火災自動報警系統設計中消防水泵及防煙排煙風機的聯動控制接口及配線方案解析

周萍

摘 要 新版的《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-2013中，對消防水泵及防煙排煙等消防設備的聯動和手動控制要求，均作了新的規定。根據該部分內容，僅就消火栓系統和防煙排煙系統為例，對工程設計中，消火栓系統及防煙排煙系統的電氣控制箱與火災自動報警系統之間，闡述設置現場接口模塊箱以及配線的設置，并且對大型的火災自動報警系統中，消防控制中心與下級消防控制室之間，報警和聯動控制信息傳輸線的配置進行闡述。

關鍵詞 消防聯動控制系統；設備控制箱；接口模塊箱；消防控制中心

中圖分類號：TU976 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0074-03

新版《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-2013（以下簡稱新版《火規》）將于今年2014年5月1日開始實施，其中對重要的消防設備：消防水泵、消防風機的聯動控制要求，規定了新的具體條款，進一步提高了重要的消防設備聯動控制的可靠性。另外，由于對組成火災報警系統的火災自動報警控制器、消防聯動控制器等主要產品容量規模的限定，能有效的保障系統工作的穩定性、可靠性。由于簡化了系統內的布線，使得系統便于設計、施工，運行和管理。真正體現了設置火災自動報警系統能夠提高保護對象的安全性，體現了保障生命安全、財產安全的目的。

目前，新版《火規》實施在即，由于給排水專業的消火栓系統設計，依然沿用現行相關的設計規范及設計標準，所以在工程設計時，關于消火栓系統的消防聯動控制要求，電氣專業應與給排水專業協商，以滿足新版《火規》的設計要求。對此，筆者舉例，就重要的消防設備在系統設計中確定配線方式及接口設計位置提出一些設計方案，與同行們作個技術方面的交流。

1 消火栓系統的聯動控制設計

根據新版《火規》的4.3.1條：消火栓系統的“聯動控制方式，應由消火栓出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的流量開關或報警閥壓力開關等信號作為觸發信號，直接控制啟動消火栓泵，聯動控制不應受消防聯動控制器處于自動或手動狀態影響。當設置消火栓按鈕時，消火栓按鈕的動作信號應作為報警信號及啟動消火栓泵的聯動觸發信號，由消防聯動控制器聯動控制消火栓泵的啟動。”第4.3.2消火栓系統的“手動控制方式，應將消火栓泵控制箱（柜）的啟動、停止按鈕用專用線路直接連接至設置在消防控制室內的消防聯動控制器的手動控制盤，并應直接手動控制消火栓泵的啟動、停止。”

根據以上控制要求，繪制了消火栓系統聯動控制設計的方框圖和示意圖，見圖1和圖2。

圖1為消火栓系統在火災發生后，消防聯動過程的控制方框圖。圖2為消防給水系統與火災報警及消防聯動控制系統之間連接關系的示意圖，圖中的穩壓泵系統主要是為滿足消防管網內正常的工作壓力設置的，這里不作主要敘述。圖中在消防給水系統與火災報警及消防聯動控制系統之間的連接點上，均設有為聯動控制系統設置的用于信號采集的信號輸入模塊，其中包括消火栓出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的流量開關、消防水箱及水池的水位信號的信息采集，低壓壓力開關和流量開關應選擇雙接點輸出型的產品，其輸出接點分別接入消防聯動控制器和消火栓泵的電氣控制箱，實現報警和直接啟動消火栓泵的目的。對于消火栓泵控制箱附件設置的接口模塊箱，在設置時，為了保證使用的可靠性，應選擇用于模塊集中安裝和防護型的，多路輸出型產品一旦出現故障，影響面較大。

圖1 控制方框圖

接口模塊箱內模塊的類型及數量，應根據消火栓泵在聯動控制過程中所需的輸入/輸出模塊和單輸入模塊的數量決定，消火栓啟泵的總線聯動應采用輸入/輸出型模塊，消火栓泵的工作狀態及故障狀態的反饋信號采用單輸入模塊，一一對應，根據所需模塊的數量確定接口模塊箱容量及箱體尺寸。

圖2 消火栓滅火系統示意圖

圖3 控制方框圖

從圖2中可以看出消火栓泵控制箱需接入的消防聯動控制線有五根，分別為：聯動控制總線的信號二總線和DC24V電源二總線、三根直接啟泵線，其中由消防聯動控制器的手動控制盤引來的直接啟泵線，是根據泵的數量有關，所有配線均應采用耐火類銅芯絕緣導線或電纜。

2 自動噴水滅火系統的聯動控制設計

以濕式系統為例，新版《火規》4.2.1條規定：“1）聯動控制方式，應由濕式報警閥壓力開關的動作信號作為觸發信號，直接控制啟動噴淋消防泵，聯動控制不應受消防聯動控制器處于自動或手動狀態影響。2）手動控制方式，應將噴淋消防泵控制箱（柜）的啟動、停止按鈕用專用線路連接至設置在消防控制室內的消防聯動控制器的手動控制盤，直接手動控制噴淋消防泵的啟動、停止。3）水流指示器、信號閥、壓力開關、噴淋消防泵的啟動和停止的動作信號應反饋至消防聯動控制器。”

根據以上規定，繪制出自動噴水滅火系統的聯動控制設計的方框圖和示意圖，見圖3和圖4。

圖4 濕式自動噴水滅火系統

圖3為自動噴水滅火系統在火災發生后，消防聯動過程的控制方框圖。圖4為消防給水系統與火災報警及消防聯動控制系統之間連接關系的示意圖。系統中的濕式報警閥組的壓力開關直接啟動噴淋泵、以及由消防聯動控制器的手動控制盤直接啟泵的控制方式、聯動模塊的配置、配線，與消火栓系統的聯動控制設計方式一致，可相互參見。

3 防煙排煙系統的聯動控制設計

圖5 控制方框圖

防煙排煙系統是在應急情況下，保障人員疏散的重要消防設備。新版《火規》明確規定：應由加壓送風口所在的防火分區內的兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動報警按鈕發出報警信號的“與”邏輯聯動送風口開啟并啟動加壓送風機。應由同一防煙分區的兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動報警按鈕發出報警信號的“與”邏輯聯動啟動排煙口、排煙窗或排煙閥，將排煙口、排煙窗或排煙閥的動作信號，作為排煙風機啟動的聯動觸發信號。endprint

根據以上規定，繪制出防煙排煙系統的聯動控制設計的方框圖和示意圖，見圖5和圖6。

圖5為防煙排煙系統在火災發生后，消防聯動過程的控制方框圖。圖6為防煙排煙系統與火災報警及消防聯動控制系統之間連接關系的示意圖。圖中以消防電梯前室、防煙樓梯間、內走道的防煙排煙系統為示例，對防煙排煙系統在消防聯動控制過程中的各類風閥及風機，根據控制要求配置了相應的聯動控制模塊，聯動控制的流程參見圖5。

在消防控制室內消防聯動控制器的手動控制盤上，應能直接手動控制排煙、排煙風機的啟動、停止。要求手動控制盤的啟、停按鈕應與現場的防煙、排煙風機電氣控制箱內的啟動、停止按鈕采用專用線路直接連接。另外在消防聯動控制器上對于送風口、電動擋煙垂壁、排煙排煙窗、排煙閥能夠手動控制開啟或關閉。對于上述的聯動控制要求，在工程設計時，應協同系統設計的通風專業，在設備的選型和設備接口上充分滿足系統聯動控制的要求。

圖6 防煙、排煙系統控制示意圖

防煙、排煙風機附近設置的接口模塊箱內控制模塊的類型及數量，應根據風機在聯動控制過程中所需的輸入/輸出模塊和單輸入模塊的數量決定，風機啟動的總線聯動模塊應采用輸入/輸出型模塊，風機的工作狀態及故障狀態的反饋信號采用單輸入模塊，一一對應，根據所需模塊的數量確定接口模塊箱容量及箱體尺寸。

從圖6中可以看出風機控制箱需接入的消防聯動控制線有三根，分別為：聯動控制總線的信號二總線和DC24V電源二總線、一根直接啟泵線，其由消防聯動控制器的手動控制盤引來，上述配線均應采用耐火類銅芯絕緣導線或電纜。

4 消防控制室之間的網絡連接

對于消防控制中心報警系統，新版《火規》的3.2.4條規定：“1由兩個及以上消防控制室時，應確定一個主消防控制室。2主消防控制室應能顯示所有火災報警信號和聯動控制狀態信號，并應能控制重要的消防設備；各分消防控制室內消防設備之間可互相傳輸、顯示狀態信號，但不應互相控制。”根據此規定，圖7中各消防控制室之間相關的線纜就只有系統設備聯網的通訊線，因而使得火災自動報警系統在組網上更加簡單、方便。

圖7 消防控制室聯網示意圖

對于消防控制中心系統，各消防控制室之間設備的聯網，可根據工程需求選擇適應的網絡拓撲結構，然后根據網絡距離選擇網絡的傳輸介質，再選擇網絡接口設備來組成網絡消防控制系統。常見的網絡拓撲結構有總線型、星型和環形等形式，圖7是環形結構。網絡的傳輸介質常見的有屏蔽雙絞線、單模光纖等。屏蔽雙絞線的傳輸距離1 km左右，單模光纖的傳輸距離達45 km左右。

綜上所述，新版《火規》的實施，對于區域、集中及控制中心報警系統，在工程設計時，自消防控制室引出的各類系統配線，除了應急廣播、火警電話、智能型火災應急照明系統、電氣火災監控等系統的配線外，僅就火災自動報警及聯動控制系統的配線種類，已得到的簡化，一般包括：第一類：重要的風機、水泵的手動啟動、停止信號的專線控制電纜，其與設備的數量一致；第二類：火災報警總線；第三類：消防聯動控制總線（包括信號及電源線）；第四類：火警通訊總線。在許多消防報警及聯動控制設備產品，第二、三類配線系統是合一的。使得火災自動報警及消防聯動控制系統在設計、施工及運行管理上更加的合理和規范化。

5 結束語

在“以人為本，生命第一”的今天，建筑內設置火災自動報警系統的第一任務就是保障人身安全，這是系統設計最基本的理念。因此在任何需要保護人身安全的場所，設置火災自動報警系統具有不可替代的重要意義。只有設置了火災自動報警系統，在火災發生時，才會形成有組織的疏散，也才會有應急預案。而重要的消防設備在應急情況下，對實施初期滅火并保障人員疏散起到非常重要的作用。

目前，在少數工程的火災自動報警系統設計方面，僅就消防水泵、消防風機聯動控制系統的設計上，還存在如下一些質量問題，如：

1）消防水泵、消防風機在聯動控制系統中僅設一個多線控制模塊、一個總線輸入/輸出模塊，未設設備的電源、過載等狀態的反饋信號。

2）將設備的反饋信號用多芯控制電纜送至消防控制室的聯動控制器。

3）將各建筑內所有風機等設備的聯動控制信號線，用幾十芯線的控制電纜送至設在室外的消防控制中心。

以上或類似的一些問題，雖然設計圖中有系統全面的設計說明，但往往一些施工單位的技術力量有限，造成了系統組織的缺陷，不能按時驗收等情況常有發生。

參考文獻

[1]曾林.發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統設計[D].北方工業大學，2011.endprint

根據以上規定，繪制出防煙排煙系統的聯動控制設計的方框圖和示意圖，見圖5和圖6。

圖5為防煙排煙系統在火災發生后，消防聯動過程的控制方框圖。圖6為防煙排煙系統與火災報警及消防聯動控制系統之間連接關系的示意圖。圖中以消防電梯前室、防煙樓梯間、內走道的防煙排煙系統為示例，對防煙排煙系統在消防聯動控制過程中的各類風閥及風機，根據控制要求配置了相應的聯動控制模塊，聯動控制的流程參見圖5。

在消防控制室內消防聯動控制器的手動控制盤上，應能直接手動控制排煙、排煙風機的啟動、停止。要求手動控制盤的啟、停按鈕應與現場的防煙、排煙風機電氣控制箱內的啟動、停止按鈕采用專用線路直接連接。另外在消防聯動控制器上對于送風口、電動擋煙垂壁、排煙排煙窗、排煙閥能夠手動控制開啟或關閉。對于上述的聯動控制要求，在工程設計時，應協同系統設計的通風專業，在設備的選型和設備接口上充分滿足系統聯動控制的要求。

圖6 防煙、排煙系統控制示意圖

防煙、排煙風機附近設置的接口模塊箱內控制模塊的類型及數量，應根據風機在聯動控制過程中所需的輸入/輸出模塊和單輸入模塊的數量決定，風機啟動的總線聯動模塊應采用輸入/輸出型模塊，風機的工作狀態及故障狀態的反饋信號采用單輸入模塊，一一對應，根據所需模塊的數量確定接口模塊箱容量及箱體尺寸。

從圖6中可以看出風機控制箱需接入的消防聯動控制線有三根，分別為：聯動控制總線的信號二總線和DC24V電源二總線、一根直接啟泵線，其由消防聯動控制器的手動控制盤引來，上述配線均應采用耐火類銅芯絕緣導線或電纜。

4 消防控制室之間的網絡連接

對于消防控制中心報警系統，新版《火規》的3.2.4條規定：“1由兩個及以上消防控制室時，應確定一個主消防控制室。2主消防控制室應能顯示所有火災報警信號和聯動控制狀態信號，并應能控制重要的消防設備；各分消防控制室內消防設備之間可互相傳輸、顯示狀態信號，但不應互相控制。”根據此規定，圖7中各消防控制室之間相關的線纜就只有系統設備聯網的通訊線，因而使得火災自動報警系統在組網上更加簡單、方便。

圖7 消防控制室聯網示意圖

對于消防控制中心系統，各消防控制室之間設備的聯網，可根據工程需求選擇適應的網絡拓撲結構，然后根據網絡距離選擇網絡的傳輸介質，再選擇網絡接口設備來組成網絡消防控制系統。常見的網絡拓撲結構有總線型、星型和環形等形式，圖7是環形結構。網絡的傳輸介質常見的有屏蔽雙絞線、單模光纖等。屏蔽雙絞線的傳輸距離1 km左右，單模光纖的傳輸距離達45 km左右。

綜上所述，新版《火規》的實施，對于區域、集中及控制中心報警系統，在工程設計時，自消防控制室引出的各類系統配線，除了應急廣播、火警電話、智能型火災應急照明系統、電氣火災監控等系統的配線外，僅就火災自動報警及聯動控制系統的配線種類，已得到的簡化，一般包括：第一類：重要的風機、水泵的手動啟動、停止信號的專線控制電纜，其與設備的數量一致；第二類：火災報警總線；第三類：消防聯動控制總線（包括信號及電源線）；第四類：火警通訊總線。在許多消防報警及聯動控制設備產品，第二、三類配線系統是合一的。使得火災自動報警及消防聯動控制系統在設計、施工及運行管理上更加的合理和規范化。

5 結束語

在“以人為本，生命第一”的今天，建筑內設置火災自動報警系統的第一任務就是保障人身安全，這是系統設計最基本的理念。因此在任何需要保護人身安全的場所，設置火災自動報警系統具有不可替代的重要意義。只有設置了火災自動報警系統，在火災發生時，才會形成有組織的疏散，也才會有應急預案。而重要的消防設備在應急情況下，對實施初期滅火并保障人員疏散起到非常重要的作用。

目前，在少數工程的火災自動報警系統設計方面，僅就消防水泵、消防風機聯動控制系統的設計上，還存在如下一些質量問題，如：

1）消防水泵、消防風機在聯動控制系統中僅設一個多線控制模塊、一個總線輸入/輸出模塊，未設設備的電源、過載等狀態的反饋信號。

2）將設備的反饋信號用多芯控制電纜送至消防控制室的聯動控制器。

3）將各建筑內所有風機等設備的聯動控制信號線，用幾十芯線的控制電纜送至設在室外的消防控制中心。

以上或類似的一些問題，雖然設計圖中有系統全面的設計說明，但往往一些施工單位的技術力量有限，造成了系統組織的缺陷，不能按時驗收等情況常有發生。

參考文獻

[1]曾林.發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統設計[D].北方工業大學，2011.endprint

根據以上規定，繪制出防煙排煙系統的聯動控制設計的方框圖和示意圖，見圖5和圖6。

圖5為防煙排煙系統在火災發生后，消防聯動過程的控制方框圖。圖6為防煙排煙系統與火災報警及消防聯動控制系統之間連接關系的示意圖。圖中以消防電梯前室、防煙樓梯間、內走道的防煙排煙系統為示例，對防煙排煙系統在消防聯動控制過程中的各類風閥及風機，根據控制要求配置了相應的聯動控制模塊，聯動控制的流程參見圖5。

在消防控制室內消防聯動控制器的手動控制盤上，應能直接手動控制排煙、排煙風機的啟動、停止。要求手動控制盤的啟、停按鈕應與現場的防煙、排煙風機電氣控制箱內的啟動、停止按鈕采用專用線路直接連接。另外在消防聯動控制器上對于送風口、電動擋煙垂壁、排煙排煙窗、排煙閥能夠手動控制開啟或關閉。對于上述的聯動控制要求，在工程設計時，應協同系統設計的通風專業，在設備的選型和設備接口上充分滿足系統聯動控制的要求。

圖6 防煙、排煙系統控制示意圖

防煙、排煙風機附近設置的接口模塊箱內控制模塊的類型及數量，應根據風機在聯動控制過程中所需的輸入/輸出模塊和單輸入模塊的數量決定，風機啟動的總線聯動模塊應采用輸入/輸出型模塊，風機的工作狀態及故障狀態的反饋信號采用單輸入模塊，一一對應，根據所需模塊的數量確定接口模塊箱容量及箱體尺寸。

從圖6中可以看出風機控制箱需接入的消防聯動控制線有三根，分別為：聯動控制總線的信號二總線和DC24V電源二總線、一根直接啟泵線，其由消防聯動控制器的手動控制盤引來，上述配線均應采用耐火類銅芯絕緣導線或電纜。

4 消防控制室之間的網絡連接

對于消防控制中心報警系統，新版《火規》的3.2.4條規定：“1由兩個及以上消防控制室時，應確定一個主消防控制室。2主消防控制室應能顯示所有火災報警信號和聯動控制狀態信號，并應能控制重要的消防設備；各分消防控制室內消防設備之間可互相傳輸、顯示狀態信號，但不應互相控制。”根據此規定，圖7中各消防控制室之間相關的線纜就只有系統設備聯網的通訊線，因而使得火災自動報警系統在組網上更加簡單、方便。

圖7 消防控制室聯網示意圖

對于消防控制中心系統，各消防控制室之間設備的聯網，可根據工程需求選擇適應的網絡拓撲結構，然后根據網絡距離選擇網絡的傳輸介質，再選擇網絡接口設備來組成網絡消防控制系統。常見的網絡拓撲結構有總線型、星型和環形等形式，圖7是環形結構。網絡的傳輸介質常見的有屏蔽雙絞線、單模光纖等。屏蔽雙絞線的傳輸距離1 km左右，單模光纖的傳輸距離達45 km左右。

綜上所述，新版《火規》的實施，對于區域、集中及控制中心報警系統，在工程設計時，自消防控制室引出的各類系統配線，除了應急廣播、火警電話、智能型火災應急照明系統、電氣火災監控等系統的配線外，僅就火災自動報警及聯動控制系統的配線種類，已得到的簡化，一般包括：第一類：重要的風機、水泵的手動啟動、停止信號的專線控制電纜，其與設備的數量一致；第二類：火災報警總線；第三類：消防聯動控制總線（包括信號及電源線）；第四類：火警通訊總線。在許多消防報警及聯動控制設備產品，第二、三類配線系統是合一的。使得火災自動報警及消防聯動控制系統在設計、施工及運行管理上更加的合理和規范化。

5 結束語

在“以人為本，生命第一”的今天，建筑內設置火災自動報警系統的第一任務就是保障人身安全，這是系統設計最基本的理念。因此在任何需要保護人身安全的場所，設置火災自動報警系統具有不可替代的重要意義。只有設置了火災自動報警系統，在火災發生時，才會形成有組織的疏散，也才會有應急預案。而重要的消防設備在應急情況下，對實施初期滅火并保障人員疏散起到非常重要的作用。

目前，在少數工程的火災自動報警系統設計方面，僅就消防水泵、消防風機聯動控制系統的設計上，還存在如下一些質量問題，如：

1）消防水泵、消防風機在聯動控制系統中僅設一個多線控制模塊、一個總線輸入/輸出模塊，未設設備的電源、過載等狀態的反饋信號。

2）將設備的反饋信號用多芯控制電纜送至消防控制室的聯動控制器。

3）將各建筑內所有風機等設備的聯動控制信號線，用幾十芯線的控制電纜送至設在室外的消防控制中心。

以上或類似的一些問題，雖然設計圖中有系統全面的設計說明，但往往一些施工單位的技術力量有限，造成了系統組織的缺陷，不能按時驗收等情況常有發生。

參考文獻

[1]曾林.發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統設計[D].北方工業大學，2011.endprint