城市轨道交通建设中火灾自动报警系统设计方案探讨

张鹏雄

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

火灾自动报警系统是城市轨道交通建设体系中的重要子系统。在城市轨道交通线路建设开通阶段，消防验收的核心内容之一就是对以火灾自动报警系统牵头的消防设备进行验收。在城市轨道交通线路运营阶段，火灾自动报警系统是支撑城市轨道交通线路防灾救灾的关键系统之一，也是城市轨道交通线路消防周期检查的关键系统之一。现代城市轨道交通建设的不断发展进步，对火灾自动报警系统的设计提出了新要求，《火灾自动报警系统设计规范》中相关条款的运用值得业内进一步研究。

2 问题提出与讨论

城市轨道交通中火灾自动报警系统主要通过探测早期火灾的特征，做到火灾的早期报警；通过对通风设备、给排水设备、低压动照设备的控制，做到对火灾引起的损害范围进行控制；通过对广播、警报装置等设备的控制，做到对城市轨道交通内火灾时人员的疏导。当前，火灾自动报警系统在城市轨道交通中通常采用的设计方案可简单描述如下：火灾自动报警系统在城市轨道交通建筑物内设置感温感烟探头、极早期火灾探测器，以进行火灾预警；配合消防泵、消火栓等消防给水设备设置启泵按钮、专用模块箱，以控制消防水输出；配合消防专用风机、风阀设置专用模块箱，同时和环境与设备监控系统通信，以控制通风设备进行防排烟工作；建筑单体及区间内设置手报和消防电话，以实现人工火灾报警的全覆盖。

但是，随着城市轨道交通建设由城市中心区域逐步延伸至郊区，出现了车站规模扩大、站间距离增大、区间地面设备用房单体增多等新特点。同时，《火灾自动报警系统设计规范》2013版颁布后，在城市轨道交通建设中逐步实施并不断进行实践总结。新的工程特点和新规范提出新要求，新实践催生新变化，城市轨道交通建设中火灾自动报警系统的设计遇到新问题，出现新难点。本文将以区间消防设备直控和公共区火灾警报装置设置这两个具体问题为例进行探讨。

2.1 区间消防设备直控问题

在城市轨道建设中，不难发现这样的线路，其区间长度超过10 km，区间建筑单体距离最近车站超过4 km。设计时，相关专业在该建筑单体内设置消防水泵、消火栓，并且该建筑单体被设计为无人值守单体。由于城市轨道交通均设置了火灾自动报警系统，该建筑单体的消防信息将通过光缆线路远传至就近的车站控制室。但是，消防水泵的直接控制问题成为工程设计的难点。

2.1.1 消防水泵的直接控制问题

根据《火灾自动报警系统设计规范》2013版4.1.4条规定，消防水泵应在消防控制室设置手动直接控制装置。根据此强制性条款要求，区间建筑单体内的消防水泵应在车站控制室设置手动直控装置。然而，由于控制线路是距离超长的直控线路，控制线路的电压已不能采用DC24 V的方案，而必须在两端增设辅助电路实现控制线路中间电压的升高。此方案实施复杂且后期维护工作量大，特别是由于控制线路距离长，该方案的可靠性大为降低。

若暂不考虑《火灾自动报警系统设计规范》要求，以参考高速铁路中相关单体的设计方案开展设计，情况则不同。以现场实际场景模拟，区间建筑单体发生火灾后，相关设备报警，同时信息传至相关车站的车站控制室。由于建筑单体内消防泵供水的消防设备为消火栓等人工灭火装置，而非水喷淋等自动灭火装置。若此时相关车站的车站控制室通过手动或自动远程启动区间建筑单体内的消防泵，消防泵虽然启动，但由于消火栓未接水龙带，此时消防水无法送达火灾点。因此，该方式对于区间单体内的消防救灾实际作用较小。

2.1.2 建议方案

综上所述，可以考虑另外一种设计方案，即，在区间建筑单体入口处设置消防泵直接控制装置，取消车站控制室对该建筑单体的消防泵的直起功能。首先，该方案满足了消防救灾的需要。作为自动控制的后备手段，直接控制装置往往是消防人员到达现场后使用。对于远离车站的区间建筑单体而言，直接控制装置就近设置，避免了消防人员与远端车控室值班人员的反复沟通与确认，提高了救灾效率。其次，直接控制装置的就近设置大幅度减少了控制线路的长度，提高了直接控制装置对消防水泵控制的可靠性，降低了系统维护的工作量。

2.2 公共区火灾警报装置设置问题

2.2.1 相关规范条款要求

《火灾自动报警系统设计规范》2013版与上一版规范相比，对城市轨道交通车站公共区域中设置火灾警报装置和消防广播的要求作了修订，强调消防应急广播系统和火灾警报装置应同时设置。特别是，4.8.1要求，火灾自动报警系统应设置火灾声光警报器，并应在确认火灾后启动建筑内的所有火灾声光警报器。4.8.6规定，火灾声光警报器单次发出火灾警报时间宜为 8～20 s ，同时设有消防应急广播时，火灾声光警报应与消防应急广播交替循环播放。6.5.2规定，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 60 dB ；在环境噪声大于60 dB 的场所，其声压级应高于背景噪声 15 dB。上述条款中，4.8.1与6.5.2均为强制条款。关于4.8.6条款的解释明确指出，“消防应急广播系统和火灾警报装置，在建筑内同时设置是本次修订的重要内容之一。按修订前的条文，二者可以不同时设置。实践证明，火灾时，先鸣警报装置，高分贝的啸叫会刺激人的神经使人立刻警觉，然后再播放广播通知疏散，如此循环进行效果更好。”按此规范，城市轨道交通车站公共区域中不设置火灾警报装置、只设置消防广播的设计方案不再符合要求；车站公共区域必须设置火灾警报装置。

《地铁设计规范》2013版19.4.11规定，乘客活动的公共区域不宜设置警报音响，办公区走廊应设置警铃。该款条文解释指出“考虑到地铁的特点，本条规定在乘客活动的公共区域不建议设置警报音响装置，避免造成秩序混乱，产生次生灾害，便于火灾情况下站务人员有序疏导乘客。”

《火灾自动报警系统设计规范》2013版和《地铁设计规范》2013版相比，针对城市轨道交通车站公共区域内火灾报警装置的设置具有不同的要求。《火灾自动报警系统设计规范》2013版强调，要将疏散的指令应及时告知现场每一位人员，从而做到尽快疏散；《地铁设计规范》2013版强调，应首先保持现场秩序的平稳，然后在现场工作人员指引下进行有序疏散。

2.2.2 实践中的困扰

两则规范的不统一，给城市轨道交通设计工作带来一定的困扰。2015年，城市轨道交通协会安全专业管理委员会曾就此问题正式发函询问《火灾自动报警系统设计规范》编制组，并建议“鉴于消防报警系统和广播系统均可以实现分区报警和广播，按照本规范相关要求进行系统设计，在火灾工况时，可通过人工消防广播及时播报通知乘客，人工消防广播优先级高于系统自动声光报警和自动消防广播。”对此，编制组回复“理解与建议正确，按GB 50116-2013设计，可根据使用场所具体需求启动相应的控制”。

上述回复表明，两个规范编制组对于在城市轨道交通车站公共区域有序疏散的重要性有高度的共识。但是，实践表明，实现人工消防广播优先级高于系统自动声光报警和自动消防广播的方案，仅靠火灾自动报警系统与广播系统自身无法实现。

2.2.3 建议方案

在城市轨道交通这种人流密集、建筑疏散方案较为复杂的情况下，应以系统设备辅助运营人员进行疏散，并努力做到相关系统设备尽量简化、可用性强。

综上所述，建议城市轨道交通车站公共区域的火灾警报装置按照不予设置考虑。

3 结论

火灾自动报警系统设计是消除城市轨道交通火灾隐患的关键环节。城市轨道交通火灾自动报警系统的设计方案，应该在遵循各项设计规范的基础上，结合城市轨道交通的特殊运行场景，吸收国内城市轨道交通五十多年的发展经验，予以综合优化。方案既应满足现场救灾的实际需要，也要尽量避免次生灾害的发生。为此，本文对城市轨道交通建设中火灾自动报警系统的两个设计细节进行探讨，建议：一是在区间建筑单体入口处设置消防泵直接控制装置；二是在城市轨道交通车站公共区域内不设置火灾警报装置。