某大型住宅小区火灾自动报警系统的电气设计

李硕文,耿 健,王 勇

(中国建材国际工程集团有限公司,深圳 518054)

某大型住宅小区火灾自动报警系统的电气设计

李硕文,耿 健,王 勇

(中国建材国际工程集团有限公司,深圳 518054)

火灾自动报警系统已成为住宅小区设计中不可或缺的一部分,系统设计的优良与否直接关系到人民群众的生命财产安全。该文结合工作中的实际项目,对国内某大型高层住宅小区火灾自动报警系统的电气设计做了简要分析,总结了设计过程中应该注意的问题与事项。

火灾自动报警系统; 火灾探测器; 电气设计; 消防联动控制

随着我国经济的快速发展以及科学技术的进步,城镇化建设全面推进,越来越多的高层住宅拔地而起。高层住宅具有建筑规模大、机电设备众多、人员密集等特点,发生火灾的可能性较普通住宅增大,如果火灾事故得不到及时发现与救援,后果将不堪设想。因此,高层住宅对火灾自动报警系统的要求更加严格。合理设计火灾自动报警系统,能够及时发现火灾并采取有效措施,预防和减少火灾的危害,对保护人民群众的生命和财产安全起到至关重要的作用。

1 火灾自动报警系统的分类与选择

该小区由A、B、C三个地块组成,设计有两个大型地下室,平时作为车库使用,战时作为人防使用。每个地块设计有15栋高层住宅,其中A、B地块每栋建筑一到三层为沿街商铺、会所以及物业用房等。根据该小区的实际情况,并结合火灾自动报警的三种基本形式的特点确定火灾自动报警系统的设计方案。

火灾自动报警系统一般分为3种形式,即区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。下面介绍一下火灾自动报警三种基本形式的组成及特点。

1)区域报警系统

此系统由火灾探测器、手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器和联动控制装置等组成,是功能较为简单的火灾自动报警系统,其组成如图1所示。

在该小区的火灾自动报警系统设计中,每栋楼设置一个独立的区域火灾报警系统,区域火灾报警控制器设置在该栋楼所在地块的消防控制室,并在每个楼层的消防电梯前室设置识别着火楼层的灯光显示装置。

2)集中报警系统

此系统由火灾探测器、手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和联动控制装置等组成,是功能较复杂的火灾自动报警系统,其组成如图2所示。

集中火灾报警系统通过区域报警控制器、上位机、联动控制柜等实现消防联动控制,应能显示各个区域报警控制器的报警部位信号和控制信号,也可以直接接受火灾探测器的报警信号,功能比区域报警控制器更加齐全。它是整个建筑消防系统的总监控设备,该小区每个地块设置一个消防控制室,该地块的15栋建筑物的区域报警控制器集中连入消防控制室的集中火灾报警控制器,组成一个集中火灾报警系统。

系统设备的布置应注意以下几点:

(1)集中火灾报警控制器的所有输入信号线、输出控制线,不得直接连接到控制上,应使用接线端子连接,并应进行相应编号以利于检查和维护。

(2)对于集中火灾报警控制系统应设置独立的消防控制室。其值班操作人员应经过当地公安消防部门的培训,培训合格后持证上岗。

(3)与集中火灾报警控制器所连接的区域火灾报警控制器,其功能应当满足区域火灾报警控制器的要求。

3)控制中心报警系统

此系统由区域显示器、集中火灾报警控制器、专用消防联动控制设备、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成,是功能更为复杂的火灾自动报警系统。系统应能集中显示该小区三个地块的火灾报警部位信号和联动控制信号。

在该小区的火灾自动报警系统设计中,每栋楼选用区域报警系统,每个地块选用集中报警系统,整个小区选用控制中心报警系统,实现从每栋楼到每个地块到整个小区的分级监控,整体控制。小区A、B、C三个地块,每一地块设置一个消防控制室,并将A地块的消防控制室设为消防控制中心,内设火灾报警控制柜、消防联动控制设备、事故广播消防通讯装置、计算机显示打印装置等,以便于集中控制管理。B、C地块的消防控制室内设火灾报警控制器、消防控制设备等,通过消防控制总线与A地块的消防控制中心相连接,使整个小区组成一个统一、协调、稳定的火灾自动报警系统。一旦有火灾发生,能够迅速识别火灾发生区域,并进行消防报警与灭火。

2 火灾探测器的分类与选择

火灾探测器是火灾报警系统的“鼻子”与“眼睛”,其作用是监视环境中有无火灾发生,不同的场所选用适合的火灾探测器,对于整个火灾自动报警系统的可靠运行有至关重要的作用。在设计中要根据火灾发生、发展的具体情况选用正确的火灾探测器。

火灾探测器的分类主要有以下几种:

1)感烟火灾探测器

火灾发展过程可以分为初期阶段、发展阶段和衰减熄灭阶段。感烟火灾探测器能够在初燃生烟阶段,自动发出火灾报警信号,以达到将火扑灭在未成灾害之前的目的。感烟式火灾探测器是利用一个小型烟雾传感器响应悬浮在其周围附近大气中的燃烧和热解产生的烟雾气溶胶的一种火灾探测器。感烟式火灾探测器可以探测70%以上的火灾。它具有灵敏度高、稳定性好、误报率低、寿命长、结构紧凑、价格低廉等优点,对火灾初期和阴燃阶段的探测非常有效,可测烟雾粒径范围在0.03～10μm左右。根据结构可分为离子感烟探测器和光电感烟探测器。

2)感温火灾探测器

当火灾发生的场合存在大量粉尘、油雾、水蒸气时,使用感烟式火灾探测器会造成误报。这时使用温感式火灾探测器比较合适。感温式探测器是响应异常温度、温升速率和温差等参数的探测器,可分为定温式火灾探测器、差温式火灾探测器、差定温式火灾探测器。

3)可燃气体探测器

可燃气体探测器用来检测住宅小区内家庭厨房的可燃气体如煤气、天然气和液化石油气等。其检测原理,按照使用的气敏元件或传感器的不同主要分为热催化原理、热导原理、气敏原理和三端电化学原理四种。

其他探测器还有图像式火灾探测器、空气采样火灾探测器、感光式火灾探测器等。该小区火灾报警系统所选用的探测器有感烟火灾探测器、感温火灾探测器和可燃气体探测器。根据每种探测器的应用特性,在每户的起居室、卧室、餐厅布置感烟火灾探测器,公共区域如楼梯间、电井、电梯前室、电梯机房等布置感烟火灾探测器,厨房布置可燃气体探测器,地下室、车库、柴油发电机房等选用感温探测器。

火灾探测器的布置安装要注意以下几点:

1)每个探测区域内至少设置一个火灾探测器,探测区域内设置的探测器数量应按公式(1)确定

式中,N代表火灾探测器数量;S代表一个探测区域的地面面积;A代表一个探测器的保护面积;k代表安全修正系数,特级保护对象k取0.7～0.8,一级保护对象k取0.8～0.9,二级保护对象k取0.9～1.0。

布置火灾探测器时还要特别注意梁的影响,当梁突出顶棚高度600 mm时,被梁阻断的区域需要单独划分为一个探测区域。每个梁间区域应至少安装一个火灾探测器,当梁间区域超过探测器的保护面积时应按照公式(1)确定探测器的数量。

探测器到梁边、墙壁的水平距离应不小于0.5 m,探测器周围0.5 m范围内不应有遮挡物。

3 其它消防设备的设置

其它消防设备包括手动火灾报警按钮、火灾声光报警器、应急广播系统、消防电话系统等。手动火灾报警按钮是手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件,当按下手动报警按钮,会向消防联动控制器发送火灾信号,消防联动控制器通过按钮编码确定火灾区域,并对该区域进行声光报警。每个防火分区至少应设置一个手动火灾报警按钮,宜设置在公共场所的出入口处并设有明显标志,便于察觉和操作。

火灾声光报警器是用于火灾事故现场声音报警和闪光报警,特别适用于报警时能见度低或事故现场有浓烟产生的场所,对事故现场的人员起到警示作用。应急广播系统与火灾声光报警器作用相似,消防控制室管理人员可通过消防广播传达火灾信息,引导火灾区域内的人员有序撤离。两种设备各有所长,火灾发生初期交替使用效果更好。在每个楼层的安全出口处设置火灾声光警报器和应急广播,其位置设在各楼层走道靠近楼梯出口处,同一栋楼内的所有声光报警器及应急广播在火灾事故发生时要同时启动。

消防电话系统是一种消防专用的通讯系统,通过消防电话可及时了解火灾现场的情况,并及时通告消防人员救援。它有总线制和多线制两种主机。总线制消防电话系统由消防电话总机、消防电话接口模块固定消防电话分机、消防电话插孔、手提消防电话分机等设备构成。所有电话插孔和电话分机与主机通话都要经过电话接口模块。而多线制消防电话系统则没有电话接口模块,一路线上的所有电话插孔和电话分机与多线制电话主机面板上的呼叫操作键是一一对应的。一般设置为每个单元一路电话。该小区火灾自动报警系统设计中,选用带电话插孔的手动报警按钮,电梯机房设一部专用的消防电话。

4 火灾自动报警系统的供电、布线与接地

火灾自动报警系统对主电源的可靠性要求高,按一级或二级负荷考虑,有两个或两个以上电源供电,在消防控制室自动切换,同时还要有直流备用电源,以确保供电的切实可靠。直流备用电源采用火灾控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。火灾自动报警系统的主电源和备用电源其容量应符合现有国家标准的要求,在备用电源连续充放电三次以后,主电源和备用电源应能自动切换,火灾自动报警控制器电源要有自动转换和备用电源的自动充电功能,备用电源要有过压和欠压自动报警功能。火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关,因为保证系统的可靠性为第一位,控制器的主电源引入线应直接与消防电源连接,严禁使用插头。消防用电设备应采用单独的供电回路,当火灾事故发生时,应切断生产、生活用电,消防设备正常供电。其配电线路和控制回路应按防火分区划分。在该小区的消防供电中,消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动电源切换装置。该小区在地下室设有柴油发电机房,消防设备两路用电一路引自小区变电所,另一路引自柴油发电机房,由柴油发电机房引来的电源作为备用电源。柴油发电机设有自启动装置,并在30 s内供电。

火灾自动报警系统的布线应符合国家标准《电气装置工程施工及验收规范》,该小区所有消防控制、通信和报警线路一律选用耐火导线并穿无缝钢管明敷或暗敷。火灾自动报警线路用的竖井与电力、照明用的电缆竖井分开设置,防止强电系统对火灾自动报警系统造成干扰。

该小区火灾自动报警系统采用共用接地装置,接地电阻不大于1Ω。火灾自动报警系统设置专用接地干线,并在消防控制室设置专用接地板。专用接地干线从消防控制室专用接地板引至接地极。专用接地干线采用铜芯绝缘导线,其截面积不小于25 mm2,穿硬质塑料管埋设,不得采用钢管保护。工作接地与保护接地必须分开,保护接地导体不得利用金属软管,工作接地不得利用镀锌扁铁或金属软管。

5 结 语

通过对该项目火灾自动报警系统的设计,对国家有关规范、政策、法规以及消防部门的规定有了更加深入的了解,系统设计必须遵循这些方针、政策,满足规范要求,同时还要做到系统安全可靠、经济先进、使用简单方便。根据建筑物本身的性质、火灾危险性等级、耐火等级、结构形式、分布状况以及规模确定火灾自动报警系统的形式,选用合适的火灾报警控制器、联动控制装置,合理布置火灾探测器、手动报警按钮、事故照明灯、应急广播等是设计的关键。

[1] GB 50116—2013,火灾自动报警设计规范[S].

[2] GB 50016—2006,建筑设计防火规范[S].

[3] GB 50168—92,电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].

[4] 薛维虎.火灾自动报警与联动控制系统(第二版)[M].北京:中国人民公安大学出版社,2013.

A Large Residential Electrical Design of Automatic Fire Alarm System

LI Shuo-wen,GENG Jian,WANG Yong
(China Triumph International Engineering Group Co,Ltd,Shenzhen 518054,China)

Automatic fire alarm system has become an integral part of residential district design,system design is directly related to people's life and property safety.Combining with the practical project,this paper briefly analyzes a domestic large-scale high-rise residential district electrical design of automatic fire alarm system,summarizes design problems and issues.

automatic fire alarm system; fire detector; electrical design; integrated fire control

2014-08-15.

李硕文(1987-),助理工程师.E-mail:460148703@qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.05.032