火災自動報警系統(tǒng)設計中若干問題的探討

程培新 / 趙心亮

(中國建筑設計院有限公司，北京 100044)

?

火災自動報警系統(tǒng)設計中若干問題的探討

0引言

新版GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》于2014年5月正式實施(以下簡稱“新規(guī)范”)。新規(guī)范在總結火災事故教訓和大量火災自動報警系統(tǒng)工程實踐經(jīng)驗基礎的同時，汲取了先進的科研成果，相比1998版的規(guī)范(以下簡稱“舊規(guī)范”)進行了較多修訂和完善，其中審圖單位對工程圖紙的審查以及消防局在對項目進行消防驗收的過程較之前更加嚴格，并對設計和施工提出了更高的要求。

1新舊規(guī)范修訂對比

與舊規(guī)范相比，新規(guī)范修訂的主要技術內(nèi)容包括：

1)補充了有關線型火災探測器、吸氣式感煙火災探測器、可燃氣體探測器、區(qū)域顯示器、消防應急廣播、氣體滅火控制器、消防控制室圖形顯示裝置、消防專用電話、火災警報裝置以及模塊等設備或部件的工程設計要求。

2)增加了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、住宅建筑火災報警系統(tǒng)、可燃氣體探測報警系統(tǒng)的工程設計要求。

3)增加了道路隧道、油罐區(qū)、電纜隧道等典型場所使用的火災自動報警系統(tǒng)的工程設計要求。

4)細化了消防聯(lián)動控制的工程設計要求。

2新規(guī)范在設計中產(chǎn)生的若干問題探討

2.1設備和地址總數(shù)的問題

新規(guī)范3.1.5條明確了任一臺火災報警控制器所連接的設備和地址總數(shù)及其單一總線回路連接的設備數(shù)、任一臺消防聯(lián)動控制器地址總數(shù)及其單一聯(lián)動總線回路連接的設備數(shù)。此規(guī)定是為了保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性及靈活性，但規(guī)范及其條文說明中并未明確給出如何計算點數(shù)。

在14X505-1《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》圖示(以下簡稱“圖示”)中給出了點數(shù)計算的說明，其中圖示第9頁的提示1中提到：“當一個設備占有兩個或兩個以上地址時，按該設備的地址數(shù)量計數(shù)”，提示3中提到：“消防聯(lián)動控制器或火災報警控制器(聯(lián)動型)直接連接的模塊，都應計入設備或地址總數(shù)；而各子系統(tǒng)中控制器所連接的模塊均不計入消防聯(lián)動控制器所連接的模塊總數(shù)”。

筆者認為，對于多線制而言，報警控制器連接設備的數(shù)量即點數(shù)，聯(lián)動控制器所帶聯(lián)動設備的狀態(tài)控制和狀態(tài)顯示的數(shù)量可認作一個狀態(tài)即是一個點，例如防火閥的關閉信號和關閉動作是兩個狀態(tài)，可以認作是兩個點；對于總線制而言，聯(lián)動控制器所帶的控制模塊(或接口)數(shù)量就是點數(shù)，一個模塊是一個點。

2.2總線短路隔離器的設置

圖1　短路隔離器的設置(環(huán)形結構系統(tǒng)示意圖)

在總線制火災自動報警系統(tǒng)中，往往會出現(xiàn)因某一部件出現(xiàn)故障(如短路)而導致整個報警系統(tǒng)無法正常工作的情況。當系統(tǒng)分支總線出現(xiàn)故障(如短路)時，會造成系統(tǒng)整體的癱瘓；當系統(tǒng)局部出現(xiàn)短路故障時，總線隔離器會自動將存在短路故障的部分從系統(tǒng)中隔離出去，從而保證其他分支系統(tǒng)正常工作及系統(tǒng)的整體功能不受故障的影響，當故障修復后，總線隔離器會自動接通總線，使修復后的分支系統(tǒng)接入系統(tǒng)?？偩€短路隔離器具有反應靈敏、響應時間短、總線修復后自動恢復、采用安裝簡單且維修方便的模塊式結構、具有指示燈、隔離狀態(tài)明確醒目、可作為小系統(tǒng)故障檢測工具的特點。

為了保證火災自動報警系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定及最大限度地保證系統(tǒng)整體功能不受故障的影響，故將新規(guī)范3.1.6條作為強制性標準，明確給出短路隔離器的安裝位置及所帶分支回路點數(shù)的要求。圖示第11、12頁給出了總線短路隔離器的分類和設計時應注意的事項，以作為規(guī)范的補充。

依照圖示的提示可知，總線短路隔離器大體分為三類：自帶短路隔離功能的總線短路隔離器、環(huán)形結構的總線短路隔離器和樹形結構的總線短路隔離器。實際設計中，針對總線短路隔離器的設置和選用還存在以下一些問題：

1)設計過程中選用自帶短路隔離功能的總線短路隔離器不被認可

圖示第12頁提示5規(guī)定“如果火災探測器本身自帶隔離功能，則可不再單獨設置總線短路隔離器”，此規(guī)定可以理解為在設計中只需要選用這種自帶隔離功能的短路隔離器即可，圖紙上不必單獨表示出總線短路隔離器。本人認為單就設計而言，上述方式的圖面表示會比較簡單，免去了統(tǒng)計每個回路設備數(shù)不超過32點的工作且每個探測器都自帶短路隔離功能，有效提高了可靠性和安全性，滿足消防設計需保證安全可靠的要求。這種隔離器雖具有以上特點，但審圖單位與消防部門等均不認可這種做法，認為該做法有限定產(chǎn)品類型的嫌疑，個中原因有待明確。

2)設計過程中選用總線短路隔離器時報警和聯(lián)動回路的接線應盡量分開

圖示第11頁和第12頁分別給出了樹形結構和環(huán)形結構的總線短路隔離器設置圖。

圖1為環(huán)形結構系統(tǒng)短路隔離器示意圖中的一種，此處的總線短路隔離器要同時對模塊的電源線和報警總線進行隔離，如果設計中僅有報警而無聯(lián)動設備，則短路總線隔離器只需要隔離報警總線即可，無需隔離電源線?？紤]一個極端情況：假如某一總線回路共帶了180個點，其中最前的32個點和最后的32個點中有需要聯(lián)動的模塊或設備，且相距較遠，中間的點僅需要報警無需聯(lián)動，為了滿足系統(tǒng)的設計要求，需要短路隔離器同時對電源線和報警總線進行隔離。上述的這種極端情況，在24V的電源線和報警總線共管敷設時會造成電源線線材的極大浪費，因此筆者認為報警回路和聯(lián)動回路應盡量分開接線，這不僅便于統(tǒng)計報警回路和聯(lián)動回路的點數(shù)，也有利于節(jié)省成本。

3)目前市場中沒有環(huán)形結構總線短路隔離器的產(chǎn)品

按照圖示及實際產(chǎn)品選型的要求，環(huán)形結構和樹形結構的總線短路隔離產(chǎn)品一般是不能通用的。圖2為國內(nèi)某廠家的總線隔離模塊接線示意圖，可以清晰地看出此總線短路隔離器接于報警總線上,然后從總線短路隔離器再引出兩根總線接至探測器上,各總線短路隔離器相互獨立,該設備只能用于樹形結構系統(tǒng)中。從施工方和總承包采購方反饋的信息來看，目前國內(nèi)采購不到環(huán)形結構的雙向總線短路隔離器，而國外的環(huán)形總線短路隔離器還未進入國內(nèi)市場。

圖2　國內(nèi)某廠家總線短路隔離器接線示意圖

環(huán)形結構的設計符合規(guī)范要求，審圖時不會出現(xiàn)問題，但是鑒于規(guī)范編寫和市場產(chǎn)品的不同步，以及設計人員對市場產(chǎn)品的了解不及時，很可能出現(xiàn)設計人員在圖紙上按照環(huán)形總線短路隔離器的方案進行設計，而后期施工方及承包商卻采購不到產(chǎn)品的情況。一旦發(fā)現(xiàn)上述的問題，一種解決方法是按照樹形結構進行修改，選用樹形結構的總線短路隔離器，并從消防接線箱單獨敷設多根線管到每個總線短路隔離器，這樣不僅增大了圖紙修改量，還增加了管材成本，為此可采用圖3所示的方式進行補救。

圖3　按環(huán)形結構設計的補救方法

圖3所示的補救方法是將原設計中環(huán)形結構的總線短路隔離器換成樹形結構的形式，并在更換后的各樹形結構的總線短路隔離器之間增加一根管，單獨為樹形結構的總線短路隔離器敷設兩根報警總線(可參見圖2)，這種做法較改成樹形結構要方便和簡捷很多，且比起樹形結構從消防接線箱采用放射式出線到短路隔離器的做法要節(jié)省一些管材。另外需要注意的是，原設計中在總線短路隔離器之前與之相連接的設備之間預埋的管線就不用采取穿總線的方式了。

還有一種補救方法，可以認為是“假”的環(huán)形結構，其做法是將環(huán)形結構的總線短路隔離器換成樹形結構，然后按照原設計圖紙中的做法將預埋的線管穿兩組總線(即短路隔離器的總線和它饋出給設備的總線)，雖然這樣的做法對于圖紙的修改量很小，但會成倍增加管線的成本，因此就目前市場產(chǎn)品的狀況而言，不建議按照環(huán)形結構的總線短路隔離器進行設計。

4)樹形結構總線短路隔離器的設置和作圖方法建議

樹形結構總線短路隔離器的設置如圖4所示。在實際施工中，建議在消防接線箱處設置一個模塊箱，集中把本報警區(qū)域內(nèi)的所有總線短路隔離器放置于模塊箱中，報警總線再集中從總線短路隔離器連接至它所保護的消防設備。筆者認為雖然此處在消防接線箱處敷設的管路較多，但考慮到消防接線箱均設置在弱電豎井內(nèi)，不會增大施工難度，并且較好地執(zhí)行了規(guī)范對總線短路隔離器的強制性要求，實現(xiàn)了對消防設備和整個系統(tǒng)的保護。

圖4　短路隔離器的設置(樹形結構示意圖)

樹形結構的系統(tǒng)設計比較清晰，類似于供配電中的放射式供電方式(可以將消防樹形結構的設計和強電設計中照明配電設計進行類比學習，消防模塊箱和接線箱可看作是一個配電箱，每一個回路可以看作是配電箱的一個出線回路，配電箱回路到線路末端有對供電半徑和壓降的要求，而對消防接線箱和模塊箱到末端的設備數(shù)量有要求)，但相比環(huán)形結構的設計，樹形結構的設計會增加作圖量。

2.3火災警報器的設置要求

新規(guī)范6.5條分別從設置部位、聲壓級要求及安裝高度等方面給出了火災警報器的設置要求，其中6.5.2條規(guī)定每個報警區(qū)域內(nèi)火災報警器的聲壓級應≥60dB；環(huán)境噪聲>60dB的場所其聲壓級應高于背景噪聲15dB，這里對于聲壓級的要求應在設計說明中注明，并根據(jù)要求進行產(chǎn)品選型，在不確定產(chǎn)品廠家的情況下進行設計時其聲壓級的確定將是一個問題。圖示第55頁提示中提到在25m左右設置一個火災警報器，本人認為結合新規(guī)范6.5.1條的相關規(guī)定，可隨手動火災報警按鈕的設置進行火災警報器的設置，然后根據(jù)距離及位置的設置要求再進行細化。

3結束語

新規(guī)范實施僅有近兩年的時間，對于新規(guī)范的理解還需要結合實際工程設計的特點不斷加深。本文所提及的條目和對比僅是本人學習體會的一部分，還有很多問題需要進一步交流和深化。本文旨在和廣大設計人員分享與探討，拋磚引玉，望各位同行提出寶貴意見，共同學習進步。

參考文獻

[1]JGJ 16-2008 民用建筑電氣設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]全國民用建筑工程設計技術措施-電氣[M].北京：中國計劃出版社，2009.

[3]GB 50116-2013 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[4]GB 50116-2013 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范實施指南[J].北京：建筑電氣，2014，33(S1).

[5]14X505-1 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范圖示[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[6]孫蘭，汪浩.住宅建筑火災自動報警系統(tǒng)設計[J].建筑電氣，2014，33(9).

Discussion on Some Problems in the Design of Automatic Fire Alarm System

Cheng Peixin / Zhao Xinliang

程培新 / 趙心亮

(中國建筑設計院有限公司，北京 100044)

摘要依據(jù)新版GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》及其圖示14X505-1，就規(guī)范中的一些新要求和新系統(tǒng)在設計中遇到的問題進行探討，旨在加深對規(guī)范的理解，為后續(xù)設計提供參考。

關鍵詞火災自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)總線短路隔離器火災警報器

AbstractBased on the new GB 50116-2013 “Code for design of automatic fire alarm system” and its graphical representation 14X505-1, the new requirements of the specification and some problems encountered in the design of the new system are discussed, in order to deepen the understanding of norms and provide guidance for the follow-up design.

Keywordsautomatic fire alarm & linkage control system, the bus short circuit isolator, fire alarm