摘要：超高層建筑主要指40層以上、高度100m以上的建筑。這類(lèi)建筑通常內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備繁多，室內(nèi)大部分裝飾品和陳設(shè)都是可燃材料。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延途徑多、速度快，人員逃生途徑少、安全疏散困難，極易造成人員傷亡?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用有助于降低超高層建筑火災(zāi)事故危害。在分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)原理及構(gòu)成的基礎(chǔ)上，對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究，旨在提高建筑防火水平，保障建筑內(nèi)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；火災(zāi)探測(cè)器

中圖分類(lèi)號(hào)：X913.4" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2024）07-0107-03

超高層建筑作為一種高效利用土地資源的建筑形式，在城市中的建設(shè)與應(yīng)用逐漸廣泛。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確規(guī)定“建筑高度大于100m的住宅建筑，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”?？梢?jiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在超高層建筑設(shè)計(jì)中的重要性，需要設(shè)計(jì)單位提高重視程度，做好設(shè)計(jì)工作，確?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)得以正常使用。

1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的原理及構(gòu)成

1.1" 原理

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理為在建筑內(nèi)安裝能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中火災(zāi)特征參數(shù)的探測(cè)器，當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到異常參數(shù)并超過(guò)設(shè)定的報(bào)警閾值時(shí)，會(huì)立即將信號(hào)傳送至火災(zāi)警報(bào)控制器，火災(zāi)警報(bào)控制器會(huì)根據(jù)接收到的信號(hào)分析火災(zāi)事故是否發(fā)生，以及火災(zāi)等級(jí)的大小，判斷是否需要啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)等，控制火勢(shì)蔓延以及降低火災(zāi)帶來(lái)的損失[1]。

1.2" 構(gòu)成

1.2.1" 火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)探測(cè)器的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)的火災(zāi)發(fā)生情況，一旦檢測(cè)到煙霧、溫度過(guò)高等情況發(fā)生時(shí)，探測(cè)器的傳感裝置部分會(huì)將火災(zāi)預(yù)警信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸給火災(zāi)報(bào)警控制器的終端系統(tǒng)，提醒值班人員建筑內(nèi)可能存在異常狀況。現(xiàn)階段，常用的火災(zāi)探測(cè)器傳感空分裝置主要以煙霧探測(cè)、溫度探測(cè)和圖像探測(cè)為主，分別通過(guò)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)的溫度情況、煙霧情況以及火焰輻射情況感知建筑內(nèi)是否存在火情，以及是否需要發(fā)送火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。得益于這些傳感裝置的應(yīng)用，火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，建筑內(nèi)布設(shè)的滅火裝置能夠第一時(shí)間對(duì)火焰做出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)快速滅火。

1.2.2" 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器主要負(fù)責(zé)接收來(lái)自火災(zāi)探測(cè)器的火情信號(hào)，以及根據(jù)火情信號(hào)做出對(duì)應(yīng)的指令，利用信號(hào)傳輸系統(tǒng)將指令信號(hào)傳輸至對(duì)應(yīng)的裝置中，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)人員的火情提示以及快速滅火等功能。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器主要分為區(qū)域報(bào)警和集中報(bào)警兩種類(lèi)型，前者主要用于建筑內(nèi)局部滅火，不與總控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，適用于單個(gè)房間、樓層火災(zāi)事故的預(yù)防和處理；而集中報(bào)警系統(tǒng)則與建筑內(nèi)的自動(dòng)消防設(shè)備整體聯(lián)動(dòng)，通過(guò)終端控制系統(tǒng)向消防設(shè)備發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)消防設(shè)備實(shí)現(xiàn)滅火。除此之外，區(qū)域報(bào)警和集中報(bào)警之間的關(guān)系為，集中報(bào)警能夠控制和命令區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，接收來(lái)自區(qū)域報(bào)警的信號(hào)；而區(qū)域報(bào)警僅能向集中報(bào)警傳遞信號(hào)或接收來(lái)自集中報(bào)警的控制指令，無(wú)法控制集中報(bào)警系統(tǒng)[2]。

1.2.3" 信號(hào)傳輸、控制和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，除直接接入系統(tǒng)的設(shè)備和裝置以外，還有部分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備無(wú)法直接接入系統(tǒng)，而是需要依靠網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、電信號(hào)等的傳輸控制和命令這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作。常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要包括水流指示器、壓力開(kāi)關(guān)、信號(hào)閥、火災(zāi)聲光報(bào)警器等，這類(lèi)設(shè)備通常自帶信號(hào)的輸入模塊與輸出模塊，但考慮到超高層建筑的樓層較高，以及火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)的情況較為復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸、控制以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員能夠切實(shí)考慮到建筑的實(shí)際情況，確保這些裝置得以正常使用。

2 建筑消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為保證建筑消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)得以正常運(yùn)行以及與建筑的實(shí)際情況相符，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，既需要做好相關(guān)設(shè)計(jì)資料的研究工作，明確建筑物的建設(shè)要求，也需要結(jié)合不同的功能需求選擇適宜的產(chǎn)品，并盡可能應(yīng)用環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)新的技術(shù)，提升火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.1" 火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)探測(cè)器作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)控制單元，主要由煙霧探測(cè)器、溫度探測(cè)器、火焰探測(cè)器等組成，每種探測(cè)器都有其適宜的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑物的具體火災(zāi)報(bào)警需求選擇或組合這些探測(cè)器，從而有效采集火災(zāi)發(fā)生數(shù)據(jù)信息?；馂?zāi)探測(cè)器能夠及時(shí)響應(yīng)外在環(huán)境的變化情況，并將收集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至控制器。不同的火災(zāi)探測(cè)器功能屬性也不同，例如，溫度探測(cè)器主要分為溫度速斷和固定溫度探測(cè)器兩類(lèi)，其中固定溫度探測(cè)器的應(yīng)用原理相對(duì)簡(jiǎn)單，當(dāng)探測(cè)器監(jiān)測(cè)到周邊環(huán)境溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，便會(huì)發(fā)出警報(bào)，而溫度速斷探測(cè)器則能夠監(jiān)測(cè)到短時(shí)間內(nèi)溫度異常升高的情況。固定溫度探測(cè)器具有可靠性高、不易受粉塵、濕度等因素影響的優(yōu)勢(shì)，誤報(bào)率通常較低，而溫度速斷探測(cè)器則具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、對(duì)環(huán)境溫度的變化極為敏感的優(yōu)勢(shì)。然而，固定溫度探測(cè)器只在環(huán)境溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)才會(huì)報(bào)警，且只能監(jiān)測(cè)溫度變化，可能會(huì)錯(cuò)過(guò)火災(zāi)初期的預(yù)警機(jī)會(huì)，以及無(wú)法捕捉到火災(zāi)初期的煙霧或火焰特征。為提高探測(cè)器準(zhǔn)確度，設(shè)計(jì)人員可以考慮綜合應(yīng)用氣體探測(cè)器和煙霧探測(cè)器，以此保證火災(zāi)探測(cè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性。除此之外，設(shè)計(jì)人員還需要科學(xué)合理布局探測(cè)器的位置，結(jié)合樓層面積、高度、空間區(qū)域位置、成本等綜合考慮與設(shè)計(jì)，從而切實(shí)保證火災(zāi)探測(cè)器得以有效發(fā)揮火災(zāi)探測(cè)作用。

2.2" 控制中心

控制中心承擔(dān)著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信息傳輸、控制命令發(fā)送、數(shù)據(jù)處理、人工控制、圖像處理等功能。操作界面是控制中心設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保證操作界面簡(jiǎn)潔，能夠直觀地呈現(xiàn)各種火災(zāi)事故的數(shù)據(jù)信息，以及火災(zāi)事故的嚴(yán)重程度。除此之外，控制中心應(yīng)具備報(bào)警處理和信息傳遞功能，確保在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，值班人員能夠第一時(shí)間將火災(zāi)事故信息發(fā)送給相關(guān)消防部門(mén)，為消防部門(mén)快速制定火災(zāi)控制與救援方案提供便利。另外，由于超高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，人員數(shù)量較多，因此控制中心的布局問(wèn)題同樣至關(guān)重要。控制中心應(yīng)建設(shè)在易于管理和監(jiān)控的區(qū)域，如建筑的管理中心、安全控制室等區(qū)域，同時(shí)，控制中心內(nèi)應(yīng)配置冗余電源和備用通信線(xiàn)路，從而保證在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，及時(shí)將探測(cè)到的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字資料傳遞給消防部門(mén)[3]。

2.3" 報(bào)警裝置

報(bào)警裝置的主要功能是將火災(zāi)信號(hào)及時(shí)傳遞給建筑內(nèi)的人員，通知人員及時(shí)撤離。從控制方式上劃分，報(bào)警裝置主要分為手動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)報(bào)警裝置兩種。手動(dòng)報(bào)警裝置是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的輔助報(bào)警裝置，通常安裝在易于觸及的位置，如樓梯口、走廊、疏散通道等，方便建筑內(nèi)人員在火災(zāi)發(fā)生的緊急情況下能夠迅速按下按鈕啟動(dòng)警報(bào)，提醒人員撤離并向控制中心報(bào)送火情信息。自動(dòng)報(bào)警裝置能夠根據(jù)接收到的來(lái)自控制中心的火情信息自動(dòng)發(fā)送警報(bào)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常自動(dòng)報(bào)警裝置與手動(dòng)報(bào)警裝置會(huì)共同使用，從而確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠準(zhǔn)確通知到每一個(gè)樓層的人員。

而從報(bào)警方式上劃分，報(bào)警裝置主要分為聲光報(bào)警、緊急廣播兩類(lèi)。聲光報(bào)警器通常安裝在建筑的各個(gè)樓層和關(guān)鍵區(qū)域，能夠通過(guò)聲音和燈光的雙重提示引起人們的注意，提醒人們快速逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。在設(shè)計(jì)聲光報(bào)警裝置時(shí)，需要考慮聲響的覆蓋范圍以及光信號(hào)的可見(jiàn)度等問(wèn)題，確保在嘈雜的環(huán)境和光線(xiàn)不足等情況下，報(bào)警信號(hào)仍能夠迅速被建筑內(nèi)人員察覺(jué)。緊急廣播系統(tǒng)通常與聲光報(bào)警系統(tǒng)配合使用，通過(guò)廣播，控制中心能夠?qū)崟r(shí)指揮建筑內(nèi)人員有序撤離并起到安撫作用，最大程度緩解逃生人群因火災(zāi)而產(chǎn)生的恐慌情緒。

2.4" 自動(dòng)噴水系統(tǒng)

自動(dòng)噴水系統(tǒng)是超高層建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的重要組成部分，也是火災(zāi)發(fā)生初期控制火情、爭(zhēng)取救援時(shí)間的主要方式。自動(dòng)噴水系統(tǒng)主要包括噴水噴頭、供水管網(wǎng)、閥門(mén)、報(bào)警閥組以及供水設(shè)備，大體分為使用水霧或水流滅火的濕式系統(tǒng)和使用壓縮空氣、氮?dú)鉁缁鸬母墒较到y(tǒng)。在布局上，自動(dòng)噴水系統(tǒng)應(yīng)覆蓋建筑內(nèi)所有的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，噴頭之間的間距以及安裝高度需要符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，避免死角和噴灑盲區(qū)，而在廚房、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)房等火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的高發(fā)區(qū)域，還需要適當(dāng)增加噴頭密度，從而保證火災(zāi)初期火情能夠迅速得到控制。除布局問(wèn)題以外，自動(dòng)噴水系統(tǒng)的供水必須穩(wěn)定可靠，可以設(shè)計(jì)消防水池作為備用水池，確保在市政供水不足或困難時(shí)自動(dòng)噴水系統(tǒng)也能夠正常運(yùn)行。此外，自動(dòng)噴水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上應(yīng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)噴水系統(tǒng)抑制火勢(shì)，通過(guò)這種雙重保障的設(shè)計(jì)方式，確保建筑內(nèi)人員能夠在火災(zāi)初期迅速逃出建筑，減少火災(zāi)造成的損失。

2.5" 疏散指示系統(tǒng)

火災(zāi)易造成人員恐慌，建筑內(nèi)部常出現(xiàn)人員秩序混亂、逃生通道擁擠的情況。為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要做好疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為建筑內(nèi)的人員提供清晰的疏散路線(xiàn)指引，確保其安全、迅速地撤離危險(xiǎn)區(qū)域。疏散指示系統(tǒng)主要由疏散指示燈、應(yīng)急照明、疏散標(biāo)志組成。其中，疏散指示燈應(yīng)安裝在建筑內(nèi)各個(gè)出口、通道、樓梯間以及其他重要節(jié)點(diǎn)位置，其安裝高度和方向需要結(jié)合建筑樓層的高度以及每一層的面積確定，從而確保在煙霧彌漫或停電情況下建筑內(nèi)人員仍能清晰可見(jiàn)。除此之外，指示燈應(yīng)具備自發(fā)光和蓄電池備用電源功能，從而在超高層建筑電路因火災(zāi)故障時(shí)仍能夠工作。應(yīng)急照明系統(tǒng)主要用于火災(zāi)等緊急情況下的照明，旨在為建筑內(nèi)人員提供清晰的疏散路線(xiàn)。應(yīng)急照明燈需要安裝在疏散通道、樓梯間、安全出口附近，要具備長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航能力，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠立即點(diǎn)亮并持續(xù)照明。疏散標(biāo)志需要設(shè)置在建筑內(nèi)最為明顯的位置，不同樓層和區(qū)域的疏散標(biāo)志應(yīng)形成統(tǒng)一的疏散導(dǎo)向系統(tǒng)，指示方向清晰，從而避免人員在緊急情況下迷失方向。除此之外，疏散標(biāo)志應(yīng)采用耐高溫、防火材料制作，避免在火災(zāi)環(huán)境下迅速損壞[4]。

3 建筑消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例分析

某超高層建筑總建筑面積約15.2萬(wàn)m2，共包含地上和地下兩部分，地上部分共45層，建筑性質(zhì)為商業(yè)辦公綜合樓，包含辦公區(qū)、餐飲區(qū)、健身區(qū)等工作娛樂(lè)區(qū)域，地下部分共3層，地下1層為餐飲區(qū)、非機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)、卸貨區(qū)及設(shè)備用房，2層和3層為機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)區(qū)。本工程中，火災(zāi)報(bào)警總控制室設(shè)在地下1層，各樓層設(shè)分區(qū)控制系統(tǒng)，分區(qū)控制系統(tǒng)與總控制系統(tǒng)相連，線(xiàn)路模式主要為環(huán)形二總線(xiàn)接線(xiàn)方式，輸入輸出模塊直接接入環(huán)形探測(cè)回路，從而在后續(xù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，即使回路某一段出現(xiàn)問(wèn)題，信號(hào)也仍然能夠通過(guò)另一方向傳遞，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)省建筑建成后的后期維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本費(fèi)用，在滿(mǎn)足消防要求的前提條件下，盡可能減少了消防控制室的數(shù)量，同時(shí)，為了節(jié)約線(xiàn)路成本費(fèi)用，在每個(gè)避難層設(shè)置區(qū)域火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)控制器，減少?gòu)拿總€(gè)探測(cè)器到集中控制室所需的線(xiàn)纜長(zhǎng)度?；馂?zāi)探測(cè)器方面，餐飲區(qū)主要設(shè)計(jì)溫度探測(cè)器，通過(guò)感知環(huán)境溫度的異常升高發(fā)出報(bào)警信號(hào)，電梯間、設(shè)備機(jī)房等區(qū)域主要設(shè)計(jì)煙霧探測(cè)器、氣體探測(cè)器，同時(shí)，其他區(qū)域也結(jié)合區(qū)域的特定類(lèi)型分別設(shè)計(jì)了不同的火災(zāi)探測(cè)器，確保能夠第一時(shí)間識(shí)別火情。除此之外，為了能夠在火災(zāi)初期迅速控制火情，本建筑內(nèi)各區(qū)域均設(shè)置了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其中，餐飲區(qū)由于使用明火概率較高，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大，因此特別設(shè)計(jì)了布置密集的濕式自動(dòng)噴水系統(tǒng)，覆蓋餐飲區(qū)的每一個(gè)角落，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速滅火。整棟大樓均設(shè)計(jì)了疏散指示系統(tǒng)，應(yīng)急照明和指示燈、指示燈等遍布每個(gè)樓層的走廊、通道、樓梯間和安全出口處，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠第一時(shí)間為人員疏散提供清晰的指引。

4 結(jié)束語(yǔ)

超高層建筑由于具有滅火困難、安全疏散不易等特點(diǎn)，因此火災(zāi)事故的發(fā)生會(huì)給建筑內(nèi)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。為降低火災(zāi)事故的影響，在建筑內(nèi)做好火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有利于預(yù)防嚴(yán)重火災(zāi)事故的發(fā)生，為火情控制和滅火工作奠定良好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員需要做好火災(zāi)探測(cè)器、控制中心、報(bào)警裝置、自動(dòng)噴水系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)，并充分考慮到超高層建筑的特點(diǎn)，保證火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)有效起到火情控制作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王雨晴，吳榮華，陳霄.智能大廈消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的分析探討[J].電子質(zhì)量，2022（5）：102-105.

[2]呂露，張鵬.簡(jiǎn)析高層建筑消防給排水設(shè)計(jì)實(shí)踐與探討[J].中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 工業(yè)A，2023（10）：168-171.

[3]管越.高層住宅的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2021（9）：31-32.

[4]付明民，王堅(jiān).某超高層建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].建筑電氣，2023，42（5）：38-41.