火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系列產(chǎn)品功能改進(jìn)的探討*

王立光, 王 超, 趙 陽(yáng), 劉永峰

(吉林建筑大學(xué), 吉林 長(zhǎng)春 130118)

0 引 言

GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1](簡(jiǎn)稱“新火規(guī)”)實(shí)施以來(lái),與1998版相比增加了許多功能要求,例如防火門監(jiān)控功能、消防電源監(jiān)控功能、電氣火災(zāi)監(jiān)控功能、消防控制室圖形顯示及遠(yuǎn)傳功能等。

新火規(guī)實(shí)施后,為了實(shí)現(xiàn)上述功能要求,市場(chǎng)上相繼推出了防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)等系列產(chǎn)品[2-3]。一般,上述各個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)品均由若干專用的控制器、傳感器、執(zhí)行器組成,3種設(shè)備之間通過特定的總線協(xié)議通信完成相應(yīng)功能。雖然產(chǎn)品基本已經(jīng)定型,并已經(jīng)成功應(yīng)用于各種類型建筑物,但這些完成特定功能的系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“專項(xiàng)系統(tǒng)”)往往只能封閉運(yùn)行,產(chǎn)品功能不完善,尚不能完全實(shí)現(xiàn)新火規(guī)的要求。

1 存在問題

(1) 專項(xiàng)系統(tǒng)的控制器與消防控制室圖形顯示裝置之間的數(shù)據(jù)交換尚未實(shí)現(xiàn)。按照新火規(guī)要求,消防控制室圖形顯示裝置應(yīng)能顯示建筑物內(nèi)設(shè)置的全部消防系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的動(dòng)態(tài)信息,但目前市場(chǎng)上的專項(xiàng)系統(tǒng)只能在本系統(tǒng)控制主機(jī)上顯示相應(yīng)信息。分析有以下幾個(gè)原因:

① 目前市場(chǎng)上消防控制室圖形顯示裝置本身產(chǎn)品不成熟,缺乏與專項(xiàng)系統(tǒng)的軟硬件接口。這類產(chǎn)品一般由傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)廠家研發(fā)生產(chǎn),僅能做到與自家生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換,能夠圖形顯示傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的各種探測(cè)器及輸入/輸出模塊等設(shè)備的動(dòng)態(tài)信息。

② 目前市場(chǎng)上專項(xiàng)系統(tǒng)控制主機(jī)也缺乏與消防控制室圖形顯示裝置的軟硬件接口。新火規(guī)實(shí)施以來(lái),由于市場(chǎng)巨大,吸引大量非傳統(tǒng)的消防設(shè)備生產(chǎn)廠家的加入,再加上傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)生產(chǎn)廠家,所以市場(chǎng)上短時(shí)間內(nèi)就推出了大量的該類產(chǎn)品。但由于得不到消防控制室圖形顯示裝置生產(chǎn)廠家的配合,再加之缺乏消防產(chǎn)品的制造經(jīng)驗(yàn)(對(duì)于非傳統(tǒng)的消防設(shè)備生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)),使得該類產(chǎn)品往往只能封閉運(yùn)行,缺乏與消防控制室圖形顯示裝置的數(shù)據(jù)交換接口。

③ 消防職能部門在消防工程驗(yàn)收時(shí)對(duì)專項(xiàng)系統(tǒng)功能要求不嚴(yán)格,使得功能不完善的該類產(chǎn)品也能通過驗(yàn)收,廠家也缺乏完善該功能的動(dòng)力。即使是傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)生產(chǎn)廠家,自家生產(chǎn)的專項(xiàng)系統(tǒng)產(chǎn)品也沒能實(shí)現(xiàn)上述功能。

消防控制室圖形顯示系統(tǒng)現(xiàn)行框圖、目標(biāo)框圖分別如圖1、圖2所示。

圖1 消防控制室圖形顯示系統(tǒng)現(xiàn)行框圖

圖2 消防控制室圖形顯示系統(tǒng)目標(biāo)框圖

(2) 專項(xiàng)系統(tǒng)的控制器與火災(zāi)報(bào)警控制器之間數(shù)據(jù)交換也未實(shí)現(xiàn)。提到的3種專項(xiàng)系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中一般只需監(jiān)視,不需控制,所以也無(wú)需在控制器內(nèi)進(jìn)行邏輯編程。只有防火門監(jiān)控系統(tǒng)的常開防火門需要控制,而其邏輯編程的前置條件就是明確火災(zāi)發(fā)生區(qū)域(防煙分區(qū)、防火分區(qū)或樓層)。而此條件需要火災(zāi)報(bào)警控制器給出,這就要求防火門監(jiān)控系統(tǒng)的控制器與火災(zāi)報(bào)警控制器之間要能夠以協(xié)議的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這將會(huì)涉及以下兩方面問題:

① 由于國(guó)家對(duì)該類產(chǎn)品的外聯(lián)接口協(xié)議沒有統(tǒng)一要求,則實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)就需不同產(chǎn)品生產(chǎn)廠家之間協(xié)商解決接口協(xié)議的匹配問題。

② 目前市場(chǎng)上的火災(zāi)報(bào)警控制器只有接入系統(tǒng)的各類火災(zāi)探測(cè)設(shè)備和聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備(輸入/輸出模塊)的動(dòng)作信息和狀態(tài)信息,而沒有明確火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的中間狀態(tài)信息。所以防火門監(jiān)控系統(tǒng)只能全盤接收火災(zāi)報(bào)警控制器提供的各個(gè)火災(zāi)探測(cè)設(shè)備的動(dòng)作信息,進(jìn)行邏輯編程。由于中間狀態(tài)信息數(shù)量遠(yuǎn)少于火災(zāi)探測(cè)設(shè)備的數(shù)量,這樣就會(huì)增大防火門監(jiān)控系統(tǒng)的編程工作量。

2019年3月1日實(shí)施了GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,由傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)按照配電回路直接控制的應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng),轉(zhuǎn)而要求自成體系,自行監(jiān)控本系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)燈具。其中集中控制系統(tǒng)的原理與上述3種專項(xiàng)系統(tǒng)類似,也需要火災(zāi)報(bào)警控制器能夠提供明確火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的中間狀態(tài)信息。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)現(xiàn)行框圖、目標(biāo)框圖分別如圖3、圖4所示。

圖3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)現(xiàn)行框圖

圖4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)目標(biāo)框圖

(3) 新火規(guī)對(duì)任意一臺(tái)火災(zāi)報(bào)警控制器或消防聯(lián)動(dòng)控制器所連接的設(shè)備總數(shù)均規(guī)定了上限,目的就是保障系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性。但目前的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)控制方法,即火災(zāi)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制由一套邏輯程序完成,這就造成某個(gè)項(xiàng)目設(shè)置有若干個(gè)火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制器,且每個(gè)設(shè)備所連接的信息點(diǎn)個(gè)數(shù)沒有超出規(guī)范的規(guī)定,但這些設(shè)備所連接的信息點(diǎn)必須都要匯集到其中一臺(tái)設(shè)備上(火災(zāi)報(bào)警控制器(聯(lián)動(dòng)型)或消防聯(lián)動(dòng)控制器),才能統(tǒng)一編程,也沒有降低整體風(fēng)險(xiǎn)。

另外,按照新火規(guī)要求,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)需要掌控的信息總類增多,不僅包含傳統(tǒng)的直接觸發(fā)信息(包括各種火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕等觸發(fā)的信息)、間接觸發(fā)信息(包括水流指示器、信號(hào)閥、70°防火閥、280°排煙閥、壓力開關(guān)、消火栓報(bào)警按鈕等觸發(fā)的信息)、聯(lián)動(dòng)反饋信息(包括各種消防設(shè)備動(dòng)作后反饋的信息),還包含運(yùn)行狀態(tài)信息(包含電源工作狀態(tài)、設(shè)備故障狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)等)、預(yù)火警信息(包含各種電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器探測(cè)的信息)。過多的信息無(wú)疑會(huì)增大系統(tǒng)的壓力,降低系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性。

2 解決辦法

新火規(guī)圖示已經(jīng)給出系統(tǒng)框圖(目標(biāo)值),見圖2、圖4。相應(yīng)的生產(chǎn)廠家只要在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上稍作修改,即能解決上述問題。

(1) 將傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警控制器(聯(lián)動(dòng)型)或消防聯(lián)動(dòng)控制器按照特定功能明確定義為報(bào)警類控制器(即火災(zāi)報(bào)警控制器)和聯(lián)動(dòng)類控制器(防排煙控制器、消防泵控制器、應(yīng)急廣播控制器等等)。其中,報(bào)警類控制器只負(fù)責(zé)火警信息的確認(rèn)工作,在硬件上只需接入各種直接觸發(fā)類設(shè)備,在軟件上增加明確火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的中間狀態(tài)信息,只需明確所連接的直接觸發(fā)類設(shè)備與中間狀態(tài)信息之間的邏輯關(guān)系即可;聯(lián)動(dòng)類控制器(包括上文提及的專項(xiàng)系統(tǒng)),在硬件上只許接入與本系統(tǒng)相關(guān)的間接觸發(fā)類設(shè)備、需聯(lián)動(dòng)控制的消防設(shè)備,在軟件上只需明確所連接的聯(lián)動(dòng)模塊與中間狀態(tài)信息之間的邏輯關(guān)系即可。

(2) 所有控制器必須提供外聯(lián)的軟硬件接口,接口協(xié)議必須符合國(guó)家行管部門的統(tǒng)一要求,做到無(wú)縫連接,以免不同生產(chǎn)廠家之間設(shè)備連接通信時(shí)增加集成開銷。通過這些接口,一方面實(shí)現(xiàn)報(bào)警類控制器將中間狀態(tài)信息廣播給聯(lián)動(dòng)類控制器,另一方面所有控制器將連接的各種設(shè)備信息均傳輸給消防控制室圖形顯示裝置,達(dá)到統(tǒng)一顯示要求。

3 實(shí) 例

某建筑物由地下一層、屋頂層及中間若干層組成,每層為一個(gè)防火分區(qū)。其中,1F設(shè)有消防控制室;-1F設(shè)有消防泵房;屋頂設(shè)有防排煙風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房等。該建筑物火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由以下幾個(gè)控制器及其相關(guān)設(shè)備組成:火災(zāi)報(bào)警控制器(A),風(fēng)系統(tǒng)控制器(B),水系統(tǒng)控制器(C),防火門控制器(D),應(yīng)急照明控制器(E),其他系統(tǒng)控制器(F)以及消防控制室圖形顯示裝置。某建筑物火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)原理圖如圖5所示。

圖5 某建筑物火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)原理圖

以該建筑物3F著火為例,描述火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理。當(dāng)3F火災(zāi)探測(cè)器(A1或A2)、手動(dòng)報(bào)警按鈕(A3)發(fā)出火警信號(hào),該信號(hào)通過報(bào)警總線傳遞給火災(zāi)報(bào)警控制器(A),A根據(jù)預(yù)設(shè)程序確認(rèn)火情(3F著火了),此信息即為中間狀態(tài)信息,A將此信息經(jīng)上層總線廣播給B、C、D、E、F。B根據(jù)預(yù)設(shè)程序,啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī)(B5),啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)(B6),開啟3F正壓送風(fēng)口(B1)和排煙口(B2)。C根據(jù)預(yù)設(shè)程序,啟動(dòng)消火栓泵(C7)。D根據(jù)預(yù)設(shè)程序,關(guān)閉3F常開防火門(D1),將防火卷簾(D3)降至1.8 m。E根據(jù)預(yù)設(shè)程序,開啟3F消防應(yīng)急燈具(E3)。F根據(jù)預(yù)設(shè)程序,切除3F非消防用電(F1);開啟全樓的應(yīng)急廣播(F2)、火災(zāi)聲光警報(bào)器(F3);控制電梯(F4)降至1F。

另外,當(dāng)70°防火閥(B3)或280°防火閥(B4)動(dòng)作時(shí),直接將信號(hào)通過風(fēng)系統(tǒng)總線傳遞給風(fēng)系統(tǒng)控制器(B),B根據(jù)預(yù)設(shè)程序直接停正壓送風(fēng)機(jī)或排煙風(fēng)機(jī);當(dāng)消火栓按鈕(C1)、流量壓力開關(guān)(C4)、報(bào)警閥壓力開關(guān)(C5)、干管壓力開關(guān)(C6)等動(dòng)作時(shí),直接將信號(hào)通過水系統(tǒng)總線傳遞給水系統(tǒng)控制器(C),C根據(jù)預(yù)設(shè)程序,直接啟動(dòng)消火栓泵(C7)或噴淋泵(C8);當(dāng)感溫探測(cè)器(專用)(A2)動(dòng)作時(shí),直接將信號(hào)通過防火門系統(tǒng)總線傳遞給防火門控制器(D),D根據(jù)預(yù)設(shè)程序,直接控制防火卷簾(D3)降至地面。

以上所有設(shè)備的動(dòng)作信息(包括平時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息,即不必單設(shè)消防電源監(jiān)控系統(tǒng))均通過各自系統(tǒng)總線傳遞給各自控制器,各控制器將收集到的所有信息均上傳給消防控制室圖形顯示裝置。

4 結(jié) 語(yǔ)

介紹了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系列產(chǎn)品功能改進(jìn)的一些建議,以滿足GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,希望引起消防管理部門及相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的重視,使得相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)一步完善。