杜 懿 凡

(中國中建設(shè)計集團有限公司, 北京 100037)

0 引 言

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(簡稱火災(zāi)報警系統(tǒng))是民用建筑諸多電氣系統(tǒng)中必不可少的一個子系統(tǒng)。能否及時、準(zhǔn)確地警報火災(zāi)事故的發(fā)生以及切實有效地聯(lián)動滅火設(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火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。火災(zāi)探測器的正確選用以及系統(tǒng)總線形式的合理采用是火災(zāi)報警系統(tǒng)實現(xiàn)快速準(zhǔn)確報警的前提,而對水、暖專業(yè)消防設(shè)備工作模式、控制原理、聯(lián)動方式等的理解掌握是火災(zāi)報警系統(tǒng)切實可靠聯(lián)動滅火設(shè)備實現(xiàn)快速有效滅火的重要保障。因此,把握民用建筑中火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的要點和難點,是做好火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的關(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)報警系統(tǒng)的系統(tǒng)形式分為區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)以及控制中心報警系統(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)無需設(shè)置排煙風(fēng)機、噴淋泵、消火栓泵等需要聯(lián)動控制的消防設(shè)備,僅需設(shè)置火災(zāi)報警設(shè)備的建筑物,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用區(qū)域報警系統(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、甲等劇場等這些大型民用建筑內(nèi),不僅需要設(shè)置火災(zāi)報警設(shè)備,還需要設(shè)置聯(lián)動控制的消防設(shè)備,且這些報警設(shè)備和聯(lián)動設(shè)備的總數(shù)滿足一臺火災(zāi)報警及聯(lián)動控制器時,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用集中報警系統(tǒng),此時相應(yīng)的建筑物內(nèi)應(yīng)設(shè)置一個消防控制室。

當(dāng)建筑物內(nèi)的報警設(shè)備和聯(lián)動設(shè)備的總數(shù)超過一臺火災(zāi)報警及聯(lián)動控制器的范圍,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)置兩個消防控制室時,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用控制中心報警系統(tǒng)。

公共建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)的形式劃分和適用場所如表1所示。

1.1.2 系統(tǒng)組成

區(qū)域報警系統(tǒng)由火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕、火災(zāi)聲光警報器及火災(zāi)報警控制器等組成。由于采用區(qū)域報警系統(tǒng)的建筑可不設(shè)置消防控制室,可將火災(zāi)報警控制器放置在有人值班的場所,如值班室、警衛(wèi)室等。區(qū)域報警系統(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應(yīng)設(shè)置火警傳輸設(shè)備。

表1 公共建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)的形式及適用場所

集中報警系統(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、消防應(yīng)急廣播、消防專用電話、防火門監(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)報警控制器、消防聯(lián)動控制器等組成。系統(tǒng)中的火災(zāi)報警控制器、消防聯(lián)動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、防火門監(jiān)控器主機、消防設(shè)備電源監(jiān)控器主機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]。

對于有兩個或以上數(shù)量消防控制室的控制中心報警系統(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)報警信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號,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)報警系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 公共建筑火災(zāi)報警系統(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)動控制消防設(shè)施的住宅建筑應(yīng)選用A類系統(tǒng);對于僅有物業(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)報警系統(tǒng)的形式及適用場所如表2所示。

1.2.2 系統(tǒng)組成

A類系統(tǒng)可由火災(zāi)報警控制器、手動火災(zāi)報警按鈕、家用火災(zāi)探測器、火災(zāi)聲光警報器、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)報警控制器、家用火災(zāi)探測器、火災(zāi)聲警報器等設(shè)備組成;C類系統(tǒng)可由家用火災(zāi)報警控制器、家用火災(zāi)探測器、火災(zāi)聲光警報器等設(shè)備組成;D類系統(tǒng)可由獨立式火災(zāi)探測報警器、火災(zāi)聲光警報器等設(shè)備組成。

表2 居住建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)的形式及適用場所

2 系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu)形式

2.1 樹形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)

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

圖2 樹形系統(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)的特點是短路隔離器與各報警設(shè)備、聯(lián)動設(shè)備之間通過手拉手式連接形成一個閉合的圓環(huán),即總線起始于消防端子箱又終止于消防端子箱。一個圓環(huán)所連接報警設(shè)備和聯(lián)動設(shè)備的總數(shù)不宜超過200點,其中每兩個短路隔離器之間所連接報警設(shè)備和聯(lián)動設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過32點,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。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)的對比

樹形總線結(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)計和實際工程應(yīng)用中都有采用,規(guī)范中也沒有對兩種系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用場所做出明確的規(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,樹形系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)可以有效降低火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,減小施工難度,節(jié)約工程成本,但由于樹形結(jié)構(gòu)其自身“不封閉”的特點,使得當(dāng)短路隔離器所連接的某個報警設(shè)備或聯(lián)動設(shè)備故障時,故障設(shè)備后的其余設(shè)備無法正常使用。

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,使得當(dāng)短路隔離器所連接的某個報警設(shè)備或聯(lián)動設(shè)備故障時,故障設(shè)備后的其余設(shè)備可以通過環(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)報警系統(tǒng)的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)形式的選用可以視項目重要程度、建筑規(guī)模大小而定。對于重要程度相對較低、建筑規(guī)模較小的項目,系統(tǒng)總線可采用樹形結(jié)構(gòu);對于重要程度相對較高、建筑規(guī)模較大的項目,系統(tǒng)總線可采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。

3 高大空間場所火災(zāi)探測器的選用

在民用建筑中常常會出現(xiàn)一些高大空間場所,如劇場建筑中的觀眾廳和舞臺空間、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)探測器也不同。

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

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

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

4 高大空間場所火災(zāi)探測器的設(shè)置

4.1 吸氣式感煙火災(zāi)探測器的設(shè)置

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

4.2 紅外對射感煙火災(zāi)探測器的設(shè)置

紅外對射感煙火災(zāi)探測器又稱為線性光束感煙火災(zāi)探測器,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,接收器所接收到的光強度會發(fā)生改變,報警器以此判斷煙霧的存在,并發(fā)出報警信號。探測器應(yīng)設(shè)置在建筑頂部,采用分層組網(wǎng)的探測方式,當(dāng)建筑高度不超過16 m時,在6～7 m增設(shè)一層探測器。當(dāng)建筑高度超過16 m但不超過26 m時,在6～7 m和11～12 m處各增設(shè)一層探測器。紅外對射感煙火災(zāi)探測器布置示意圖如圖5所示。

圖5 紅外對射感煙火災(zāi)探測器布置示意圖

5 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計中爭議問題分析

每位設(shè)計人員對規(guī)范的解讀不同,在火災(zāi)報警系統(tǒng)實際設(shè)計過程中對規(guī)范中的部分條款存在著一些爭議。針對設(shè)計過程中所遇到的一些爭議問題,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) 爭議問題一:如果建筑內(nèi)按規(guī)范可不設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng),但建筑專業(yè)設(shè)置少量防火卷簾門,電氣專業(yè)是否應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。按照規(guī)范,此建筑物內(nèi)不設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng),可采用自帶火災(zāi)探測器接口的卷簾門控制箱直接控制卷簾門動作,不需再額外設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

(2) 爭議問題二:是否所有設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建筑都要設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)和防火門監(jiān)控系統(tǒng)。對此問題,筆者認(rèn)為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)形式為“集中報警系統(tǒng)”或“控制中心報警系統(tǒng)”,即設(shè)有消防控制室的項目應(yīng)設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)和防火門監(jiān)控系統(tǒng)。因為標(biāo)準(zhǔn)GB 50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中附錄A表A中對防火門、消防電源的狀態(tài)要求監(jiān)控。

(3) 爭議問題三: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)測點和參數(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),這樣不利于對消防設(shè)備電源的有效監(jiān)管;② 消防產(chǎn)品實現(xiàn)強制性產(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

民用建筑中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命、財產(chǎn)安全,只要從電氣設(shè)計安全、可靠的角度出發(fā),結(jié)合相應(yīng)國家規(guī)范,抓住設(shè)計中的重點和難點,就可以把電氣設(shè)計做好。