建筑设计中火灾报警系统的规范使用

2015-06-05赵素霞胡彬

石家庄理工职业学院学术研究 2015年2期

关键词：探测器总线报警

赵素霞，胡彬

（1.北方设计研究院，河北石家庄 050011；2.石家庄理工职业学院，河北石家庄 050228）

建筑设计中火灾报警系统的规范使用

赵素霞1，胡彬2

（1.北方设计研究院，河北石家庄 050011；2.石家庄理工职业学院，河北石家庄 050228）

本文介绍了GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》新规范中的相关规定，深入分析了新增条款对设计的影响，重点研究和探讨了消防联动控制设计在实际中的应用，通过火灾探测器的选择以及系统设备的设置，使火灾自动报警系统设计更科学、合理、完善，从而体现消防系统设计“以人为本，生命第一”的基本理念。

火灾自动报警系统；火灾报警控制器；火灾联动控制；探测器

引言

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》已经于2014年5月1日正式实施。新规范与旧规范GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》在诸多方面都存在较大的区别。诸如：新规范取消了火灾自动报警系统保护对象分级的规定；在以往的基础上新增了住宅建筑火灾自动报警系统、可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统相关设计规定；增加了道路隧道、油罐区、电缆隧道以及高度大于12米的空间场所火灾自动报警系统相关设计规定；增加了区域显示器、模块、图形显示装置、火灾报警传输设备和用户信息传输装置设备设置的规定等。

1 对规范中的相关规定的补充说明

1.1 火灾自动报警系统使用场所的设计

火灾自动报警系统可用于人员居住和经常有人滞留的场所、存放重要物资或燃烧后产生严重污染需要及时报警的场所。也就是说，火灾自动报警系统一般设置在工业与民用建筑内部，以及其他可对生命和财产造成危害的火灾危险场所。由于新规范取消了系统保护对象分级，因此在实际设计中，具体什么样的建筑物，建筑物的什么场所需要设置火灾自动报警系统，则需由GB 50016-2014《建筑设计防火规范》中的有关条款来确定。

1.2 火灾报警控制器地址总数、单回路设备总数以及回路设备余量的设计

在规范的基本规定中，特别对模块总数、联动回路中设备总数、联动回路设备余量进行了详细规定。任一台火灾报警控制器所连接的消防设备总数和地址总数，均不应超过3200点，其中每一总线回路连接的设备总数不宜超过200点；任一台消防联动控制器地址总数或火灾报警控制器（联动型）所控制的各类模块总数不应超过1600点，且上述控制器均应留有不少于额定容量10%的余量[1]。

图1 报警与联动控制同回路设计系统

由于目前很多消防设备厂家的产品是采用探测报警和联动控制混用同一总线的系统构成模式，因此为了设计便捷，比较常用图1所示的系统组建方式，即报警与联动控制同回路设计系统。

1.3 总线短路隔离器的设计

在总线制火灾自动报警系统中，往往会出现某个现场部件故障而导致整个报警回路不能正常运行的情况。为了最大限度地保障系统的整体功能不受故障部件的影响，系统总线上应设置总线短路隔离器，每只总线短路隔离器保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等消防设备的总数不应超过32点；总线穿越防火分区时，应在穿越处设置总线短路隔离器[1]。

在设计中必须充分保证和体现该条内容的正确执行，即必须在火灾自动报警系统图和平面图中体现消防设备不超过32个点的要求。

图2 总线短路隔离器设置的结构示意图

总线短路隔离器设置的结构示意图，如图2所示。从图中可见：总线短路隔离器分报警短路隔离器（两线）和联动短路隔离器（四线），新规范建议或者说鼓励大家采用报警探测器与联动模块分开（路）敷设的系统组建方式；若采用图1所示的报警与联动控制同回路的系统组建方式（即混接），则应采用四线制的联动短路隔离器。

施工图设计中采用报警及联动控制同回路设计时，上述强条在火灾自动报警系统图中的表达比较容易实现。也就是说，根据每层或每个报警区域所连接的设备个数，确定出总线回路数，并根据每32个设备，设置1个总线短路隔离器的原则，确定并标识出总线短路隔离器的个数即可。火灾自动报警系统图表现形式如图3所示。

图3 火灾自动报警系统图

但在施工平面图设计中，要想保证每个总线短路隔离器不超过32个设备，就需要一笔一笔地就近连接好32个设备；一条总线回路最多可以连接6个总线短路隔离器。需要注意是：每个总线短路隔离器上端均应与火灾报警总线连接（┯接），不允许从32个设备后再连接下一个总线短路隔离器，否则就失去了每32个点设置1个总线短路隔离器的作用和意义。总线短路隔离器可以集中设置在弱电井或消防控制室内，也可以根据平面中消防设备的布置分散设置。

1.4 系统形式的选择

建筑设计中，若仅需要报警，不需要联动自动消防设备的保护对象宜采用区域报警系统。不仅需要报警，同时需要联动自动消防设备，且只设置一台具有集中控制功能的火灾报警控制器和消防联动控制器的保护对象，应采用集中报警系统，并应设置一个消防控制室。如果某个项目设置了两个及以上消防控制室（或已设置两个及以上集中报警系统）的保护对象，应采用控制中心报警系统[1]。

特别需要强调的是，火灾自动报警系统形式的选择，是针对整个设计项目或整个建筑群而言的。

1.5 消防控制室的设置要求

具有消防联动功能的火灾自动报警系统的保护对象中应设置消防控制室。

不论是集中报警系统还是控制中心报警系统，均需要设置消防控制室。设置消防控制室的依据就是需要消防联动控制，并且需要将排烟风机、加压送风机、消防泵等所有消防联动设备的直接手动控制线(即所谓的火灾联动多线)引至消防控制室联动控制台的情况。否则，设置消防值班室即可。

在消防控制室内，严禁与消防控制室无关的电气线路和管路穿过[1]。此条只是对单一功能的消防控制室而言，如果消防控制室兼做安防监控室或建筑设备管理中心，则后二者的管线则不属于无关管路。换句话说，安防系统和建筑设备管理系统的管线可以进出消防控制室。新规范还详细规定了消防控制室内设备的布置要求，如图4所示。

从图4中可以看到，值班人员经常工作的一面，即设备面盘至墙的距离不应小于3米，比旧规要求的工作空间更大、更具体了；并且根据规范要求的消防控制室内设备的布置要求，就能基本确定消防控制室所需的最小面积。

需要注意是：与建筑其他弱电系统合用的消防控制室内，消防设备应集中设置，并应与其他设备间有明显的物理间隔，不同系统的线路不能交叉敷设。

1.6 消防控制室图形显示装置的设计

图5 图形显示装置与各子系统设备关联图

消防控制室图形显示装置除能显示火灾自动报警系统所需要的各种信息外，还能显示可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统的报警信息、故障信息和相关联动反馈信息。具体关联设备，如图5所示。

消防控制室图形显示装置与火灾报警控制器、消防联动控制器、可燃气体报警控制器等消防设备之间，采用专用线路连接。

1.7 消火栓系统的联动控制设计

消火栓系统是建筑物内应用最广泛的一种消防设施，新规范中取消了消火栓按钮直接联锁启动消火栓泵的要求，取而代之的是消火栓系统内出水干管上的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关、或报警阀压力开关等的动作信号，如图6所示。

图6 室内消火栓系统图[3]

消火栓按钮的设置分为如下三种情况：

（1）当所设计的工程项目设置了火灾自动报警系统时，消火栓按钮可采用二总线制（即消火栓按钮仅接来自消防联动控制器的火灾报警总线），用于传输按钮的动作信号，同时消防联动控制器接收到消防泵动作的反馈信号后，通过总线回路点亮消火栓按钮的启泵反馈指示灯。

（2）未设置火灾自动报警系统时，消火栓按钮采用四线制，即两线引至消火栓泵控制柜（箱）用于启动消防泵；两线引至消火栓泵动作反馈触点，接收消防泵启动的反馈信号，在消火栓泵启动后点亮消火栓按钮的启泵反馈指示灯。

（3）如果所设计的项目水压较高，属于稳高压系统，不需要设置或启动消火栓泵，则设置的消火栓按钮仍应接入火灾报警总线，其动作信号，仅用来确认被使用消火栓的位置信息。

1.8 防烟排烟系统的联动控制设计

在防烟排烟系统的联动控制设计中规定：应能在消防控制室内的消防联动控制器上手动控制送风口、电动挡烟垂壁、排烟口、排烟窗、排烟阀的开启或关闭的要求[1]。

上述设备的手动控制与消防泵、风机等重要消防设备的手动控制要求是不同的，上述设备的手动控制实际上是通过操作消防联动控制器总线控制盘上的按钮实现的，按钮按下后，控制器将根据预设的逻辑关系启动对应的总线控制模块，从而控制相应的受控设备动作，这种一键式的操作方式大大简化了消防管理人员在应急情况下的操作。防烟、排烟风机的启动、停止按钮应采用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘上，并应直接手动控制防烟、排烟风机的启动与停止。

1.9 电梯的联动控制设计

火灾发生时，消防联动控制器应具有发出联动控制信号强制所有电梯停于首层或电梯转换层的功能。对于非消防电梯而言，不能一发生火灾就立即切断电源，如果电梯无自动平层功能，会将电梯里的人关在电梯轿厢内，这是相当危险的。设计人员在贯彻新规范要求时，应注意根据建筑特点，先使发生火灾及相关危险部位的电梯回到首层或转换层，在没有危险部位的电梯，应先保持使用，以使有关人员撤出火灾现场。

1.10 消防应急广播系统的联动控制设计

建筑物内发生火灾时，消防应急广播是引导处于危险场所的人员如何逃生和指挥施救人员如何控制扑灭火灾的重要设施。集中报警系统和控制中心报警系统应设置消防应急广播，消防应急广播系统的联动控制信号应由消防联动控制器发出。

当确认火灾后，应同时向全楼进行广播。集中报警系统从“宜”设置火灾应急广播改成了“应”，要求更严格了。充分考虑“安全第一，以人为本”的消防疏散理念，基于“火灾发生时，每个人都有权利在第一时间得知，同时为避免由于错时疏散而导致的在疏散通道和出口处出现人员拥堵现象，要求在确认火灾后同时向整个建筑进行应急广播”，故选用功放的功率应满足所有同时启动扬声器工作的要求，不需设置备用功放[2]。

2 正确选择设置火灾探测器

在选择火灾探测器时，要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特征、房间高度、环境条件以及可能引起误报的原因等因素来决定。应考虑三方面的问题：一是设计的高度；二是设计的位置；三是注意避开采光顶棚。

2.1 一氧化碳火灾探测器的设置

在火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟火灾探测器。对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温火灾探测器探测器、感烟火灾探测器、火焰探测器或其组合。对火灾初期有阴燃阶段，且需要早期探测的场所，宜增设一氧化碳火灾探测器。

2.2 感温探测器的设置

由于汽车尾气排放要求的提高，以及车库自身环境及通风情况的改善，感烟探测器平时在这些场所不会出现误报，可以采用感烟探测器。如果车库的环境恶劣（如半敞开车库），选用感烟探测器会产生误报时，还应选用感温探测器。

根据使用场所的典型应用温度和最高应用温度的选择，感温火灾探测器分了8种类型，如下表1所示。

表1 点型感温火灾探测器分类[2]

（注：点型感温探测器适用于8米以下的房间，且仅限于A1、A2类；B类适用于6米以下房间，其余的仅适用于4米及以下房间）

在符合选择点型感温火灾探测器的场所中增加了需要联动熄灭“安全出口”标志灯的安全出口内侧的条件。对于这个选择条件，许多人不理解，不知道为什么在火灾时要熄灭“安全出口”的标志灯。其实规范中需要联动熄灭标志灯的“安全出口”是指借用的疏散口，即平时可用，火灾时不可用的出口。

2.3 图像型火焰探测器的设置

在早期的建筑设计中，一般不涉及图像型火焰探测器，那是因为当时尚无此类产品，后来随着经济、科技的发展，该产品出现了，并且在实际应用中得到了肯定，故编入了新的火灾自动报警系统规范。

图像型火焰探测器的使用场所与点型火焰探测器是一致的，安装图像火灾探测器和火焰探测器时，应注意避免强光源或阳光直接照射探测器的探测窗口，可利用侧墙安装或在窗口方向墙壁上及顶部吊装。

2.4 线型感温火灾探测器的设置

线型感温火灾探测器包括线型缆式感温火灾探测器和线型光纤感温火灾探测器。

缆式线型感温火灾探测器特别适合于保护厂矿、电井、以及机房地板下的电缆设施。在这些场所使用时，线型探测器应尽可能贴近可能发热或过热部位，或者安装在危险部位上，使其与可能过热部位接触。

线型光纤感温火灾探测器，具有高可靠性、高安全性、抗电磁干扰能力强、绝缘性能高等优点，可以工作在高压、大电流、潮湿及爆炸环境中，探测器维护简单，可免清洗，一根光纤可探测数千米范围，但其最小报警长度比缆式线型感温探测器长得多，因此，只适用于比较长的区域同时发热或起火初期燃烧面比较大的场所，不适合使用在局部发热或局部起火就需要快速响应的场所。

3 火灾自动报警系统设备的设置

3.1 区域显示器的设置

每个报警区域宜设置一台区域显示器（火灾显示盘），宾馆、饭店等场所应在每个报警区域设置一台区域显示器。火灾显示盘可以直观地显示报警区域火灾报警的部位，有利于人员确认火灾发生部位，以进行有效的疏散，同时也利于消防灭火救援人员对于火灾的扑救，因此在条件允许时应在每个报警区域设置一台区域显示器。

3.2 火灾警报器的设置

火灾警报器应设置在每个楼梯层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部拐角等处明显的部位，考虑光警报器不能影响疏散设施的有效性，故火灾警报器不宜与安全出口指示标志灯具设置在同一面墙上，且将火灾警报器的安装高度调整至2.2米以上。

为了保证各个报警区域内都能听到警报声，以满足告知所有人员发生火灾的要求，每个报警区域内应均匀设置火灾警报器，其声压级不应小于60dB，在环境噪声大于60dB的场所，其声压级应高于背景噪声15dB。

设计时，应严格按照新规范上述强条的要求设置火灾警报器，以保证火灾警报信息的有效传递。一般来说，火灾警报器可在大空间、疏散通道，按每25米左右设置一个的原则，即可满足上述强条的要求。

3.3 消防联动模块的设置

消防联动模块包括输入模块、输出模块、以及输入/输出模块。新规范要求：严禁将模块设置在配电(控制)柜(箱)内[1]。每个报警区域内的模块宜集中设置在本报警区域内的金属模块箱中，以保障其运行的可靠性和检修的方便。

上述要求是由于模块工作电压通常为24VDC,不应与其他电压等级的设备混装。另外，由于输出模块为控制模块,具有直流24V电压输出，需要控制交流220V的消防设备(如排烟口、送风口、防火阀、控制箱等)，故不应将模块触点直接接入消防设备的交流控制回路，以防强电流干扰信号损坏模块或控制设备；而应该将模块与继电器触点接成有源输出，来满足现场的不同需求，实现现场各种消防设备的动作。这其中所用的中间继电器也应该安装在模块箱内。

4 设计中的其他注意事项

4.1 注意区分报警系统与报警控制器

区域报警系统与区域火灾报警控制器是两个不同的概念，不能混为一谈。区域报警系统是火灾自动报警系统的一种系统类别，而区域火灾报警控制器则是可具有联动控制功能的火灾报警控制器。区域火灾报警控制器可以存在于集中报警系统和控制中心报警系统，且可以具有联动功能。但消防设备(风机、消防泵)的火灾联动多线则应连至消防控制室(或中心)内的消防联动控制器的手动控制盘上。

4.2 自动喷水灭火系统的联动控制设计

控制设计

自动喷水灭火系统的联动控制分为湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统、水喷雾系统、泡沫系统及自动控制的水幕系统的联动控制等多种形式。所有控制形式的设计规定，在新旧国标中无任何改动，设计人员需按照规范中的详细规定进行设计便可。

4.3 牢记火灾自动报警系统室内布线要求

火灾自动报警系统的传输线路应采用穿金属管、经阻燃处理的B1级以上刚性塑料管或封闭式线槽保护方式布线。B1级以上刚性塑料管是指其氧指数要求不小于30硬质塑料管[2]。

氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度，以氧所占的体积分数来表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数27属难燃材料。

注意：只有在暗敷时才允许采用B1级以上的刚性塑料管；线路明敷时，只能采用金属管或金属线槽。且要求用封闭式防火线槽，并采取防火保护措施(金属管或金属线槽的表面涂防火涂料)。另外，应注意不同电压等级线缆不应穿入同一根保护管内，当合用同一线槽时，线槽内应有隔板分隔。

[1]GB50116-2013.火灾自动报警系统设计规范［S］.北京:中国计划出版社,2013

[2]《火灾自动报警系统设计》编委会.火灾自动报警系统设计［M］.西南交通大学出版社,2014

[3]国家建筑标准设计图集14X505-1.《火灾自动报警系统设计规范》图示［S］.北京:中国计划出版社,2014

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JL01-0229（2015）02-0001-06