智能建筑中火灾自动报警系统的研究设计.doc

智能建筑中火灾自动报警系统的设计

火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统（CBS）的重要组成部分。智能建筑中的火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116－98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要适应智能建筑的特点，合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理。火灾自动报警系统一般分三种形式设计：区域火灾自动报警系统，集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就智能建筑的基本特点，控制中心报警系统是最适用的方式。
智能建筑中火灾自动报警系统的设计要点是：根据被保护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型；根据所需防护面积部位；按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量确定火灾报警控制器的总容量；按划分的报警区域设置区域报警控制器；根据消防设备确定联动控制方式；按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系；最后还要考虑火灾自动报警系统与智能建筑“3AS”（建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统）的适应性。

1　火灾探测器的设计选配

火灾探测器是火灾自动报警系统对象分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾烟温复合式火灾探测器以及气体火灾探测器，按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类。点型火灾探测器只能对警戒范围中某一点周围的温度、烟等参数进行控制，如点型离子感、点型紫光火焰火灾探测器、点型感温火灾探测器等，线型火灾探测器则可以对警戒范围中某一线路周围烟雾、温度进行探测，如红外光束线型火灾探测器，激光线型火灾探测器，缆式线型感温火灾探测器等，常用火灾探测器性能特点及适用范围如表1所示。智能建筑中应以感烟火灾探测器选用为主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。

表1 常用火灾探测器分类比较表
探测器型
性能特点
适用范围
备注
感
烟
探
测
器
点型离子感烟探测器
灵敏度高，历史悠久技术成熟性能稳定，对阻燃火的反应最灵敏
宾馆客房、办公楼、图书馆、影剧院、邮政大楼等公共场所

点型光电感烟探测器
灵敏度高，对湿热气流扰动大的场所适应性好
同上
易受电磁干扰，散射光型黑烟不灵敏
红外肖束[激光]线型感烟探测器
探测范围大，可靠性环境适应性好
会展中心、演播大厅、大会堂、体育馆、影剧院等无遮挡大空间
易受红外、紫外光干扰；探测视线易被遮档
感
温
探
测
器
点型感温探测器
性能稳定，可靠性环境适应性好
厨房、锅炉间、地下车库、吸烟室等
造价较高，安装维护不便
缆式线型感温探测器
同上
电气电缆井、变配电装置、各种带式传送机构等
造价较高，安装维护不便
火焰探测器
对明火反应声迅速，探测范围宽广
各种燃油机方，油料储藏库等火灾时有强烈火焰和少量烟热场所
易受阳光和其它光源干扰；探测被遮挡，镜子头易被污染
复合复合探测测器
综合探测火灾时的烟雾温度信号，探测准确，可靠性高
装有联动装置系统等单一探测器不能确认火灾的场所
价格，成本高

表2 梁突出项棚高度或净距对探测器设置的影响
梁的高度或净距30
影响程度
高度＜200mm时
不考虑
高度200～600mm时
按房间高度和梁隔断的梁间区域面积确定探测器保护面积和一只探测器保护的梁间区域个数
高度时＞600mm时
被梁隔断的每个梁间区域至少设置1＞只探测器
梁间净距时＜1m时
不考虑

1.1探测区域探测器设置要点
标准规定：火灾探测区域一般以独立的房间划分探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器、内部空间开阔且门口有灯光显示装置的大面积房间可划分一个的探测区域，但其最大面积不能超过1000m2。
探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响，如表2所示
另外，在设置火灾探测器时，还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间隔情况等的影响。

1.2探测器总数确定
首先确定一个探测区域所需设置的探测器数量，其计算公式为：
·N=S÷ KA
式中： N—探测器数量（只），取整数；
S—该探测区域的面积（m2）
A—探测器的保护面积（m2）
K—修正系数
特级保护对象取 0.7～0.8
一级保护对象取0.8～0.9
二级保护对象取0.9～1.0。
注：感烟和感温探测器均以此公式计算。
智能建筑内全部探测区域所需和即为该建筑需要配置的探测器总数量。

2　火灾报警控制器的设计选配

火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，它接受信号并作出分析判断，一旦发生火灾，它立即发出火警信号并启动相应消防设备计算机技术的发展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统已被模拟量总线制火灾自动报警系统总线制火灾自动报警系统所替代，目前技术颁式智能火灾自动报警系统也广泛应用。模拟量总线制火灾自动报警系统和颁智能火灾自动报警系统都是在计算机技术基础上发展起来的，都可以作为智能建筑的选用产品。

2.1报警区域的划分
报警区域的按照智能建筑的保护等级、耐火等级，合理正确的划分。规范规定“报警区域应根据防火分区或楼层划分。”也就是说在报警区域，也可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域。
特别强调，将几个防火分区同一报警区域时，只能在同一楼层而不得跨越楼层。

2.2 确定区域火灾报警控制器的容量
区域火灾报警控制器一般按防火分区设置，其容量的确定，主要取决于本报警区域内编址探测设备的数量。报警区域编址探测设备，不单指感烟感温或其它种类火灾探测器的数量，还包括该报警区域内手动报警按钮，消火栓报警按钮以及通过控制模块转换信号的水流批示器，水压力开关等。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路×128探测点，即每个控制回路可控制128个编址探测点，智能建筑中某报警区域编址设备总数为400个，则该火灾自动报警控制器正好满足区域报警要求。假设该报警区域内有600个探测编址点，显然需要二台该型号控制器（一般这种情况下，应选用单台容量满足600个探测编址点要求的产品作区域报警控制器）。
一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量，为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作，实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。关于这一点，G50106－98第 5.1.2条有明确规定。综合考虑建筑结构与建筑施工等因素影响，火灾自动报警系统中区域火灾报警器每回路实际设计容量应为标称容量的80～50％。

2.3　确定集中火灾报警控制器
在火灾自动报警与联动控制系统中，集中火灾报警控制器的选配，一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求，另一方面，还应该具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。主要包括以下几点：
（1）与各个报警区域内区域火灾报警控制器的通信功能；
（2）处理显示整个系统报警信息，故障信息，联动信息的功能；
（3）应能根据火警信息，启动消防联动设备并显示其状态；
（4）具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。

3　消防联动设备控制

消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。

3.1智能建筑中应具备的消防联动设备及其功能
根据建筑设计防火规范和智能建筑防火灭火要求，智能建筑应具备以下全部或部分消防联动设备：
（1）火灾警报装置与应急广播，火灾发生时警示或通知人员安全转移；
（2）消防专用电话，火灾报警，查询情况，应急指挥，能与“119”直通；
（3）非消防电源控制，火灾应急照明和安全疏散指示灯控制；
（4）室内消火栓泵和喷淋水泵，火灾时实施灭火；
（5）消防电梯运行控制；
（6）管网气体灭火系统，泡沫灭火系统和干粉灭火系统，火灾确认后实施灭火；
（7）防火门，防火卷帘，防火阀的控制，火灾时实施防火分隔，防止火灾蔓延；
（8）防烟排烟风机，空调通风设备，送风阀，排烟阀乖，防止烟气蔓延提供救生保障。

3.2消防联动设备的联动要求
火灾发生时，火灾报警控制器发出警报信息，消防联动控制器根据火灾信息管理部联动关系，输出联动信号，启动有关消防设备实施防火灭火。
消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下，智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系，在火灾报警后，输出自动控制指令，启动相关设备动作。手动情况下，应能根据手工操作,实现对应控制。消防设备及其联动要求见表3。
表3 消防设备及其联动要求

消防设备
火灾确认后联动要求
火灾警报装置应急广播
1.二层及以上楼层起火，应先接通着火层
2.首层起火，应先接通本层，二层及全部地层
3.地下室起火，应先接通地下各层及首层
4.含多个防火分区的单层建筑，应先接通着火的防火分区
非消防电源箱
有关部位全部切断
消防应急照明灯及紧急疏散标志灯
有关部位全部点亮
室内消火栓系统水喷淋系统
1.控制系统启停
2.显示消防水泵的工作状态
3.显示消火栓按钮的位置
4.显示水流指示器，报警阀，安全信号阀的工作状态
其它灭火系统
管网气体灭火系统
1.显示系统的自动，手动工作状态
2.在报警，喷射各阶段发出相应改朝换代光报警并显示防护区
3.在延时阶段，自动关闭本部位防火门窗及防火阀，停系统并显示工作状态
泡沫灭火系统
干粉灭火系统
1.控制系统启停
2.显示系统工作状态
其它防火系统
防火门
门任一侧火灾，防火门自动产才且关门信号反馈回消防控制室
防火卷帘
疏散通道上：
1.烟感报警，卷帘下降至楼面1.8m处
2.温感报警，卷帘下降到底
防火分隔时：
探测器报警后卷帘下降到底
防排烟设施空调通风设施
1.停止有关部位空调送风，关闭防火阀并接受其反馈信号
2.启动有关部位的放烟排烟风机，排烟阀等，并接受其反馈信号
3.控制挡烟垂壁等防烟设施
4.火灾自动报警系统布线及其与智能建筑的适配性

由于火灾自动报警系统的特殊地位，使得它在布线安装方面有别于智能建筑中其它控制系统。对线缆的选型和布线方式一要满足自动报警装置自身的技术条件，如其报警传输线大多数要求采用双绞线等；二要满足一定的机械强度，三要采取穿管保护、暗敷或阻燃措施，四要昼与其它低压系统电缆竖井分开布设，五要使其传输网络不与其它传输网络共用。
从智能建筑的概念讲，火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑设备自动化系统（ABS）范畴,目前火灾自动报警系统库存特殊的管理要求，其报警线，联动线。通信线基本自成体系，与智能建筑中综合布线系统有相当差异，但就智能建筑的发展和火灾自动报警系统日趋成熟，二者在应用上的结合将越来越密切。关键在于智能建筑中设计选配火灾自动报警系统时，一定要考虑二者在连接界面上的适配性。使它们在安装使用、运行以最好的方式结合起来。