超高层建筑火灾自动报警系统设计的几个问题

陈建群

关键词：超高层建筑  火灾自动报警系统  控制器设置及联网  无线通信

一、概述

超高层建筑由于建筑面积大，楼层数多高度大，人员密集，一旦发生火灾，往往由于烟囱效应，蔓延迅速，扑救困难，人员疏散难度大。因此，超高层建筑内部对火灾的早期预警就尤其重要，以做到早发现，早处置，早疏散。当前针对超高层建筑的早期火灾预警，其主要手段还是设置火灾自动报警系统。

二、超高层建筑火灾自动报警系统设计特殊要求

针对超高层建筑的特点，相关规范也对超高层建筑火灾自动报警系统设计给出了有别于一般建筑的技术措施，如下：

1、《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013 第 3. 1. 7 条：“高度超过 100m 的建筑中，除消防控制中心内设置的控制器外，每台控制器直接控制的火灾探测器、手动报警按钮和模块等设备不应跨越避难层”。

2、《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版） 第5.5.23条：“建筑高度大于100m的公共建筑，应设置避难层（间）。避难层（间）应符合下列规定：….. 7  应设置消防专线电话和应急广播”。

3、《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第13.3.3条：“高度超过100m的高层公共建筑，火灾自动报警系统设计应符合下列规定： 1）裙房以上部分宜采用集中报警系统和区域报警系统组成的火灾自动报警系统，集中报警控制器与区域报警控制器之间宜采用环形接线;2）高度超过100m的高层建筑，区域报警控制器的分支回路不应跨越避难层; 3）各避难层内的消防应急广播应采用独立的广播分路; 4）各避难层与消防控制室之间应设置独立的有线和无线呼救通信。”

三、超高层建筑火灾自动报警系统设计存在的几个问题

笔者对上述规定的执行情况进行了调研，《火灾自动报警系统设计规范》，《建筑设计防火规范》内的相关规定，一般项目设计均执行的较好，《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第13.3.3条在很多项目设计中执行情况不理想。现针对调查过程中遇到的几个问题进行讨论。

1、区域报警控制器的设置位置。根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013 第 3. 1. 7 条的规定要求，超高层往往采用的是集中报警主机+区域报警控制器方式的结构，区域报警控制器究竟应该设置在哪里，是否一定要设置在有人值班的场所，一直是困扰大家的一个问题。《火灾自动报警系统设计规范》第6.1.4条规定如下：“集中报警系统和控制中心报警系统中的区域火灾报警控制器在

满足下列條件时，可设置在无人值班的场所： 1）本区域内无需要手

动控制的消防联动设备。2）本火灾报警控制器的所有信息在集中火灾报警控制器上均有显示.且接收集中控制功能的火灾报警控制器的联动拉制信号，并自动启动相应的消防设备。 3） 设置的场所只有值班人员可以进入。”由上述规定可以看到，在满足一定前提条件下，区域报警控制器是可以设置在无人值守的地方的。只是经常给设计人员造成困惑的是规定的第一款“本区域内无需要手动控制的消防联动设备”，这里的无需手动控制的消防联动设备如何理解，需要设置手动直接控制的消防风机，消防水泵是否属于这类设备？若属于第一款规定的设备，则所对应的区域报警控制器不能设置在无人值守场所，或者避难层等有消防风机及水泵的探测及火灾联动控制不能纳入设在无人值班区域的区域报警控制器。结合《火灾自动报警系统设计规范》第6.1.4条条文说明“只有报警功能的区域火灾报警控制器，由于其各类信息均在集中火灾报警控制器上集中显示，发生火灾时也不需要人工操作，因此不需要有专人看管。” 当超高层建筑中采用集中报警主机+区域报警控制器方式的结构时，消防风机及水泵的直接手动控制均设置在消防控制室，不需要人员到现场操作，而设置在避难层的区域报警控制器仅具有报警功能。为此，避难层等有消防风机及水泵应不属于第一款规定的需要手动控制的消防联动设备范围，其报警回路可以由避难层设置的区域报警控制器引接，该区域报警控制器可设置在无人值守的位置。另外须要注意的是第三款“设置的场所只有值班人员可以进入”，而设计人员往往习惯于把区域报警控制器设置在前室，走廊等人员容易看到的公共区，与规定不符，根据规定建议设置在避难层的风机房、强弱电间等仅有值班人员有进出权限的场合。

2、集中报警控制器与区域报警控制器之间联网方式。根据《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第13.3.3条第二款的要求，“集中报警控制器与区域报警控制器之间宜采用环形接线”，因规定的是“宜”，实际项目设计中，落地实施的较少。一般情况下，火灾报警控制器之间的联网结构有三种，分别为链式结构，星型结构和环型结构，如图：

需要说明的是，火灾报警控制器与控制器之间的通信，一般采用的是CAN总线，有的产品本身通信即支持环型网络结构通信，有的产品需要单独配置通信控制模块;另外须要注意的一点是控制器之间的通信距离，一般产品CAN总线的通信距离控制在1500米以内，当采用星型结构时，往往采用的是在星型汇聚点处设置总线汇聚器的方式，这就要求从汇集点到各报警主机的各个线路总长度不能超过1500米，环型结构网络要求环线总长度不超过1500米。当个报警主机由于距离分散较远超过1500米距离是，可在线路起始和终点处加光电转换通信模块，采用光纤通信延长通信距离。考虑到超高层火灾一旦发生后人员疏散及扑救的难度较大，以及造成的经济损失较多，而采用环网方式，可以用很小的成本，在通讯线发生一点故障时，维持系统正常运转，极大提高系统的稳定性。这一点往往被设计人员所忽略。

3、各避难层与消防控制室之间应设置独立的有线和无线通信。

《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第13.3.3条：“……各避难层与消防控制室之间应设置独立的有线和无线通信……”查询13.3.3条文说明，其中有线指专线的消防电话，这个基本设计均能有落地，可以实现，而避难层和消防控制室的无线通信往往没有设计。条文说明中说明无线通信指在避难层设置无线对讲分机，以防当有线消防电话线路失效后保持避难层和消防控制室之间的通信。经调研，这种无线对讲系统各消防系统厂商均没有配套经消防认证的产品，而采用普通的民用产品，其通信距离，通信可靠性需要在系统设置后实际调试验证。同时由于民用产品的电池功率有限，需要制定相应的管理规程，保证系统状态。

四、总结

当前超高层建筑火灾自动报警的设计过程中尚存在一些规范要求落实不到位的问题，规范规定本身是考虑到超高层建筑的特点提出的有针对性的防护措施，往往容易被设计人员所忽略。通过执行相应规定，如火灾报警控制器采用环型联网，设置避难层和消控室的无线通信等可以用很小的代价给系统的可靠性增加很大的助力。同时各产品厂商也应该积极跟进规范规定，为规范落地提供经过消防验证的合适的产品。

参考文献

中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计标准，2019.11.22

中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范，20118.3.30

中华人民共和国公安部.火灾自动报警系统设计规范，2014.05.01

中国建筑标准设计研究院.超高层建筑电气设计与安装，2014.8.21

中国建筑标准设计研究院. 《火灾自动报警系统设计规范》图示，2014.9