董桂華

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城市新區(qū)某綜合管廊火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

董桂華

（昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司，昆明 650051）

在分析項目綜合管廊特點基礎(chǔ)上，本文給出了火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計思路和總體架構(gòu)，分別敘述了包括火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和防火門監(jiān)控系統(tǒng)等幾部分設(shè)計。

綜合管廊；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；防火門監(jiān)控系統(tǒng)；自動滅火系統(tǒng)

綜合管廊作為一類重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施，逐漸成為一種發(fā)展趨勢。目前隨著國家大力推進城市地下綜合管廊建設(shè)，其越來越受到廣泛關(guān)注。綜合管廊內(nèi)相對封閉的空間內(nèi)敷設(shè)有大量電力電纜，電氣火災(zāi)是綜合管廊內(nèi)主要危險源之一。火災(zāi)報警系統(tǒng)作為其附屬設(shè)施的重要組成部分，為綜合管廊發(fā)揮其功能提供必要的保障。

目前對于綜合管廊火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計尚未有一套相對統(tǒng)一的技術(shù)方案，業(yè)內(nèi)存在著不同的實施方法。本文結(jié)合滇中新區(qū)某新建市政道路綜合管廊項目，介紹其火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計思路和設(shè)計內(nèi)容。

1 背景分析

1.1 項目情況

本綜合管廊全長7.9km，采用雙艙設(shè)置。沿線收納給水管、再生水管、電信、電力等管線，不含各類燃氣管線。該綜合管廊中將電力管線單獨納入一艙，簡稱電力艙；將給水、再生水和通信管線納入一艙，簡稱水信艙。電力艙內(nèi)布置有110kV及10kV電力電纜，艙室凈尺寸為2.4m×2.9m；水信艙艙室凈尺寸為3.2m×2.9m。電力艙及水信艙內(nèi)各設(shè)有1m和1.2m的檢修通道。

除艙室外，全線設(shè)置各類功能性節(jié)點，包括吊裝口（兼作進風(fēng)口）、排風(fēng)口（兼作緊急逃生口）、人員出入口、管線分支口、艙室交叉口和端部井等設(shè)施，共50余處，分布于全線各處。

1.2 設(shè)計范圍

根據(jù)GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱“綜合管廊規(guī)范”）綜合管廊附屬設(shè)計的第7.1條規(guī)定，本項目各艙室火災(zāi)危險性等級類別為丙類及以下，按丙類考慮消防設(shè)施。其中電力艙內(nèi)應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)。第7.2條規(guī)定艙內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，須自動關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)及相鄰防火分區(qū)的通風(fēng)設(shè)備，因此需設(shè)置聯(lián)動系統(tǒng)。第7.5條規(guī)定含電力電纜艙室應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，并強調(diào)設(shè)置防火門監(jiān)控系統(tǒng)。此外，鑒于電氣火災(zāi)屬于綜合管廊重點防護對象，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，使之能夠在一定電氣火災(zāi)隱患條件提前發(fā)出報警，實現(xiàn)電氣火災(zāi)早期預(yù)防。

通過以上分析，本項目火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容如下：

1）火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)。

2）防火門監(jiān)控系統(tǒng)。

3）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

其中火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)含自動滅火系統(tǒng)。

2 總體方案

2.1 形式選擇

本綜合管廊跨度相對較大，根據(jù)“綜合管廊規(guī)范”規(guī)定的防火分隔要求及工藝專業(yè)配置，每個防火分區(qū)按不超過200m劃分，整個綜合管廊劃分為44個防火分區(qū)。相鄰防火分區(qū)采用防火門和防火墻分隔。對于火災(zāi)自動報警形式選擇，根據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第3.2條規(guī)定，若采用區(qū)域報警系統(tǒng)，則無法滿足聯(lián)動控制要求；若采用集中控制系統(tǒng)，在只有1臺控制器情況下，各報警、聯(lián)動等回路距離太長，現(xiàn)有產(chǎn)品實施有一定的難度，此外施工及維護存在復(fù)雜程度大等問題。因此設(shè)計采用控制中心報警系統(tǒng)。

2.2 總體布局

根據(jù)工程布置情況，火災(zāi)自動報警設(shè)計將綜合管廊劃分為4個相對獨立區(qū)段。在本工程新建的監(jiān)控中心（排風(fēng)口-13附近）內(nèi)設(shè)置1個火災(zāi)報警控制站兼做主消防控制站，在排風(fēng)口-03、排風(fēng)口-08以及排風(fēng)口-19內(nèi)分別設(shè)置3個火災(zāi)報警控制站，分別對應(yīng)4個區(qū)段。監(jiān)控中心顯示所有火災(zāi)報警信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號，并應(yīng)能控制重要的消防設(shè)備;各火災(zāi)報警控制站內(nèi)消防設(shè)備之間可互相傳輸、顯示狀態(tài)信息，但不互相控制。各系統(tǒng)接線示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體接線示意圖

2.3 系統(tǒng)通信

目前主流產(chǎn)品的信號總線、電話總線和CAN總線等信號傳輸距離都在2km以內(nèi)，采用光纖通信能夠完成遠距離的信號傳輸。為實現(xiàn)組網(wǎng)，1#控制站作為主站，2#—4#控制站作為從站，主從站通過光纖通信完成。

每個控制站站內(nèi)含1臺電氣火災(zāi)監(jiān)控系器、1臺防火門監(jiān)控器，通過CAN總線與火災(zāi)報警控制器連接。此外區(qū)段內(nèi)各防火分區(qū)的氣體滅火裝置也通過CAN總線接入本區(qū)段控制站火災(zāi)報警控制器連接。最終達到每個控制站形成一個相對獨立的單元系統(tǒng)，并能與其余控制站通信。各防火分區(qū)內(nèi)設(shè)接線端子箱，將各防火分區(qū)非氣體防護區(qū)內(nèi)的各類總線設(shè)備接入?yún)^(qū)段火災(zāi)報警控制器。

此外，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)預(yù)留接口，接入綜合管廊的統(tǒng)一管理信息平臺。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及自動滅火系統(tǒng)

綜合管廊火災(zāi)自動報警系統(tǒng)由火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕、火災(zāi)聲光警報器、消防控制室圖形顯示裝置、火災(zāi)報警控制器、聯(lián)動控制器和自動滅火裝置等組成。結(jié)合綜合管廊環(huán)境特征，電力艙內(nèi)火災(zāi)探測器設(shè)計選擇復(fù)合型感煙感溫探測器，電纜橋架內(nèi)選擇敷設(shè)可恢復(fù)式纜式感溫探測器。

綜合管廊設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的部位主要是電力艙，以及各節(jié)點功能性區(qū)域（即除節(jié)點底層的管廊區(qū)外的部分），水信艙內(nèi)無電力電纜，可不設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。綜合管廊按照防火分區(qū)進行單元設(shè)計，每個單元內(nèi)的電力艙劃為1個氣體滅火防護區(qū)，由氣體滅火控制裝置構(gòu)成1套功能相對獨立的自動滅火子系統(tǒng)，其余部分通過接線端子箱接入報警控制器，單元接線圖如圖2所示。

自動滅火系統(tǒng)主要包含火災(zāi)探測器、氣體滅火控制裝置、氣體滅火終端模塊以及干粉滅火裝置和延時起動器等部分。當(dāng)探測器探測到火情，觸發(fā)信號通過總線傳輸?shù)綒怏w滅火控制裝置，氣體滅火控制裝置輸出信號到氣體滅火終端模塊，終端模塊驅(qū)動延時起動器，最終由延時起動器起動干粉滅火裝置，延時起動器動作信號通過輸入模塊反饋至氣體滅火控制裝置。各氣體防護區(qū)入口設(shè)置放氣指示燈、聲光警報器和緊急停止按鈕。自動滅火系統(tǒng)接線圖如圖3所示。

圖3 自動滅火系統(tǒng)接線圖

每個氣體滅火控制器可分別控制4個獨立回路，各回路所接干粉滅火裝置數(shù)量不超過8臺。根據(jù)干粉滅火裝置的有效保護范圍計算，每間隔6.5m設(shè)置1臺，則每個氣體滅火控制裝置能夠控制的范圍超過200m，能夠滿足1個防火分區(qū)內(nèi)相應(yīng)的自動滅火任務(wù)，每個防火分區(qū)根據(jù)空間布局，設(shè)置4組滅火裝置回路，出現(xiàn)火情時能夠分組進行手動或自動控制。

3.2 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)防火門設(shè)置于各節(jié)點內(nèi)，主要在防火分區(qū)軸、管廊出入口等位置，防火門數(shù)量較多且分布較為分散。

如果采用單臺防火門監(jiān)控器，則受到各類總線長度限制條件的影響。設(shè)計采用每個區(qū)段設(shè)置1臺防火門監(jiān)控器方式。防火門門磁開關(guān)、電動閉門器接入監(jiān)控模塊，模塊通過總線接入監(jiān)控器。監(jiān)控器同時監(jiān)視4路總線。監(jiān)控器通過CAN總線接入本區(qū)段火災(zāi)報警控制器。

3.3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)非消防配電箱內(nèi)有關(guān)回路設(shè)置各類電氣火災(zāi)探測器。各類配電箱基本安裝在各節(jié)點內(nèi)部，需要探測監(jiān)控的點數(shù)較多且分布于全線各節(jié)點。

如果采用單臺電氣火災(zāi)監(jiān)控器，則同防火門監(jiān)控系統(tǒng)一樣受到各類總線長度限制條件的影響。設(shè)計采用每個區(qū)段設(shè)置1臺電氣火災(zāi)監(jiān)控器，監(jiān)控器同時監(jiān)控4個剩余電流式電氣火災(zāi)探測器及測溫式電氣火災(zāi)探測器回路。監(jiān)控器通過CAN總線接入本區(qū)段火災(zāi)報警控制器。

3.4 聯(lián)動控制

綜合管廊火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制任務(wù)主要是：當(dāng)確認火災(zāi)后，防火門監(jiān)控器應(yīng)聯(lián)動關(guān)閉常開防火門，消防聯(lián)動控制器應(yīng)能聯(lián)動關(guān)閉著火分區(qū)及相鄰分區(qū)防火防煙閥及通風(fēng)設(shè)備；滅火結(jié)束后，開啟防火防煙閥及排風(fēng)設(shè)備。起動自動滅火系統(tǒng)。

此外，通過火災(zāi)聯(lián)動控制器切斷非消防電源。

4 結(jié)論

綜合管廊火災(zāi)報警系統(tǒng)通常作為監(jiān)控與報警系統(tǒng)的子系統(tǒng)考慮，但也與電氣系統(tǒng)及消防系統(tǒng)密切關(guān)聯(lián)。在火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計這一個重要環(huán)節(jié)，本文通過項目實踐闡述了系統(tǒng)總體架構(gòu)，形式選擇和功能實現(xiàn)，突出本系統(tǒng)單元設(shè)計概念、總線通信和主從控制特點，鑒于綜合管廊火災(zāi)報警文獻鮮有見刊，本文也為今后類似項目提供有益的思路。

[1] GB 50838—2015. 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50116—2013. 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[3] GB 50227—2007. 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范[S].

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Design on Fire Alarm System of an Utility Tunnel in New Urban Distric

Dong Guihua

(Kunming Engineering﹠Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co., Ltd, Kunming 650051)

The paper analyzes the feature of the utility tunnel, describes the design ideas, design the general structure of the fire alarm system. The automatic fire alarm system, the monitoring system for electric fire protection and the monitoring system for fire-proof door are listed.

utility tunnel; fire alarm system; monitoring system for electric fire protection; monitoring system for fire-proof door; automatic fire extinguishing system

董桂華（1984-），男，重慶市豐都縣人，工學(xué)碩士，高級工程師，主要從事電氣自動化技術(shù)工作。