城市新區某綜合管廊火災報警系統設計

董桂華

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城市新區某綜合管廊火災報警系統設計

董桂華

（昆明有色冶金設計研究院股份公司，昆明 650051）

在分析項目綜合管廊特點基礎上，本文給出了火災報警系統設計思路和總體架構，分別敘述了包括火災自動報警系統、電氣火災監控系統和防火門監控系統等幾部分設計。

綜合管廊；火災自動報警系統；電氣火災監控系統；防火門監控系統；自動滅火系統

綜合管廊作為一類重要的市政基礎設施，逐漸成為一種發展趨勢。目前隨著國家大力推進城市地下綜合管廊建設，其越來越受到廣泛關注。綜合管廊內相對封閉的空間內敷設有大量電力電纜，電氣火災是綜合管廊內主要危險源之一。火災報警系統作為其附屬設施的重要組成部分，為綜合管廊發揮其功能提供必要的保障。

目前對于綜合管廊火災報警系統的設計尚未有一套相對統一的技術方案，業內存在著不同的實施方法。本文結合滇中新區某新建市政道路綜合管廊項目，介紹其火災報警系統設計思路和設計內容。

1 背景分析

1.1 項目情況

本綜合管廊全長7.9km，采用雙艙設置。沿線收納給水管、再生水管、電信、電力等管線，不含各類燃氣管線。該綜合管廊中將電力管線單獨納入一艙，簡稱電力艙；將給水、再生水和通信管線納入一艙，簡稱水信艙。電力艙內布置有110kV及10kV電力電纜，艙室凈尺寸為2.4m×2.9m；水信艙艙室凈尺寸為3.2m×2.9m。電力艙及水信艙內各設有1m和1.2m的檢修通道。

除艙室外，全線設置各類功能性節點，包括吊裝口（兼作進風口）、排風口（兼作緊急逃生口）、人員出入口、管線分支口、艙室交叉口和端部井等設施，共50余處，分布于全線各處。

1.2 設計范圍

根據GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規范》（以下簡稱“綜合管廊規范”）綜合管廊附屬設計的第7.1條規定，本項目各艙室火災危險性等級類別為丙類及以下，按丙類考慮消防設施。其中電力艙內應設置自動滅火系統。第7.2條規定艙內發生火災時，須自動關閉發生火災的防火分區及相鄰防火分區的通風設備，因此需設置聯動系統。第7.5條規定含電力電纜艙室應設置火災自動報警系統，并強調設置防火門監控系統。此外，鑒于電氣火災屬于綜合管廊重點防護對象，設置電氣火災監控系統，使之能夠在一定電氣火災隱患條件提前發出報警，實現電氣火災早期預防。

通過以上分析，本項目火災報警系統設計主要內容如下：

1）火災自動報警及聯動控制系統。

2）防火門監控系統。

3）電氣火災監控系統。

其中火災自動報警及聯動控制系統含自動滅火系統。

2 總體方案

2.1 形式選擇

本綜合管廊跨度相對較大，根據“綜合管廊規范”規定的防火分隔要求及工藝專業配置，每個防火分區按不超過200m劃分，整個綜合管廊劃分為44個防火分區。相鄰防火分區采用防火門和防火墻分隔。對于火災自動報警形式選擇，根據GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》第3.2條規定，若采用區域報警系統，則無法滿足聯動控制要求；若采用集中控制系統，在只有1臺控制器情況下，各報警、聯動等回路距離太長，現有產品實施有一定的難度，此外施工及維護存在復雜程度大等問題。因此設計采用控制中心報警系統。

2.2 總體布局

根據工程布置情況，火災自動報警設計將綜合管廊劃分為4個相對獨立區段。在本工程新建的監控中心（排風口-13附近）內設置1個火災報警控制站兼做主消防控制站，在排風口-03、排風口-08以及排風口-19內分別設置3個火災報警控制站，分別對應4個區段。監控中心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;各火災報警控制站內消防設備之間可互相傳輸、顯示狀態信息，但不互相控制。各系統接線示意圖如圖1所示。

圖1 系統總體接線示意圖

2.3 系統通信

目前主流產品的信號總線、電話總線和CAN總線等信號傳輸距離都在2km以內，采用光纖通信能夠完成遠距離的信號傳輸。為實現組網，1#控制站作為主站，2#—4#控制站作為從站，主從站通過光纖通信完成。

每個控制站站內含1臺電氣火災監控系器、1臺防火門監控器，通過CAN總線與火災報警控制器連接。此外區段內各防火分區的氣體滅火裝置也通過CAN總線接入本區段控制站火災報警控制器連接。最終達到每個控制站形成一個相對獨立的單元系統，并能與其余控制站通信。各防火分區內設接線端子箱，將各防火分區非氣體防護區內的各類總線設備接入區段火災報警控制器。

此外，火災自動報警系統預留接口，接入綜合管廊的統一管理信息平臺。

3 系統構成

3.1 火災自動報警系統及自動滅火系統

綜合管廊火災自動報警系統由火災探測器、手動火災報警按鈕、火災聲光警報器、消防控制室圖形顯示裝置、火災報警控制器、聯動控制器和自動滅火裝置等組成。結合綜合管廊環境特征，電力艙內火災探測器設計選擇復合型感煙感溫探測器，電纜橋架內選擇敷設可恢復式纜式感溫探測器。

綜合管廊設置火災自動報警系統的部位主要是電力艙，以及各節點功能性區域（即除節點底層的管廊區外的部分），水信艙內無電力電纜，可不設置火災自動報警系統。綜合管廊按照防火分區進行單元設計，每個單元內的電力艙劃為1個氣體滅火防護區，由氣體滅火控制裝置構成1套功能相對獨立的自動滅火子系統，其余部分通過接線端子箱接入報警控制器，單元接線圖如圖2所示。

自動滅火系統主要包含火災探測器、氣體滅火控制裝置、氣體滅火終端模塊以及干粉滅火裝置和延時起動器等部分。當探測器探測到火情，觸發信號通過總線傳輸到氣體滅火控制裝置，氣體滅火控制裝置輸出信號到氣體滅火終端模塊，終端模塊驅動延時起動器，最終由延時起動器起動干粉滅火裝置，延時起動器動作信號通過輸入模塊反饋至氣體滅火控制裝置。各氣體防護區入口設置放氣指示燈、聲光警報器和緊急停止按鈕。自動滅火系統接線圖如圖3所示。

圖3 自動滅火系統接線圖

每個氣體滅火控制器可分別控制4個獨立回路，各回路所接干粉滅火裝置數量不超過8臺。根據干粉滅火裝置的有效保護范圍計算，每間隔6.5m設置1臺，則每個氣體滅火控制裝置能夠控制的范圍超過200m，能夠滿足1個防火分區內相應的自動滅火任務，每個防火分區根據空間布局，設置4組滅火裝置回路，出現火情時能夠分組進行手動或自動控制。

3.2 防火門監控系統

綜合管廊內防火門設置于各節點內，主要在防火分區軸、管廊出入口等位置，防火門數量較多且分布較為分散。

如果采用單臺防火門監控器，則受到各類總線長度限制條件的影響。設計采用每個區段設置1臺防火門監控器方式。防火門門磁開關、電動閉門器接入監控模塊，模塊通過總線接入監控器。監控器同時監視4路總線。監控器通過CAN總線接入本區段火災報警控制器。

3.3 電氣火災監控系統

綜合管廊內非消防配電箱內有關回路設置各類電氣火災探測器。各類配電箱基本安裝在各節點內部，需要探測監控的點數較多且分布于全線各節點。

如果采用單臺電氣火災監控器，則同防火門監控系統一樣受到各類總線長度限制條件的影響。設計采用每個區段設置1臺電氣火災監控器，監控器同時監控4個剩余電流式電氣火災探測器及測溫式電氣火災探測器回路。監控器通過CAN總線接入本區段火災報警控制器。

3.4 聯動控制

綜合管廊火災自動報警系統聯動控制任務主要是：當確認火災后，防火門監控器應聯動關閉常開防火門，消防聯動控制器應能聯動關閉著火分區及相鄰分區防火防煙閥及通風設備；滅火結束后，開啟防火防煙閥及排風設備。起動自動滅火系統。

此外，通過火災聯動控制器切斷非消防電源。

4 結論

綜合管廊火災報警系統通常作為監控與報警系統的子系統考慮，但也與電氣系統及消防系統密切關聯。在火災報警系統設計這一個重要環節，本文通過項目實踐闡述了系統總體架構，形式選擇和功能實現，突出本系統單元設計概念、總線通信和主從控制特點，鑒于綜合管廊火災報警文獻鮮有見刊，本文也為今后類似項目提供有益的思路。

[1] GB 50838—2015. 城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2] GB 50116—2013. 火災自動報警系統設計規范[S].

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Design on Fire Alarm System of an Utility Tunnel in New Urban Distric

Dong Guihua

(Kunming Engineering﹠Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co., Ltd, Kunming 650051)

The paper analyzes the feature of the utility tunnel, describes the design ideas, design the general structure of the fire alarm system. The automatic fire alarm system, the monitoring system for electric fire protection and the monitoring system for fire-proof door are listed.

utility tunnel; fire alarm system; monitoring system for electric fire protection; monitoring system for fire-proof door; automatic fire extinguishing system

董桂華（1984-），男，重慶市豐都縣人，工學碩士，高級工程師，主要從事電氣自動化技術工作。