智能建筑火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)研究

朱天野

（華東建筑設(shè)計研究總院，上海 200002）

0 引言

近年來，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及應(yīng)用，智能建筑在全世界范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，城市智能建筑的數(shù)量及規(guī)模進(jìn)一步增大。隨著建筑物“量變”的同時，社會各界人士對智能建筑“質(zhì)變”的要求也進(jìn)一步提高，建筑消防等不斷朝著自動化、智能化和綠色化的方向發(fā)展，旨在盡可能地為人們營造舒適安全的居住環(huán)境。智能建筑消防系統(tǒng)作為智能建筑的重要子系統(tǒng)，是保障建筑物安全可靠的重要條件。因此，火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)的研究具有極其重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

1 工程實例概況

某工程位于上海市，主要分為主樓和附樓兩部分，兩者借助地下室聯(lián)通。地下1層為車庫和機械設(shè)備房，主樓地上部分主要為辦公場所，附樓為餐飲和娛樂場所。建筑物總高度為95m，總建筑面積為21 366m2，建筑類型為一類辦公大樓。

2 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)方案的確定

眾所周知，在設(shè)計建筑物火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)時，有關(guān)工作人員必須先了解建筑物的本身特點和使用功能，明確建筑防火設(shè)計等級和建筑物內(nèi)部設(shè)備防火性能，并在結(jié)合建筑物周圍環(huán)境和該地區(qū)建筑物防火相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，科學(xué)地選擇高效適宜的火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，最大程度上保證建筑物的防火性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。就該項目而言，該建筑物一類辦公大樓的性質(zhì)決定了其為一級火災(zāi)自動報警保護(hù)對象，必須采用集中報警系統(tǒng)作為該類建筑物火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)正常工作時，其中的控制中心來回巡視和監(jiān)測探測回路，當(dāng)大樓某一區(qū)域著火時，該區(qū)域內(nèi)的探測器快速收集有關(guān)現(xiàn)場信息，并利用有關(guān)設(shè)備將其信號發(fā)回控制中心，通過相關(guān)設(shè)備有效判斷是否著火。若控制器確認(rèn)著火情況屬實，則快速向火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)出聲光警報信號和應(yīng)急廣播等，達(dá)到快速發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并降低其不良影響的目的。在此過程中，消防聯(lián)動控制器需在確認(rèn)火災(zāi)后向消防聯(lián)動系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備發(fā)出執(zhí)行信號，快速切斷非消防電源，將火災(zāi)消滅在初級階段。

2.2 控制中心的組成、功能及特點

通常情況下，控制中心主要包括火災(zāi)報警控制器、多線消防聯(lián)動控制器、總線消防聯(lián)動控制器、火災(zāi)廣播設(shè)備和消防電話設(shè)備等，大多設(shè)置在建筑物首層，采用雙電源供電的方式保證其安全性和可靠性。就該工程而言，選擇了以二總線制為信號數(shù)據(jù)傳輸方式的火災(zāi)報警控制器，總線回路為24，每1回路最多可設(shè)置127點，故整個火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)共有3 048點，滿足了電路控制點的相關(guān)要求。同時，工作人員根據(jù)該工程建筑平面的獨特性質(zhì)，每層均設(shè)置了相應(yīng)數(shù)量的報警點數(shù)、聯(lián)動點數(shù)等，形成了11個完整的報警總線回路。這樣的設(shè)計不僅使整個建筑物內(nèi)部的控制器運行更加可靠和安全，也減少了因建筑物2次裝修而導(dǎo)致的探測點增加造成的麻煩。

2.3 報警回路

報警回路主要包括探測器、手動報警按鈕、壓力開關(guān)和水流指示器等重要設(shè)備，有關(guān)工作人員在選擇火災(zāi)探測器時應(yīng)盡可能深入地了解探測器的性能和具體使用場所，針對不同的場所選擇更為恰當(dāng)適宜的探測器，最大程度上發(fā)揮其感光、感溫性能等。通常而言，探測器的數(shù)量和布置位置等主要是通過有關(guān)設(shè)計規(guī)范和計算值確定，且探測器布置的具體位置還需進(jìn)一步考慮探測器的保護(hù)面積和半徑。此外，在設(shè)置建筑物內(nèi)部探測器的安裝高度時，工作人員還應(yīng)進(jìn)一步考慮梁突出頂棚的高度對探測器數(shù)量的影響。

2.4 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動控制系統(tǒng)作為控制中心的重要輸出單元，在向消防設(shè)備和非消防設(shè)備傳遞有關(guān)控制信號時，其可靠性在極大程度上直接影響了消防工作的正常開展。通常而言，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的具體表現(xiàn)形式多種多樣，表1即為其常見形式。本工程消防聯(lián)動控制系統(tǒng)是總線制和多線制系統(tǒng)相結(jié)合的裝置，具有警示火災(zāi)、疏散人員、切斷非消防電源和控制防火門、防排煙設(shè)備等重要功能。火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)報警器發(fā)出相關(guān)信息，消防聯(lián)動裝置根據(jù)具體火災(zāi)信息調(diào)動電路邏輯關(guān)系并發(fā)出有關(guān)信號，進(jìn)一步啟動相關(guān)設(shè)備開展滅火工作。在此過程中，消防聯(lián)動系統(tǒng)在手動和自動狀態(tài)下皆可正常工作，一定程度上增強了對建筑物火災(zāi)預(yù)防和救治等工作的控制力度。

表1 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)常見形式

2.5 消防廣播系統(tǒng)和警報裝置

建筑物發(fā)生火災(zāi)時，系統(tǒng)控制中心輸出單元通過相關(guān)設(shè)備對消防廣播發(fā)出信號，指導(dǎo)火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的人員疏散和重要財產(chǎn)搶救等工作。當(dāng)?shù)叵率野l(fā)生火災(zāi)時，總線消防廣播則接通地下各層和首層；而當(dāng)首層發(fā)生火災(zāi)時，總線消防廣播則接通地下各層、首層和2層；若其他地上各層發(fā)生火災(zāi)時，總線消防廣播則接通火災(zāi)發(fā)生層和臨近2層，幫助有關(guān)人員逃離火災(zāi)現(xiàn)場。此外，工作人員應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)建筑物各層的具體格局設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的總線廣播消防模塊，通過揚聲器等控制各區(qū)域，保證火災(zāi)發(fā)生時各區(qū)域能及時接受相應(yīng)疏散信號。

2.6 消防電話系統(tǒng)

根據(jù)項目的實際情況和上海市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，本工程選用了4總線制的電話主機，有效連接了64臺分機分布于消防水泵房、變配電所、空調(diào)機房和控制中心等重要建筑空間，工作人員還進(jìn)一步在各樓層的手動報警按鈕處設(shè)置了電話插孔。消防電話系統(tǒng)工作時，以總線制為主要布置手段的控制中心電話總機會將相關(guān)信息引至消防分機和電話插孔，進(jìn)而通知有關(guān)工作人員開展建筑消防工作。在此過程中，消防電話總機和電話分機及電話插孔之間是直接聯(lián)通的，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點和功能特征布置獨立完整的消防通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。此外，由于建筑物地上各層的層間面積較小，工作人員便可在此基礎(chǔ)上根據(jù)建筑物的實際格局，利用共用某一電話回路的方式加強電話插孔的利用效率。

3 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的布線

圖1為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)，最大程度上遏制建筑物火災(zāi)發(fā)生時消防控制、通信系統(tǒng)和警報系統(tǒng)相關(guān)線路出現(xiàn)一定的故障而導(dǎo)致滅火工作難以有效開展的情況，降低變壓器、電動機等電磁干擾對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響等，工作人員在鋪設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)傳輸電路和消防控制線路時必須采用具有阻燃性能的電纜，并進(jìn)一步利用金屬管和金屬線槽等保護(hù)自動報警系統(tǒng)有關(guān)電路，以充分發(fā)揮火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的相關(guān)功能。同時，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)中的手動控制器裝置線路等也應(yīng)采用耐火電纜和利用金屬線槽保護(hù)等方式，保證其不受火災(zāi)影響。

圖1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)

4 接地設(shè)計

火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)中的報警控制器等屬于電子設(shè)備，其接地設(shè)計不僅在一定程度上保證了整個系統(tǒng)的正常工作，更對保護(hù)有關(guān)工作人員的人身安全有著不容忽視的重要作用。因此，在考慮該工程建筑物實際情況和有關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，本項目采用了接地電阻和專用接地端子箱等設(shè)備，利用銅芯絕緣導(dǎo)線等將其引至接地體，并進(jìn)一步利用了金屬設(shè)備外殼和金屬支架等保護(hù)接地裝置，使接地線和電器保護(hù)接地線順利連接，最大程度上降低了對工作人員和機械設(shè)備的不良影響。

5 結(jié)語

隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，建筑物各種致火因素不斷增加，樓宇重大火災(zāi)和特大火災(zāi)時有發(fā)生，給人們造成巨大經(jīng)濟損失的同時，甚至給人們帶來難以撫平的傷痛。因此，系統(tǒng)完善的建筑物火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動系統(tǒng)的研究顯得格外重要，能在極大程度上降低建筑物火災(zāi)發(fā)生的機率，為社會民生的保障作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。