張博超 (北京市建筑設(shè)計研究院有限公司， 北京 100045)

1 前言

交通建筑包括火車站、汽車交通樞紐站、地鐵軌道車站、航站樓或上述部分聯(lián)合組成的一體換乘建筑。這些建筑既要求美觀大方、使用方便，又要承擔人們對都現(xiàn)代生活的種種需求，所以比一般民用建筑內(nèi)部格局更為復雜和多變，多由大空間挑空、超大規(guī)模平面、復雜多變的裝飾形式、互通的內(nèi)部空間組成，且內(nèi)部設(shè)有各種功能復雜的電氣設(shè)備和重要機房，這就給火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計帶來了很多需要注意的問題。如何更好的在上述情況下及時發(fā)現(xiàn)火情，并立即有效的通過消防聯(lián)動將火災(zāi)扼殺在初級階段，是我們設(shè)計中主要考慮的問題，下面我們將從幾個方面對火車站的上述問題進行分析和探討。

2 高大空間的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

2.1 大空間部位火災(zāi)報警設(shè)備的選擇

首先，火車站設(shè)計中遇見最多的就是大空間部位火災(zāi)報警設(shè)備的選擇問題?；疖囌驹O(shè)計中采用高大空間的售票廳、候車廳等已經(jīng)成了一種必然的設(shè)計趨勢，其高度少則十幾米，高的甚至幾十米，且水平距離一般均為幾十米甚至上百米，極大的考驗了當今報警系統(tǒng)的性能。其次，在大空間中還存在另一個特殊問題就是煙霧的分層問題。當火災(zāi)發(fā)生時較低位置的火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧和氣溶膠會產(chǎn)生一定的熱能將其提升到能夠安裝感煙或光束探測器的位置。熱的煙霧在上升過程中會與上部空氣混合并消散、冷卻。煙霧會在某一點失去熱能不再上升，并水平擴散，最終像較小的顆粒物質(zhì)那樣開始下降。這就是通常所說的熱對流或同溫層現(xiàn)象。 這一現(xiàn)象發(fā)生的確切高度取決于許多因素。例如在夏季很熱的時候，該空間高處的溫度很高，同溫層就會較低。夜間或冬季，同溫層會較高或不存在。通風氣流，不論是固定的或是有壓力的，都會有影響，所以給報警器的設(shè)置高度帶來了很多問題。

2.2 大空間中常用的報警設(shè)備

現(xiàn)在對于大空間部位常用的報警設(shè)備為：早期煙霧探測器(空氣采樣)系統(tǒng)、雙波段火災(zāi)探測系統(tǒng)、光截面火災(zāi)探測系統(tǒng)、紅外光束系統(tǒng)。

各種探測系統(tǒng)的性能優(yōu)劣如下：

1)早期煙霧探測器具有很好的抗干擾性，不用擔心被不小心遮擋而產(chǎn)生誤報警，且布置靈活，可沿屋頂結(jié)構(gòu)梁進行貼附布置，具有很好的隱蔽性，不影響建筑的整體美觀，且可以適應(yīng)各種復雜的屋頂形狀，并且維護簡單方便，是目前使用最多的針對大空間部位的探測系統(tǒng)，但缺點是無法應(yīng)對大空間建筑發(fā)生火災(zāi)時煙霧上升所產(chǎn)生的分層問題。

2)雙波段火災(zāi)探測器屬于智能型火災(zāi)探測設(shè)備，它具有火焰探測功能，適用于大空間和其他特殊空間場所。它由紅外CCD和彩色CCD組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號/彩色視頻圖像信號傳送給信息處理主機，使火災(zāi)探測和圖像監(jiān)控得到有機的結(jié)合。缺點就是抗干擾能力差，一旦探測器前方裝修過程中安裝了大型吊裝燈具等裝飾性物品，遮擋了需探測的區(qū)域，則很容易導致探測器失效。且如果行李車等發(fā)生早期陰燃，則無法進行及時早期預警。

3)光截面探測器，是一種智能型感煙火災(zāi)探測器，采用光截面圖像感煙火災(zāi)探測技術(shù)，適用于大空間和其他特殊空間場所?？蓪Ρ槐Ｗo空間實施任意曲面式覆蓋，具有分辨發(fā)射光源與干擾光源的能力。在大空間部位一般采用雙層布置，在較低和較高位置分別布置兩層探測器，這樣可以很好的防止煙氣的分層現(xiàn)象，但缺點仍然是比較容易被遮擋，可是實際使用中又不可避免的經(jīng)常因為后期裝修需要而造成遮擋，使其總不能達到令人滿意的效果。

4)紅外光束感煙探測器采用UV185～260nm火焰窄光譜信號軌對軌采集/全脈沖分析技術(shù)(PPW)設(shè)計，避免了傳統(tǒng)探測器易受干擾的弱點。采用斜率遞增信號檢測技術(shù)(PAM)對探測環(huán)境進行監(jiān)測，提高了探測器的穩(wěn)定性及持續(xù)使用性。但探測高度為20m以下，超高空間中應(yīng)用較少。

5)各探測系統(tǒng)比較如表1所示.

綜合上述各探測器的特點，在比較復雜的大空間場所，單獨只采用一種探測器經(jīng)常無法滿足早期報警的需求，且誤報幾率很大。所以，為避免上述情況發(fā)生，一般在此區(qū)域采用兩種以上報警器組合布置的方式(比如采用早期煙霧探測器和雙波段探測器)來避免單一報警器自身的缺陷，以達到優(yōu)勢互補的效果，這樣就大大減少了探測器的誤報率并且能夠更加準確的進行早期火災(zāi)報警。經(jīng)過后期聯(lián)動調(diào)試可以選擇單獨探測器報警聯(lián)動或者兩個探測器共同報警后聯(lián)動來減少誤動作。

2.3 大空間吊頂設(shè)置

另外，有些大空間頂部會設(shè)置封閉吊頂，其吊頂距頂板會有幾米的距離，吊頂下方安裝有很多的燈具，所以很多照明管線和其他設(shè)備配電線路都會走在吊頂上方。一旦線路老化造成漏電火災(zāi)，由于吊頂是封閉的，人從吊頂下方根本無法察覺上方已經(jīng)著火，為了保障建筑內(nèi)乘客的安全，一定注意在此區(qū)域增設(shè)煙感等火災(zāi)報警裝置。

3 重要電氣機房的火災(zāi)報警系統(tǒng)

火車站內(nèi)很多重要的電氣機房，如火車站的信息、信號機房、通訊機械室及遠動控制室等，這些機房一旦出現(xiàn)故障會嚴重影響客運系統(tǒng)的正常運行，造成恐慌，嚴重甚至會危及乘客的生命安全。由于這些機房長期沒有人值班，所以機房一旦發(fā)生火災(zāi)，一般不會被人發(fā)現(xiàn)，只能依靠機房內(nèi)的探測器進行報警，一旦探測器設(shè)置不合理或安裝不到位就可能導致無法在火災(zāi)極早期及時發(fā)現(xiàn)火情，從而進行及時干預。所以對這些建筑的“中樞”部位也需要進行特別的保護，以達到早期預警，防患于未然的目的。

表1 可用于大空間建筑的火災(zāi)探測系統(tǒng)比較

圖1 火災(zāi)報警探測器布置圖

一般這些機房內(nèi)都會設(shè)置大量的通訊機柜、網(wǎng)絡(luò)機柜等弱電設(shè)備，這些機柜基本都是半封閉的，一般如果發(fā)生火災(zāi)，煙氣會很慢從機柜里面散發(fā)出來，直到煙氣飄到屋頂部位并達到一定濃度后頂部的煙感探測器才會報警，可是這時機器已經(jīng)被燒焦無法繼續(xù)工作。為了避免這種情況的發(fā)生，爭取在機器發(fā)生火災(zāi)初期就能夠進行及時的報警，需要在機體內(nèi)布置火災(zāi)報警探測器。一般在機器內(nèi)用的探測器為機柜型煙霧探測器，其工作原理類似于早期煙霧報警探測器，只是其探測管直接伸入機柜內(nèi)部，可以及時探測到燃燒時產(chǎn)生的煙霧。具體布置如圖1所示。

4 火災(zāi)報警系統(tǒng)的聯(lián)動

交通建筑中由于人員比較密集，發(fā)生火災(zāi)時消防聯(lián)動功能就變得尤為重要，火災(zāi)時的消防聯(lián)動能否順利運行直接關(guān)系著人員是否能夠安全疏散、火情是否可以迅速得到有效控制等?？墒怯捎诮煌ńㄖ?nèi)部空間互通且面積較大，需要聯(lián)動的設(shè)備種類也非常多，如未進行充分考慮，則一旦發(fā)生火災(zāi)，可能給乘客疏散和生存都造成很大威脅，所以設(shè)計時需要進行多方面的了解，對建成后的建筑內(nèi)部系統(tǒng)有一個基本的了解，確保設(shè)計后不存在有的設(shè)備消防聯(lián)動被遺漏。

1)應(yīng)急廣播系統(tǒng)

應(yīng)急廣播系統(tǒng)是發(fā)生火災(zāi)時第一時間通知等候乘客緊急疏散的重要系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，必須要保證所有等候區(qū)域的消防廣播系統(tǒng)立即進入播放狀態(tài)，并關(guān)閉背景音樂系統(tǒng)。如有些商業(yè)區(qū)域消防廣播與背景音樂共用一套音源，則需要在功放旁邊增加消防聯(lián)動模塊，接入消防廣播信號，保證消防時由消控系統(tǒng)聯(lián)動播放消防廣播。且大空間區(qū)域的消防廣播在劃分區(qū)域時最好劃分為同一區(qū)域，以免不同層播放內(nèi)容不同而產(chǎn)生互相干擾。

2)進站閘機和電動格柵

進站閘機和電動格柵是火車站進出站口最常見的設(shè)備，由于平時其葉片為封閉狀態(tài)，一旦發(fā)生火災(zāi)或斷電，如其葉片不能打開，就會阻礙人員的疏散，造成嚴重后果。所以需要在其旁邊安裝消防聯(lián)動模塊，火災(zāi)時強制打開閘機，或要求閘機廠家將閘機設(shè)置為事故自動開啟狀態(tài)。

3)電動排煙窗和遮陽簾

電動排煙窗和遮陽簾的消防聯(lián)動也是消防聯(lián)動的一部分，一般會為排煙窗設(shè)置消防聯(lián)動而不考慮遮陽簾的消防聯(lián)動，如果火災(zāi)時遮陽簾沒有聯(lián)動打開，則即使排煙窗已經(jīng)開啟了，室內(nèi)的煙氣也會由于遮陽簾的遮擋而無法排出，極有可能會給室內(nèi)人員的生命安全造成危險。另外由于火車站人員密集，所以電動排煙窗量較大，在大空間候車廳屋頂、樓梯間、售票廳等處均會設(shè)置，設(shè)計時需要和建筑專業(yè)仔細進行核對。

5 通訊協(xié)議和端口問題

一般設(shè)計時比較容易忽視的問題就是內(nèi)部系統(tǒng)之間的相互開放通訊協(xié)議問題。在大型的交通建筑中，由于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)功能復雜，系統(tǒng)內(nèi)部接口、外部接口均較多，如果設(shè)計時未明確內(nèi)外部各系統(tǒng)之間開放通訊協(xié)議并預留消防通訊接口，則甲方在招標過程中可能忽視此問題而采購互相不兼容的消防報警設(shè)備。由于電氣設(shè)備安裝調(diào)試處在建筑快竣工的時期，所以系統(tǒng)間相互不兼容的問題往往也是在最后調(diào)試時才得以顯現(xiàn)，此時由于設(shè)備已經(jīng)加工完成并進場安裝，無法進行更換，且改造難度也很大并可能會影響工程的順利完工。為避免這種情況發(fā)生，保證整個系統(tǒng)的正常運行，需要在設(shè)計時或招標時向應(yīng)標廠家要求其產(chǎn)品應(yīng)能免費提供系統(tǒng)的通訊協(xié)議并預留符合本工程要求的消防端口。

有些火車站分為多期建設(shè)，則后期建設(shè)部分需能夠與前期部分的報警系統(tǒng)進行兼容并相互預留通訊接口，共享報警信號等信息。

大型火車站一般會與汽車站、地鐵站聯(lián)合組成大型樞紐站，不同交通系統(tǒng)一般單獨設(shè)置自己的火災(zāi)報警控制中心。這就需要建筑內(nèi)的消控中心預留與各個交通系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的通訊接口，以便及時了解各個系統(tǒng)的火災(zāi)情況。

另外大型火車站需要設(shè)置與城市消防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的接口和軟件，可以將自身火災(zāi)自動報警系統(tǒng)故障和火災(zāi)信號、火災(zāi)位置和時間等信息送至市119消防報警中心。

一般大型交通建筑由于內(nèi)部系統(tǒng)眾多，一般會設(shè)置樓宇設(shè)備集成管理系統(tǒng)(BMS)，雖然目前的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能夠滿足接入BMS的條件，但由于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)關(guān)系到人員的生命安全，一旦接入BMS運行時可能遇到誤操作，影響系統(tǒng)的正常運行，且火災(zāi)自動報警系統(tǒng)內(nèi)部子項已經(jīng)很多，如接入BMS也不方便其進行控制，所以最好不要將火災(zāi)自動報警系統(tǒng)接入樓宇設(shè)備管理系統(tǒng)。

6 報警線路距離過長的問題

在一些大型的火車站中，往往消控室到末端設(shè)備的距離為幾百米，末端設(shè)備聯(lián)動電源一般為24V直流，這么長的距離會造成很大的電壓降，且一條線路上一般會連有多臺設(shè)備，火災(zāi)時這些設(shè)備同時運行使得瞬間電壓降更為嚴重，可能造成末端設(shè)備無法正常工作。針對上述問題，解決辦法一般為加裝24V電源分區(qū)供電裝置，并在設(shè)計中根據(jù)末端負荷大小、配電半徑選擇導線的規(guī)格，確保最大負荷時末端電壓降≤10%。經(jīng)計算，報警/控制回路最長達1 500m，在額定負載情況下，報警/控制回路雙絞線截面積應(yīng)>1.5mm 。

消防設(shè)備配電箱手動控制線電壓采用DC24V，線路過長造成的電壓降問題也會影響設(shè)備的運行。為解決這個問題，可以在消防設(shè)備二次控制原理圖設(shè)計時，中間繼電器選用微功耗(高電阻)型，并對回路的導線規(guī)格進行校驗，檢查電壓是否滿足要求，避免由于線路長距離造成的壓降過大，手動控制時繼電器不工作等問題。

由于距離過長，消防廣播和消防電話的供電線路也需要考慮壓降和抗干擾的問題。為保證語音的清晰，廣播和消防電話線宜采用屏蔽雙絞線，距離<800m的線路截面應(yīng)>1.0mm2，超過800m的線路截面應(yīng)>1.5mm2。

7 仔細查找相關(guān)技術(shù)規(guī)范

由于鐵路系統(tǒng)、航空系統(tǒng)等在火災(zāi)自動報警上有不同的特殊要求，設(shè)計時要多翻閱與其相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，如JGJ 243-2011《交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范》等專業(yè)設(shè)計規(guī)范。

8 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，交通建筑的設(shè)計形式將變得更加多樣，大空間、大面積的建筑將會變得越來越多。面對這些建筑，設(shè)計人員應(yīng)主要把握以下幾個重要環(huán)節(jié)：

1)火災(zāi)探測器的正確選擇：針對大空間容易出現(xiàn)的熱障現(xiàn)象選擇適合的火災(zāi)探測器組合。對于其他特殊場所，根據(jù)房間內(nèi)部設(shè)備情況和空間情況選擇合適的探測設(shè)備。

2)做好消防聯(lián)動功能的設(shè)計，針對不同的區(qū)域設(shè)置合適的聯(lián)動方案。

3)在設(shè)計中應(yīng)理順各個系統(tǒng)內(nèi)、外部的接口關(guān)系，并確保相互間通訊協(xié)議的兼容性，明確各個系統(tǒng)廠家的界面關(guān)系，避免重復或漏項。

4)對于較長距離供電的直流24V報警線路應(yīng)進行線路壓降的校驗，對于壓降較大的線路應(yīng)加大供電導線截面或加裝分區(qū)電源裝置使其壓降<10%，且能滿足末端設(shè)備需求。

5)認真研讀相應(yīng)交通建筑設(shè)計規(guī)范，對其特殊的設(shè)計要求予以考慮。

6)對現(xiàn)代火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不斷發(fā)展的新技術(shù)，新設(shè)備多進行關(guān)注和了解，在某些特殊場所能對這些設(shè)備加以應(yīng)用以獲得更好的設(shè)計效果。

[1]中華人民共和國公安部.GB 50116-2008火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社, 2008.

[2]中華人民共和國公安部.GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京: 中國計劃出版社, 2006.

[3]現(xiàn)代設(shè)計集團華東建筑設(shè)計研究院有限公司.JGJ243-2011交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.