需求的同時(shí)，正在朝智能化方向發(fā)展，具體體現(xiàn)為由“固定閥值”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱勺冮y值”，而能否實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變主要取決于智能化程度的高低，這又與應(yīng)用軟件的技術(shù)水平相關(guān)。智能型系統(tǒng)以集中報(bào)警控制器為核心，其基本框架為火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)、火災(zāi)應(yīng)急廣播裝置、消防專用電話、消防通信、聯(lián)動控制柜以及交流和直流電源；其功能需求為火災(zāi)報(bào)警功能、故障報(bào)警功能、屏蔽功能、自檢功能、監(jiān)管功能、電源功能、聯(lián)動控制功能以及信息顯示和查詢功能。除了集中報(bào)警控制器外，聯(lián)動控制柜、應(yīng)急廣播裝置、火災(zāi)探測器和報(bào)警控制主機(jī)也是智能型系統(tǒng)的重要組成部分，以聯(lián)動控制柜為例，其核心裝置為消防聯(lián)動控制器，具備指示功能、報(bào)警功能、手動功能、編程功能和記錄功能[3]。

2 火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)分為集中報(bào)警控制、氣體滅火控制、火災(zāi)應(yīng)急廣播、消防專用電話、火災(zāi)探測器、報(bào)警控制器等六大子系統(tǒng)。

（1）集中報(bào)警控制器。為達(dá)到火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制的目標(biāo)，應(yīng)采用基于兩大系統(tǒng)的集中報(bào)警控制器，本設(shè)計(jì)選用FS5050型報(bào)警控制器，該控制器是一種集多種控制技術(shù)為一體的聯(lián)動型控制器，滿足火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動的相關(guān)要求，廣泛應(yīng)用于大型消防工程中。FS5050采用Linux平臺，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的智能系統(tǒng)架構(gòu)具有可靠易用的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)化了系統(tǒng)的在線幫助和現(xiàn)場編程功能，而且在發(fā)生局部故障時(shí)，仍然能夠保持正常運(yùn)行；通過模塊化設(shè)計(jì)，可對單機(jī)容量的50個(gè)回路進(jìn)行自由選擇，具備強(qiáng)大的存儲能力；利用自動ID識別技術(shù)進(jìn)行即時(shí)交互式校檢，對總線信息進(jìn)行仲裁，能夠有效保證報(bào)警的速度；采用CAN隔離通訊接口，實(shí)現(xiàn)對各控制設(shè)備的連接；利用總線漏電流識別技術(shù)及分布電源供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過載保護(hù)功能。關(guān)于報(bào)警總線回路的設(shè)置，應(yīng)結(jié)合與之相對應(yīng)的地址容量，對各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行估算，定好初步框架，具體接線方式為：火災(zāi)探測器→放大電路→A/D轉(zhuǎn)換→單片機(jī)→總線控制器→總線收發(fā)器→集中報(bào)警控制器[4]。

（2）氣體滅火控制器。建筑變電所內(nèi)都安裝了大量的電氣設(shè)備，對此必須安裝氣體滅火裝置，本設(shè)計(jì)選用FS5090氣體滅火器，該滅火器可與報(bào)警控制器等設(shè)備構(gòu)成一套完整的滅火控制系統(tǒng)，通過模塊化和抗誤動作設(shè)計(jì)，能夠有效確保系統(tǒng)的可靠性和安全性，且能夠與火災(zāi)報(bào)警控制器進(jìn)行通訊，聯(lián)動編程關(guān)系的確立，還能夠強(qiáng)化系統(tǒng)的自我保護(hù)性能。

（3）火災(zāi)應(yīng)急廣播和消防專用電話。火災(zāi)應(yīng)急廣播子系統(tǒng)分為總線式和多線式組成方式，為達(dá)到使用需求，本設(shè)計(jì)選用總線式組成方式，主要包括功率放大器、總線控制器和應(yīng)急揚(yáng)聲器三大組件，功率放大器為該系統(tǒng)中的重要功率輸出，在電源方面，主電源采用交流供電，備用電源采用交直流供電；在保護(hù)方面，以鎖存式輸出為主，使系統(tǒng)具備過載保護(hù)、遠(yuǎn)端短路保護(hù)等功能。利用RS485串行總線與消防控制器進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動控制，二者聯(lián)動使應(yīng)急廣播表現(xiàn)為自動廣播和手動廣播兩種形式，具有監(jiān)聽功能和故障聲光報(bào)警功能。為確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠與外界保持聯(lián)系，消防值班室和控制室都必須裝設(shè)可直接報(bào)警的外線電話。

（4）火災(zāi)探測器和報(bào)警控制器。火災(zāi)探測器包括感煙探測器和感煙探測器兩種，感煙探測器采用光電式，連接探測器底座后，再連接系統(tǒng)總線，基于總線接線方式，火災(zāi)探測器也采用總線系統(tǒng)，連接完成后應(yīng)將信號匯總到智能型系統(tǒng)控制主機(jī)中，完成信號集中采集工作。報(bào)警控制器實(shí)際上是一個(gè)帶有漏電檢測的斷路器，在安裝時(shí)應(yīng)先規(guī)劃好防火區(qū)域的分布設(shè)計(jì)，對保護(hù)范圍和動作時(shí)間進(jìn)行確定，滿足分級保護(hù)要求，同時(shí)還應(yīng)增設(shè)手動斷電模式，保障供電安全和不間斷性。

2.2 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

火災(zāi)發(fā)生后的第一要務(wù)是搶時(shí)間，僅依靠自動報(bào)警系統(tǒng)難以達(dá)到這一要求，必須要與聯(lián)動控制系統(tǒng)一起來發(fā)揮作用，本設(shè)計(jì)充分考慮實(shí)際使用需求，通過聯(lián)動控制來實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)控制和滅火行動的迅速反應(yīng)。

（1）聯(lián)動控制動作。聯(lián)動控制動作流程為：報(bào)警接收器發(fā)出報(bào)警信號→集中報(bào)警控制器運(yùn)行→確認(rèn)火災(zāi)區(qū)域→各系統(tǒng)切斷非應(yīng)急電源→啟動氣體滅火→災(zāi)情解除→手動復(fù)位集中報(bào)警控制器，對消防供水系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、電梯回降、防火卷簾、門禁系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動控制，應(yīng)將聯(lián)動控制柜設(shè)在消防控制中心內(nèi)，與智能型系統(tǒng)的火災(zāi)集中報(bào)警控制器組成為一個(gè)統(tǒng)一整體[5]。

（2）人機(jī)交互界面。通過FS4000消防控制中心圖形顯示系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面的聯(lián)合控制，對機(jī)箱、配套接口模塊及中央控制軟件進(jìn)行控制。人機(jī)交互界面的多數(shù)操作都設(shè)有一定的權(quán)限，主要體現(xiàn)在消音、查看事件、修改時(shí)間、系統(tǒng)復(fù)位、參數(shù)設(shè)置、功能設(shè)置、設(shè)備維護(hù)、刪除事件記錄等方面，交互操作通過模擬事件來完成，報(bào)警聲響作為事件被捕捉記錄，顯示在平面圖中。

3 結(jié)論

火災(zāi)災(zāi)害頻發(fā)給人們的人生和財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的威脅，受災(zāi)損失的逐年加大，也使社會各界對火災(zāi)預(yù)防工作尤為關(guān)注，歷次火災(zāi)的發(fā)生已經(jīng)充分證明，原有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足當(dāng)前各領(lǐng)域的使用需求，對火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，顯得尤為重要。

[1]謝揚(yáng)磊.地下車庫火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣,2013,21(10):141-143.

[2]覃夏，李科民.淺談火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息,2010,28(13):246-248.

[3]鄭付.淺談火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息,2014,20(07):370-371.

[4]熊輝.淺談火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的配置[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,15(04):71-72.

[5]李棟，李春燕.火災(zāi)自動報(bào)警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)[J].山西建筑,2009,30(12):197-198.