火災自動報警及聯動控制系統的設計及實現

劉旭東

（長沙金鼎消防安全工程有限公司,長沙410005）

隨著社會經濟的快速發展，建筑新建和改造的進程也在加快，賦予現代建筑越來越多的功能，其內部設施也隨之變得更為復雜，對建筑防火也提出了更高的要求。結合以往實踐，火災自動報警系統和消防聯動控制系統在火災發生時的先期預報、及時撲救等方面發揮著不可或缺的作用，已經成為降低火災傷亡和減少火災損失最好的保證。現階段，遵照《建筑防火設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》、《火災自動報警系統設計規范》以及現行的與之相關的國家標準和規定，對火災自動報警及聯動控制系統進行優化設計，有著重要的現實意義。

1 火災自動報警及聯動控制系統的設計要求和功能需求

1.1 系統的設計要求

火災自動報警系統和消防聯動控制系統均以探測器為核心組成內容，通過對火焰、溫度、煙霧等信號的檢測來發現危險源，并將這些信號傳統給系統，完成火災預報和控制的任務。根據建造相互使用性質、火災危險程度以及控制難度來對系統的保護對象分級，主要有以下三級：最高等級為特級，主要針對高層民用建筑，其高度在100m以上，對于此類保護對象，通常采用的是控制中心報警系統；其次為一級，主要針高于24m的公共建筑、民用建筑，以及一些工業建筑，屬于一類建筑，對于此類保護對象，通常采用的是集中報警系統；再次為二級，主要針對低于24m的民用建筑（包括地下民用建筑），屬于二類建筑，對于此類保護對象，通常采用的是區域報警系統。建筑使用性質的不同，劃分報警區域及探測區域的依據和方法也不同，對報警區域進行劃分，通常以防火分區為依據，有時為了方便也已樓層為依據；對探測區域進行劃分，通常以獨立房間為依據，也會結合保護對象的級別[1]。概括而言，火災自動報警系統主要分為區域報警系統、集中報警系統和控制中心報警系統三種形式，不同形式的系統，其設計要求也不同，在此不一一列述。

對于消防聯動控制系統的設計，應符合以下要求：無論是消防控制線路的鋪設，還是警報和通信線路的鋪設，都應進行暗鋪設，并采用經過阻燃處理的金屬管或硬質塑料管進行保護；受條件限制采用明鋪設時，應對金屬管以及線槽進行防火保護；采用總線編碼模塊對消防水泵等控制設備進行控制時，應在消防控制室裝設手動控制裝置。對于該系統的設計，應保證控制設備發出的控制信號以及探測器發出的報警信號能夠在同一條總線回路上進行傳輸[2]。此外，還應對火災應急廣播、消防專用電話、系統接地和供電進行設置，具體設計要求在此不一一列述。總而言之，火災自動報警系統和聯動控制系統應達到框架化和規范化的設計要求。

1.2 系統的功能需求

現代建筑具有面積大、樓層多、結構復雜等特點，一些公共建筑還具有人員密集等特點，基于這些特點，一旦發生火情火災，在缺乏統一的疏散指揮下，容易造成很大的人員傷亡，這對火災自動報警及聯動控制系統提出了更高的要求，目前這兩大系統在不斷增強功能需求的同時，正在朝智能化方向發展，具體體現為由“固定閥值”轉變為“可變閥值”，而能否實現這一轉變主要取決于智能化程度的高低，這又與應用軟件的技術水平相關。智能型系統以集中報警控制器為核心，其基本框架為火災報警控制主機、火災應急廣播裝置、消防專用電話、消防通信、聯動控制柜以及交流和直流電源；其功能需求為火災報警功能、故障報警功能、屏蔽功能、自檢功能、監管功能、電源功能、聯動控制功能以及信息顯示和查詢功能。除了集中報警控制器外，聯動控制柜、應急廣播裝置、火災探測器和報警控制主機也是智能型系統的重要組成部分，以聯動控制柜為例，其核心裝置為消防聯動控制器，具備指示功能、報警功能、手動功能、編程功能和記錄功能[3]。

2 火災自動報警及聯動控制系統的設計與實現

2.1 火災自動報警系統的設計

該系統分為集中報警控制、氣體滅火控制、火災應急廣播、消防專用電話、火災探測器、報警控制器等六大子系統。

（1）集中報警控制器。為達到火災自動報警及消防聯動控制的目標，應采用基于兩大系統的集中報警控制器，本設計選用FS5050型報警控制器，該控制器是一種集多種控制技術為一體的聯動型控制器，滿足火災報警和消防聯動的相關要求，廣泛應用于大型消防工程中。FS5050采用Linux平臺，以此為基礎構建的智能系統架構具有可靠易用的優點，強化了系統的在線幫助和現場編程功能，而且在發生局部故障時，仍然能夠保持正常運行；通過模塊化設計，可對單機容量的50個回路進行自由選擇，具備強大的存儲能力；利用自動ID識別技術進行即時交互式校檢，對總線信息進行仲裁，能夠有效保證報警的速度；采用CAN隔離通訊接口，實現對各控制設備的連接；利用總線漏電流識別技術及分布電源供電技術，實現系統過載保護功能。關于報警總線回路的設置，應結合與之相對應的地址容量，對各節點進行估算，定好初步框架，具體接線方式為：火災探測器→放大電路→A/D轉換→單片機→總線控制器→總線收發器→集中報警控制器[4]。

（2）氣體滅火控制器。建筑變電所內都安裝了大量的電氣設備，對此必須安裝氣體滅火裝置，本設計選用FS5090氣體滅火器，該滅火器可與報警控制器等設備構成一套完整的滅火控制系統，通過模塊化和抗誤動作設計，能夠有效確保系統的可靠性和安全性，且能夠與火災報警控制器進行通訊，聯動編程關系的確立，還能夠強化系統的自我保護性能。

（3）火災應急廣播和消防專用電話。火災應急廣播子系統分為總線式和多線式組成方式，為達到使用需求，本設計選用總線式組成方式，主要包括功率放大器、總線控制器和應急揚聲器三大組件，功率放大器為該系統中的重要功率輸出，在電源方面，主電源采用交流供電，備用電源采用交直流供電；在保護方面，以鎖存式輸出為主，使系統具備過載保護、遠端短路保護等功能。利用RS485串行總線與消防控制器進行連接，實現消防聯動控制，二者聯動使應急廣播表現為自動廣播和手動廣播兩種形式，具有監聽功能和故障聲光報警功能。為確保在火災發生時能夠與外界保持聯系，消防值班室和控制室都必須裝設可直接報警的外線電話。

（4）火災探測器和報警控制器。火災探測器包括感煙探測器和感煙探測器兩種，感煙探測器采用光電式，連接探測器底座后，再連接系統總線，基于總線接線方式，火災探測器也采用總線系統，連接完成后應將信號匯總到智能型系統控制主機中，完成信號集中采集工作。報警控制器實際上是一個帶有漏電檢測的斷路器，在安裝時應先規劃好防火區域的分布設計，對保護范圍和動作時間進行確定，滿足分級保護要求，同時還應增設手動斷電模式，保障供電安全和不間斷性。

2.2 消防聯動控制系統的實現

火災發生后的第一要務是搶時間，僅依靠自動報警系統難以達到這一要求，必須要與聯動控制系統一起來發揮作用，本設計充分考慮實際使用需求，通過聯動控制來實現對火災控制和滅火行動的迅速反應。

（1）聯動控制動作。聯動控制動作流程為：報警接收器發出報警信號→集中報警控制器運行→確認火災區域→各系統切斷非應急電源→啟動氣體滅火→災情解除→手動復位集中報警控制器，對消防供水系統、空調通風系統、電梯回降、防火卷簾、門禁系統和氣體滅火系統進行聯動控制，應將聯動控制柜設在消防控制中心內，與智能型系統的火災集中報警控制器組成為一個統一整體[5]。

（2）人機交互界面。通過FS4000消防控制中心圖形顯示系統來實現火災自動報警系統和消防聯動控制系統人機交互界面的聯合控制，對機箱、配套接口模塊及中央控制軟件進行控制。人機交互界面的多數操作都設有一定的權限，主要體現在消音、查看事件、修改時間、系統復位、參數設置、功能設置、設備維護、刪除事件記錄等方面，交互操作通過模擬事件來完成，報警聲響作為事件被捕捉記錄，顯示在平面圖中。

3 結論

火災災害頻發給人們的人生和財產安全帶來了極大的威脅，受災損失的逐年加大，也使社會各界對火災預防工作尤為關注，歷次火災的發生已經充分證明，原有的火災報警系統已經很難滿足當前各領域的使用需求，對火災自動報警及聯動控制系統進行優化設計，顯得尤為重要。

[1]謝揚磊.地下車庫火災自動報警及聯動控制系統設計[J].現代建筑電氣,2013,21(10):141-143.

[2]覃夏，李科民.淺談火災自動報警及聯動控制系統[J].黑龍江科技信息,2010,28(13):246-248.

[3]鄭付.淺談火災自動報警及聯動控制系統[J].現代經濟信息,2014,20(07):370-371.

[4]熊輝.淺談火災自動報警及消防聯動控制系統的配置[J].中國高新技術企業,2010,15(04):71-72.

[5]李棟，李春燕.火災自動報警及聯動控制系統的日常維護保養[J].山西建筑,2009,30(12):197-198.