高大空間廠房火災自動報警系統設計與體會

雷 雯 （中國煙草總公司合肥設計院，安徽 合肥 230051）

1 概述

高大空間建筑一般具有高度高、跨度大、空間大等特點，由于有工藝布置順暢、使用自由等優點，在當前經濟迅速發展的今天受到各類企業的青睞，已廣泛應用于現代工業廠房、大型物流倉庫等生產儲存類建筑中。由于其建筑結構特點及生產儲存物質的特殊性，帶來了火災探測、人員疏散與救援等方面的技術難題。

復烤廠車間屬丙類廠房，倉庫屬丙類庫房，具有高度高、空間大、具有多個功能區域的特點，一般高度都在10m以上，立體庫達到近24m。在煙草行業“十一五”技改前，由于管理上的不重視，無有效的火災探測系統，很多復烤廠車間基本不設置火災報警系統，隨著消防審查越來越嚴格，各行各業對火災的預防意識增強，復烤廠火災報警系統設計日趨完善。

2 工程概況

某復烤廠聯合工房屬高大空間建筑，長490m，寬120m，見圖1。其中打葉復烤主車間（分區三）大空間高度為14.5m，24000m2，網架結構；分區二為立體高架庫，輕鋼結構，高度21.5m，2580m2。本文僅對屬高大空間防火分區二、三進行敘述。

3 火災自動報警系統設計

3.1 探測器選擇

圖1

在高大空間廠房中，因為煙霧分層現象使煙霧無法到達頂棚安裝的傳統點型煙霧探測器的位置，點型感煙探測器在此類場所不適合使用。對于大空間探測器通常有對射式紅外光束感煙探測器、吸氣式空氣采樣感煙探測器、圖像型光截面感煙火災探測器等。

3.1.1 紅外光束感煙探測器

紅外光束感煙探測器是利用物質燃燒時產生的煙霧對紅外光束產生遮擋和散射，使紅外光束的光強度減弱的原理來判斷有煙霧存在。它由發射器和接收器組成，發射器與接收器必須較精確的對準，否則接收器接受不到發射器發來的紅外光線便產生誤報。在使用過程中，由于建筑物的不穩定性，會導致原本對正的接收器和發射器光路發生偏移，需要經常校準。所以采用紅外光束感煙探測器，工程造價低，但系統穩定性差。

3.1.2 空氣采樣火災探測器

空氣采樣火災探測器是利用伸向被保護區內的管網，由偵測腔內的抽氣泵經由空氣采樣管路不斷地抽取防護區域內的空氣樣品進行檢測，煙粒子經過偵測腔時，產生光散射，通過散射光被光接收器接收，測試煙濃度，并與預先確定的響應閾值進行比較，判斷是否給出報警信號。空氣采樣火災探測器屬于極早期感煙探測器，靈敏度是傳統感煙探測器的上千倍；采用PVC采樣管，沒有電氣連接，抗干擾能力強，在很多場所得到應用，但價格較貴。

3.1.3 光截面圖像感煙探測器

光截面圖像感煙探測器在被監控區內設置紅外發光陣列和紅外攝像機，使紅外發光陣列發射出的紅外光斑影響有紅外攝像機轉換成視頻信號，送入計算機進行處理。通過獲取被監測現場的煙霧圖像信息，經系統主機進行分析處理和智能判定后，自動進行火警預報。它可對被保護空間實施任意曲面式覆蓋，具有分辨發射光源與干擾光源的能力。光截面火災探測器由發射器和接收器組成，每只接收器可對應接收多只發射器來的光信號，當其中一個發射器損壞，接收器在報出損壞發射器的故障；同時仍能接收其他發射器發射的光束，此時發生火災仍能正常報警。

3.1.4 小結

針對火災發展的特點，及對各類火災探測器優缺點的對比，結合聯合工房各功能用房的特點，本項目火災探測器選擇如下。

a.復烤車間采用光截面感煙探測器，設置在網架球結點下方。每只接收器對應4個發射器，發射器間距不大于12m，采用視頻線將信號傳輸至火災控制器（見圖2）。

圖2

圖3

b.高架庫內堆放10層貨架，高度18.6m。選用空氣采樣感煙探測器，設置12臺3管探測器，探測器安裝在貨架側面距地1.5m處，采樣管深入貨架內，每臺探測器管長共120m，采樣管分三層設計，間隔5m設置一采樣孔，不同采樣孔采集的煙氣匯集至探測器激光槍內，與預先設定的響應閾值進行比較，判斷是否給出報警信號。將采集到的信號傳送給消防控制中心，由消防報警主機聯動控制區域內的消防設備（見圖 3、圖 4）。

圖4

圖5

3.3 消防控制中心

本項目總建筑面積約45萬m2，用地面積932畝，涵蓋辦公區、生產區、原煙庫區、片煙庫區、動力區。體量大，功能多，見圖5。根據消防管理規定，每個消防控制室需24h專人值班，每班不少于2人。項目方案階段，建設方出于減少消防工作人員的考慮，提出在全廠辦公區設置一個消防控制中心，片煙庫區預作用噴淋系統預作用閥與排氣前的電動閥至消防控制中心直接啟動線最遠的有12km，信號線、控制線的長度長，相關管理人員和消防人員趕往火災發生地的距離遠，安全系數低。經討論設置2個控制中心。

總控制中心：根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013，總控制中心應能控制重要的消防設備，廠區消防水泵房離片煙庫區管理用房較近，因此總控制中心設置在庫區管理用房內。片煙庫區、動力中心、聯合工房設置消防區域站，接收各自區域的報警燈信號，自動控制區域內的消防設備，通過總線送到消防控制中心。

分控制中心：原煙庫區設置消防區域站，辦公區、原煙庫區區域消防信號通過總線送到分消防控制中心。分消防控制中心區域內的所有火災信合和聯動狀態信號均能在總消防控制中心顯示。

4 2013版火災報警規范需注意的問題

經過幾年的學習和使用，2013版《火規》中的主要內容設計人員已基本掌握，本文僅就一些平常不注意的幾點進行總結。

4.1 系統型式選擇

98版《火規》是以保護對象火災危險等級（特級、一級、二級）來確定報警系統形式的，而2013版《火規》是以有沒有聯動控制來確定報警系統形式。

4.2 總線、隔離器點數要求

規范規定：火災報警控制器所連接的設備總數和地址總數均不超過3200點，每一總線回路連接的設備總數不超過200點。聯動控制器所連接的設備總數和地址總數均不超過1600點，每一總線回路連接的設備總數不超過100點。每只隔離器連接的消防設備總數不超過32點。根據上述規范字面理解，除控制器應計算設備總數和地址總數中較大者的限值，其他均是考慮設備總數（隔離器考慮的是消防設備），而《火災自動報警系統設計規范圖示》（14X505-1）解釋除隔離器為設備數量，其他均為設備總數和地址總數中較大者的限值。筆者認為，隔離器是為了斷開故障點，應按設備計算，總線是接收各地址傳輸信號，應按設備總數和地址總數中較大者的限值來計算，圖集說明更準確。

4.3 火災警報器

火災警報器不宜與安全出口指示燈具設置在同一面墻上，這適用于走廊等位置，對于高大空間場所內很難實現，在實際操作中應盡量離安全出口遠些，以免影響疏散設施的有效性。

4.4 消防聯動

消火栓聯動控制采用出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管的流量開關或報警閥壓力開關等信號作為觸發信號，這里的或是指編程時幾種信號都能觸發，而不是設計時只將其中的一種信號連入消防控制系統。

5 結語

高大空間廠房由于建筑結構和使用功能的特殊性，在消防設計上存在諸多難點，本文結合《火災自動報警系統設計規范》2013版的新規定，通過介紹某復烤廠的火災報警系統設計及注意事項，希望能為大空間廠房火災自動報警系統設計積累經驗。

[1]GB50016-2014，建筑設計防火規范[S].

[2]GB50116-2013，火災自動報警系統設計規范[S].

[3]程明.中國博覽會會展綜合體（北塊）電氣防火設計[J].建筑電氣，2017（9）.

[4]劉明.淺談大空間火災探測器的選擇[J].中國新技術新產品，2012.NO22.