某高層建筑火災自動報警系統設計

文｜廣州博廈建筑設計研究院 吳劍豪

1 引言

隨著城市現代化進程的不斷推進，各種高層建筑和大中型商業建筑、廠房不斷涌現，對消防安全提出了更高、更嚴的要求。為了實現在火災早期發現和通報火情，消除或降低火災危害，保護人身和財產安全，火災自動報警系統已成為必不可少的設施。

本文將結合某高層建筑消防工程設計實例，對火災自動報警系統各組成部分的功能、設計要求及設備選型等進行介紹。

2 火災自動報警系統簡介

建筑中的火災自動報警系統的設計必須遵循國家有關方針、政策、規范和公安消防部門的有關法規，與保護對象的特點相適應，保證所設計的系統安全可靠、技術先進、經濟合理、使用方便。設計人員首先要明確建筑本身的建筑和功能特點，了解與火災報警系統工程設計相關專業的硬件設施，尤其是設備通風、給排水專業對于電氣專業的設計要求，然后根據有關規范確定火災報警系統的總體結構形式。

火災自動報警系統是為了在火災早期發現并及時通報火情，以便采取有效措施，撲滅或控制住火災而設置在民用建筑內的一種自動消防設施。當某一探測區域內發生火情時，該處探測器采集現場信號，并立即把信號發給控制中心的控制器?？刂破鲗Υ诵盘栠M行判斷，確認著火后，向火災現場發出聲光報警信號，播放疏散指令，并向需要聯動的消防設備發出控制信號，包括：點亮應急照明和疏散指示器照明；啟動消防泵和正壓送風機；啟動火災現場的排煙風機，打開相關的排煙口和防火閥；迫降電梯停于首層，并使消防電梯處于待命狀態；切斷非消防電源，進行初期的火災防范。

3 工程概況

廣東省中山市南朗鎮商業區某高層商住樓，總建筑面積約87192m2。地下一層，主要為車庫；地上裙樓三層，首至三層主要為商業鋪位等；四層為架空層，設置正壓機房；五層以上分為六個塔樓建筑，五層至十八層均為住宅；屋頂設有電梯機房、天面水箱等。該大樓建筑主體高度67.4m，裙樓高度16m，結構形式為框架剪力墻結構，基礎形式為樁基礎，防火分類等級為一類，防火等級為一級，屬于一類高層商住建筑。

根據《高層民用建筑設計防火規范》（2005年版）（GB 50045-1995）和《火災自動報警系統設計規范》（GB 50116-1998）的定義，該大樓屬于一類高層建筑，是一級保護對象。該大樓消防報警系統采用二總線，主要由消防控制室、報警設備、傳輸線路、聯動控制設備幾部分構成。

（1）消防控制室

消防控制室設于地下一層，配有火災報警控制器、總線聯動控制盤、多線聯動控制盤、消防電話總機、火災廣播設備等。

（2）報警設備

報警設備包括感溫探測器、感煙探測器、消火栓按鈕、手動火災報警按鈕、水流指示器和濕式報警閥等。

（3）傳輸線路

為了保證供電的安全可靠，消防設備的配電線路應選用防火耐熱的銅芯絕緣導線穿鋼管敷設。導線截面的選擇應適當放寬，因為在火災發生時回路電阻有可能因導線受熱而上升。如果線路敷設于非燃燒體結構內，保護層厚度不應低于30mm，明敷時應在鋼管上采取防火保護措施。通常把消防水泵的配電線路埋入地坪或樓板內，把樓梯事故照明的配電線路埋設在剪刀墻或樓板內。

（4）聯動控制設備

聯動控制設備包括消防水泵、噴淋泵、正壓送風機、防排風機、排煙閥、消防廣播設備、消防電梯，以及非消防電源的切斷設備和地下層、商場、住宅部分的公共走廊、電梯前室和疏散樓梯等處的應急照明和疏散指示照明設備。

4 火災自動報警系統設計

（1）消防供電的設計

為保證消防用電，筆者在設計時與供電部門共同研究確定了兩個獨立的供電電源回路，并配備柴油發電機作為應急電源。消防用電設備的配電按防火分區進行，從配電箱至消防設備的配電應為放射式。每個回路的保護應分開設置，以免相互影響。配電線路不設剩余電流保護裝置，可根據需要設置單相接地報警裝置，以便監測電路發生的接地故障。

消防系統接地利用大樓共用接地裝置作為其接地極，將建筑物鋼筋混凝土柱內兩根直徑16mm2以上的主筋通長焊接作為其引下線。在消防控制室設置專用的接地端子板引至接地極，專用接地引下線應采用銅芯絕緣導線，其芯線截面積不應小于25mm2。專用接地干線宜穿硬質塑料管埋設至接地極，其共用接地電阻應小于lΩ。由消防控制室接地端子板引至各消防電子設備的專用接地線應選用銅芯絕緣導線，其芯線截面積不應小于4mm2。

（2）探測器和手動報警按鈕的設置

依據《火災自動報警系統設計規范》 （GB 50116-1998）的規定，該工程采用了感煙探測器。具體的做法是根據探測區域面積、樓層高度，采用如下公式：

計算出應設置探測器的數量（K取0.9）；然后根據每個探測器的保護半徑進行合理的放置。手動報警按鈕的設置原則是每個防火分區至少設置一個，且滿足從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動報警按鈕的距離不大30m。需要強調的是，手動報警按鈕應設置在公共活動場所出入口的明顯位置，設置高度為1.3～1.5m。

（3）火災應急廣播的設計

該大樓為一級保護對象，宜設置火災應急廣播系統?；馂膽睆V播平時兼作背景音樂和正常廣播用，與之共用一套播音設備。在走道和大廳等公共場所設置的揚聲器，單體功率應不小于3W，配置總數應能保證從每個防火分區內的任何位置到最近一個揚聲器的距離不大于25m、走道內最后一個揚聲器至走道末端的距離不大于12.5m。消防控制室內設置火災廣播備用擴音機，其容量不應小于火災時需同時廣播的范圍內的火災應急廣播揚聲器最大容量總和的1.5倍。

（4）消防專用電話的設計

遵照規范規定，該大樓在消防水泵房、變配電室、電梯機房、消防電梯轎廂、備用發電機房、通風和空調機房、值班室、消防控制室設置消防電話分機，在各層的手動報警按鈕和消火栓報警按鈕處設置電話插孔。消防電話總機與電話分機、消防電話總機與電話插孔彼此可以直接呼叫；在消防控制室內設置向公安消防部門直接報警的外線電話“119”。

（5）消防聯動控制的設計

遵照規范規定，該大樓采用了總線編碼模塊控制的模式來實現消防水泵、噴淋泵、排煙風機等重要消防設備的啟?？刂?，并在消防控制室內設置獨立于總線的專用控制線路，可實現手動直接控制。消防聯動控制設備的動作狀態信號均應送至消防控制室。在確認發生火災后，消防控制室應能立即采取啟動消防水泵、防煙和排煙風機，切換消防廣播，迫降所有電梯停于首層，啟動應急照明，切斷非消防電源等消防措施。消防聯動控制系統的可靠性直接關系到消防滅火工作的成敗。所有消防用電設備均采用雙路電源供電，并在末端配備自動切換裝置；消防控制設備還要配置蓄電池作為備用電源。

5 火災自動報警系統配置方案

火災自動報警系統結構如圖1所示。

圖1 火災自動報警系統結構示意圖

（1）火災報警控制器

根據全樓編碼點情況，設計選用JBQB-JBF-11S型火災報警控制器（聯動型）。該控制器最大容量可擴展至64個回路，每個回路支持報警、聯動共200點，可帶15臺火災樓層顯示器，完全滿足該工程的需要。

（2）消防廣播設備

設計選用120V定壓輸出的消防廣播設備（包括1只播音話筒、1只錄放機卡座、1只功率放大器），采用總線制結構，通過消防廣播切換模塊控制樓層廣播。

（3）消防電話主機

設計選用JBF-11S/TC型多線制消防電話主機、HGT211A型固定消防電話分機、BN-2714消防電話插孔。每個固定消防電話分機獨占消防電話主機的一路，每層消防電話插孔并聯占用一路。

（4）火災自動報警系統接線

聯動設備通過總線編碼模塊JBF-141F-N與探測器掛在同一總線上，從而實現全總線控制，即通過聯動邏輯關系實現對聯動設備的自動控制（總線制聯動控制系統則是由報警控制器發出啟動命令，控制模塊動作啟動相關聯動設備）。

消防聯動控制設備除可由火災報警系統總線編碼模塊控制啟停外，還應支持手動直接控制。本工程選用JBF-11S/CD8多線制控制盤來實現消防泵、噴淋泵、排煙風機等重要消防設備的手動啟?？刂?。

用于防火分隔的防火卷簾門在感煙探測器動作后下降到底。疏散通道上的防火卷簾門兩側設有煙感、溫感探測器組，它們分兩步控制卷簾下降到底：感煙探測器動作后，卷簾下降至距地（樓）面1.8m；感溫探測器動作后，卷簾下降到底。

應急照明平時是正常照明的一部分，燈具內置蓄電池，火災時自動點亮。

火災自動報警系統的功能是在火災初期傳送火災探測報警信號，在火災得到確認后發出聲光報警，并指示出發生火災的部位。聯動系統的功能是在火災報警出現后傳輸聯動控制信號并聯動相關消防設備動作，從而避免火勢蔓延、及時滅火。

火災自動報警和聯動傳輸線路的選擇和敷設要求如圖2所示。

圖2 火災自動報警系統圖

6 結束語

該系統采用模塊化組件技術、液晶顯示、全中文菜單操作、探測曲線屏幕動態顯示，整個系統易于安裝、使用和維護，可隨時查看每個探測點的火災參數，自投入運行以來，運行正常，穩定性良好。

遵照相關規范要求，消防控制中心的多線制控制盤支持手動直接控制消防泵、噴淋泵、正壓送風機、排煙風機等重要消防設備，保證了控制中心既可以對這些設備進行自動的邏輯聯動控制，又可以進行手動操作，即一對一直接控制其啟停，并可以在控制盤上直接獲得設備實時工作狀態的反饋。各個聯動設備均設有手動操作按鈕，以保證消防控制中心操作失靈等意外情況發生時，仍然能就地對這些重要的消防設備進行有效的操作。

不同的建筑物在使用性質、重要程度、火災危險性、建筑結構形式、耐火等級、分布狀況、環境條件以及管理形式等方面各不相同，因此我們在設計中應仔細研究，根據不同的情況選擇不同的火災自動報警系統。歸根結底，選擇何種報警方式、何種系統形式，應根據工程實際情況而定。

1 民用建筑電氣設計規范（JGJ 16-2008）

2 高層民用建筑設計防火規范（2005年版）（GB 50045-1995）.

3 火災自動報警系統設計規范（GB 50116-1998）.

4 建筑設計防火規范（GB 50016-2006）

5 全國民用建筑工程設計技術措施：2009.電氣.