城市軌道交通消防泵控制方案研究

付文剛

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

城市軌道交通消防泵控制方案研究

付文剛

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

介紹火災自動報警系統對消防泵的多種啟動控制方案，根據消火栓按鈕對消防泵的控制在民用建筑工程和城市軌道交通工程中的不同控制要求，結合重慶市當地消防部門的意見和具體要求，對消火栓按鈕控制消防泵的方式提出優化設計方案，并從功能、可靠性等多方面分析，得出在城市軌道交通工程中消火栓按鈕與手動火災報警按鈕不能合并設置的結論。

城市軌道交通;火災自動報警系統;消防泵;消火栓

隨著我國城市軌道交通建設的快速發展，防災是其中一項非常重要的內容，特別是軌道交通車站這種人流密度大的場所，更要通過技術手段保證乘客的人身和財產安全，火災自動報警系統可以安全準確地實現火災早期探測報警和火災時消防聯動控制，以爭取人員逃生時間。

城市軌道交通火災自動報警系統設計，貫徹執行國家"預防為主，防消結合"的消防工作方針，全線按同一時間內發生一次火災考慮救災。設置在控制中心的中央級和在車站的車站級兩級監控方式，對全線進行火災探測和報警，車站控制室作為火災時的消防指揮中心指揮救災。車站級火災自動報警系統(以下簡稱FAS)由火災報警控制器、圖形工作站、消防電話、消防廣播、各種火災探測器、手動火災報警按鈕、監視和控制模塊等現場設備組成。火災時FAS需要對消防泵等相關消防設備進行聯動控制。

1 消防泵啟動控制方案

根據相關國家標準設計規范的要求，軌道交通工程中FAS對消防泵的啟動控制可以分為火災報警控制器(以下簡稱FACP)聯動啟泵方式、綜合后備盤(以下簡稱IBP盤)啟泵方式和消火栓按鈕啟泵方式。

1.1 火災報警控制器(FACP)聯動啟泵方式

根據《地鐵設計規范》(GB50157—2003)“19.2.11 消防值班控制室應能控制消防泵的啟、停;設消防泵的消火栓處應設消火栓按鈕，向消防控制室發送要求啟動消防泵的信號;應能顯示消防泵的工作和故障狀態、消火栓按鈕工作位置和手動/自動開關位置。”

當發生火災時，由消防人員按下設在消火栓箱處的消火栓啟泵按鈕，通過輸入模塊將按鈕啟泵信號采集并傳到車站控制室的FACP，發出聲光報警器報警信號，并在車站FAS工作站上彈出確認火災的對話框，車站控制室值班員通過現場人員確認為真實火災后，車站控制室工作人員按下確認按鈕，FACP通過輸出模塊給消防泵控制柜發出啟泵控制命令，控制消防泵啟動，并把消防泵的各種運行狀態信號通過輸入模塊采集至車站控制室的FACP，通過人機界面顯示出來，以供消防救災指揮人員指揮救災。

若經過現場確認該火災報警為誤報，則車站控制室工作人員在FACP上消除報警音響，并使自動系統恢復為火災監視模式。

1.2 綜合后備盤(IBP盤)啟泵方式

根據《火災自動報警系統設計規范》(GB50116—98):“5.3.2 消防水泵、防煙和排煙風機的控制設備當采用總線編碼模塊控制時，還應在控制室設置手動直接控制裝置。”及《地鐵設計規范》(GB50157—2003)“19.2.16 車站FAS對消防泵和專用防煙、排煙風機除設自動控制外，還應設手動控制。”

在城市軌道交通車站控制室的IBP盤上設有消防泵的啟動、停止按鈕，用于手動直接控制消防泵的啟停。這種控制方式也可以作為FACP通過模塊聯動控制的一種后備啟泵方式，在FAS主機或者輸出模塊等電子設備發生故障情況下無法正常聯動時，車站值班員可以通過按壓對應按鈕的方式直接啟動或停止消防泵。

設在IBP盤上的啟動按鈕和停止按鈕都帶有鉛封，在正常情況下不能隨意使用，在需要使用時要破封并記錄。施工時需要從IBP盤到消防泵控制柜敷設專用控制線纜。

1.3 消火栓按鈕啟泵方式

根據《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045—95(2005年版):“7.4.6.7 臨時高壓給水系統的每個消火栓處應設直接啟動消防水泵的按鈕。”和《消防聯動控制系統》(GB 16806—2006):“4.12.1.2 消火栓按鈕應具有向消火栓水泵控制器或消防聯動控制器發送啟動控制信號，并接收水泵啟動回答信號的功能。”根據規范要求，從消火栓按鈕到消防泵控制柜敷設有專門的控制電纜，在發生火災時，由消防人員按下消火栓按鈕，可直接啟動消防泵，當消防泵運行后，消防泵控制柜反饋泵的運行狀態信號到消火栓按鈕，點亮消火栓按鈕上的綠色回答指示燈。消火栓按鈕啟泵有如下2種接線方式。

方式一:利用消火栓按鈕的動斷接點(常閉接點)，使車站內所有消火栓按鈕串聯連接，具有平時對斷線或開關、線路接觸不良等故障進行監視以及線路檢測的優點，但是需要給消火栓按鈕長時間供電，存在電子設備發生故障時容易引起誤報的缺點，消火栓按鈕串聯接線示意見圖1。

方式二:利用消火栓按鈕的動合接點，使車站內所有消火栓按鈕并聯連接，只在按鈕按下時才會接通電路，不需要給按鈕長時間供電，不容易引起誤報，但對斷線或開關和線路接觸不良等故障不能進行監視和線路檢測，消火栓按鈕并聯接線示意見圖2。

2 消火栓按鈕啟泵控制方案的優化

圖1 消火栓按鈕串聯接線示意

消火栓按鈕直接控制消防泵啟動的方式固然滿足設計規范和消防驗收的要求，但是城市軌道交通車站作為一個公共場所人流多，人員結構復雜，當消火栓按鈕被誤按時會引起消防泵的錯誤啟動，帶來不必要的損失。因此，重慶市軌道交通在消防審查時，當地消防部門對此提出異議，如何能通過消火栓按鈕直接控制消防泵啟動滿足消防要求，同時又能避免誤動作引起消防泵的錯誤啟動，針對此要求提出了如下優化解決方案。

在車站控制室的 IBP盤上增設1個“消防泵手/自動轉換開關”和1個“啟泵請求指示燈”。消火栓啟泵按鈕的一組接點信號由FAS通過總線接至FACP，另接一組接點接至IBP盤顯示消火栓按鈕報警。當發生火災時，按下現場的消火栓按鈕，報警信號和要求啟泵信號分別至FACP和IBP盤，平時車站控制室有人值守，IBP盤上的“消防泵手/自動轉換開關”打至手動，消火栓按鈕啟泵的報警信號在IBP盤上顯示，點亮“啟泵請求指示燈”，經車站值班人員確認為真實火災后，通過IBP盤上設置的消防泵啟動按鈕，手動直接控制消防泵的啟動。若車站控制室無人值守，則“消防泵手/自動轉換開關”打至自動，按下現場的消火栓啟泵按鈕可以直接啟動消防泵。優化后的消火栓按鈕啟泵控制方案如圖3所示。

圖2 消火栓按鈕并聯接線示意

從圖3中可以看出，消火栓按鈕未被按下，且消防泵處于停止狀態時，水泵停止指示燈D5點亮，其余D1～D4熄滅。當“手/自動轉換開關”SA處于自動啟泵狀態，有火災發生后，按下任意一個消火栓箱內的消火栓按鈕，“啟泵請求指示燈”D1隨消火栓按鈕按動閃亮，同時啟動消防泵，隨后點亮消火栓按鈕內的綠色指示燈。

圖3 消火栓按鈕啟泵控制優化方案

當“手/自動轉換開關”SA處于手動啟泵狀態，有火災發生后，按下任意一個消火栓箱內的消火栓按鈕，“啟泵請求指示燈”D1隨消火栓按鈕按動閃亮，車站控制室值班員收到該報警信號，經過人工確認為真實火災后，按下IBP盤上的啟泵按鈕，手動直接控制消防泵啟動。

3 消火栓按鈕與手報按鈕合設對消防泵控制方案的影響

火災自動報警系統中的消火栓按鈕與手動火災報警按鈕，都可以在發生火災時，由現場人員按下按鈕起到報警的作用，那么這二者到底能否合并設置，或者合并設置存在哪些問題呢?在軌道交通相關設計規范上對此沒有明確的說法，從以下方面進行簡要分析。

3.1 功能作用

手動火災報警按鈕是在當發生火災時，車站工作人員、乘客、消防人員等任何人員均可以通過按壓手動火災報警按鈕來達到向消防控制室發出火災報警信號。

消火栓按鈕是在發生火災時，只有專門的消防人員才能按壓該按鈕，向消防控制室發送報警信號，通過該信號觸發聯動控制指令啟動消防泵;或者消防人員通過按下消火栓按鈕直接遠程啟動消防泵。

因此，雖然兩者信號都會從現場傳到消防控制室，但兩種信號所起到的功能和作用各不同，手動火災報警按鈕只報警不啟動消防泵，消火栓按鈕不僅可以報警還可以啟動消防泵。

3.2 設置原則

手動火災報警按鈕按照《火災自動報警系統設計規范》(GB50116—98)要求，每個防火分區應至少設置1個手動火災報警按鈕;從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動火災報警按鈕的距離不應大于30 m;手動火災報警按鈕宜設置在公共活動場所的出入口處，應設置在明顯和便于操作部位。

消火栓按鈕按照《城市軌道交通技術規范》(GB50490—2009)要求，在設有消防泵的消火栓處應設消火栓按鈕，一般安裝在消火栓箱內。如果市政給水管網的水壓能夠滿足消火栓系統的要求，則無需設消火栓按鈕。

3.3 可靠性

若將二者功能合并，當按下合并按鈕后，向消防控制室的FACP發出火災報警信號的同時啟動消防泵。如果這是一個誤動作，而不是真正的火災發生，會使整個車站消防管網內的水壓迅速增加，可能導致管網破裂，造成消防給水系統損壞。

如果合并按鈕只向消防控制室的FACP發出火災報警信號，FACP根據聯動控制邏輯，通過輸出模塊間接啟動消防泵。當FACP或者輸出模塊這些電子器件發生故障，就會使消防泵不能及時啟動，從而可能造成重大的火災事故。

3.4 結論

通過以上幾方面的分析，從安全、可靠角度考慮，城市軌道交通車站的消火栓按鈕與手動火災報警按鈕應分別設置，不宜合并，否則會對消防泵控制方案產生嚴重影響。

4 結語

確定城市軌道交通消防泵控制方案，應在滿足設計規范要求的前提下，設計者要與當地消防部門充分溝通后，根據當地具體要求，從可靠、實用的角度對消防泵控制方案進行設計。使火災自動報警系統聯動控制功能更加完善，最大可能地發揮其報警和聯動控制功能，更好地為軌道交通安全、快捷運營服務。

［1］ 中華人民共和國建設部.GB50157—2003 地鐵設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［2］ 中華人民共和國建設部.GB50116—98 火災自動報警系統設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，1999.

［3］ 中華人民共和國建設部.JGJ16—2008 民用建筑電氣設計規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2008.

［4］ 國家技術監督局，中華人民共和國建設部.GB50045—95 高層民用建筑設計防火規范(2005年版)［S］.北京:中國計劃出版社，2005.

［5］ 中鐵第一勘察設計院集團有限公司.重慶市軌道交通六號線一工程火災自動報警系統初步設計［Z］.西安:中鐵第一勘察設計院集團有限公司，2009.

［6］ 劉沙.地鐵火災自動報警系統設置方案選擇［J］.消防科學與技術，2008，27(10):769-771.

［7］ 沈友弟.地鐵的消防安全問題及其對策［J］.消防科學與技術，2006，25(2):260-264.

［8］ 中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50016—2006 建筑設計防火規范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［9］ 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB16806—2006 消防聯動控制系統［S］.北京:中國標準出版社，2007.

［10］楊志文.消防泵聯鎖控制系統的設計與實現［J］.自動化與信息工程，2011(4):46-47.

［11］中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50166—2007 火災自動報警系統施工及驗收規范［S］.北京:中國計劃出版社，2008.

［12］中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GBGB50490—2009 城市軌道交通技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2008.

Research on Control Method of Fire Pump Used in Urban Rail Transit

FU Wen-gang
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd.，Xi'an 710043，China)

Various starting methods of fire pump under the control of automatic fire alarm system were introduced here.And then，according to the different control requirements of the fire hydrant button used for controlling the fire pumps respectively in civilian construction project and urban rail transit project，as well as combined with the opinions and specific requirements of the fire department of Chongqing city，the design scheme of optimal method of the fire hydrant button used for controlling the fire pump was proposed.Finally by making the analysis on many aspects such as the function，reliability and so on，the conclusion was drawn that:in urban rail transit project，it should be forbidden to merge the fire hydrant button with the manual fire alarm call button into one.

urban rail transit;automatic fire alarm system;fire pump;fire hydrant

U231+.96

A

1004-2954(2013)10-0125-04

2013-02-21;

2013-04-13

付文剛(1981—)，男，工程師，2004年畢業于蘭州交通大學自動控制專業，工學學士。