高層建筑火災自動報警系統設計

張天佑

摘要：文章以實際工程為例，介紹了集辦公、酒店、公寓為一體的超高層建筑火災自動報警系統的設計，從超高層建筑的特點、工程概況、火災自動報警系統和消防聯動系統的構成、火災應急廣播的設置，以及消防專用電話的設置方法等，詳細介紹了火災自動報警系統在超高層項目中的設計思路。

關鍵詞：高層建筑；消防系統；火災自動報警系統；消防聯動系統

中圖分類號：TU976 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）05-0143-05

隨著經濟的飛速發展，城市土地日益稀缺，超高層建筑的建設成為未來社會發展的趨勢。高層建筑結構和功能日趨復雜，建筑物內部的電氣設備越來越多，加大了引發電氣火災的安全隱患，這對高層建筑電氣火災防火設計提出了更高的要求[1]。

據統計顯示，近年來每年電氣火災發生的比例占總火災比例的31%以上，給人們的生命財產安全造成巨大損失。超高層建筑內部結構復雜、樓層高、消防救援困難，必須建立完善的火災自動報警系統，才能及時發現火情，快速響應，爭取寶貴的逃生和救援時間，最大程度地降低火災造成的傷害，保證人們生命財產安全。

本文以某綜合體B1、B3、B4組團（世界貿易中心）項目為例，結合GB50116《火災自動報警系統設計規范》[1]和GB50045《高層民用建筑設計防火規范》[2]，探討當前在超高層建筑中消防系統的設計。

一、工程概況與設計要點

（一）工程概況

（1）某綜合體B1、B3、B4組團（世界貿易中心）項目A樓建筑面積200 000 m2，地下建筑面積52 000 m2，建筑高度382 m（指室外地面至樓上停機坪頂點高度），建筑規模包含50層高的辦公區域、有330個房間的五星級酒店、5層豪華公寓（10套），地上77層（最高），地下2層。整個項目人防工程位于B1地塊。

（2）A樓各層實用功能分區見表1。

（二）消防系統

該工程的消防系統設計，包括火災自動報警系統、消防聯動控制系統、消防應急廣播、消防專用電話、消防控制室圖形顯示裝置。

二、需求分析與設計定位

（一）系統形式選擇

該工程為超高層多功能民用公共建筑，耐火等級地下一級，地上一級。火災自動報警采用智能二總線系統，系統形式為控制中心報警系統。各服務對象由消防控制室管理（接收火災報警信號和進行聯動或手動操作），消防控制室能集中監測火災報警部位信號和聯動控制狀態信號。

該工程功能劃分為辦公、酒店、酒店式公寓三大部分。考慮之后的管理方便，在首層設置辦公消防控制室和酒店消防控制室，并分別設置兩套火災報警系統。在每個避難層的消防弱電機房放置區域火災報警控制盤（見表2）。

（二）報警區域的劃分

報警區域的劃分主要是為了迅速確定報警及火災發生的部位，并解決消防系統設計的聯動問題。發生火災時，發生火災的防火分區及相鄰的防火分區消防設備能聯動啟動，而且這些設備需要協調工作。

A樓地下層包括地下一層、地下一層夾層、地下二層，分為多個防火分區，面積在1 000 m2到2 000 m2不等，應將酒店和辦公的防火分區分開。按功能和面積，將1至2個防火分區劃分為一個報警區域。地上一層至77層，按避難層劃分為8個報警區域。為了便于監視和管理，每個避難層的消防弱電機房設置一臺區域火災報警控制器。

三、系統設計

（一）火災自動報警控制系統

1.火災探測器的選擇和設置

根據表3的選擇和設置原則，對樓內不同的功能分區選擇相應的火災探測器。

2.火災報警控制器

火災報警控制器應能向火災探測器提供穩定的工作電源，監視探測器及系統自身的工作狀態、報警狀態、屏蔽狀態、故障狀態等信息，接收、轉換、處理火災探測器輸出的報警信號，發出聲光報警，指示、存儲報警的具體部位及時間，執行相應控制等功能；并應能控制火災聲光警報器啟動和停止。

在疏散通道及出入口設置帶電話插口的手動火災報警按鈕。

每個報警區域內，以一個防火分區為一個環路，將本區域內的火災探測器、手動報警按鈕接入區域報警火災控制器中，其中每一總線回路連接設備的總數不超過200點，且應留有不少于額定容量10%的余量。

（二）消防聯動控制系統

消防聯動控制系統接收火災報警控制器發出的火災報警信號，按預設邏輯完成各項消防功能的控制。需要火災自動報警系統聯動控制的消防設備，其聯動觸發信號應采用兩個獨立的報警觸發裝置報警信號的“與”邏輯組合。應能顯示消防系統及設備的狀態信息，并將信息傳輸到消防控制室圖形顯示裝置；應具有手動和自動控制功能。每一聯動總線回路連接設備的總數不超過100點，且應留有不少于額定容量10%的余量。 1.消防水系統設計

由于超高層建筑的高度比較高，建筑功能也多樣化，對消防水系統管路的設計相對復雜，而且供水設計中的分區比較多，管道受壓力大，在水泵運行中會出現超壓的狀況，易引發管道破裂損壞。工程中一般采用常高壓消防系統和臨高壓消防系統結合的處理方式。

（1）消火栓滅火系統

在每個消火栓內設置手動啟泵按鈕，并安裝可以顯示主泵運行狀況的指示燈，在發生火情時，相關人員按下啟泵按鈕，消防控制室內的報警與聯動控制裝置接收到啟泵按鈕發出的一對一信號，主泵運行，狀態信號返送回指示燈。

管網壓力主要通過壓力開關和氣壓罐自動控制增壓泵實現，消防控制室內顯示消防水泵電源的工作狀態、消防水泵（穩壓或增壓泵）的啟、停狀態和故障狀態，并顯示消火栓按鈕的正常工作狀態、動作狀態和位置等信息，以及消防水箱（池）最低水位信息和管網最低壓力報警信息。

消火栓泵的起泵方式：包括消火栓按鈕和動作信號與該消火栓按鈕所在區域內的報警信號為聯動信號；出水干管上的壓力開關動作信號連鎖控制消火栓泵；高位水箱出水管上的流量開關動作信號連鎖控制消火栓泵。

（2）自動噴水滅火系統

臨高壓自動噴淋系統正常情況下分別利用壓力開關和氣壓罐來控制增壓泵。當發生火災時，濕式系統和干式系統的閉鎖裝置融化脫落，水自動流出，水流指示器會將信號傳回消防控制室，同時報警閥組上的壓力開關動作直接連鎖啟動供水泵，并將反饋信號傳給消防控制室。在消防控制室同時接收到壓力開關的反饋信號和探測器或者手動報警按鈕的報警信號時，同樣可以啟動供水泵。

2.防排煙系統設計

該工程根據需要為作為疏散通道的樓梯間及前室設置加壓送風口及加壓送風機。發生火災時，風機將室外的新鮮空氣送入樓梯間，為逃生人員提供氧氣。同時，風機的運行為樓道提供正壓環境，保證樓梯間防火門的密閉性，以防煙霧、有毒氣體進入樓梯間，為人員創造更好的逃生條件。還應配合加壓風機在適當部位設置壓力傳感器，用于實時監測樓梯間或前室的風壓，并將數據傳回消防控制室。當樓道及前室的正壓過大時，防火門緊閉，會導致逃生人員無法將門推開而貽誤逃生機會。所以當檢測到壓力過高時，消防控制室聯動觸發樓頂加壓風機上的旁通閥泄壓。

發生火災時，同一防煙分區的兩個獨立火災探測器發出報警信號，排煙、排煙窗或者排煙閥開啟聯動觸發信號，再由排煙口、排煙窗或者排煙閥開啟動作信號，聯動觸發信號控制排煙風機的啟動，在消防控制室里的手動控制盤也可以直接控制排煙風機的啟停。

當排煙溫度達到排煙閥溫度上限時，熔絲熔斷，自動關閉排煙閥，并連鎖關閉對應排煙風機，防止過熱煙塵入侵到其他防煙分區內。

3.防火卷簾門設計

防火卷簾主要集中在地下車庫，包含防火分隔的防火卷簾和兼一定疏散作用的防火卷簾。疏散通道上的防火卷簾采用兩次控制下落方式，感煙探測器控制下落距地1.8 m處停止。當感溫探測器報警，聯動控制防火卷簾下落到底，并分別將報警及動作信號送至消防控制室；采用兩次控制下落的作用是便于火災初期時人員疏散。用作防火分隔的防火卷簾在火災探測器報警后一次下落到底。

4.電梯控制系統

大樓內設置有多部客梯和消防電梯。當發生火災時，由于火災自動報警系統的聯動模塊發出指令，不管客梯處于任何狀態，電梯按鈕失去控制作用，全部客梯回到首層，供人員疏散。人員疏散后自動切斷客梯電源，同時反信給消防控制室。消防電梯降到首層后，供消防人員使用。

5.消防專用電話系統

該系統為高層建筑內部發生火災時設立的獨立通訊系統，不與其他系統合用。系統中主叫與被叫用戶間為直接呼叫應答，沒有中間轉接通話。在送風、排風機房，消防泵房、氣體滅火控制室、高低壓配電室、電梯機房及消防保衛值班室均設有固定式消防專用電話。主要疏散通道上和出入口有和手動報警按鈕合用的電話插孔，隨時可與消防控制室直接通話。在消防控制室設有對外直撥的119電話。

四、結語

高層建筑消防電氣設計關系到整個房屋的消防安全，與人們的生命財產安全息息相關。加強建筑消防系統的建設，遵循消防電氣設計的基本原則，提升建筑消防功能的自動化和智能化，降低火災發生率，將火災消滅于萌芽狀態中。

參考文獻：

[1]吳曉東. 高層建筑消防系統電氣設計探討[J].人民長江， 2000， 31 （1）：42-44.

[2]GB50116《火災自動報警系統設計規范》[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[3] GB50045《高層民用建筑設計防火規范》[S].北京：中國計劃出版社，2005.

Abstract： Taking practical engineering as an example， this paper introduces automatic fire alarm system design of super high-rise building for offices， hotels and apartments. From characteristics of super high-rise building， general situation of engineering， composition of automatic fire alarm system and fire linkage control system， setting of fire emergency broadcasting and setting method of fire fighting special telephone， the design idea of automatic fire alarm system in super high-rise building is introduced in detail.

Key words： high-rise building； fire protection system； automatic fire alarm system； fire linkage control system

（責任編輯 王 宣）