杜 懿 凡

(中國(guó)中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司, 北京 100037)

0 引 言

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng))是民用建筑諸多電氣系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)子系統(tǒng)。能否及時(shí)、準(zhǔn)確地警報(bào)火災(zāi)事故的發(fā)生以及切實(shí)有效地聯(lián)動(dòng)滅火設(shè)備,使火災(zāi)事故控制、消滅在初期甚至是極早期是衡量一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)[1-2]?；馂?zāi)探測(cè)器的正確選用以及系統(tǒng)總線形式的合理采用是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確報(bào)警的前提,而對(duì)水、暖專業(yè)消防設(shè)備工作模式、控制原理、聯(lián)動(dòng)方式等的理解掌握是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)切實(shí)可靠聯(lián)動(dòng)滅火設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速有效滅火的重要保障。因此,把握民用建筑中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和難點(diǎn),是做好火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

1 系統(tǒng)形式的確立及系統(tǒng)組成

1.1 公共建筑

1.1.1 系統(tǒng)形式的確立

公共建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的系統(tǒng)形式分為區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)以及控制中心報(bào)警系統(tǒng)3種。例如一些小型多層民用建筑,在自然排煙和防煙條件滿足,建筑物內(nèi)無(wú)需設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)、噴淋泵、消火栓泵等需要聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,僅需設(shè)置火災(zāi)報(bào)警設(shè)備的建筑物,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用區(qū)域報(bào)警系統(tǒng),可不設(shè)置消防控制室。

一類、二類高層,如大型商業(yè)、餐飲、甲等劇場(chǎng)等這些大型民用建筑內(nèi),不僅需要設(shè)置火災(zāi)報(bào)警設(shè)備,還需要設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,且這些報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)滿足一臺(tái)火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制器時(shí),火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用集中報(bào)警系統(tǒng),此時(shí)相應(yīng)的建筑物內(nèi)應(yīng)設(shè)置一個(gè)消防控制室。

當(dāng)建筑物內(nèi)的報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)超過(guò)一臺(tái)火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制器的范圍,或建筑物因道路、河流等自然條件被明顯地分為兩部分,設(shè)置兩個(gè)消防控制室時(shí),火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。

公共建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式劃分和適用場(chǎng)所如表1所示。

1.1.2 系統(tǒng)組成

區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、火災(zāi)聲光警報(bào)器及火災(zāi)報(bào)警控制器等組成。由于采用區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)的建筑可不設(shè)置消防控制室,可將火災(zāi)報(bào)警控制器放置在有人值班的場(chǎng)所,如值班室、警衛(wèi)室等。區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)可設(shè)置消防控制室圖形顯示裝置,當(dāng)系統(tǒng)未設(shè)置消防控制室圖形顯示裝置時(shí)應(yīng)設(shè)置火警傳輸設(shè)備。

表1 公共建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式及適用場(chǎng)所

集中報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、火災(zāi)聲光警報(bào)器、消防應(yīng)急廣播、消防專用電話、防火門(mén)監(jiān)控器、消防設(shè)備電源監(jiān)控器、消防控制室圖形顯示裝置、火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器等組成。系統(tǒng)中的火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器和消防控制室圖形顯示裝置、消防應(yīng)急廣播的控制裝置、消防專用電話總機(jī)、防火門(mén)監(jiān)控器主機(jī)、消防設(shè)備電源監(jiān)控器主機(jī)等起集中控制作用的消防設(shè)備,應(yīng)設(shè)置在消防控制室內(nèi)[3]。

對(duì)于有兩個(gè)或以上數(shù)量消防控制室的控制中心報(bào)警系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)確立主消防控制室和分消防控制室,通常把靠近重要消防設(shè)備如自動(dòng)噴淋泵、消火栓泵等的消防控制室設(shè)置為主消防控制室。主消防控制室應(yīng)能顯示所有火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和聯(lián)動(dòng)控制狀態(tài)信號(hào),各分消防控制室內(nèi)消防設(shè)備之間可互相傳輸、顯示狀態(tài)信息,但不應(yīng)互相控制。公共建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 公共建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)組成

1.2 居住建筑

1.2.1 系統(tǒng)形式的確立

居住建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式分為A類、B類、C類、D類4種。大型居住小區(qū)、超高層居住建筑等有物業(yè)集中監(jiān)控管理且設(shè)有需聯(lián)動(dòng)控制消防設(shè)施的住宅建筑應(yīng)選用A類系統(tǒng);對(duì)于僅有物業(yè)集中監(jiān)控管理的住宅建筑可選用A類或B類系統(tǒng);沒(méi)有物業(yè)集中監(jiān)控管理的住宅建筑選用C類系統(tǒng);別墅式住宅和已投入使用的住宅建筑可選用D類系統(tǒng)。居住建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式及適用場(chǎng)所如表2所示。

1.2.2 系統(tǒng)組成

A類系統(tǒng)可由火災(zāi)報(bào)警控制器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、家用火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)聲光警報(bào)器、應(yīng)急廣播等設(shè)備組成;B類系統(tǒng)可由控制中心監(jiān)控設(shè)備、家用火災(zāi)報(bào)警控制器、家用火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)聲警報(bào)器等設(shè)備組成;C類系統(tǒng)可由家用火災(zāi)報(bào)警控制器、家用火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)聲光警報(bào)器等設(shè)備組成;D類系統(tǒng)可由獨(dú)立式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警器、火災(zāi)聲光警報(bào)器等設(shè)備組成。

表2 居住建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式及適用場(chǎng)所

2 系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu)形式

2.1 樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)形式分為樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)和環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)。樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的短路隔離器與短路隔離器之間通過(guò)總線連接作為系統(tǒng)的“樹(shù)干”,各報(bào)警設(shè)備、聯(lián)動(dòng)設(shè)備之間通過(guò)總線連接作為系統(tǒng)的“樹(shù)枝”。一條“樹(shù)干”所連接報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)不宜超過(guò)200點(diǎn),一條“樹(shù)枝”所連接報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過(guò)32點(diǎn),即每一總線回路(每一樹(shù)干)一般連接的總線短路隔離器數(shù)量為6個(gè)[4]。樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的另一種總線結(jié)構(gòu)形式為環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)。環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是短路隔離器與各報(bào)警設(shè)備、聯(lián)動(dòng)設(shè)備之間通過(guò)手拉手式連接形成一個(gè)閉合的圓環(huán),即總線起始于消防端子箱又終止于消防端子箱。一個(gè)圓環(huán)所連接報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)不宜超過(guò)200點(diǎn),其中每?jī)蓚€(gè)短路隔離器之間所連接報(bào)警設(shè)備和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過(guò)32點(diǎn),即每一總線回路(每一圓環(huán))一般連接的總線短路隔離器數(shù)量為6個(gè)。環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 兩種系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的對(duì)比

樹(shù)形總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和環(huán)形總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在當(dāng)前的設(shè)計(jì)和實(shí)際工程應(yīng)用中都有采用,規(guī)范中也沒(méi)有對(duì)兩種系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用場(chǎng)所做出明確的規(guī)定或限制。這兩種系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)在減小故障影響范圍和降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度上各有特點(diǎn),樹(shù)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)可以有效降低火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,減小施工難度,節(jié)約工程成本,但由于樹(shù)形結(jié)構(gòu)其自身“不封閉”的特點(diǎn),使得當(dāng)短路隔離器所連接的某個(gè)報(bào)警設(shè)備或聯(lián)動(dòng)設(shè)備故障時(shí),故障設(shè)備后的其余設(shè)備無(wú)法正常使用。

環(huán)形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)雖然在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上相比樹(shù)形結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工難度上略有增大,工程成本上略有增加,但由于環(huán)形結(jié)構(gòu)其自身“閉合”的特點(diǎn),使得當(dāng)短路隔離器所連接的某個(gè)報(bào)警設(shè)備或聯(lián)動(dòng)設(shè)備故障時(shí),故障設(shè)備后的其余設(shè)備可以通過(guò)環(huán)的另一側(cè)連接設(shè)備,使故障設(shè)備后的其余設(shè)備可以正常工作。

因此,火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)形式的選用可以視項(xiàng)目重要程度、建筑規(guī)模大小而定。對(duì)于重要程度相對(duì)較低、建筑規(guī)模較小的項(xiàng)目,系統(tǒng)總線可采用樹(shù)形結(jié)構(gòu);對(duì)于重要程度相對(duì)較高、建筑規(guī)模較大的項(xiàng)目,系統(tǒng)總線可采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。

3 高大空間場(chǎng)所火災(zāi)探測(cè)器的選用

在民用建筑中常常會(huì)出現(xiàn)一些高大空間場(chǎng)所,如劇場(chǎng)建筑中的觀眾廳和舞臺(tái)空間、大型商業(yè)建筑的前廳、展覽建筑的展廳等,這些高大空間場(chǎng)所的層高通常都在12 m以上,有的甚至可以達(dá)到18 m,存在著使用功能、層高、空間形狀的差異,故選用的火災(zāi)探測(cè)器也不同。

在劇場(chǎng)建筑中,演出時(shí)經(jīng)常會(huì)伴有一些舞臺(tái)燈光及舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備吊桿的升降;在大型商業(yè)建筑中,考慮到重大節(jié)假日期間會(huì)在前廳等高大空間場(chǎng)所懸掛一些條幅、彩帶來(lái)增加節(jié)日氣氛,因此對(duì)于此類空間存在遮擋物的高大空間場(chǎng)所,線性光束感煙探測(cè)器不再適用,而應(yīng)選用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器或雙波段圖像型火災(zāi)探測(cè)器。

展覽建筑、博物館建筑中的展廳,考慮到吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的吸氣管會(huì)影響展廳的美觀和空氣采樣管布置時(shí)的一些難度,此時(shí)選擇線性光束感煙探測(cè)器顯得更合理。

因此,合理選擇高大空間場(chǎng)所的火災(zāi)探測(cè)器,以便及時(shí)、可靠地探測(cè)火災(zāi)發(fā)生。

4 高大空間場(chǎng)所火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置

4.1 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置

吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器又稱為極早期感煙火災(zāi)探測(cè)器,通過(guò)空氣采樣管把保護(hù)區(qū)的空氣吸入探測(cè)器進(jìn)行分析從而進(jìn)行火災(zāi)早期預(yù)警的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器主要由吸氣泵、探測(cè)器和采樣管組成。采樣管一般采用水平和垂直結(jié)合的布管方式,并應(yīng)保證至少有兩個(gè)采樣孔在16 m以下。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器空氣采樣管布置示意圖如圖4所示。

圖4 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器空氣采樣管布置示意圖

4.2 紅外對(duì)射感煙火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置

紅外對(duì)射感煙火災(zāi)探測(cè)器又稱為線性光束感煙火災(zāi)探測(cè)器,包括紅外發(fā)射端與接收端,當(dāng)其所屬發(fā)射器與接收器之間的紅外線被煙霧遮擋時(shí),接收器所接收到的光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生改變,報(bào)警器以此判斷煙霧的存在,并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在建筑頂部,采用分層組網(wǎng)的探測(cè)方式,當(dāng)建筑高度不超過(guò)16 m時(shí),在6～7 m增設(shè)一層探測(cè)器。當(dāng)建筑高度超過(guò)16 m但不超過(guò)26 m時(shí),在6～7 m和11～12 m處各增設(shè)一層探測(cè)器。紅外對(duì)射感煙火災(zāi)探測(cè)器布置示意圖如圖5所示。

圖5 紅外對(duì)射感煙火災(zāi)探測(cè)器布置示意圖

5 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中爭(zhēng)議問(wèn)題分析

每位設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范的解讀不同,在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)規(guī)范中的部分條款存在著一些爭(zhēng)議。針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的一些爭(zhēng)議問(wèn)題,提供一些行業(yè)內(nèi)大多數(shù)專家普遍認(rèn)可的解決措施。

(1) 爭(zhēng)議問(wèn)題一:如果建筑內(nèi)按規(guī)范可不設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),但建筑專業(yè)設(shè)置少量防火卷簾門(mén),電氣專業(yè)是否應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。按照規(guī)范,此建筑物內(nèi)不設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),可采用自帶火災(zāi)探測(cè)器接口的卷簾門(mén)控制箱直接控制卷簾門(mén)動(dòng)作,不需再額外設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

(2) 爭(zhēng)議問(wèn)題二:是否所有設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的建筑都要設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)和防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)此問(wèn)題,筆者認(rèn)為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)形式為“集中報(bào)警系統(tǒng)”或“控制中心報(bào)警系統(tǒng)”,即設(shè)有消防控制室的項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)和防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中附錄A表A中對(duì)防火門(mén)、消防電源的狀態(tài)要求監(jiān)控。

(3) 爭(zhēng)議問(wèn)題三:是否可利用電力監(jiān)控系統(tǒng)替代消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)。筆者認(rèn)為不可以用電力監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)替代消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng),主要原因有以下方面:① 消防控制室需要監(jiān)測(cè)的是消防設(shè)備主、備電源的狀態(tài),而電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和參數(shù)較多,既包括消防設(shè)備電源的電氣參數(shù),又有非消防設(shè)備電源的電氣參數(shù),這樣不利于對(duì)消防設(shè)備電源的有效監(jiān)管;② 消防產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證,與電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的相關(guān)要求有所差別。

6 結(jié) 語(yǔ)

民用建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全,只要從電氣設(shè)計(jì)安全、可靠的角度出發(fā),結(jié)合相應(yīng)國(guó)家規(guī)范,抓住設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),就可以把電氣設(shè)計(jì)做好。