消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、消防報(bào)警系統(tǒng)的概述

消防報(bào)警系統(tǒng)又被稱為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)或者消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。消防報(bào)警系統(tǒng)主要是由火災(zāi)探測(cè)器（觸發(fā)器）、火災(zāi)報(bào)警裝置以及一些具備輔助功能的裝置組合而成。消防報(bào)警系統(tǒng)的工作原理（圖一）為：在火災(zāi)發(fā)生的初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、光輻射、熱量等等物理量，通過感煙、感光、感溫等觸發(fā)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，與此同時(shí)會(huì)顯示出火災(zāi)發(fā)生的具體位置，記錄下火災(zāi)發(fā)生的具體時(shí)間，并發(fā)出聲、光警報(bào)信號(hào)，啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備。

二、火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)探測(cè)器是消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探查并發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的設(shè)備。通常情況下，物質(zhì)在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生或多或少的煙霧，并會(huì)釋放出燃燒氣體，它們會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生含有紅外線以及紫外線的火焰，進(jìn)而迅速地提高周遭的溫度。而這些煙霧、火焰、溫度、氣體就是火災(zāi)探測(cè)器所要檢測(cè)的對(duì)象。

（一）火災(zāi)探測(cè)器的分類

1.按對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信息采集類型分為：感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器、特殊氣體探測(cè)器。2.按設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息采集原理分為：離子型探測(cè)器、光電型探測(cè)器、線性探測(cè)器。3.按設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的安裝方式分為：點(diǎn)式探測(cè)器、纜式探測(cè)器、紅外光束探測(cè)器。4.按探測(cè)器與控制器的接線方式分：總線制、多線制，其中總線制又分為編碼的和非編碼的，而編碼的又分為電子編碼和撥碼開關(guān)編碼，撥碼開關(guān)編碼的又叫撥碼編碼，它又分為二進(jìn)制編碼和三進(jìn)制編碼。

（二）火災(zāi)探測(cè)器的構(gòu)造

火災(zāi)探測(cè)器由傳感元件——電路——固定部分——外殼四部分構(gòu)成。

1.傳感元件又稱敏感元件，它的主要用途就是將火災(zāi)燃燒的具有特征的物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。它是火災(zāi)探測(cè)器的核心構(gòu)成部件。

2.電路，它的主要用途是將傳感元件所轉(zhuǎn)化得來的電信號(hào)進(jìn)行放大并處理成為火災(zāi)報(bào)警控制器所需的相關(guān)信號(hào)，它往往是由轉(zhuǎn)換電路——抗干擾電路——保護(hù)電路——指示電路——接口電路五部分組成。

3.固定部分和外殼屬于火災(zāi)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)，主要用于把敏感元件、接插件、電路印刷件、確認(rèn)燈、緊固件等等部件連為一體，進(jìn)而保障相對(duì)的機(jī)械強(qiáng)度，達(dá)到規(guī)定要求的電氣性能，以此來有效地避免它所處環(huán)境帶來的干擾以及機(jī)械力的損壞。

（三）火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)

火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)務(wù)必要依據(jù)探測(cè)區(qū)域內(nèi)有可能發(fā)生的初期火災(zāi)的具體特征、房間的實(shí)際高度、探測(cè)區(qū)的環(huán)境條件以及有可能會(huì)引起誤報(bào)等等因素來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.火災(zāi)探測(cè)器數(shù)量確定

探測(cè)器區(qū)域內(nèi)安裝火災(zāi)探測(cè)器的數(shù)量按以下公式計(jì)算：N≥S/(K.A)。公式中N表示一個(gè)探測(cè)區(qū)域內(nèi)所需安裝的探測(cè)器數(shù)量；S表示一個(gè)探測(cè)區(qū)域的實(shí)際面積；A表示一個(gè)探測(cè)器能夠保護(hù)的面積；K表示修正系數(shù)，K取O.7-0.8為一級(jí)保護(hù)對(duì)象，K取0.8-0.9為二級(jí)保護(hù)對(duì)象，K取0.9-1.0為三級(jí)保護(hù)對(duì)象。

2.火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)面積

火災(zāi)探測(cè)器保護(hù)的保護(hù)面積指的是一只探測(cè)器所能探測(cè)到的實(shí)際地面面積，它受到很多因素的影響，是一個(gè)較為復(fù)雜的問題。

第一，它與所使用的火災(zāi)探測(cè)器的性能有關(guān)，比如感煙火災(zāi)探測(cè)器自身具備較高的靈敏性，所以它保護(hù)的面積就相對(duì)較大；

第二，與建筑物的具體結(jié)構(gòu)特征有關(guān)，具體可以分為三個(gè)方面，一是與房屋高度以及地面有關(guān)，二是與頂棚坡度有關(guān)，三是與環(huán)境條件有關(guān)。

三、火災(zāi)報(bào)警控制器

（一）火災(zāi)報(bào)警控制器的功能

火災(zāi)報(bào)警控制器是消防報(bào)警系統(tǒng)的心臟，可以為探測(cè)器供電，其具備以下幾個(gè)功能：一，接受火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出的火災(zāi)信號(hào)，然后啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警裝置，它可以顯示出火災(zāi)的發(fā)生部位以及火災(zāi)的發(fā)生時(shí)間；二，能夠通過火警發(fā)送裝置啟動(dòng)消防報(bào)警信號(hào)或者是通過自動(dòng)消防火控系統(tǒng)來啟動(dòng)自動(dòng)滅火設(shè)備以及消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備；三，能夠自動(dòng)地監(jiān)視消防報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)行并對(duì)特定的故障發(fā)出聲、光報(bào)警。

（二）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.劃分報(bào)警區(qū)域

報(bào)警區(qū)域的劃分要嚴(yán)格按照建筑物的保護(hù)等級(jí)、耐火等級(jí)來進(jìn)行。相關(guān)規(guī)定明確指出：報(bào)警區(qū)域應(yīng)該依據(jù)防火分區(qū)或者分樓層進(jìn)行劃分，也就是說劃分報(bào)警區(qū)域的時(shí)候，不僅可以將一個(gè)防火分區(qū)劃為一個(gè)報(bào)警區(qū)域，還可以將同層的多個(gè)防火分區(qū)劃分為同一個(gè)報(bào)警區(qū)域，但不能跨越樓層進(jìn)行劃分報(bào)警區(qū)域工作。

2.明確火災(zāi)報(bào)警控制器的容量

火災(zāi)報(bào)警控制器的容量應(yīng)該與每一條總線回路所連接的火災(zāi)探測(cè)器、信號(hào)模板的地址編碼總數(shù)量保留相應(yīng)的余量，具體指，在設(shè)計(jì)消防報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)候，選用的火災(zāi)報(bào)警控制器的額定容量應(yīng)該大于系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象顯示所需的探測(cè)部位地址編碼總數(shù)，且火災(zāi)報(bào)警控制器每一條總線回路所連接的火災(zāi)探測(cè)器以及信號(hào)模板的編碼總數(shù)的額定量也應(yīng)該大于總線回路中現(xiàn)實(shí)所需的地址編碼總數(shù)量。余量一般是依據(jù)系統(tǒng)工程規(guī)模的大小、重要程度來確定的，通常情況下可以按照火災(zāi)報(bào)警控制器額定容量或者是總線回路地址編碼總數(shù)額定值的百分之八十至百分之八十五來進(jìn)行選擇。

四、消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

圖一 消防報(bào)警系統(tǒng)工作原理圖

一個(gè)完整的消防報(bào)警控制系統(tǒng)應(yīng)該由火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警控制和聯(lián)動(dòng)控制三部分組成，而消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是執(zhí)行部件，消防控制室在接到火警信息之后能夠手動(dòng)或者自動(dòng)地啟動(dòng)相應(yīng)的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備裝置，同時(shí)，對(duì)各個(gè)設(shè)備裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效地監(jiān)控作業(yè)。

（一）消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具備的控制裝備

設(shè)計(jì)消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)具備以下部分或者全部的控制裝置設(shè)備：

1.火災(zāi)報(bào)警控制器——接收、顯示、傳輸火災(zāi)信息，并對(duì)自動(dòng)消防設(shè)備裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。

2.火災(zāi)警報(bào)裝置及應(yīng)急廣播的指控裝置——在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，根據(jù)人員所在位置距離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)近依序地發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并組織人員有序進(jìn)行疏散工作。

3.非消防電源控制裝置——消防控制室在明確火災(zāi)信號(hào)之后，切斷相應(yīng)部分的非消防電源，同時(shí)接通火災(zāi)警報(bào)裝置以及火災(zāi)應(yīng)急照明燈、安全疏散的指示燈。

4.電梯回降控制裝置——在消防控制室明確火災(zāi)之后，能夠強(qiáng)迫控制所有的消防電梯都停在首層，并能夠接收其反饋信號(hào)。

5.自動(dòng)滅火系統(tǒng)控制裝置——消防控制室確認(rèn)火災(zāi)后，進(jìn)行滅火工作。

6.常開防火門以及防火卷簾的控制裝置——發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，能夠有效地分區(qū)防火，有效地避免火災(zāi)蔓延。

7.防煙、排煙系統(tǒng)以及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置——火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠有效地防止煙氣進(jìn)一步蔓延，進(jìn)而能夠提供救生的有利保證。

（二）消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.如果消防聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備的編碼控制模塊與火災(zāi)控制器底座的控制信號(hào)以及火警信號(hào)位于同一條總線回路上傳輸，那么傳輸?shù)目偩€務(wù)必應(yīng)該嚴(yán)格按照消防控制線路的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行敷設(shè)，而不是按照?qǐng)?bào)警信號(hào)的傳輸線路要求進(jìn)行敷設(shè)工作。

2.消防水泵、噴淋水泵、防煙以及排煙風(fēng)機(jī)皆屬于重要的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備裝置，他們的安全可靠性直接關(guān)聯(lián)著整個(gè)滅火工作的成敗。因此，在選用總線編碼進(jìn)行控制工作的時(shí)候，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的具體情況在消防控制室安裝相應(yīng)的手動(dòng)直接控制設(shè)備裝置。

3.設(shè)置在消防控制室之外的消防聯(lián)動(dòng)控制裝置的所有動(dòng)作狀態(tài)信號(hào)，都應(yīng)該顯示在消防控制室內(nèi)，這樣一來便能夠?qū)嵤┫到y(tǒng)的集中控制。

4.對(duì)于電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，當(dāng)電梯前室的探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)的時(shí)候，主控機(jī)應(yīng)該根據(jù)其輸入（輸出）模板進(jìn)行控制信號(hào)的輸出工作，以此來強(qiáng)制控制電梯降落至底層，并立馬切斷相關(guān)電源，但消防電梯除外。需要注意的是，不管是總線聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)還是多線聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)都務(wù)必與各個(gè)聯(lián)動(dòng)設(shè)備的一、二次線路的設(shè)計(jì)相結(jié)合，考慮到相關(guān)設(shè)備的控制需要消防控制中心發(fā)出多少個(gè)命令，就向控制中心反饋多少個(gè)狀態(tài)信號(hào)，之后再挑選符合上述要求的輸出輸入模板。

5.各個(gè)聯(lián)動(dòng)設(shè)備裝置還應(yīng)該就地設(shè)置相應(yīng)的控制箱，這樣，即使發(fā)生消防控制中心操作失效等意外事故，就地控制也可有效地對(duì)聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)行相應(yīng)操作。

五、結(jié)語

總之，在設(shè)計(jì)消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)自動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體情況，比如建筑物的功能特征、用途、保護(hù)對(duì)象的防火等級(jí)、防火分區(qū)等等，在設(shè)計(jì)過程中始終貫徹落實(shí)國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，只有這樣的消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)自動(dòng)系統(tǒng)才能在現(xiàn)實(shí)生活中得到更好地實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而最大限度地降低火災(zāi)帶來的損失，更好地保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)社會(huì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1]馬鴻雁,蔣志堅(jiān),張少軍等.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)模擬平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].低壓電器,2007(22):33-36.

[2]呂大蔚.消防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].大連理工大學(xué),2007.

[3]谷劍軍.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2011(1):23-24.

[4]熊輝.淺談火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的配置[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2009(15):71-72.

[5]林菁,王驥,沈玉利等.智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)研究[J].建筑科學(xué),2008,24(7):101-104,51.

[6]葛曉輝.消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及工程設(shè)計(jì)驗(yàn)收[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2010(8):51-54.

[7]湯燕.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的信息管理系統(tǒng)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2012,08(2):326-328,337.