关于火灾报警及联动控制系统的消防设备动作电源的设置设计

冯刚 韩其武

【摘要】文章详述建筑的消防火灾报警及联动控制系统在工程施工中系统消防设备动作电源的设置类型、设计要求等，对指导消防设备动作电源的设计施工有一定的指导意义。

【关键词】火灾报警; 联动控制; 动作电源; 设置设计

【中国分类号】TU976+.5【文献标志码】A

随着我国的社会经济发展，各式各样的建筑物拔地而起，建筑智能化建程也在不断推进。其中建筑的消防火灾自动报警及联动控制系统是不可或缺的组成部分。通过参与多个建筑的消防火灾报警及联动控制系统工程的施工，笔者发现在消防火灾报警及联动控制系统工程的储多技术问题中，消防设备的动作电源的设置问题显得尤其突出。

消防设备的动作电源是火灾探测器报警得到确认后，防排烟设施、防火门、防火卷帘门等消防配套设备接到火灾报警信号指令后迅速准确的动作，提供给消防配套设备动作所需的DC24V电源。

目前，消防火灾报警及联动控制系统工程的设计图纸一般都是框架式设计，设计中没有DC24V动作电源的供电方案的具体设计，这就要求在实际施工过程中根据工程的实际情况，结合消防产品情况，并遵循合理性、可靠性的原则对DC24V动作电源进行深化设计。

1 DC24V动作电源设置的划分、定义及适用范围

1.1 DC24V电源的设置分为集中型和区域型

集中型DC 24V电源的设置是指建筑物的火灾自动报警及联动控制系统中，在消防控制室装设一套直流电源设备，电源DC24V由消防控制室送至各区域消防用电设备（图1）。集中型DC24V电源设置，适用于建筑规模不大、楼层较低、供电距离短、消防联动设备较少的建筑物。

区域型DC24V电源设置是指在建筑物内按划分的消防设备用电区域设置直流电流装置，电源容量按所供该区域消防设备容量来配置（图2）。区域型DC24V电源设置，适用于建筑规模大、楼层较高、供电距离长、消防联动设备较多的建筑物。

2 集中型电源DC24V的设置设计

2.1 集中型电源DC24V组成及特点

集中型電源DC24V的设置是在消防控制室装设一套直流电源设备。这套直流电源设备包括：智能电源盘、蓄电池组。

智能电源盘以交流220 V作为主电源，同时外接DC24V蓄电池组作为备电。备用电源正常时接受主电源充电，当现场交流掉电时，备用电源自动导入为外部设备供电。

智能电源盘可对主电故障及输出故障进行报警，当交流输入掉电时，报主电故障;当输出电压跌落时，报输出故障;同时还设有电池过充及过放保护功能。

智能电源盘电源监控部分用来指示当前输出的电压值及输出电流值，并具有备电容量指示，以及各类故障及状态显示。

集中电源DC24V配置，在工程实践中需要注意电源的容量及末端电压能否满足消防设备的可靠动作，避免供电线路电压降的不良影响。

2.2 集中型电源DC24V容量的确定

集中电源容量的确定应遵循既满足需要，又不造成浪费的原则。如果一味追求容量的足够大，会造成工程的建设成本增加，不经济;如果一味考虑经济而造成电源容量不足，则又不能确保消防设备的可靠动作而遗留隐患。

电源容量的确定必须进行科学的计算，以确定消防设备的容量需要。电源容量的计算应充分考虑建筑物火警确认后，相关消防设备同时动作的要求。相关消防设备应包括：建筑物全部声光报警器、防火卷帘门、排烟风机、正压风机;着火层（区域）及上下相邻层（区域）的前室正压送风口、防排烟阀（口）、电动防火门等。

以下以一个实例来说明容量计算的过程：

“西南油气田科技大厦”共22层，每层有声光报警器2个，防火门2扇，排烟口2个，前室正压送风口2个;防火卷帘门共计11扇，排烟风机8台，正压风机2台。

通过计算得出确保消防设备的可靠动作所需要的电源容量，为配置集中型DC24V电源设备提供科学依据。详见表1。

2.3 集中型电源DC24V末端电压保证

随着DC24V动作电源线路的延长，DC24V启动电压经过线路压降损失，末端电压会变得过低而不能联动启动消防设备。

在西南油气田科技大厦火灾报警系统调试阶段发现：在消防控制主机发出联动指令后，距离消防控制室最远的位于负二层的第八防火分区的排烟风机正常运转，排烟阀却不动作。经过实测，排烟阀处启动电压不足24 V，这就说明DC24V启动电压经过线路压降损失，末端电压过低而不能联动启动消防设备。后经过对线路的调整这一问题得到了解决。

如何保证末端电压，避免末端电压过低问题的发生？应做到以下几点：

（1）合理规划DC24V动作电源线路，尽量减短线路的长度。

（2）适当增大DC24V动作电源线路的线径，减少电线的线阻。

（3）尽量减少DC24V动作电源线路的中间接头，必须接头时应该在接头处采用搪锡的处理方法，以减小线路接头的电阻值。

3 区域型DC24V电源设置

3.1 区域型DC24V电源组成及特点

区域型DC24V电源设置是指在建筑物内按划分的消防设备用电区域设置直流电流装置——智能电源箱。智能电源箱以交流220 V作为主电源，同时内置DC24V蓄电池作为备用电源。

智能电源箱可对主、备电及电源输出状态进行监控。当交流220 V主电源掉电时，报主电故障;当备电电池损坏或欠压时报备电故障;当输出发生短路或断路时报输出故障。电源箱还具有输出电压、输出电流的显示功能，可直观地观察电源箱的工作状态。

区域型DC24V电源配置，在工程实践中需要注意考虑两个方面的问题。

3.1.1 区域型DC24V电源供电区域的划分

通常可根据建筑物的建筑结构或防火分区来划分供电区域。

笔者曾参加过“南城都汇”商住项目的施工，它是一个超大型的商住楼盘。其建筑面积超过60×104 m2，拥有47栋塔楼，两层地下室，地下室分为16个防火分区。

根据“南城都汇”商住项目建筑面积大，消防设备多的实际情况，将地下室划分为两个DC24V供电区域，由安装于负一层消防控制室内的两套直流电源设备供电;每栋塔楼划分为1个DC24V供电区域，在每栋塔楼的一层弱电间内安装1台直流电源箱，给本栋塔楼的消防设备供电。

通过这样的DC24V供电区域合理划分，很好的满足了消防设备的动作电源的需要。“南城都汇”商住项目的火灾报警及联动控制系统已顺利通过了调试、验收，现消防设备运行正常。

3.1.2 区域型DC24V电源容量的确定

供电区域划分好以后，根据供电区域内的消防用电设备的情况来确定DC24V电源容量需要。

电源容量的计算方法与以上所述的集中电源DC24V配置的容量计算方法基本相似，在这里就不再赘述。

4 区域型和集中型多路电源的隔离问题

消火栓直接启泵方式根据不同的动作电源配置可分为：集中电源DC24V配置消火栓按钮直接起泵方式和区域型DC24V电源设置消火栓按钮直接启泵方式。

这里只讨论区域型DC24V电源设置消火栓按钮直接启泵方式。详见图3。

从以上两种电源配置的启泵示意图中我们不难发现，区域型DC24V电源配置消火栓按钮直接启泵方式出现了“电源一”与“电源二”并联运行的情况。

这种电源箱并联运行的情况会对直流供电电源系统造成不好的影响，甚至有可能烧坏电源箱。这是因为电源箱的输入AC220V电源的相位不可能完全相同，其输出的DC24V不一定有同样的等电位。即使两个电源箱的输入AC220V电源完全相同，但是由于两个电源箱的整流二极管的参数有差别，布线工艺有差别，输出导线的参数有差别，滤波电容的参数有差别等等，也会造成其输出的DC24V有差别。

有什么辦法能使区域型DC24V电源设置的多路电源相互隔离，既相互合作运行，又不会相互干扰呢？

我们在施工实践中采用了增加中间继电器，使多路直流电源相互隔离，很好的解决了这一问题。详见图4。

上面提到的“南城都汇”项目，由于建筑面积大，消防设备多，给消防设备动作供电的DC24V电源箱多达49台。要使消防系统正常运行就必须保证49路直流电源相对独立的运行。如果49路电源发生了错乱并联运行的话，有可能会造成设备的损坏。在实际施工中，我们就是采用了起到隔离作用的中间继电器，使每一个供电区域的直流电源在各自的区域内相对独立的工作，不会发生并联运行的情况。详见图5。

5 结束语

综上所述，消防设备的动作电源的设置问题应该引起广大从业技术人员的关注，工程技术人员在施工前，首先要根据建筑物的类型确定采用哪一种DC24V动作电源设置;其次

根据消防设备的容量及数量通过认真计算，确定直流电源设备的容量大小;如果采用区域型DC24V动作电源设置还要注意供电区域的划分及多路电源的隔离问题，保证各个系统的工作独立性、可靠性，保障消防各系统在火灾发生时可以正常工作，以最大程度保证人民群众的生命财产安全。