超高層建筑火災自動報警系統設計的幾個問題

陳建群

關鍵詞：超高層建筑? 火災自動報警系統? 控制器設置及聯網? 無線通信

一、概述

超高層建筑由于建筑面積大，樓層數多高度大，人員密集，一旦發生火災，往往由于煙囪效應，蔓延迅速，撲救困難，人員疏散難度大。因此，超高層建筑內部對火災的早期預警就尤其重要，以做到早發現，早處置，早疏散。當前針對超高層建筑的早期火災預警，其主要手段還是設置火災自動報警系統。

二、超高層建筑火災自動報警系統設計特殊要求

針對超高層建筑的特點，相關規范也對超高層建筑火災自動報警系統設計給出了有別于一般建筑的技術措施，如下：

1、《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013 第 3. 1. 7 條：“高度超過 100m 的建筑中，除消防控制中心內設置的控制器外，每臺控制器直接控制的火災探測器、手動報警按鈕和模塊等設備不應跨越避難層”。

2、《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018年版） 第5.5.23條：“建筑高度大于100m的公共建筑，應設置避難層（間）。避難層（間）應符合下列規定：….. 7? 應設置消防專線電話和應急廣播”。

3、《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019第13.3.3條：“高度超過100m的高層公共建筑，火災自動報警系統設計應符合下列規定： 1）裙房以上部分宜采用集中報警系統和區域報警系統組成的火災自動報警系統，集中報警控制器與區域報警控制器之間宜采用環形接線;2）高度超過100m的高層建筑，區域報警控制器的分支回路不應跨越避難層; 3）各避難層內的消防應急廣播應采用獨立的廣播分路; 4）各避難層與消防控制室之間應設置獨立的有線和無線呼救通信?！?/p>

三、超高層建筑火災自動報警系統設計存在的幾個問題

筆者對上述規定的執行情況進行了調研，《火災自動報警系統設計規范》，《建筑設計防火規范》內的相關規定，一般項目設計均執行的較好，《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019第13.3.3條在很多項目設計中執行情況不理想?，F針對調查過程中遇到的幾個問題進行討論。

1、區域報警控制器的設置位置。根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013 第 3. 1. 7 條的規定要求，超高層往往采用的是集中報警主機+區域報警控制器方式的結構，區域報警控制器究竟應該設置在哪里，是否一定要設置在有人值班的場所，一直是困擾大家的一個問題。《火災自動報警系統設計規范》第6.1.4條規定如下：“集中報警系統和控制中心報警系統中的區域火災報警控制器在

滿足下列條件時，可設置在無人值班的場所： 1）本區域內無需要手

動控制的消防聯動設備。2）本火災報警控制器的所有信息在集中火災報警控制器上均有顯示.且接收集中控制功能的火災報警控制器的聯動拉制信號，并自動啟動相應的消防設備。 3） 設置的場所只有值班人員可以進入。”由上述規定可以看到，在滿足一定前提條件下，區域報警控制器是可以設置在無人值守的地方的。只是經常給設計人員造成困惑的是規定的第一款“本區域內無需要手動控制的消防聯動設備”，這里的無需手動控制的消防聯動設備如何理解，需要設置手動直接控制的消防風機，消防水泵是否屬于這類設備？若屬于第一款規定的設備，則所對應的區域報警控制器不能設置在無人值守場所，或者避難層等有消防風機及水泵的探測及火災聯動控制不能納入設在無人值班區域的區域報警控制器。結合《火災自動報警系統設計規范》第6.1.4條條文說明“只有報警功能的區域火災報警控制器，由于其各類信息均在集中火災報警控制器上集中顯示，發生火災時也不需要人工操作，因此不需要有專人看管?！?當超高層建筑中采用集中報警主機+區域報警控制器方式的結構時，消防風機及水泵的直接手動控制均設置在消防控制室，不需要人員到現場操作，而設置在避難層的區域報警控制器僅具有報警功能。為此，避難層等有消防風機及水泵應不屬于第一款規定的需要手動控制的消防聯動設備范圍，其報警回路可以由避難層設置的區域報警控制器引接，該區域報警控制器可設置在無人值守的位置。另外須要注意的是第三款“設置的場所只有值班人員可以進入”，而設計人員往往習慣于把區域報警控制器設置在前室，走廊等人員容易看到的公共區，與規定不符，根據規定建議設置在避難層的風機房、強弱電間等僅有值班人員有進出權限的場合。

2、集中報警控制器與區域報警控制器之間聯網方式。根據《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019第13.3.3條第二款的要求，“集中報警控制器與區域報警控制器之間宜采用環形接線”，因規定的是“宜”，實際項目設計中，落地實施的較少。一般情況下，火災報警控制器之間的聯網結構有三種，分別為鏈式結構，星型結構和環型結構，如圖：

需要說明的是，火災報警控制器與控制器之間的通信，一般采用的是CAN總線，有的產品本身通信即支持環型網絡結構通信，有的產品需要單獨配置通信控制模塊;另外須要注意的一點是控制器之間的通信距離，一般產品CAN總線的通信距離控制在1500米以內，當采用星型結構時，往往采用的是在星型匯聚點處設置總線匯聚器的方式，這就要求從匯集點到各報警主機的各個線路總長度不能超過1500米，環型結構網絡要求環線總長度不超過1500米。當個報警主機由于距離分散較遠超過1500米距離是，可在線路起始和終點處加光電轉換通信模塊，采用光纖通信延長通信距離?？紤]到超高層火災一旦發生后人員疏散及撲救的難度較大，以及造成的經濟損失較多，而采用環網方式，可以用很小的成本，在通訊線發生一點故障時，維持系統正常運轉，極大提高系統的穩定性。這一點往往被設計人員所忽略。

3、各避難層與消防控制室之間應設置獨立的有線和無線通信。

《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019第13.3.3條：“……各避難層與消防控制室之間應設置獨立的有線和無線通信……”查詢13.3.3條文說明，其中有線指專線的消防電話，這個基本設計均能有落地，可以實現，而避難層和消防控制室的無線通信往往沒有設計。條文說明中說明無線通信指在避難層設置無線對講分機，以防當有線消防電話線路失效后保持避難層和消防控制室之間的通信。經調研，這種無線對講系統各消防系統廠商均沒有配套經消防認證的產品，而采用普通的民用產品，其通信距離，通信可靠性需要在系統設置后實際調試驗證。同時由于民用產品的電池功率有限，需要制定相應的管理規程，保證系統狀態。

四、總結

當前超高層建筑火災自動報警的設計過程中尚存在一些規范要求落實不到位的問題，規范規定本身是考慮到超高層建筑的特點提出的有針對性的防護措施，往往容易被設計人員所忽略。通過執行相應規定，如火災報警控制器采用環型聯網，設置避難層和消控室的無線通信等可以用很小的代價給系統的可靠性增加很大的助力。同時各產品廠商也應該積極跟進規范規定，為規范落地提供經過消防驗證的合適的產品。

參考文獻

中華人民共和國住房和城鄉建設部.民用建筑電氣設計標準，2019.11.22

中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑設計防火規范，20118.3.30

中華人民共和國公安部.火災自動報警系統設計規范，2014.05.01

中國建筑標準設計研究院.超高層建筑電氣設計與安裝，2014.8.21

中國建筑標準設計研究院. 《火災自動報警系統設計規范》圖示，2014.9