论文部分内容阅读
摘 要：文章结合高层建筑的特点和国家有关消防规范要求，对高层建筑中火灾自动报警系统、消防联动控制系统的设计进行了介绍。
关键词：消防系统设计 火灾自动报警系统消防联动控制
高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的工作方针，针对高层建筑的发生火灾的特点，做到安全適用、技术先进、经济合理。近年来随着科学技术高速发展和应用，逐步形成了以火灾探测与自动报警为基本内容，计算机协调控制和管理各类消防灭火、防火设备，具有一定自动化和智能化水平的火灾自动报警与联动控制系统。
高层建筑中消防控制系统是由火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大部分组成。
1火灾自动报警系统
火灾自动报警控制系统设计是建筑防火设计中的重要方面，它涉及火灾探测方法确定、火灾探测器的选用、火灾自动报警系统类型的选择、系统工程设计等几个方面。
1.1火灾探测器
火灾探测器是组成各种火灾自动报警系统中的重要检测元件，探测器工作的可靠性、稳定性和灵敏度等技术指标直接影响着整个系统的好坏。
1.1.1传统火灾探测器
传统火灾探测器根据监测的火灾特性不同分为感烟式、感温式、感光式和可燃气体探测器。
1.1.2模拟量火灾探测器
模拟量火灾探测器实质上是作为火灾探测的传感器。探测器不仅向火灾报警控制器传输现场烟浓度或者温度随时间变化的模拟量值，而且将探测器的状态、类型等信息及时传输回火灾报警控制器中，供火灾报警控制器对探测器进行分析运算。火灾报警控制器具有储存的功能，可将现场采集的探测器参数与本身储存的火灾探测参数特征曲线比较得出预警。
1.1.3分布智能式探测器
分布智能式探测器本身内置有单片微处理器，可以进行计算处理评估工作。在信息评估过程中不再只是根据简单的是非准则，而是同时考虑到其他中间价值，它把信息与模拟阈值历史读数和时间形式进行比较，作出是否报警的决定。分布智能式探测器的另一个优点在于探头和回路控制器之间只需传输更少量的信息，与常规的监督通讯登记反应系统不同。该探测器仅在有要报告的新状态时，才与回路控制器进行通讯。这一功能提供了非常快速的反应时间，并使得环路上的通讯能以较低的波特率进行，对回路导线特征的敏感性较低。
火灾探测器的选用和设置是否科学合理，直接影响着火灾探测器性能的发挥和火灾自动报警系统的整体特性。关于火灾探测器的选用和设置，必须按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98)和《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50166—2007)等的有关要求和规定执行。火灾探测器的一般选用原则是：充分考虑区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点、环境条件以及可能引起误报的因素等综合确定。
1.2火灾报警控制器
火灾的早期发现和扑救具有极其重要的意义，它能将损失控制在最小范围，并且防止造成灾害。基于这种思想和高层建筑以自救为主的原则，我国的有关消防规范和技术标准对火灾自动报警系统及其系列产品提出了以下基本要求：
☆ 确保火灾探测和报警功能，保证不漏报，减少系统误报率；
☆ 确保系统工作稳定，信号传输准确可靠；
☆ 系统的调试、管理、维护方便；
☆ 系统的性能价格比高；
☆ 系统的联动功能丰富，联动控制方式有效、多样。
1.2.1传统火灾报警控制器
传统火灾报警控制器用于对火灾的监测、巡检，接收监测区域内火灾探测器的报警信号，报警输出显示火灾部位，联动控制相关设备等。
1.2.2智能型火灾报警控制器
智能型火灾报警控制器除了具备传统火灾报警控制器的功能外，由于系统采用模块化结构，容量扩充十分灵活，而且具有丰富的自诊断功能和在线软件编程的功能，为系统维护及正常运行提供了有利的条件。
1.3火灾自动报警系统基本设计形式
根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98)的规定、火灾监控对象的特点和火灾报警控制器的分类，以及消防设备联动控制要求的不同，火灾自动报警系统有以下三种基本设计形式：
1.3.1区域报警系统
区域报警系统由火灾探测器、手动报警器、区域报警控制器或通用报警控制器、火灾警报装置等构成。这种系统形式主要用于完成火灾探测和报警任务，适用于小型建筑对象和防火对象单独使用。
1.3.2集中报警系统
集中报警系统由火灾探测器、区域火灾报警控制器或用作区域报警的通用火灾报警控制器和集中火灾报警控制器等组成。按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98) 规定，集中报警系统形式适用于高层宾馆、写字楼等对象。
1.3.3控制中心报警系统
控制中心报警系统是由设置在消防控制中心(或消防控制室)的消防联动控制装置、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和各种火灾探测器等组成，或由消防联动控制装置、环状布置的多台通用火灾报警控制器和各种火灾探测器及功能模块等组成。
火灾自动报警系统形式的选择要根据建筑的规模、使用性质和保护对象进行选择。对于二级保护对象，建筑规模比较小，控制点比较少的，可选区域报警系统形式；对于一级和二级保护对象，建筑规模比较大，联动控制点比较多，宜选用集中报警系统形式；对于特级或一级保护对象，建筑规模大且又很重要，联动控制复杂，宜选用控制中心系统形式。
2 消防联动控制系统
消防联动控制系统对消防设施的控制内容包括水灭火系统控制、防火门的控制、防火卷帘的控制、防排烟系统控制、火灾事故广播系统控制、火灾警报装置控制、电梯迫降系统控制、及其他消防设施的控制。
消防联动控制系统（控制关系见消防控制逻辑关系表），其主要有以下内容：
2.1室内消火栓控制系统
室内消火栓是建筑内最基本的消防设备，消火栓启泵装置及消防水泵等都是室内消火栓必须配套的设备。在消防控制室的控制设备上设置消防水泵的启、停装置，显示消防水泵启动按钮启泵的位置及消防水泵的工作状态。
2.2自动喷水灭火控制系统
自动喷水灭火系统是目前最经济的室内固定灭火设备，使用面比较广。按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001的要求，消防控制设备最好显示监测系统的控制阀开启状态、水池的水位、水泵的工作状态。同时，还规定消防控制室的控制设备应设置自动喷水灭火系统启、停装置。
2.3防火卷帘系统控制
按照消防规范规定，首先是根据防火卷帘边上的感烟探测器的动作或消防控制中心的指令信号启动防火卷帘，使其下降到距地1.8m处，挡烟并让人员疏散。延时一段时间(或通过现场感温探测器的动作信号或消防控制装置的第二次指令)启动卷帘控制装置，使卷帘下降到底，以达到控制火灾蔓延的目的。防火卷帘门两边还应设有卷帘门控制升降的按钮，并设有保持延时（1—30秒可调）后防火卷帘门自动放下的功能。
2.4 防排烟控制系统
当火警发生后，烟感信号联动立即开启着火层及其上、下层的排烟阀门及送风阀门，进行排烟。任何一处排烟阀门及送风阀门的开启，都会立即连锁启动排烟风机和送风机。当排烟温度高达280℃时，装设在阀口的温度熔断器动作，排烟防火阀自动关闭，同时也连锁关闭风机。
2.5火灾事故广播系统
火灾事故广播可单独设置，也可与建筑物内的其他广播系统合并设置。平时按正常程序广播节目，当发生火灾时，将正常广播系统强制切换至紧急广播系统（要求能用话筒播音），指导人员疏散。火灾事故广播的扬声器宜按照防火分区设置和分路。发生火灾时为了便于疏散和减少不必要的混乱，火灾紧急广播发出警报不能采用整个建筑物火灾事故广播系统全部启动的方式，而应该仅向着火的楼层及与其相关的楼层进行广播。当着火层在二层以上时，仅向着火层及其上下层发出警报；当着火层在首层时，需要向首层、二层及全部地下层进行紧急广播；当着火层在地下的任一层时，需要向全部地下层和首层紧急广播。
2.6火灾警报装置控制
凡未设火灾应急广播的系统，应设置火灾警报装置。
2.7火灾紧急通话系统
火灾事故紧急电话是与普通电话分开的独立系统，一般用于消防中心控制室、火灾报警装置设置点、消防设备机房等处，在手动火灾报警按钮等处宜设与消防控制室紧急通话的插孔。
2.8电梯迫降控制系统
火灾时消防控制室发出信号强制所有电梯迫降至首层，然后电梯停止运行。仅保留消防电梯提供消防人员使用。
3 消防系统的控制方式
自动消防系统在高层智能建筑中可作为一个独立的子系统独立运行。可通过消防控制中心完成火灾信息的采集、处理、判断和确认，并实施联动控制。
对于重要消防设备（消防水泵、防烟和排烟风机），如果采用全总线控制方式，还应在消防控制室设置设置手动直接控制装置。所谓手动直接控制，就是采用传统的控制方式，即受控的消防设备与控制装置之间用导线直接连接，在自动系统失灵后，手动仍能控制消防设备的启停，以提高消防系统的可靠性。
4结语
按照规范要求进行火灾自动报警系统设计，是一件非常严谨，细致精心的大事。自动消防系统的设计，既要考虑到系统的先进性，又要考虑系统的可靠性；部分采用传统的设计方法，也不能视为落伍。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：消防系统设计 火灾自动报警系统消防联动控制
高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的工作方针，针对高层建筑的发生火灾的特点，做到安全適用、技术先进、经济合理。近年来随着科学技术高速发展和应用，逐步形成了以火灾探测与自动报警为基本内容，计算机协调控制和管理各类消防灭火、防火设备，具有一定自动化和智能化水平的火灾自动报警与联动控制系统。
高层建筑中消防控制系统是由火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大部分组成。
1火灾自动报警系统
火灾自动报警控制系统设计是建筑防火设计中的重要方面，它涉及火灾探测方法确定、火灾探测器的选用、火灾自动报警系统类型的选择、系统工程设计等几个方面。
1.1火灾探测器
火灾探测器是组成各种火灾自动报警系统中的重要检测元件，探测器工作的可靠性、稳定性和灵敏度等技术指标直接影响着整个系统的好坏。
1.1.1传统火灾探测器
传统火灾探测器根据监测的火灾特性不同分为感烟式、感温式、感光式和可燃气体探测器。
1.1.2模拟量火灾探测器
模拟量火灾探测器实质上是作为火灾探测的传感器。探测器不仅向火灾报警控制器传输现场烟浓度或者温度随时间变化的模拟量值，而且将探测器的状态、类型等信息及时传输回火灾报警控制器中，供火灾报警控制器对探测器进行分析运算。火灾报警控制器具有储存的功能，可将现场采集的探测器参数与本身储存的火灾探测参数特征曲线比较得出预警。
1.1.3分布智能式探测器
分布智能式探测器本身内置有单片微处理器，可以进行计算处理评估工作。在信息评估过程中不再只是根据简单的是非准则，而是同时考虑到其他中间价值，它把信息与模拟阈值历史读数和时间形式进行比较，作出是否报警的决定。分布智能式探测器的另一个优点在于探头和回路控制器之间只需传输更少量的信息，与常规的监督通讯登记反应系统不同。该探测器仅在有要报告的新状态时，才与回路控制器进行通讯。这一功能提供了非常快速的反应时间，并使得环路上的通讯能以较低的波特率进行，对回路导线特征的敏感性较低。
火灾探测器的选用和设置是否科学合理，直接影响着火灾探测器性能的发挥和火灾自动报警系统的整体特性。关于火灾探测器的选用和设置，必须按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98)和《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50166—2007)等的有关要求和规定执行。火灾探测器的一般选用原则是：充分考虑区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点、环境条件以及可能引起误报的因素等综合确定。
1.2火灾报警控制器
火灾的早期发现和扑救具有极其重要的意义，它能将损失控制在最小范围，并且防止造成灾害。基于这种思想和高层建筑以自救为主的原则，我国的有关消防规范和技术标准对火灾自动报警系统及其系列产品提出了以下基本要求：
☆ 确保火灾探测和报警功能，保证不漏报，减少系统误报率；
☆ 确保系统工作稳定，信号传输准确可靠；
☆ 系统的调试、管理、维护方便；
☆ 系统的性能价格比高；
☆ 系统的联动功能丰富，联动控制方式有效、多样。
1.2.1传统火灾报警控制器
传统火灾报警控制器用于对火灾的监测、巡检，接收监测区域内火灾探测器的报警信号，报警输出显示火灾部位，联动控制相关设备等。
1.2.2智能型火灾报警控制器
智能型火灾报警控制器除了具备传统火灾报警控制器的功能外，由于系统采用模块化结构，容量扩充十分灵活，而且具有丰富的自诊断功能和在线软件编程的功能，为系统维护及正常运行提供了有利的条件。
1.3火灾自动报警系统基本设计形式
根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98)的规定、火灾监控对象的特点和火灾报警控制器的分类，以及消防设备联动控制要求的不同，火灾自动报警系统有以下三种基本设计形式：
1.3.1区域报警系统
区域报警系统由火灾探测器、手动报警器、区域报警控制器或通用报警控制器、火灾警报装置等构成。这种系统形式主要用于完成火灾探测和报警任务，适用于小型建筑对象和防火对象单独使用。
1.3.2集中报警系统
集中报警系统由火灾探测器、区域火灾报警控制器或用作区域报警的通用火灾报警控制器和集中火灾报警控制器等组成。按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98) 规定，集中报警系统形式适用于高层宾馆、写字楼等对象。
1.3.3控制中心报警系统
控制中心报警系统是由设置在消防控制中心(或消防控制室)的消防联动控制装置、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和各种火灾探测器等组成，或由消防联动控制装置、环状布置的多台通用火灾报警控制器和各种火灾探测器及功能模块等组成。
火灾自动报警系统形式的选择要根据建筑的规模、使用性质和保护对象进行选择。对于二级保护对象，建筑规模比较小，控制点比较少的，可选区域报警系统形式；对于一级和二级保护对象，建筑规模比较大，联动控制点比较多，宜选用集中报警系统形式；对于特级或一级保护对象，建筑规模大且又很重要，联动控制复杂，宜选用控制中心系统形式。
2 消防联动控制系统
消防联动控制系统对消防设施的控制内容包括水灭火系统控制、防火门的控制、防火卷帘的控制、防排烟系统控制、火灾事故广播系统控制、火灾警报装置控制、电梯迫降系统控制、及其他消防设施的控制。
消防联动控制系统（控制关系见消防控制逻辑关系表），其主要有以下内容：
2.1室内消火栓控制系统
室内消火栓是建筑内最基本的消防设备，消火栓启泵装置及消防水泵等都是室内消火栓必须配套的设备。在消防控制室的控制设备上设置消防水泵的启、停装置，显示消防水泵启动按钮启泵的位置及消防水泵的工作状态。
2.2自动喷水灭火控制系统
自动喷水灭火系统是目前最经济的室内固定灭火设备，使用面比较广。按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001的要求，消防控制设备最好显示监测系统的控制阀开启状态、水池的水位、水泵的工作状态。同时，还规定消防控制室的控制设备应设置自动喷水灭火系统启、停装置。
2.3防火卷帘系统控制
按照消防规范规定，首先是根据防火卷帘边上的感烟探测器的动作或消防控制中心的指令信号启动防火卷帘，使其下降到距地1.8m处，挡烟并让人员疏散。延时一段时间(或通过现场感温探测器的动作信号或消防控制装置的第二次指令)启动卷帘控制装置，使卷帘下降到底，以达到控制火灾蔓延的目的。防火卷帘门两边还应设有卷帘门控制升降的按钮，并设有保持延时（1—30秒可调）后防火卷帘门自动放下的功能。
2.4 防排烟控制系统
当火警发生后，烟感信号联动立即开启着火层及其上、下层的排烟阀门及送风阀门，进行排烟。任何一处排烟阀门及送风阀门的开启，都会立即连锁启动排烟风机和送风机。当排烟温度高达280℃时，装设在阀口的温度熔断器动作，排烟防火阀自动关闭，同时也连锁关闭风机。
2.5火灾事故广播系统
火灾事故广播可单独设置，也可与建筑物内的其他广播系统合并设置。平时按正常程序广播节目，当发生火灾时，将正常广播系统强制切换至紧急广播系统（要求能用话筒播音），指导人员疏散。火灾事故广播的扬声器宜按照防火分区设置和分路。发生火灾时为了便于疏散和减少不必要的混乱，火灾紧急广播发出警报不能采用整个建筑物火灾事故广播系统全部启动的方式，而应该仅向着火的楼层及与其相关的楼层进行广播。当着火层在二层以上时，仅向着火层及其上下层发出警报；当着火层在首层时，需要向首层、二层及全部地下层进行紧急广播；当着火层在地下的任一层时，需要向全部地下层和首层紧急广播。
2.6火灾警报装置控制
凡未设火灾应急广播的系统，应设置火灾警报装置。
2.7火灾紧急通话系统
火灾事故紧急电话是与普通电话分开的独立系统，一般用于消防中心控制室、火灾报警装置设置点、消防设备机房等处，在手动火灾报警按钮等处宜设与消防控制室紧急通话的插孔。
2.8电梯迫降控制系统
火灾时消防控制室发出信号强制所有电梯迫降至首层，然后电梯停止运行。仅保留消防电梯提供消防人员使用。
3 消防系统的控制方式
自动消防系统在高层智能建筑中可作为一个独立的子系统独立运行。可通过消防控制中心完成火灾信息的采集、处理、判断和确认，并实施联动控制。
对于重要消防设备（消防水泵、防烟和排烟风机），如果采用全总线控制方式，还应在消防控制室设置设置手动直接控制装置。所谓手动直接控制，就是采用传统的控制方式，即受控的消防设备与控制装置之间用导线直接连接，在自动系统失灵后，手动仍能控制消防设备的启停，以提高消防系统的可靠性。
4结语
按照规范要求进行火灾自动报警系统设计，是一件非常严谨，细致精心的大事。自动消防系统的设计，既要考虑到系统的先进性，又要考虑系统的可靠性；部分采用传统的设计方法，也不能视为落伍。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。