智能建筑火災自動報警與消防聯動系統研究

朱天野

（華東建筑設計研究總院，上海 200002）

0 引言

近年來，隨著計算機技術和自動控制技術的進一步發展及應用，智能建筑在全世界范圍內得到了快速發展，城市智能建筑的數量及規模進一步增大。隨著建筑物“量變”的同時，社會各界人士對智能建筑“質變”的要求也進一步提高，建筑消防等不斷朝著自動化、智能化和綠色化的方向發展，旨在盡可能地為人們營造舒適安全的居住環境。智能建筑消防系統作為智能建筑的重要子系統，是保障建筑物安全可靠的重要條件。因此，火災自動報警與消防聯動系統的研究具有極其重要的理論意義和現實意義。

1 工程實例概況

某工程位于上海市，主要分為主樓和附樓兩部分，兩者借助地下室聯通。地下1層為車庫和機械設備房，主樓地上部分主要為辦公場所，附樓為餐飲和娛樂場所。建筑物總高度為95m，總建筑面積為21 366m2，建筑類型為一類辦公大樓。

2 火災自動報警及消防聯動控制系統的設計

2.1 火災自動報警及消防聯動控制系統方案的確定

眾所周知，在設計建筑物火災自動報警及消防聯動系統時，有關工作人員必須先了解建筑物的本身特點和使用功能，明確建筑防火設計等級和建筑物內部設備防火性能，并在結合建筑物周圍環境和該地區建筑物防火相關規范和標準的基礎上，科學地選擇高效適宜的火災自動報警及消防聯動系統的整體設計方案，最大程度上保證建筑物的防火性能達到相關標準。就該項目而言，該建筑物一類辦公大樓的性質決定了其為一級火災自動報警保護對象，必須采用集中報警系統作為該類建筑物火災自動報警及消防聯動系統。該系統正常工作時，其中的控制中心來回巡視和監測探測回路，當大樓某一區域著火時，該區域內的探測器快速收集有關現場信息，并利用有關設備將其信號發回控制中心，通過相關設備有效判斷是否著火。若控制器確認著火情況屬實，則快速向火災現場發出聲光警報信號和應急廣播等，達到快速發現火災并降低其不良影響的目的。在此過程中，消防聯動控制器需在確認火災后向消防聯動系統的有關設備發出執行信號，快速切斷非消防電源，將火災消滅在初級階段。

2.2 控制中心的組成、功能及特點

通常情況下，控制中心主要包括火災報警控制器、多線消防聯動控制器、總線消防聯動控制器、火災廣播設備和消防電話設備等，大多設置在建筑物首層，采用雙電源供電的方式保證其安全性和可靠性。就該工程而言，選擇了以二總線制為信號數據傳輸方式的火災報警控制器，總線回路為24，每1回路最多可設置127點，故整個火災自動報警及消防聯動控制系統共有3 048點，滿足了電路控制點的相關要求。同時，工作人員根據該工程建筑平面的獨特性質，每層均設置了相應數量的報警點數、聯動點數等，形成了11個完整的報警總線回路。這樣的設計不僅使整個建筑物內部的控制器運行更加可靠和安全，也減少了因建筑物2次裝修而導致的探測點增加造成的麻煩。

2.3 報警回路

報警回路主要包括探測器、手動報警按鈕、壓力開關和水流指示器等重要設備，有關工作人員在選擇火災探測器時應盡可能深入地了解探測器的性能和具體使用場所，針對不同的場所選擇更為恰當適宜的探測器，最大程度上發揮其感光、感溫性能等。通常而言，探測器的數量和布置位置等主要是通過有關設計規范和計算值確定，且探測器布置的具體位置還需進一步考慮探測器的保護面積和半徑。此外，在設置建筑物內部探測器的安裝高度時，工作人員還應進一步考慮梁突出頂棚的高度對探測器數量的影響。

2.4 消防聯動控制系統

消防聯動控制系統作為控制中心的重要輸出單元，在向消防設備和非消防設備傳遞有關控制信號時，其可靠性在極大程度上直接影響了消防工作的正常開展。通常而言，消防聯動控制系統的具體表現形式多種多樣，表1即為其常見形式。本工程消防聯動控制系統是總線制和多線制系統相結合的裝置，具有警示火災、疏散人員、切斷非消防電源和控制防火門、防排煙設備等重要功能。火災發生時，火災報警器發出相關信息，消防聯動裝置根據具體火災信息調動電路邏輯關系并發出有關信號，進一步啟動相關設備開展滅火工作。在此過程中，消防聯動系統在手動和自動狀態下皆可正常工作，一定程度上增強了對建筑物火災預防和救治等工作的控制力度。

表1 消防聯動控制系統常見形式

2.5 消防廣播系統和警報裝置

建筑物發生火災時，系統控制中心輸出單元通過相關設備對消防廣播發出信號，指導火災發生區域的人員疏散和重要財產搶救等工作。當地下室發生火災時，總線消防廣播則接通地下各層和首層；而當首層發生火災時，總線消防廣播則接通地下各層、首層和2層；若其他地上各層發生火災時，總線消防廣播則接通火災發生層和臨近2層，幫助有關人員逃離火災現場。此外，工作人員應嚴格根據建筑物各層的具體格局設置相應數目的總線廣播消防模塊，通過揚聲器等控制各區域，保證火災發生時各區域能及時接受相應疏散信號。

2.6 消防電話系統

根據項目的實際情況和上海市相關標準規范的要求，本工程選用了4總線制的電話主機，有效連接了64臺分機分布于消防水泵房、變配電所、空調機房和控制中心等重要建筑空間，工作人員還進一步在各樓層的手動報警按鈕處設置了電話插孔。消防電話系統工作時，以總線制為主要布置手段的控制中心電話總機會將相關信息引至消防分機和電話插孔，進而通知有關工作人員開展建筑消防工作。在此過程中，消防電話總機和電話分機及電話插孔之間是直接聯通的，根據建筑物結構特點和功能特征布置獨立完整的消防通信網絡系統。此外，由于建筑物地上各層的層間面積較小，工作人員便可在此基礎上根據建筑物的實際格局，利用共用某一電話回路的方式加強電話插孔的利用效率。

3 火災自動報警系統的布線

圖1為火災自動報警系統的原理結構，最大程度上遏制建筑物火災發生時消防控制、通信系統和警報系統相關線路出現一定的故障而導致滅火工作難以有效開展的情況，降低變壓器、電動機等電磁干擾對火災自動報警系統產生的不良影響等，工作人員在鋪設火災自動報警系統傳輸電路和消防控制線路時必須采用具有阻燃性能的電纜，并進一步利用金屬管和金屬線槽等保護自動報警系統有關電路，以充分發揮火災自動報警系統的相關功能。同時，消防聯動控制系統中的手動控制器裝置線路等也應采用耐火電纜和利用金屬線槽保護等方式，保證其不受火災影響。

圖1 火災自動報警系統原理結構

4 接地設計

火災自動報警及消防聯動控制系統中的報警控制器等屬于電子設備，其接地設計不僅在一定程度上保證了整個系統的正常工作，更對保護有關工作人員的人身安全有著不容忽視的重要作用。因此，在考慮該工程建筑物實際情況和有關規范的基礎上，本項目采用了接地電阻和專用接地端子箱等設備，利用銅芯絕緣導線等將其引至接地體，并進一步利用了金屬設備外殼和金屬支架等保護接地裝置，使接地線和電器保護接地線順利連接，最大程度上降低了對工作人員和機械設備的不良影響。

5 結語

隨著工業化和城鎮化進程的進一步加快，建筑物各種致火因素不斷增加，樓宇重大火災和特大火災時有發生，給人們造成巨大經濟損失的同時，甚至給人們帶來難以撫平的傷痛。因此，系統完善的建筑物火災自動報警系統和消防聯動系統的研究顯得格外重要，能在極大程度上降低建筑物火災發生的機率，為社會民生的保障作出應有的貢獻。