對高層建筑消防電氣設計中若干問題的探討

一、消防電氣設計必須規范

高層建筑設計者必須熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關的設計規范主要有《高層民用建筑設計防火規范》（GB 50045—95）（2004年版，以下簡稱《高規》）、《火災自動報警系統設計規范》（GB 50116—98）（以下簡稱《報警規范》）、《民用建筑電氣設計規范》（JGJ/T16—92）（2008年版）（以下簡稱《民規》）等。前兩部是國家標準，第三部是國家建設部發布的行業標準。三部規范對高層建筑中一、二類建筑的劃分，以及對火災報警與消防聯動控制系統的設置與要求總體來講是一致的，但也各有側重，有所區別。對設計者來說，國標是帶有強制性的，必須嚴格遵守，部標或行業標準應服從國標。

二、火災報警系統基本形式的劃分及設備設置

火災報警系統的形式應根據具體設計對象來確定，設計者首先必須清楚設計對象的建筑形式、規模、分類、建筑個體的分布等諸多因素，再根據這些因素來確定火災報警系統的形式。

如表一，《報警規范》將火災報警系統劃分為三種基本形式：區域報警系統，集中報警系統和控制中心報警系統。而《民規》把報警系統分為四種基本形式：區域系統、集中系統、區域—集中系統、控制中心系統。隨著新技術的不斷出現，火災報警設備和元件在不斷更新和發展。筆者認為，報警系統設備的設置不宜復雜過多，否則會造成投資增大，可靠性降低；也不宜過于簡單，否則會達不到報警聯動要求。應該在滿足規范要求的前提下，強調注意系統的可靠性和經濟性。還應注意不要單純追求消防技術的先進性，而應結合國情充分考慮維護方便和維護水平。

三、消防聯動控制制式問題

消防聯動控制有采用多線制的，有采用總線制的。多線制是電源驅動線與信號線分開，電源、檢測、控制分別占用導線的制式。多線制一般有五線制、四線制。總線制是基于計算機技術中控制總線的原理，采用信號線與電源驅動線分時復用的方式，利用計算機編程技術來達到監測與控制的目的，總線制有三總線制和二總線制。總線制與多線制相比，有布線少、監測控制設備多等優點，目前大中型項目多采用總線制。在具體設計中選擇采用哪種制式可結合工程的具體情況而定。多線制和總線制的主要特點如表二。

四、線路的敷設問題

許多電氣設計消防線路采用穿PVC管保護，并從吊頂內走線。而《民規》第24.8.5條規定：消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應采用急照明及緊急廣播等線路，應穿金屬管保護，并暗敷在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于30mm。當必須明敷時，應在金屬管上采取防火措施。在布線要求上，《民規》與《報警規范》基本一致，只是根據《報警規范》，線路在暗敷時可采用金屬管或經阻燃處理的硬質PVC管保護。從實際情況可以看出，很多設計人員對這一條有所疏忽。

筆者認為，本條之所以沒有包括火災探測器線路，是因為探測器線路只是在火災初燃生煙發熱階段起作用，而條文中規定的消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播線路，在火災發生后一段時間內還需起作用，在這段時間內，這些線路應保證安全使用。

敷設在吊頂內的線路在發生火災時并不安全，而且吊頂內是火災多發地段。設計人員應對規范條文給予足夠的重視，在實際操作中，凡是新設計的建筑，對該條文規定的線路，一律穿金屬管或阻燃PVC管保護并在現澆板內、墻內等處暗敷走線。而在改造工程中，由于條件限制不能暗敷時，應對保護金屬管或金屬線槽采取防火措施，如刷防火涂料等。

五、消防水泵的控制啟停問題

消防水泵（包括消火栓泵、噴淋泵）是滅火手段中的重要設施，對消火栓系統而言，根據《高規》的要求，在消火栓處應能直接啟動消火栓泵。根據《報警規范》的要求，在消防控制室處也應能手動控制消火栓泵的啟停。這兩部規范從不同角度提出要求。此外，在水泵房消火栓泵附近還有一個控制箱直接控制水泵電機的啟停，這樣消火栓泵的啟動就有三處地方可控制。但此處存在兩個問題，一是消火栓泵的控制權，二是消火栓泵的啟動方式。

消火栓泵的啟動控制權即消防中心控制室、消火栓動作按鈕與泵房控制箱的主從控制關系。一般來講，應以消防控制室為主。目前很多大廈消火栓的控制方式是在泵房控制柜上設置手動、自動轉換開關，通常情況下置于自動位置。這樣設置的好處是一旦自動控制失靈，工作人員可在水泵房將轉換開關打到手動位置，直接起動消防泵，且就地維修也很方便。但是，這樣也造成了一定的負面影響：在水泵房設置轉換開關，容易引起人為的操作失誤，因為一般情況下泵房是無人值班的，萬一工作人員或其他人員將轉換開關置于手動位置，而消防中心未能及時發現，就會出現重大的消防隱患（此時消防中心和消火栓按鈕均無法啟動消防泵）。為了有效解決以上矛盾，在實際設計中，消防控制室的手動起停按鈕可不經過泵房設置的轉換開關，而直接啟動消防泵，這樣既能解決直接啟動問題，又便于消防中心統一監控。

消防控制室與消火栓動作按鈕啟動的關系和消火栓泵的啟動形式有關。消火栓泵的啟動方式一般分為兩種，第一種是在總線制聯控方式下，消火栓動作按鈕的啟動可通過設在消火栓旁的聯動接口模塊將其要求的啟動信號送至消防控制室控制臺，再從此處輸出使消火栓啟動的開關量觸點。第二種是直接將消火栓動作按鈕的開關量觸點輸出到消火栓泵啟動箱。這兩種啟動方式在實際設計中都可以運用，前一種方式接線較少，但需在總線制下對消火栓聯動模塊進行地址編碼編程來達到監測大量消火栓的目的。后一種方式簡單可靠，但還需要把消火栓動作信號返給消防控制室。設計者在具體設計中可根據實際工程規模大小來選用，工程規模大、建筑形式復雜可采用前一種啟動方式，規模小可采用后一種啟動方式。

噴淋泵的自啟動是通過各保護區的管網噴嘴玻璃球高溫下爆碎，引起管網水流流動，從而聯動報警閥壓力開關動作，達到自啟動噴淋泵的目的。通過水流指示器聯動模塊或報警閥壓力開關引線至控制室，消防控制室能準確反映其動作信號，同時控制室應能直接控制噴淋泵啟停。

六、消防控制室反映消火栓泵和噴淋泵的工作和故障狀態

根據《報警規范》的要求，消防水泵啟動后要返回已工作的信號有兩種做法。其一是取電路信號即接觸器的合閘輔助接點，其二是取物理量信號即取供水管網上的水流壓力傳感器，后者目前使用較少。關于故障信號的返回，電源斷電故障信號的反映比較清楚，其它故障信號的返回，《報警規范》、《民規》都沒有明確說明。比如消防水泵過負荷故障信號應該反映到消防控制室，但具體如何反映是在設計中應考慮的一個問題。

七、防火閥、排煙閥的控制及返回信號

《報警規范》要求在消防控制室能夠關閉防火閥。在實際設計中，選用的基本是280℃易熔環熔斷的防火閥，建議將防火閥做成電磁閥的形式。至于信號返回是一對一返回還是成組返回要視具體工程情況來定。

《報警規范》也要求在消防控制室能夠啟動排煙閥。以何種方式啟動排煙閥也值得探討。所有的排煙閥都可裝上編碼接口聯動模塊，由消防控制室聯動控制器來達到控制啟動排煙閥的目的。還可由就近的感煙探測器組成的控制線路啟動，消防控制室只接收其工作后返回的信號。如要求先打開著火層排煙閥，再打開屋頂層排煙機，這種情況下采用后一種做法較妥。