超高层建筑火灾自动报警及消防联动系统设计浅析

2021-04-03王春晖

建筑与装饰 2021年23期

关键词：消防泵控制室风机

王春晖

郑州大学综合设计研究院有限公司河南郑州 450002

1 超高层建筑火灾自动报警及消防联动系统的相关概念

在高速发展的今天，针对超高层建筑火灾自动报警及消防联动系统的设置与使用，一定要保持相当专业并且时刻不忘定期检验的意识，专业人员需要掌握极强的消防知识、实践能力。与此对应，在建设消防系统的过程中，对于系统的相关概念的理解一定要到位：

1.1 火灾自动报警及消防联动系统的作用

在超高层发生的火灾之中，火灾自动报警及消防联动系统一般在两个阶段起着决定性的作用。第一阶段：报警阶段。在火灾刚刚发生的初期阶段，火灾自动报警系统可以检测到高层中出现的烟雾，并且对温度的升高也会有明显的感知，对火灾参数有一个及时的响应。因此，火灾自动报警系统可以通过火灾报警控制器向消防控制室发送火情信息，对于消防工作来说，信息及时传递的速度和准确性是消防行动的基础也是关键，如此就能起到及时发现问题、汇报情况的作用和目的[1]。第二阶段：灭火阶段。消防联动系统可以在火灾时通过消防联动控制器及时控制相关区域内的设备，包括普通电梯、空调等非消防设施以及消防泵、防排烟风机、消防广播、应急照明等消防专用的设施。从而在消防人员来临之前，实施有效的控制手段，尽量减少受灾区域内的损失。

1.2 火灾自动报警系统形式选择

超高层建筑采用集中报警系统或控制中心报警系统，其中：①系统应由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。②系统中的火灾报警控制器、消防联动控制器和消防控制室图形显示装置、消防应急广播的控制装置、消防专用电话总机等起集中控制作用的消防设备，应设置在消防控制室内。③系统设置的消防控制室图形显示装置应具有传输火灾报警、建筑消防设施运行状态信息及消防安全管理信息的有关信息功能。

采用控制中心报警系统时，还需要满足：①有两个及以上消防控制室时，应确定一个主消防控制室。②主消防控制室应能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并应能控制重要的消防设备；各分消防控制室内消防设备之间可互相传输、显示状态信息，但不应互相控制。③系统设置的消防控制室图形显示，装置应具有传输本规范附录A和附录B规定的有关信息的功能。

1.3 消防联动系统的控制

对于集中报警系统和控制中心报警系统，宜采用集中与分散相结合的火灾自动报警及联动控制方式。消防联动系统的控制方式分为自动控制和手动控制，其中消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备，除应采用联动控制方式外，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。消防联动控制器应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。消防联动控制器的电压控制输出应采用直流24V，其电源容量应满足受控消防设备同时启动且维持工作的控制容量要求。各受控设备接口的特性参数应与消防联动控制器发出的联动控制信号相匹配。启动电流较大的消防设备宜分时启动。需要火灾自动报警系统联动控制的消防设备，其联动触发信号应采用两个独立的报警触发装置报警信号的“与”逻辑组合[1]。

1.4 超高层火灾自动报警及消防联动系统的特点

高度超过100m的建筑中，除消防控制室内设置的控制器外，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。各避难层内的消防应急广播应采用独立的广播分路。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。消防控制室集中报警控制器与避难层区域报警控制器之间宜采用环形接线。

超高层建筑设置的转输水泵，应由设置在避难层的转输水箱上的液位控制器控制，转输水泵的控制应自成系统，均由主消防控制室控制。各转输水箱上的液位、转输泵的运行信号应在主消防控制室显示。

2 自动火警及消防控制系统的设计分析

在进行消防自动报警与消防联动控制系统设计时，应首先明确建筑的特点与功能，了解建筑消防工程设计中其他专业的设备，电气专业的设计要求，然后根据有关规范确定整个系统的结构。

2.1 设计火灾报警控制器

它的主要功能是接收火警探测器的信号，进行分析和判断，并根据判断结果发出火警信号，是火灾自动报警系统的核心部分。总线型火灾报警器目前在各类高层建筑中得到广泛的应用。它的基本形式是：火灾报警控制器+手动/自动报警装置+火警装置+消防联动控制装置+联动装置或其他反馈装置，根据给排水专业提供的有关条件，每台消防栓箱内都配有消防栓水泵起动按钮。水泵起动信号直接起动消防泵时，消防值班室也能接收到消防泵的工作状态信号，并相应地启动操作。高耸的建筑物和人员密集的通道及入口的明显位置，应设置手动报警按钮，并满足以下条件，即不能在防火区内任何位置手动报警按钮至最近的距离不能超过30m。

2.2 设计火灾自动报警系统的线路

对输电线线芯截面的选择，除了要满足机械强度的基本要求外，还要满足自动报警装置的技术要求，并采取阻燃、暗敷和穿管等措施。另外，要注意的是，为了保证其传输网络与其他传输网络分离，照明电缆和供电电缆井必须单独设置。

2.3 防火电话系统

电话主机的容量在设计时应根据工程项目的数量来确定。主通风空调间、值班室、发电室、电梯间、消防泵房、控制中心、值班室按有关规范的要求分别设消防电话分机。在每一层的手动报警按钮处都有电话插孔，由控制中心的电话总机以放射状连接方式引出，并配有消防分机。火警总机、分机与电话插口之间的线路为独立线路，属独立火警通信网，彼此间采用直通式通话。

2.4 消防联控系统

①广播火警。消防车辆广播系统在发生火灾事故时进行事故广播。电台系统应具有自动发射自动广播的功能。除了一般的广播之外，在发生意外事件时，也可实施强制开关功能。②疏散指示灯及紧急照明控制：发生火灾时，自动切断非消防电源，启动特大电气火灾紧急照明系统，并自动点亮电瓶灯。③自动喷淋灭火系统，主要有湿式自动喷淋灭火系统和干式自动喷淋灭火系统，前一种比较常见。起火之前，该系统的官方网站已经瘫痪。在街道消防信号发出后，系统可以执行相应的指令，打开操作阀门，将水注入网站，然后执行喷水任务。④防火卷帘。本实用新型由两侧设置的温度、感烟探测器自动控制，可双向操作。两侧的感烟探测器可自动控制防火隔断卷帘的开闭。卷闸门的状态和动作信号要反馈到防火控制室[2]。

3 火灾自动报警及消防联动系统设计与理解

3.1 消防控制中心的建设与管理

消防控制中心的建设是为了整个建筑的安全与便利，其作用相当于人的大脑，起到中枢调控的作用，建设在一层或地下一层位置，且直接对外或有直接通往外部区域的通道。与此同时，消防控制中心还同时兼备监控和安防的任务，此举也能在提高集中管理控制效率的同时减少安防和监控人员的资源投入。

3.2 配备先进且完善的火灾探测装置

超高层建筑除卫生间外，商业、办公室、前室、封闭楼梯间、公共走道等场所均设置火灾探测器，每层消防电梯前室设置区域显示器，在配电室、防排烟机房、消防电梯机房等处设消防专用电话分机，其余相关部位亦设消防专用电话或塞孔，避难层、避难间两相邻消防专用电话或塞孔之间间距不大于20m。

3.3 火灾应急广播系统、声光警报装置

火灾确认后，启动建筑内的所有火灾声光警报器和应急广播系统，火灾应急广播与火灾声光警报器应采用分时播放控制：先鸣警报8～20秒；间隔2～3秒后播放应急广播10～30秒；再间隔2～3秒依次循环进行直至疏散结束。每个报警区域内应均匀设置火灾声警报器，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。火灾声警报器带有语音提示功能时，应同时设置语音同步器，同一建筑内设置多个火灾声警报器时，火灾自动报警系统应能同时启动和停止所有火灾声警报器的工作。

3.4 防排烟控制

防烟系统的联动控制：由加压送风口所在的防火分区的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动报警按钮的报警信号，作为送风口开启和加压送风机启动的联动触发信号，并由消防联动控制器联动控制相关区域的加压送风口开启和加压风机启动。加压送风机的启动应符合下列规定：①现场手动启动；②通过火灾自动报警系统自动启动；③消防控制室手动启动；④系统中任一常闭加压送风口开启时，加压风机应能自动启动。当防火分区内火灾确认后，应能在15s内联动开启该防火分区楼梯间、前室、合用前室的全部加压送风机且开启着火层及其相邻上下层前室和合用前室的常闭加压送风口。

排烟系统的联动控制：①由同一防烟分区的两只独立的火灾探测器的报警信号，作为排烟口、排烟窗、排烟阀开启的联动触发信号，并由消防联动控制器联动控制排烟口、排烟窗、排烟阀的开启。②由排烟口、排烟窗、排烟阀开启的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号，并由消防联动控制器联动控制排烟风机的启动。

排烟风机、补风机的控制方式应满足下列要求：①现场手动启动；②通过火灾自动报警系统自动启动；③消防控制室手动启动；④系统中任一排烟阀或排烟口开启时，排烟风机、补风机自动启动。⑤排烟防火阀在280度时应能自行关闭，并应连锁关闭排烟风机和补风机。

防排烟系统的手动控制：①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、排烟口、排烟窗、排烟阀的开启或关闭及防排烟风机等设备的启动或停止。②消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，可直接手动控制防烟、排烟风机的启、停。送风口、排烟口、排窗、排烟阀的开启或关闭的动作信号，防排烟风机启动和停止及电动防火阀的关闭的动作信号，均应反馈至消防联动控制器

3.5 消防水泵联动控制

自动喷淋系统联动控制：当地下车库喷淋泵出水干管压力开关、超高层建筑低区报警阀的压力开关动作时直接启动地下车库消防泵房喷淋泵运行；当超高层建筑中区避难层消防泵房内喷淋泵出水干管压力开关、报警阀压力开关、机房层高位消防水箱出水管上的流量开关动作时，先直接启动中区避难层消防泵房内喷淋泵运行，接着再启动地下车库消防泵房内对应的喷淋转输泵运行。火灾状态时，从消防转输水箱吸水的供水泵先启动，然后启动地下车库消防泵房内的消防转输泵。

消火栓系统联动控制：当地下车库内消火栓泵出水干管压力开关动作时直接启动地下车库消火栓泵运行；当消防泵房内消火栓泵出水干管压力开关、机房层高位消防水箱出水管上的流量开关动作时，先直接启动超高层建筑中区消防泵房内消火栓泵运行，再启动地下车库消防泵房内对应消火栓转输泵运行。消火栓按钮的动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器控制消火栓泵的启动；消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备，除应采用联动控制方式外，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。火灾状态时，从消防转输水箱吸水的供水泵先启动，然后启动地下一层消防泵房内的消防转输泵[3]。