火災自動報警及其聯(lián)動系統(tǒng)的設計

火災自動報警及其聯(lián)動系統(tǒng)的設計

1.與其他系統(tǒng)的集成中國的自動消防救援行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了30多年，行業(yè)總體水平達到或接近世界水平，但在目前的情況下，也存在一些問題。例如，作為一個相對獨立的系統(tǒng)，它是否與其他系統(tǒng)的有機結(jié)合得到更好的實現(xiàn)。另外我國目前從事火災自動報警設計的設計師往往是兼顧強電和弱電設計,無法做到對其中的每一個子系統(tǒng)都做到深入了解,導致有了很好的報警設備卻沒有合理的系統(tǒng)設計。本文正是研究火災自動報警系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的功能要求及設計方式及火災自動報警系統(tǒng)與智能建筑的聯(lián)系。2.自動自動報警系統(tǒng)的設計2.1智能建筑產(chǎn)品選型火災自動報警系統(tǒng)探測火災隱患,肩負安全防范重任,是智能建筑中建筑自動化系統(tǒng)(BA)的重要子系統(tǒng)?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)設計首先必須符合《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-98(以下簡稱《規(guī)范》)的要求,同時也要適應智能建筑的特點,合理選配產(chǎn)品,做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)一般分三種形式設計:區(qū)域火災自動報警系統(tǒng),集中火災自動報警系統(tǒng)和控制中心報警系統(tǒng)。就智能建筑的基本特點,控制中心報警系統(tǒng)是最適用的方式。智能建筑中火災自動報警系統(tǒng)的設計要點是:根據(jù)被保護對象發(fā)生火災時燃燒的特點確定火災類型;根據(jù)所需防護面積部位;按照火災探測器的總數(shù)和其他報警裝置(如手報)數(shù)量確定火災報警控制器的總?cè)萘?按劃分的報警區(qū)域設置區(qū)域報警控制器;根據(jù)消防設備確定聯(lián)動控制方式;按防火滅火要求確定報警和聯(lián)動的邏輯關系;最后還要考慮火災自動報警系統(tǒng)與智能建筑“3AS”(建設設備自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng))的適應性。2.2劃分的科學性報警區(qū)域的按照智能建筑的保護等級、耐火等級,合理正確的劃分。規(guī)范規(guī)定“報警區(qū)域應根據(jù)防火分區(qū)或樓層劃分。”也就是說在報警區(qū)域,也可以將同層的幾個防火分區(qū)劃為一個報警區(qū)域。2.3火災自動報警控制器容量火災自動報警控制器是火災自動報警系統(tǒng)的中樞,它接受信號并做出分析判斷,一旦發(fā)生火災,它立即發(fā)出火警信號并啟動相應的消防設備。計算機技術的發(fā)展使傳統(tǒng)的開關量多線制火災自動報警系統(tǒng)被模擬量總線制火災自動報警系統(tǒng)所代替,目前智能火災自動報警系統(tǒng)也得到了廣泛應用,模擬量總線制火災自動報警系統(tǒng)和智能火災報警系統(tǒng)都是在計算機技術基礎上發(fā)展起來的,都可以被智能建筑所選用。區(qū)域火災報警控制器一般按防火分區(qū)設置,其容量的確定,主要取決于本報警區(qū)域內(nèi)編址探測設備的數(shù)量。報警區(qū)域編址探測設備,不單指感煙感溫或其它種類火災探測器的數(shù)量,還包括該報警區(qū)域內(nèi)手動報警按鈕,消火栓報警按鈕以及通過控制模塊轉(zhuǎn)換信號的水流批示器,水壓力開關等。例如某型號火災報警控制器的容量為4回路×128探測點,即每個控制回路可控制128個編址探測點,智能建筑中某報警區(qū)域編址設備總數(shù)為400個,則該火災自動報警控制器正好滿足區(qū)域報警要求。假設該報警區(qū)域內(nèi)有600個探測編址點,顯然需要二臺該型號控制器(一般這種情況下,應選用單臺容量滿足600個探測編址點要求的產(chǎn)品作區(qū)域報警控制器)。一般火災報警控制器標示容量都是單臺控制器的最大容量,為了保證火災自動報警系統(tǒng)既能高效率又能高可靠性的工作,實際設計各回路探測點時要考慮一定的信息余量。關于這一點,G50106-98第5.1.2條有明確規(guī)定。綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)與建筑施工等因素影響,火災自動報警系統(tǒng)中區(qū)域火災報警器每回路實際設計容量應為標稱容量的80~50%。2.4火災探測器的設計和選擇2.4.1火災探測器分類火災探測器是火災自動報警系統(tǒng)對象分為感煙火災探測器、感溫火災探測器、感光火災煙溫復合式火災探測器以及氣體火災探測器,按其測控范圍又可分為點型火災探測器和線型火災探測器兩大類。點型火災探測器只能對警戒范圍中某一點周圍的溫度、煙等參數(shù)進行控制,如點型離子感、點型紫光火焰火災探測器、點型感溫火災探測器等,線型火災探測器則可以對警戒范圍中某一線路周圍煙霧、溫度進行探測,如紅外光束線型火災探測器,激光線型火災探測器,纜式線型感溫火災探測器等,常用火災探測器性能特點及適用范圍如表1所示。智能建筑中應以感煙火災探測器選用為主,個別不宜選用感煙火災探測器的場所,應該選用感溫火災探測器。2.4.2根據(jù)是否涉及的探測區(qū)域設置探測標準規(guī)定:火災探測區(qū)域一般以獨立的房間劃分探測區(qū)域內(nèi)的每個房間內(nèi)至少應設置一只探測器。在敞開或封閉的樓梯間、消防電梯前室、走道、坡道、管道井、悶頂、夾層等場所都應單獨劃分的探測區(qū)域,設置相應探測器、內(nèi)部空間開闊且門口有燈光顯示裝置的大面積房間可劃分一個的探測區(qū)域,但其最大面積不能超過1000m2。探測器的設置一般按保護面積確定,每只探測器保護面積和保護半徑確定,要考慮房間高度、屋頂坡度、探測器自身靈敏度三個主要因素的影響,但在有梁的頂棚上設置探測器時必需考慮到梁突出頂棚影響,如表2所示。另外,在設置火災探測器時,還要考慮智能建筑內(nèi)部走道寬度、至端墻的距離、至墻壁梁邊距離、空調(diào)通風口距離以及房間隔情況等的影響。2.4.3探測器保護面積計算首先確定一個探測區(qū)域所需設置的探測器數(shù)量,其計算公式為:式中:N—探測器數(shù)量(只),取整數(shù);S—-該探測區(qū)域的面積(m2)A—-探測器的保護面積(m2)K—-修正系數(shù);特級保護對象取0.7~0.8;一級保護對象取0.8~0.9;二級保護對象取0.9~1.0.注:感煙和感溫探測器均以此公式計算。智能建筑內(nèi)全部探測區(qū)域所需和即為該建筑需要配置的探測器總數(shù)量。2.5智能建筑自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制的應用火災時,火災報警控制器發(fā)出報警信息,消防聯(lián)動控制根據(jù)火災信息聯(lián)動邏輯關系,輸出聯(lián)動信號,啟動有關消防設備實施防火滅火。消防聯(lián)動必須在“自動”和“手動”狀態(tài)下均能實現(xiàn)。在自動情況下,智能建筑中的火災自動報警系統(tǒng)按照預先編制的聯(lián)動邏輯關系,在火災報警確認后,輸出自動控制指令,啟動相關設備動作,同時向BA系統(tǒng)及時傳輸、顯示火災報警信息,且能接收必要的其它信息,這樣也能更好地監(jiān)控火災現(xiàn)場情況、消防聯(lián)動設備的運行狀態(tài)、消防疏散通道情況等等。聯(lián)動控制的對象有防、排煙設備、機電設備、滅火系統(tǒng),通過火災報警信號傳至消防控制器發(fā)出指令,使設在現(xiàn)場的聯(lián)動控制模塊動作。操作方式有自控、遠控、現(xiàn)地三種。消防設備及其聯(lián)動要求見表32.5.2開發(fā)自動排放控制系統(tǒng)水噴淋滅火系統(tǒng)中濕式報警閥的壓力開關、水流指示器、安全信號閥、噴淋泵等設備的選擇,均需要與火災自動報警系統(tǒng)進行配合設計。火災發(fā)生時,自動開啟濕式報警閥和啟動供水泵后,向開式灑水噴頭供水的自動噴水滅火系統(tǒng)。開式噴水滅火系統(tǒng)的一個顯著特點為:需要火災自動報警系統(tǒng)的火災探測器發(fā)出報警信號,控制開啟濕式報警閥,由火災自動報警控制器將自動控制信號傳輸至聯(lián)動控制臺,在聯(lián)動控制臺實現(xiàn)自動和手動啟動供水泵等。開啟濕式報警閥有兩種控制方式:第一種是由滅火系統(tǒng)保護區(qū)內(nèi)就近的感煙、感溫探測器組成“與”門,當其均動作時,通過控制電路控制開啟濕式報警閥并返回動作信號;第二種是由噴水滅火系統(tǒng)保護的防火分區(qū)內(nèi)任意火災探測器報警,并確認火災后,由火災自動報警控制器發(fā)出控制信號至輸入輸出模塊,開啟濕式報警閥,并返回動作信號。2.5.3防煙和煙風機關閉建筑物防煙設備的作用是防止煙氣侵入安全疏散通道,而排煙設備的作用是消除煙氣大量積聚并防止煙氣擴散到安全疏散通道。因此防、排煙設計是綜合防災的必要組成部分。防煙和排煙系統(tǒng)主要由防煙防火閥、防煙與排煙風機、管路、風口等組成?，F(xiàn)在防煙和排煙風機總管道上的防煙防火閥溫度達到280℃時,其閥門自動關閉,并輸出電接點信號的功能,行程開關輸出接點可直接聯(lián)動防煙和排煙風機關閉。按照《規(guī)范》規(guī)定,在電動防火閥處設置控制模塊,火災報警后用控制模塊開啟相應防煙分區(qū)內(nèi)的加壓送風口或排煙口的電動防火閥,關閉有關部位的空調(diào)送風系統(tǒng),并返回動作信號。防煙和排煙風機的開啟,應將自動聯(lián)動控制信號經(jīng)聯(lián)動控制線傳輸至聯(lián)動控制臺,同樣按照《規(guī)范》的規(guī)定,聯(lián)動控制臺上除設自動控制外還應設手動直接控制裝置。聯(lián)動控制臺與防煙和排煙風機控制箱之間應設多線制聯(lián)動控制線,做到在聯(lián)動控制臺能自動和手動控制防煙和排煙風機的啟、停,顯示風機狀態(tài)信號和消防供電電源的工作狀態(tài)。設計中應注意以下問題:(1)各類閥門的操作機構(gòu)一般應為電磁鐵,工作電壓為直流24V,動作電流須限制在700mA以內(nèi),直接由火災自動報警系統(tǒng)的有源聯(lián)動模塊驅(qū)動。否則不僅易損壞聯(lián)動模塊,還會影響系統(tǒng)的正常供電,因此事先須向設備廠提出要求,到貨時進行檢驗。(2)控制方式采用一個聯(lián)動模塊控制一個閥或一個聯(lián)動模塊順序控制多個閥門兩種方式,但后者若某一只閥門的微動開關接觸不良則影響到后面的閥門均無法打開,從而降低了控制回路的可靠性。雖然一對一方式所需的聯(lián)動模塊多、造價高,但安全可靠。對于一對一控制方式中出現(xiàn)的同時動作問題,可在聯(lián)動控制程序軟件中加以解決。2.5.4器組防火卷的控制兩個防火分區(qū)之間設置防火卷簾和防火門,是阻止煙、火勢蔓延的防火隔斷設備。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定,在疏散通道上的防火卷簾應在卷簾兩則設感煙、感溫探測器組,在其任意一側(cè)感煙探測器動作后,通過報警總線上的控制模塊控制防火卷簾降至距地面1.8m,感溫探測器動作后,防火卷簾下降到到底;作為防火分區(qū)分隔的防火卷簾,當任一側(cè)防火分區(qū)內(nèi)火災探測器動作后,防火卷簾應一次下降到底。防火卷簾兩側(cè)都應設置手動控制按鈕,在探測器組誤動作時,能強制開啟防火卷簾。當防火卷簾旁設有水幕噴水系統(tǒng)保護時,應同時啟動水幕電磁閥和噴淋泵?；馂奶綔y器的動作信號及防火卷簾的關閉信號應送至消防控制室顯示。2.5.5音頻傳輸網(wǎng)絡控制火災事故廣播系統(tǒng)通常采用獨立的廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)配置有專用的廣播擴音機、廣播控制盤、分路切換盒、音頻傳輸網(wǎng)絡及揚聲器等。控制方式有自動播音和手動播音兩種方式。手動播音控制方式對系統(tǒng)調(diào)試和運行維護較方便。當火災事故廣播與建筑物內(nèi)廣播音響系統(tǒng)合用時,可通過聯(lián)動模塊將火災疏散層的揚聲器和廣播音響擴音機等強制轉(zhuǎn)入火災事故廣播狀態(tài),即停止背景音樂廣播,播放火災事故廣播。2.5.6聯(lián)動控制模塊若大樓內(nèi)設有多部客梯和消防電梯,在發(fā)生火災時,由火災自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動模塊發(fā)出指令,不管客梯處于任何狀態(tài),電梯上按鈕將失去控制作用,客梯全部降到首層,客梯門自動打開,待梯內(nèi)人員疏散后,自動切斷客梯電源,同時將動作信號反饋至消防控制室。消防電梯降到首層后供消防人員使用。2.5.7非消防電源的切切電路《規(guī)范》規(guī)定:“消防控制室在火災確認后,應能切斷有關部位的非消防電源……”在實際工作中,火災報警后,通過聯(lián)動模塊不僅需切斷本層,還需切斷其上下層的非消防電源。2.6與其它網(wǎng)絡的融合由于火災自動報警系統(tǒng)的特殊地位,使得它的布線安裝方面有別與智能建筑的其它控制系統(tǒng),火災自動報警系統(tǒng)的傳輸線路的線芯截面選擇,除了應滿足自動報警裝置的技術條件外,還應滿足機械強度的要求,還要采取穿管保護,暗敷或采取阻燃措施,此外更重要的是宜與其它電力、照明用的低壓配電線路電纜豎井分別設置,要使其傳輸網(wǎng)絡不與其它傳輸網(wǎng)絡共用。目前智能建筑內(nèi),火災自動報警及消防控制系統(tǒng)還不能完全融合于結(jié)構(gòu)化綜合布線內(nèi),即使某些綜合布線產(chǎn)品支持火災報警與消防控制系統(tǒng),也必須加以認真分析和測試,甚至要獲得國家消防產(chǎn)品監(jiān)測部門的認可,為了更好地滿足智能建筑功能要求,能使所有弱電系統(tǒng)均納入結(jié)構(gòu)化綜合布線中,應盡快開發(fā)研制出滿足各種線徑和不同傳輸信號要求的綜合布線系列產(chǎn)品。同時,火災自動報警及消防控制系統(tǒng)標準化方面也應當考慮與綜合布線系統(tǒng)模塊連接方式,以及信息傳輸和信號處理方式的標準化。2.7增設合資控制室消防控制室可單獨設置,但智能建筑為了實現(xiàn)整個建筑弱電系統(tǒng)的信息共享和集中統(tǒng)一管理,整個集成系統(tǒng)按實際工作要求設置多個用戶操作管理中心,如保安監(jiān)控中心,主要設備有數(shù)據(jù)采集服務器、系統(tǒng)服務器、閉路監(jiān)視器、火災自動報警及消防聯(lián)動控制器、設備運行自動化管理系統(tǒng)主機等,智能建筑消防控制室往往與BA、SA系統(tǒng)合用控制室。采取合用控制室設計,有利于集中統(tǒng)一地進行監(jiān)控和管理,即可節(jié)省大量人力,又可提高管理水平。在智能建筑中消防控制室的設計除了應當滿足《規(guī)范》的有關要求外,如采用合用控制室,消防設備在室內(nèi)應占有獨立的區(qū)域,且相互間不會產(chǎn)生干擾。并且還應當具有以下功能:(1)可以訪問系統(tǒng)中每個監(jiān)控點;(2)可以完成報警和報警處理;(3)可以監(jiān)視網(wǎng)上所有設備運行狀態(tài);(4)安設定的程序完成聯(lián)動控制功能;(5)報警事件分析及處理紀錄;(6)火警建筑物圖形顯示操作,或火災現(xiàn)場的圖像監(jiān)控;(7)保安巡更功能;(8)可建立完整的設備運行檔案,制定檢修計劃。綜上所述,目前,火災自動報警系統(tǒng)由于特殊的管理要求,其報警線、聯(lián)動線、通信線基本自成體系。但是,隨著智能建筑的發(fā)展,火災自動報警系統(tǒng)日趨成熟,二者在應用上的集成將越來越密切,在智能建筑中設計火災自動報警系統(tǒng)時,一定要使二者在連接界面上相適配,使智能建筑和火災自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)在設計、施工、運行等方面以最佳方式結(jié)合起來。3.火災自動報警系統(tǒng)在我