地铁网络运营控制中心火灾自动报警及消防联动控制系统设计与应用

★邓梁 （深圳市地铁集团有限公司建设总部系统设备中心, 深圳 518026）

地铁网络运营控制中心火灾自动报警及消防联动控制系统设计与应用

★邓梁 （深圳市地铁集团有限公司建设总部系统设备中心, 深圳 518026）

地铁网络运营控制中心是地铁运输的“大脑”，是对运输全过程进行实时监控调度的控制中枢，在协调各系统的工作、提高地铁运行稳定、确保运输安全、保持运输持续性等方面起着核心作用。本文介绍了地铁运营控制中心火灾自动报警及消防联动控制系统的设计与应用。

控制中心；火灾自动报警；消防联动控制

1 工程概况

本工程为深圳市轨道交通网络运营控制中心，位于7号线深云车辆段基地内，项目按照控制中心与综合办公用地进行整合一体化设计，建设总用地面积为15500m2,总建筑面积为116876m2，分为A、B、C三栋建筑大楼，建筑高度73.8m。平面布置主要分为地下和地上两大部分，地下部分为车库、调度大厅、变电所，地上部分为各线路设备机房与综合办公用房。

2 设计原则

根据《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警设计规范》，本工程为一类高层公共建筑，耐火等级为一级，是重点火灾自动报警保护对象。本建筑的火灾自动报警及消防联动控制系统采用集中报警系统，消防控制室设于首层，设置了火灾报警控制器、消防联动控制器、图形显示装置、事件打印机，显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号。发生火灾报警时，控制器立即向消防设备发出执行信号：切断非消防电源，启动应急广播、应急照明、送排风机、消防水泵、喷淋泵、防火卷帘门等设备的联动。

3 消防系统组成及应用范围

本工程消防系统由火灾自动报警系统、气体灭火系统（含控制及管网）、感温光纤系统、电气火灾监控系统、吸气式烟雾探测系统、高压细水雾系统、喷射型自动射流灭火系统、消防广播系统、消防电话系统组成。

3.1 火灾自动报警系统

火灾自动报警控制器与现场智能火灾报警探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、监视模块、控制模块、声光报警器、警铃通过回路总线连接。负责各楼层办公用房、通道及地下车库火灾的探测及相关设备的联动。

3.2 气体灭火系统

气体灭火系统分由控制子系统和管网子系统两部分组成，采用七氟丙烷灭火剂作为灭火介质。控制子系统由气体灭火报警控制器、智能烟温感探测器、气体灭火控制盘、声光报警器、警铃、手动状态指示灯、气体释放指示灯等器件组成。管网子系统由灭火剂及其储存装置、灭火剂汇集与分配装置、启动装置、灭火剂输送管网和喷头等组成。大楼内变电所、高压室、低压开关柜室、信号机械室、通信设备室、UPS室、AFC设备室等重要机房设置气体灭火保护。

3.3 感温光纤系统

感温光纤系统由设在消防控制室中的测温主机、安装在检测对象上的感温光纤及通信网络组成。调度大厅吊顶内、调度大厅工作夹层、变电所电缆夹层、工艺线槽电缆井敷设了感温光纤，感温光纤系统对重要电缆及空间区域实时有效的温度监测、火灾监测。

3.4 电气火灾监控系统

电气火灾监控系统由监控主机、测温式电气火灾探测器、剩余电流式电气火灾探测器、数据集中器、数据传输总线及系统软件组成。电气火灾监控系统是对电气设备进行温度和漏电电流进行监测，具有定位和火情分析的功能，同时为电气设备状态检修提供实时性数据。电气火灾系统监测的回路及范围：低压进线柜联络线压接端子处、低压进线柜断路器上下接口处、母联柜断路器上下接口处、三级负荷总开关断路器上下接口处、环控一二级负荷馈出回路断路器上下接口处。

3.5 吸气式烟雾探测系统

吸气式烟雾探测系统吸气式烟雾探测控制器、现场空气采样管、通信总线、通讯模块等设备组成。系统设置于调度大厅吊顶上空、调度大厅大屏机房、NCC设备机房，对高大空间进行火灾早期探测。

3.6 高压细水雾系统

高压细水雾系统应由管网子系统和控制子系统组成。管网子系统包括高压泵组、稳压装置、储水箱、补水装置、过滤器、区域控制阀箱、喷头、输送管道及提供每个区域管网喷放的流量开关等其它附件组成。控制子系统由高压细水雾泵组控制柜、区域阀控制器及其联动控制设备等组成。调度大厅机房、线管监控大厅、运管办监控大厅设置了高压细水雾系统。

3.7 喷射型自动射流灭火系统

喷射型自动射流灭火系统由管网子系统和控制子系统两部分组成。管网子系统设有独立的输送管道，共用消防水泵。控制子系统由图像型火灾探测器、线型光束感烟探测器、信息处理控制器、消防炮、现场控制盘组成。系统采用紫外和红外复合探测，具有360度全方位可视火灾探测，自动定位火源喷射充实水柱进行灭火。调度大厅工作区域设置喷射型自动射流灭火系统。

3.8 消防广播系统

消防广播与火灾自动报警系统共用一个系统，在消防控制室火灾报警控制器设有消防广播功能模块，通过信号线与现场各楼层走道、电梯前室、大厅、地下车库、主要设备房的吸顶式或壁挂式扬声器连接。

3.9 消防电话系统

消防电话系统采用总线制消防电话，由消防电话主机、消防电话分机、插孔电话、消防通信网络组成。消防电话主机设置于消防控制室、消防水泵房、气瓶间、大屏机房、调度大厅、高低压配电室、通信设备室、信号设备室等重要的设备机房设置消防电话分机。消防分机一经提起，主机上即有声光信号显示及分机地址显示，在主机按下此内部电话之选择按钮，主、分机即可通话。在各楼层的手动报警按钮处设置独立的电话插孔，当手提式插孔电话插入电话插孔时，消防电话主机上即有声光信号及地址显示，在主机上按下相应选择按钮，即可通话。

4 消防系统的联动

消防设备的联动包含着消火栓系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、防火门及防火卷帘、电梯、消防广播、消防应急照明、气体灭火系统、高压细水雾系统。控制中心消防系统按照以下的模式运营和管理：

4.1 监视模式

在正常情况下，控制中心现场设备均处于监视状态，楼宇智能化系统及火灾报警系统工作站均可显示各防火分区、防烟分区的平面及现场设备的工作状态。

4.2 报警模式

4.2.1 自动确认模式

在楼层任何一个报警区域，如果有一个火灾探测器报警，同时有一个手动报警按钮报警；或在点式探测器保护区域有两个及两个以上的火灾探测器同时报警；或大屏机房内吸气式烟雾探测与感温光纤达到第二级火灾报警；或调度大厅图像型火灾探测器、线型光束感烟探测器同时报警，则系统自动确认报警，并发出指令至楼宇FAS、BA系统，按预先设置的程序启动相应的消防设备。

4.2.2 人工确认模式

如果报警区域为CCTV监控的区域，火灾探测器报警，消防控制室的值班人员将CCTV的显示切换到报警的防火分区报警确认；如果报警区域不在CCTV监视区域，则由消防控制室的值班人员用对讲电话通知现场保安，到报警现场进行报警确认。如果确认火灾，则人工启动火灾模式，使火灾报警系统按预先设置的程序启动相应的火灾模式。

4.3 系统联动控制

火灾报警系统实现火灾探测及报警联动功能，按设定的控制逻辑向各相关的受控设备发出联动控制信号，并接受相关设备的联动反馈信号。

4.3.1 消火栓系统的联动

楼层的消火栓按钮动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由火灾报警主机联动消火栓泵的启动。消火栓泵控制箱（柜）的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动柜，可直接手动控制消火栓泵的启动、停止。消火栓泵的动作信号应反馈至火灾报警主机。

4.3.2 自动喷水灭火系统的联动

喷射型自动射流灭火系统的联动控制分为三种：自动控制、手动控制、应急控制。自动控制：系统处于自动状态下，当调度大厅的工作区域的紫外和红外复合探测器探测到火灾，控制室主机向射流装置发出灭火指令，射流装置按设定程序搜索着火点，直到锁定目标，再启动电动阀和消防泵进行灭火。手动控制：系统处于手动状态，现场发生火灾时，可在消防控制室通过控制器主机驱动射流装置瞄准着火点，启动电动阀和消防泵进行灭火。应急控制：运营人员在现场发现火灾后，通过设在现场的手动控制盘驱动射流装置，启动电动阀和消防泵进行灭火。电动阀和消防泵的启动和停止的动作信号应反馈至火灾报警主机。

消防控制室内的火灾报警主机设置专用线路，直接连接喷淋消防泵控制箱（柜）的启动、停止按钮，可直接手动控制喷淋消防泵的启动、停止。水流指示器、信号阀、压力开关、喷淋消防泵的启动和停止的动作信号应反馈至消防联动控制器。

4.3.3 防烟排烟系统的联动

防火分区内火灾确认后，火灾报警主机联动控制相关层前室加压送风场所的加压送风口开启和加压送风机启动。联动控制排烟口开启，同时停止该防烟分区的空调系统。排烟口开启的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号，并应由火灾报警主机联动控制排烟风机的启动。在消防控制室消防联动柜上能手动控制排烟口的开启或关闭及防烟风机、排烟风机等设备的启动或停止，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火灾报警主机，可直接手动控制防烟、排烟风机的启动、停止。

4.3.4 防火门及防火卷帘系统的联动

各楼层通道、设备区域的防火门全部设置了门禁系统，正常时门禁系统监控了防火门的开启、关闭及故障信号，发生火灾时，火灾报警主机输出模块通过硬线接口，输出门禁释放信号至门禁控制器，实现相关楼层防火门的自动联动。

防火分区内发生火灾，防火分区内任两只独立的感烟火灾探测器或任一只专门用于联动防火卷帘的感烟火灾探测器的报警信号联动疏散通道上的防火卷帘下降至距楼板面1.8m处，任一只专门用于联动防火卷帘的感温火灾探测器的报警信号联动控制防火卷帘下降到楼板面。

4.3.5 电梯的联动

楼层发生火灾并确认后，火灾报警主机发出联功控制信号强制电梯停于首层，监视着电梯的反馈信号，轿厢内设置了直接与消防控制室通话的专用电话。

4.3.6 消防广播

当发生火灾时，火灾报警主机向全楼进行广播，消防控制室值班人员也可根据火灾发生的区域，自动或手动进行火灾广播，及时指挥、疏导人员撤离火灾现场。

4.3.7 消防应急照明

消防控制室在确认火灾后，自动或手动控制切除火灾所在防火分区的非消防电源，启动全楼疏散通道的消防应急照明和疏散指示灯。

4.3.8 气体灭火系统的联动

气体灭火报警控制系统的灭火启动控制分为三种：自动控制、手动控制、机械应急控制。

自动控制：当气体灭火保护区内任意一种探测器探测到火灾信号时，气体灭火报警控制系统启动保护区内的警铃和关闭防火阀，当保护区内两种探测器都探测到火灾信号时，启动保护区内外的声光报警器，控制气瓶电磁启动器的控制模块进入延时状态，当30秒延时结束时，控制模块启动气瓶电磁启动器，开始喷气，启动保护区门外的放气指示灯，在灭火期间，保护区外的声光报警器一直工作，警告所有人员不能进入保护区域，直至确认火灾已经扑灭。在系统延时期间内，如果发现是系统误动作，或者火灾发生但使用便携式灭火器即可扑灭，可以按下设置在气体灭火保护区外的紧急止喷按钮（或将手自动开关置于“手动”位置）使自动灭火程序中断，避免或中止气体自动喷放。如果需要继续开启气体灭火系统，则直接按下紧急启动按钮实施灭火。当火灾消除和防护区通风换气后，再对系统进行复位。

手动控制：当人员需要进入灭火防护区进行工作前，应将手自动转换开关拨到手动档，此时气体灭火报警控制系统只能执行预定火灾探测报警等功能，而不能执行预定自动灭火启动功能。此时若发现气体防护区着火，在人工确认防护区内无人后，由工作人员直接按下设置在气体灭火保护区外的紧急释放按钮，延时（30S）启动气体灭火系统和释放灭火剂进行灭火。

应急机械控制：在气体防护区着火后，自动控制和手动控制均不能启动气体灭火装置，由工作人员在气瓶间按照规定程序进行机械应急操作气体灭火装置，实施灭火气体释放。

4.3.9 高压细水雾系统的联动

高压细水雾系统的灭火启动控制分为三种：自动控制、手动控制、应急控制。

自动控制：调度大厅大屏机房的感温光纤与吸气式烟雾探测系统探测到火灾信号后，火灾报警系统停止空调通风系统，并向高压细水雾控制主机发出区域报警信号，系统延时30秒后，进入系统启动阶段，打开相应的区域控制阀，向防护区内的管网供水，高压细水雾控制主机可以有两种方式控制主泵的启动：第一种是根据管网压力下降自动启动主泵，第二种是接到确认后的火警信号后，直接启动主泵。主泵启动后，高压细水雾控制主机根据管网压力及流量的变化确定开启水泵的数量。压力开关将细水雾喷放信号反馈至控制子系统及火灾报警系统，同时启动防护区外的细水雾释放指示灯。防护区域门内外的蜂鸣器及闪灯，在灭火期间将一直工作，警告人员不能进入防护区域，直至确认火灾已经扑灭。灭火过程完成，启动机械通风装置，对细水雾喷放区进行通风。在延时阶段发现是系统误动作，或防护区确有火灾发生但仅使用手提式灭火器即可扑灭的情况下，工作人员可按下设在防护区域门外的紧急停止开关，停止信号传至高压细水雾控制主机，终止本次系统的启动（直至系统复位）。如需继续开启高压细水雾灭火系统，则只需松开或再次按下（各厂家可根据自身产品确定再启动形式）紧急停止开关即可继续完成细水雾喷放过程。

手动控制：人工发现火灾，运营人员按下设在防护区门外的紧急启动按钮，启动信号传至高压细水雾控制主机，启动对应的区域控制阀和主泵，系统启动，向防护区的管网供水。并根据管网压力及流量的变化确定开启水泵的数量。人工发现火灾后，也可选择利用高压细水雾喷枪灭火，手动按下启动按钮，信号传至高压细水雾控制主机，开启相应区域控制阀，人工打开喷枪，第一时间向火场喷射高压细水雾。

应急控制：在发现火灾后，系统自动、手动两种启动方式均失效的情况下，可在各灭火分区实行应急操作方式，人为开启灭火系统，进行灭火。通过打开分区控制阀箱内的应急操作球阀并按下箱内的应急启泵按钮，来开启灭火系统进行灭火。利用应急操作，也可启动高压细水雾喷枪系统，系统启动后，高压细水雾控制主机根据管网压力及流量的变化确定开启水泵的数量。

[1] GB50116 - 2013, 火灾自动报警系统设计规范[S].

[2] GB50016 - 2014, 建筑设计防火规范[S].

[3] GB50898 - 2013, 细水雾灭火系统技术规范[S].

Design and Application of Automatic Fire Alarm and Fire Linkage Control System for Subway Network Operations Control Center

The subway network operations control center, the "brain" of subway transportation, is the real-time control center for monitoring and dispatching the whole process of transportation, which plays a central role in coordinating each system, improving the stability of subway operation, ensuring the safety of transportation, and keeping the sustainability of transportation. This paper introduces the design and application of automatic fire alarm and fire linkage control system in the subway network operations control center.

The control center; Automatic fire alarm; Integrated fire control

邓梁（1979-），男，湖南宁乡人，中级电气工程师，武汉大学学士学位，现就职于深圳市地铁集团有限公司建设总部系统设备中心，研究方向为轨道交通火灾自动报警系统设计及应用。

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1003-0492(2017)05-0095-04

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