高層建筑的火災自動報警系統設計

趙海峰

（國家林業和草原局林產工業規劃設計院，北京 100010）

0 引 言

隨著我國社會經濟的快速發展和城市化進程的不斷加快，城市內可利用的土地資源日漸短缺，因此高層建筑的建設成為城市發展的主要趨勢。因為高層建筑具有內部結構復雜且樓層較高的固有特點，一旦發生火災，想要進行有效的消防救援工作十分困難。同時，現代建筑智能化設備的大面積應用，使得高層建筑內部的線路結構也越來越復雜，電氣設備數量不斷增長，為火災事故的發生帶來了很大隱患。因此，高層建筑更應具備先進、完善的火災自動報警系統，確保能夠及時發現火情，快速采取疏散、撲救等措施，為人們的逃生和救援爭取時間，減少火災造成的傷害，保障人們的生命財產安全。

1 火災報警控制器

對于高層建筑來講，電氣設備需要電源系統提供電力能源作為運行的基本支撐。作為現代先進的報警設備，火災報警控制器同樣需要電力能源作為運行必要條件。而監控探測器是負責系統運行狀態、報警監控、屏蔽狀態相關信息進行有效控制的部分，需要能夠穩定接收、轉換以及分析處理火災探測器發出的報警信號，并及時啟動相應警報提示，同時能夠快速識別和顯示報警的位置和報警時間，實現快速啟動應對裝置，確保能夠針對報警位置進行準確的控制和消除火災隱患。此外，對于高層建筑還需要在其結構中的消防通道和出入口位置設置手動的火災報警裝置。尤其要針對高層建筑的每一層報警區域設置一個環路，在其預報警火災控制器中實現高靈敏度火災探測器的安裝和手動報警裝置的設立。需注意，每一總線的連接設備總數量的上限不可超過200點，同時要進行額定容量余量的預留[1]。火災探測器選擇設置表，如表1所示。

2 消防聯動控制系統

消防聯動控制系統的功能極為重要，是連接火災報警控制器和各項消防滅火裝置的重要控制裝置，能夠按照所接收的火災報警信號啟動相應的消防滅火裝置，使各項消防設置按照既定程序執行消防滅火，確保火災隱患未擴大前得以滅除。消防聯動控制系統是實現高層建筑火災報警系統自動化的重要組成部分，結構如圖1所示。對于消防聯動控制系統的設計需要建立兩個獨立的火災報警觸發裝置，同時系統中還要設定手動和自動控制兩種聯動啟動按鍵[2]。

3 消防水系統設計

火災自動報警系統主要采用聯動控制方式對建筑物內設置的消火栓滅火系統和自動噴水滅火系統實現手動控制。

表1 火災探測器選擇設置表

圖1 消防聯動控制系統示意圖

3.1 消火栓滅火系統

在高層建筑的火災自動報警系統設計中，針對消防滅火栓需要進行逐個安裝和設置手動啟動裝置的設計，配備相應的能夠顯示主動運行狀況的顯示指示燈。一旦發生火災事故或出現火災隱患，通過人為啟動手動裝置，實現通過消防控制室的報警和聯動控制裝置對信號的接收，進而觸發消防泵，再將其狀態信號反饋到信號顯示面板上。在消防泵啟動后，通過壓力開關和氣壓罐的自動運行實現增壓泵運行，再將這一系列狀態信號傳遞到消防控制室，消防控制就能夠按照消防水泵電源的實際工作狀態進行顯示。此外，還能顯示消防水泵的啟停狀態和是否發生故障等多項信息。

3.2 自動噴水滅火系統

高壓自動噴淋系統在正常狀況下主要利用壓力開關和氣壓罐控制增加泵。在高層建筑中如果發生了火災事故或存在明顯的明火火源，受溫度的影響，干式系統或濕式系統中的閉鎖裝置會融化并脫落，由此自動打開噴水口起到滅火作用，噴水的同時會直接啟動報警信號發送功能，將信號發送到消防控制系統。信號傳輸時也會直接啟動報警閥組上的壓力開關，與噴淋泵同時啟動和聯鎖反應。在消防控制室中，如果接收了來自于壓力開關、探測器以及手動報警的預警信號，也會快速啟動供水泵，實現噴淋系統的啟動。

4 防排煙系統設計

火災發生時，觸發防排煙系統的條件是同一個防煙分區設置的火災報警器同時發出了火災險情預警。這會成為觸發信號，由消防聯動控制器開啟加壓送風口、啟動加壓送風機，同時開啟該分區內相關的排煙口、排煙窗和排煙閥。通過火災報警信號的傳遞，排煙口、排煙窗、排煙閥會同時受到聯動信號而實現排煙風機的啟動。如果排煙溫度不斷上升超過排煙閥最大上限值，其熔絲會出現熔斷情況。這時排煙閥會自動關閉，避免過熱煙塵進入到其他分區。

5 防火卷簾門設計

在高層建筑地下車庫還應安裝防火卷簾，包含防火分隔卷簾和疏散防火卷簾。疏散防火卷簾采用兩次控制下落的設計，即感溫探測器發出報警信號后會使防火卷簾下落到底，同時觸發報警信號。兩次控制下落的方式主要是方便人員在火災初期時可以有效地疏散[3]。

6 電梯控制系統

高層建筑內的客梯應具備自動平層功能。火災發生時，火災自動報警系統會發出相應指令，使客梯的控制按鈕持續作用，全部回到首層，以方便電梯內人員進行疏散。當人員疏散后，客梯電源會自動切斷，并將信號傳遞給消防控制室。

7 應急照明及疏散指示系統

高層建筑內疏散路線較長，合理在疏散路線上設置消防應急照明和疏散指示燈具，能夠有效提高建筑內人員向外疏散的效率。系統的設計應做到安全可靠、技術先進、經濟合理和節能環保。

設有火災自動報警系統的高層建筑，宜選用集中型控制系統。系統電源宜采用帶蓄電池的36 V集中供電系統。應急照明配電箱宜設計在消防控制室、主設備機房、變配電間或電氣豎井等位置。在消防控制室設置應急照明控制器，火災自動報警主機在檢測到消防信號時能夠向應急照明控制器發出信號，由應急照明控制器強制點亮應急照明燈具和疏散指示標志燈具。

8 電氣火災監控系統

通過分析相關火災成因統計數據可以得知，電氣火災居于各火災原因之首。高層建筑內電氣設備眾多，合理設置電氣火災監控系統可有效避免電氣火災發生。電氣火災監控系統主要由電氣火災監控器及探測器組成。當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時，終端探測器（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，通過電氣火災監控器的分析計算發出異常預警，提醒專業人員及時排除相應位置電氣故障，從而避免電氣火災的發生。

9 結 論

綜上所述，高層建筑的消防電氣設計對整個建筑的安全性極為重要。因此，高層建筑管理部門必須要加強建筑消防系統設計和自動化水平的研究和優化，做好火災的預警工作，保障住戶的生命財產安全，提高高層建筑居住的安全性。