建筑群控制中心報警系統設計

胡海峰

（湖南省建筑設計院有限公司，長沙410012）

0 引言

近些年隨著我國經濟水平的快速發展，建筑形式趨于多樣、綜合化，大型建筑群越來越多，其主要特點是：建筑定性復雜、人員密集、功能多樣化、占地面積廣、火災隱患大。 一旦發生火災，人員疏散不夠及時，有可能造成重大安全事故。 建筑群火災自動報警系統如何設計，消防聯動如何設置，值得分析和探討。

1 火災自動報警系統形式

火災自動報警系統的形式和設計要求與保護對象和消防安全目標的設立直接相關，正確理解火災發生、發展的過程和階段，對合理設計火災自動報警系統有著十分重要的指導意義。 火災自動報警系統根據保護對象和設立的消防安全目標不同，分為區域報警系統、集中報警系統、控制中心報警系統三種形式，具體內容詳見表1。

火災自動報警系統的三種形式 表1

2 控制中心報警系統的設計要求

本文主要介紹控制中心報警系統的應用。 顧名思義，控制中心報警系統體現在控制中心，根據GB 50116－2013《火災自動報警系統設計規范》（以下簡稱“《火規》”）第3.2.4 條文：“有兩個及以上消防控制室時，應確定一個主消防控制室”，圖1 所示為控制中心報警系統構成示意圖。

圖1 控制中心報警系統構成示意圖

圖1 中，主消防控制室內應能集中顯示保護對象內所有的火災報警部位信號和聯動控制狀態信號，并能顯示設置在各分消防控制室內的消防設備的狀態信息。 為了便于消防控制室之間的信息溝通和信息共享，各分消防控制室內的消防設備之間可以互相傳輸、顯示狀態信息；同時為了防止各個消防控制室之間的指令沖突，分消防控制室之間不應互相控制，換言之，消防控制室（中心）在功能上具有獨立性，其中任何一個出現故障都不會影響其他消防控制室（中心）的正常工作。

3 工程應用實例分析

3.1 工程概況

該項目位于湖南省長沙市，總建筑面積約100萬m2，是一個由酒店、客棧、商業、餐飲、影院、演藝中心、博物館等多個單體建筑組成的大型建筑群，項目包含一類高層建筑、大型商業建筑、博物館等。

3.2 設計回顧

本項目體量大、建筑類型多、施工周期長，業主將項目分為多期進行建設，共由三家設計單位完成。 由于前期業主沒有明確的運營管理方案，均是各家設計單位獨立進行設計，沒有協調，根據建筑業態設置了多個消防控制室、多套集中報警系統，系統架構較為復雜。 后期甲方逐漸明確了項目運營管理模式，要求集中管理，集中報警系統不再適用于項目需求，根據《火規》第3.2.4 條文的要求，本項目優化了火災自動報警系統設計。

3.3 控制中心報警系統在建筑群中的設計

本工程火災自動報警系統分別由兩個控制中心報警系統組成，分別命名為1＃消防控制中心和2＃消防控制中心。 其中1＃消防控制中心位于A 區，下轄7 個分消控室如圖2 所示；2＃消防控制中心位于B 區，下轄3 個分消控室。 消防控制中心的位置選擇綜合考慮了與分消控室之間的距離因素，也結合考慮了消控室機房面積大小的因素。 例如2＃消防控制中心之所以選擇在B 區最南側，是因為后期系統改造時，只有南側這個消控室的面積較大，可以增加設備，而B 區其他消控室的面積都不夠，且無法增加面積。 如果在項目前期階段能做好規劃，則可以選擇B 區較中心位置來設置2＃消防控制中心。

圖2 消防控制室分區布置示意圖

3.3.1 1＃消防控制中心

在游客服務中心首層設置1＃消防控制中心（組網圖如圖3 所示），與A01－01－01 棟消防控制室合用，控制沿湖景區內范圍，具體保護控制范圍如表2所示。

3.3.2 2＃消防控制中心

在A05－05 地下室層設置2＃消防控制中心（組網圖如圖4 所示），與A05－05 消防控制室合用，控制沿江景區外范圍，具體保護控制范圍如表3 所示。

3.3.3 火災自動報警系統設計

根據《火規》第4.1.4 條文：“消防水泵、防煙和排煙風機的控制設備，除應采用聯動控制方式外，還應在消防控制室設置手動直接控制裝置”，以及第3.2.4 條文解釋：“整個系統中共同使用的水泵等重要的消防設備可根據消防安全的管理需求及實際情況，由最高級別的消防控制室統一控制”。 本項目的控制對象特別多且位置分散，根據消防安全管理的需求及實際情況，采取分散和集中相結合的控制方式，即共同使用的水泵等重要消防設備由最高級別的消防控制室統一手動專線控制和聯動控制，防排煙風機等消防設備由就近的分消防控制室手動直接控制及聯動控制，如圖5 所示。

圖3 1＃消防控制中心火災報警系統組網圖

1＃消防控制 中心保護控制范圍 表2

2＃消防控制中心保護控制范圍 表3

（1）消防水泵的聯動控制設計

本工程設置兩個消防水泵房，分別位于游客服務中心地下一層、A05－01 棟地下室一層，詳見表4。

整個系統中位于游客服務中心的A 區消防水泵由1＃消防控制中心統一控制，麗景大酒店的B 區消防水泵由2＃消防控制中心統一控制，分消防控制室不能啟動消防水泵房的消防泵。

（2）防煙排煙系統的聯動控制設計

本項目防煙排煙系統根據消防控制室的管控范圍進行聯動控制，即各消防控制室內（包括消防控制中心和分消防控制室）聯動控制臺設置硬線聯動控制裝置控制本保護區域內的消防風機等消防設備，實現手動直接控制和聯動控制，各消防控制室不能控制其他區域的防煙排煙系統，從而有效避免指令沖突。

消防水泵房 表4

圖4 2＃消防控制中心火災報警系統組網圖

圖5 集中控制和分散控制示意圖

（3）控制中心報警系統中圖形顯示裝置設計

1）各消防控制室均設置圖形顯示裝置，且單獨組網。

2）由消防控制中心設置的圖形顯示裝置實現集中傳輸和顯示保護對象《火規》附錄A 和附錄B規定的有關信息的功能，分消防控制室設置的圖形顯示裝置顯示其管控范圍內《火規》附錄A 和附錄B 規定的有關信息。

3）分消防控制室中的火災自動報警系統運行狀態信息，通過光纖傳輸至消防控制中心設置的火災報警控制器。

4）接入分消防控制室的消防水池液位報警、防火門閉合狀態等信息，由該消防控制室通過光纖傳輸至消防控制中心的圖形顯示裝置。

3.3.4 消防廣播系統設計

本工程分別在1＃和2＃消防控制中心設置了消防廣播系統，共兩套，該系統采用數字式廣播系統。由一個總消防廣播站及區域消防廣播站組成。

（1）區域消防廣播站分別設置在分消防控制室內。 在區域廣播站內設置了功放、音源（包括區域廣播站音源和總廣播站音源）等相關設備。

（2）區域消防廣播站在功能上具有獨立性。 在某區域確認發生火災后，該區域消防廣播站可以在總消防廣播站不干預的情況下對本區域進行消防廣播。

（3）消防廣播總站設置在消防控制中心內，設置了功放、音源等相關設備。 其功能包括：1）當消防控制中心保護區域內的地上部分或地下層某處發生火災時，可以直接對本區域內進行消防廣播，以疏散人群；2）當分消防控制室保護區域內發生火災時，總消防廣播站可以監聽到區域消防廣播站所播內容；3）消防廣播總站的音源相對于區域消防廣播站音源具有優先權；4）區域消防廣播站與消防廣播總站之間用單模光纖連接。

3.3.5 消防電話對講系統設計

本工程消防電話系統由消防控制中心消防電話對講主機及分消防控制室消防電話對講主機組成。

（1）消防電話對講主機分別設置消防控制中心和分消防控制室內。

（2）各電話對講主機在功能上具有獨立性，只可以與本保護區域內各個消防電話進行通話，不可以與其他區域內的消防電話進行通話。

（3）消防控制中心及各區域分消防控制室可以通過內線電話互相進行通話，消防控制中心對講主機及各區域分消防控制室對講主機之間用單模光纖連接。

3.3.6 其他相關設計

其他相關設計包括電氣火災監控系統、消防設備電源監控系統、防火門監控系統設計，其中消防控制中心及各區域分消防控制室單獨設置監控主機，消防控制中心監控主機和分消防控制室監控主機之間采用單模光纖連接，僅運行狀態信息互通，其保護對象由各消防控制室單獨控制。

4 設計要點

通過對本項目的設計，提出了控制中心報警系統中以下幾個設計要點。

（1）消防控制室中心的位置：消防水泵需要機械應急啟動時，為了保證工作人員在報警后5min 內使水泵正常工作，消防控制中心應靠近消防水泵房。

（2）直接控制線：本工程較多的直接控制線距離較長，其中最遠的直接控制線是A01－12－03 棟的濕式報警閥壓力開關，到游客服務中心消防水泵房的距離達到了1.3km。

當直接控制線距離過長時，由于長距離纜線對地電容的影響，末端設備很可能產生拒動或誤動的情況，為了應對這種情況，設計上采用了兩種方法相結合，將控制線截面積從1.5mm2增大到2.5mm2或4mm2；使用直流進行中間的控制轉換，如圖6 所示，具體可參考《常用風機控制電路圖》中第13、14頁的消防風機手動控制盤手動控制線路電路圖。

圖6 控制線路接線示意圖

（3）跨區控制原則：本消防系統中的消防控制中心可以通過手動控制盤對消防泵（噴淋泵、消火栓泵等）進行直接控制，分消防控制室不能進行直接控制。

（4）消防泵信號顯示：本消防系統中各消防泵運行反饋信號、消防水池液位信號通過輸入模塊采集到火災自動報警系統，并顯示在消防控制中心及分消防控制室的顯示屏上。

（5）未設置火災自動報警系統建筑中的消火栓處理：根據GB 50974－2014《消防給水及消火栓系統技術規范》第11.0.19 條文：“消火栓按鈕不宜作為直接啟動消火水泵的開關，但可作為發出報警信號的開關”，因此本消防系統中消火栓按鈕直接采用報警總線與對應的分消防控制室中的報警主機連接，形成獨立報警回路，消火栓按鈕的動作信號和穩壓裝置的動作信號作為啟動消火栓泵的聯動觸發信號，由分消防控制室傳送至消防控制中心啟泵。

（6）DC 24V 配電：消防聯動控制的電壓控制輸出采用DC 24V，為了滿足壓降要求，由各單體建筑消防電源直接就地提供DC24V 電源。

5 結束語

建筑群火災自動報警系統設計除了上面分析的幾點外，還有其他系統設計問題值得探討，如電氣火災監控系統、消防設備電源監控系統、防火門監控系統、消防應急和疏散指示系統是否需要由消防控制中心統一控制；消防廣播系統和消防電話系統在建筑群中如何設計更合理；消防控制中心如何合理提供現場24V 電源等問題，值得設計師去進行分析和研究。 本項目為筆者設計經驗總結，不當之處，敬請批評指正。