地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

文／葉偉 廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司 廣東廣州 510000

引言：

為保證地鐵車站的消防安全，必須高度重視其火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計工作。在地鐵車站的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)嚴格遵守相關(guān)消防安全規(guī)范，并結(jié)合地鐵車站的實際情況積極應(yīng)用先進的自動化控制技術(shù)以及其他網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，合理設(shè)計地鐵車站火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，科學(xué)選擇具有較好質(zhì)量性能以及功能的消防安全設(shè)備，同時應(yīng)充分考慮地鐵車站與地鐵軌道交通系統(tǒng)中地鐵隧道以及其他部分之間的火災(zāi)報警要求。設(shè)計人員還應(yīng)加強火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與其他消防設(shè)施之間的聯(lián)動設(shè)計，以確保能夠在發(fā)出警報后的最短時間內(nèi)及時啟動消防設(shè)備并開展消防救援工作，為地鐵車站的安全運行以及廣大乘客的生命財產(chǎn)安全提供更加可靠的保障，從而推動我國城市地鐵系統(tǒng)的健康有序發(fā)展。

1、地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計概述

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計中，一般應(yīng)由火災(zāi)探測設(shè)備、報警設(shè)備、報警控制設(shè)備和相關(guān)輔助性設(shè)備等共同構(gòu)成自動火災(zāi)報警系統(tǒng)?；馂?zāi)報警系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測區(qū)域內(nèi)火災(zāi)發(fā)生時所產(chǎn)生的熱量或煙霧進行探測及數(shù)據(jù)采集，然后對所采集的信號進行轉(zhuǎn)換處理，使其成為能夠被報警控制系統(tǒng)所識別的信號，從而自動發(fā)出火災(zāi)報警信息。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計方案中，熱量以及煙霧等信息的采集以及信號轉(zhuǎn)換應(yīng)由火災(zāi)探測設(shè)備完成，而火災(zāi)報警控制設(shè)備則應(yīng)主要負責(zé)信號接收以及與報警設(shè)備的聯(lián)動控制。

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計工作中，設(shè)計人員應(yīng)堅持以預(yù)防為主的基本原則，通過防范以及消防滅火等多項技術(shù)措施的綜合應(yīng)用為地鐵車站提供更加可靠的保護。同時，在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)將車站本身、區(qū)間、場段以及控制中心等區(qū)域均納入考慮范圍內(nèi)，以全面提高地鐵車站的消防安全能力。此外，在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員還應(yīng)嚴格遵守消防安全設(shè)計規(guī)范，優(yōu)化自動火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及可靠性，使系統(tǒng)組網(wǎng)更加靈活，從而使系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)多種工況條件下的火災(zāi)自動報警要求。如圖1。

圖1 地鐵線路火災(zāi)自動報警系統(tǒng)全線組網(wǎng)方案

2、地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計分析

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)構(gòu)建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的火災(zāi)自動探測以及自動報警能力。地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)一般包括各類型火災(zāi)探測設(shè)備、系統(tǒng)的輸入輸出模塊、手動報警裝置、隔離模塊和消火栓按鈕等，各功能模塊以環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與火災(zāi)報警控制裝置相連接，以實現(xiàn)對地鐵車站站廳以及相關(guān)區(qū)域的火災(zāi)探測以及自動報警功能。如圖2。

圖2 典型車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方案

2.1 自動化地鐵車站報警系統(tǒng)中火災(zāi)探測子系統(tǒng)設(shè)計要點分析

在自動化地鐵車站火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計中，火災(zāi)探測器不僅是構(gòu)成自動報警系統(tǒng)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，而且其質(zhì)量性能也直接關(guān)系到火災(zāi)報警系統(tǒng)能否正常發(fā)揮其功能。因此設(shè)計人員在自動化地鐵車站火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計工作中應(yīng)嚴格遵守消防設(shè)計規(guī)范要求，充分了解地鐵車站的實際運行狀態(tài)以及環(huán)境條件等各項要素，并根據(jù)地鐵車站不同功能區(qū)域消防安全重點的不同選擇相應(yīng)的探測器設(shè)備。在自動化地鐵車站火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮探測區(qū)域高度因素，在不同高度空間內(nèi)設(shè)置相應(yīng)類型的探測設(shè)備，以確保能夠及時、有效地感知火災(zāi)風(fēng)險。

2.1.1 地鐵車站設(shè)備區(qū)及辦公區(qū)域自動火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

在地鐵車站的自動火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員可以在車站的辦公區(qū)域以及部分設(shè)備用房中設(shè)置感煙探測設(shè)備。感煙探測設(shè)備在探測火災(zāi)發(fā)生初期所產(chǎn)生煙霧時具有較好的探測效果，且能夠有效探測煙霧產(chǎn)生的多種場所類型。但由于感煙探測設(shè)備有限，探測半徑一般在5.8m 以內(nèi)，因此在設(shè)置感煙探測設(shè)備時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)房間的具體面積合理確定感煙探測設(shè)備的布設(shè)位置以及布設(shè)數(shù)量。同時，在地鐵車站的計算機房以及變配電室等重要控制設(shè)備用房內(nèi)，還應(yīng)設(shè)置氣體滅火裝置。由于空氣流速以及環(huán)境相對濕度均較大，火災(zāi)發(fā)生時所產(chǎn)生的氣體煙霧難以及時被感煙探測裝置所感知，因此在地鐵車站的洗手間以及茶水間等區(qū)域內(nèi)應(yīng)選擇溫度探測裝置等設(shè)備，以便通過探測溫度變化等來確?；馂?zāi)異常能夠被盡早發(fā)現(xiàn)，從而及時發(fā)出自動報警信息，保證地鐵車站的消防安全。

2.1.2 地鐵車站設(shè)備區(qū)走廊區(qū)域火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

雖然感煙探測裝置也可以應(yīng)用在地鐵車站的走廊區(qū)域，但由于在走廊區(qū)域內(nèi)通常布設(shè)有大量的專業(yè)線路，如在設(shè)計方案中采用點式探測設(shè)備類型會對探測效果以及后期的維護管理產(chǎn)生不利的影響，在管線下方設(shè)置探測設(shè)備會使探測設(shè)備無法對煙氣傳播方向上的具體濃度進行探測，而將探測設(shè)備布設(shè)在走廊空間的吸頂位置，則會增加設(shè)備的管理維護難度。因此在設(shè)計實踐中，設(shè)計人員可以在地鐵車站的走廊區(qū)域采用探測靈敏度更高、安裝操作簡便，能夠更好適應(yīng)眾多管線存在環(huán)境的吸氣式探測設(shè)備，這樣既可以保證火災(zāi)探測的有效性，也可以通過空氣采樣管的設(shè)置降低維護管理的難度。

2.1.3 地鐵車站公共區(qū)域自動火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計工作中，雖然感煙探測裝置也可以設(shè)置在地鐵車站的公共服務(wù)區(qū)域，但設(shè)計人員應(yīng)充分考慮公共區(qū)域的實際裝修情況，如其吊頂部分的鏤空率達到了30%以上時，火災(zāi)發(fā)生時所產(chǎn)生的煙氣就不會聚集在吊頂位置；而當(dāng)?shù)蹴旂U空率在15%以下時，則吊頂下方的煙氣聚集現(xiàn)象會較為明顯，因此在根據(jù)吊頂鏤空率的不同特點選擇相應(yīng)感煙探測裝置布設(shè)位置。在對地鐵車站站臺區(qū)域的板下電纜夾層空間進行自動火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計時，由于該區(qū)域空間通常呈狹長特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，在初期就會形成較大的燃燒面，且探測裝置的布設(shè)位置也會受到空間因素限制，因此設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合該區(qū)域特點以及后期的管理維護要求采用線形纜式的溫度感應(yīng)類型探測裝置。為適應(yīng)地鐵車站公共區(qū)域空間面積較大的特點，設(shè)計人員也可以采用探測靈敏度更高且便于檢修維護的吸氣式探測設(shè)備，而吸氣式探測設(shè)備的主機則應(yīng)設(shè)置在地鐵車站的走廊空間內(nèi)。但在采用該設(shè)計方案時應(yīng)注意，與感煙探測設(shè)備相比，吸氣式探測設(shè)備難以對火災(zāi)發(fā)生位置進行準確定位，可以根據(jù)實際情況綜合采用其他類型的火災(zāi)探測設(shè)備，以提高火災(zāi)探測效果。

2.1.4 地鐵車站區(qū)間自動火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計工作中，由于隧道區(qū)間貫穿連接了各個地鐵車站，其一旦發(fā)生火災(zāi)也會對地鐵車站的消防安全構(gòu)成嚴重的威脅，因此設(shè)計人員還應(yīng)考慮車站區(qū)間的自動化火災(zāi)報警需要，為地鐵系統(tǒng)的安全運行提供可靠的保障。與地鐵車站其他空間相比，隧道區(qū)間的空間面積有限，且存在復(fù)雜的電力、通信管線設(shè)施，不僅電磁干擾較強，還存在大量的粉塵，其運行工況條件較為惡劣，對普通火災(zāi)探測設(shè)備的靈敏度和有效性都會產(chǎn)生一定的影響，視頻監(jiān)測等技術(shù)設(shè)備無法應(yīng)用于該區(qū)域。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)地鐵車站區(qū)間特點，可以采用感溫光纖進行自動火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計，其技術(shù)原理主要是對光纖在溫度方面的敏感性特征的利用，通過隔離應(yīng)變方式實時監(jiān)測地鐵車站區(qū)間環(huán)境的溫度變化。感溫光纖探測技術(shù)具有較高的探測靈敏度以及環(huán)境適應(yīng)性，且能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境溫度變化的精確測定，建設(shè)及維護檢修較為便捷。

2.2 自動化地鐵車站報警系統(tǒng)中輸入輸出子系統(tǒng)設(shè)計要點分析

地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，輸入輸出模板的主要功能是對外部設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測控制，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的實際情況合理確定輸入輸出模塊參數(shù)，以確保外部設(shè)備的狀態(tài)信息能夠及時、準確地向系統(tǒng)報警主機傳輸。

2.3 自動化地鐵車站報警系統(tǒng)中手動控制子系統(tǒng)設(shè)計要點分析

目前在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計工作中一般可以采用帶電話插孔或者無電話插孔的兩類手動報警裝置。如果在設(shè)計方案中采用的是配置有電話插孔的手動報警裝置時，設(shè)計人員應(yīng)將其與電話系統(tǒng)相連，且電話模塊應(yīng)帶有電話地址，從而保證手動控制以及通話功能均能夠?qū)崿F(xiàn)。同時應(yīng)保證每個防火分區(qū)最少設(shè)置一只手動報警按鈕，并且從一個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的手動報警按鈕的步行距離不應(yīng)大于30m。在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的消防電話設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)地鐵車站的不同位置設(shè)置不同壁掛式或者插孔式電話。一般在與火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動的消防水泵房、車站配變電室以及計算機房、環(huán)控機房等重點區(qū)域應(yīng)采用壁掛式電話方式，而在消火栓處及其他位置則可以選擇插孔電話方式。

2.4 自動化地鐵車站報警系統(tǒng)中消火栓控制子系統(tǒng)設(shè)計要點分析

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)在消火栓箱體內(nèi)設(shè)置消火栓按鈕，以便在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時啟動消火栓，以降低火災(zāi)危害。設(shè)計人員應(yīng)合理確定消火栓布設(shè)位置，優(yōu)化消火栓啟動方案，以簡化控制操作，確?；馂?zāi)報警信息能夠及時準確發(fā)出。

2.5 自動化地鐵車站報警系統(tǒng)中隔離子系統(tǒng)設(shè)計要點分析

在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計方案中，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點以及地鐵車站電路布設(shè)、運行情況等多種因素，合理設(shè)置隔離模塊，每只短路格力模塊保護的火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕和模塊等消防設(shè)備的總數(shù)不超過32 點；總線傳閱防火分區(qū)時，應(yīng)在穿越處設(shè)置總線短路隔離模塊。現(xiàn)場部件出現(xiàn)故障時，短路隔離模塊可對故障部件進行隔離，最大限度保障系統(tǒng)整體功能不受故障部件的影響。

3、自動化地鐵車站火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動設(shè)計分析

在地鐵車站的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計工作中，設(shè)計人員還應(yīng)使火災(zāi)報警系統(tǒng)能夠與消防電源、消防自動噴淋系統(tǒng)、門禁、自動售檢票、防排煙設(shè)備、照明、廣播、電梯、防火卷簾等各個系統(tǒng)實現(xiàn)自動聯(lián)動控制，以便及時發(fā)布火災(zāi)警報，引導(dǎo)人員疏散，并立即啟動消防滅火設(shè)施，從而最大限度降低火災(zāi)風(fēng)險以及災(zāi)害損失，保證人民群眾的生命財產(chǎn)安全。如圖3。

圖3 消防聯(lián)動控制流程圖

3.1 合理確定火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動條件

設(shè)計人員在地鐵車站的火災(zāi)自動報警與其他相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計中，還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)手動控制功能，以避免出現(xiàn)誤報誤動作的情況。在系統(tǒng)聯(lián)動設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)合理設(shè)定火災(zāi)判定特點，以提高火災(zāi)判斷的準確性。目前根據(jù)消防安全設(shè)計規(guī)范要求和設(shè)計實踐經(jīng)驗，一般應(yīng)在滿足同一防火分區(qū)內(nèi)有2 個自動報警設(shè)備發(fā)出報警信息的；或在同一防火分區(qū)內(nèi)有1 個自動報警設(shè)備和1 個手動報警設(shè)備發(fā)出報警信息的；或者結(jié)合氣體滅火系統(tǒng)綜合判定有火災(zāi)發(fā)生的；或者以人工現(xiàn)場確認方式判定有火災(zāi)發(fā)生這4 個條件中的任意一個時，即可判定發(fā)生火災(zāi)，自動發(fā)出火災(zāi)報警信息并啟動各聯(lián)動系統(tǒng)，從而及時開展消防救援工作。

3.2 地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動接口設(shè)計要點

為實現(xiàn)地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與其他消防安全系統(tǒng)之間的聯(lián)動，設(shè)計人員應(yīng)加強聯(lián)動接口設(shè)計。通常地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是以通信協(xié)議方式來實現(xiàn)與環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息通信的。而MODBUS RTU 協(xié)議以及MODBUS TCP/IP 協(xié)議是目前比較常用的通信協(xié)議，其分別用于地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和環(huán)境設(shè)備監(jiān)測控制系統(tǒng)以及綜合性監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息交互。在聯(lián)動設(shè)計方案中應(yīng)采用雙機冗余方式設(shè)置這2 個聯(lián)動接口，以確保其具有較高的容錯率以及穩(wěn)定性。而在設(shè)計氣體滅火系統(tǒng)和地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)間的聯(lián)動接口時，則應(yīng)采用光纖通信方式。

3.3 地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動功能設(shè)計要點

地鐵的消防聯(lián)動控制核心環(huán)節(jié)就是地鐵車站的火災(zāi)報警系統(tǒng)與消防安全系統(tǒng)的聯(lián)動控制。在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動消防系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)合理選擇消防泵以及噴淋系統(tǒng)的啟動方式，一般可根據(jù)實際情況采用自動啟動、手動啟動以及消火栓按鈕啟動等。在地鐵車站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)按照消防安全要求合理設(shè)計通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的防排煙模式，并與環(huán)境設(shè)備控制系統(tǒng)進行聯(lián)動控制。此外，在聯(lián)動設(shè)計方案中，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)還應(yīng)與地鐵車站的門禁、自動售檢票設(shè)備、垂直電梯、防火卷簾門、消防廣播、CCTV等其他系統(tǒng)之間實現(xiàn)聯(lián)動。

結(jié)語：

在地鐵車站的自動化火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)按照消防安全設(shè)計規(guī)范要求，結(jié)合地鐵車站的實際情況不斷優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并通過各類消防安全設(shè)備的合理選擇完善自動化火災(zāi)報警系統(tǒng)在探測感應(yīng)、警報發(fā)出以及與其他消防設(shè)備聯(lián)動啟動等各方面的功能，從而確保地鐵車站的運行安全，最大限度降低火災(zāi)損失和人員傷亡，為地鐵系統(tǒng)的健康有序發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，從而推動我國城市現(xiàn)代化公共交通事業(yè)的發(fā)展。