高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙海峰

（國(guó)家林業(yè)和草原局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100010）

0 引 言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市內(nèi)可利用的土地資源日漸短缺，因此高層建筑的建設(shè)成為城市發(fā)展的主要趨勢(shì)。因?yàn)楦邔咏ㄖ哂袃?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且樓層較高的固有特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，想要進(jìn)行有效的消防救援工作十分困難。同時(shí)，現(xiàn)代建筑智能化設(shè)備的大面積應(yīng)用，使得高層建筑內(nèi)部的線路結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，電氣設(shè)備數(shù)量不斷增長(zhǎng)，為火災(zāi)事故的發(fā)生帶來了很大隱患。因此，高層建筑更應(yīng)具備先進(jìn)、完善的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，快速采取疏散、撲救等措施，為人們的逃生和救援爭(zhēng)取時(shí)間，減少火災(zāi)造成的傷害，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 火災(zāi)報(bào)警控制器

對(duì)于高層建筑來講，電氣設(shè)備需要電源系統(tǒng)提供電力能源作為運(yùn)行的基本支撐。作為現(xiàn)代先進(jìn)的報(bào)警設(shè)備，火災(zāi)報(bào)警控制器同樣需要電力能源作為運(yùn)行必要條件。而監(jiān)控探測(cè)器是負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警監(jiān)控、屏蔽狀態(tài)相關(guān)信息進(jìn)行有效控制的部分，需要能夠穩(wěn)定接收、轉(zhuǎn)換以及分析處理火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，并及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)警報(bào)提示，同時(shí)能夠快速識(shí)別和顯示報(bào)警的位置和報(bào)警時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)應(yīng)對(duì)裝置，確保能夠針對(duì)報(bào)警位置進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和消除火災(zāi)隱患。此外，對(duì)于高層建筑還需要在其結(jié)構(gòu)中的消防通道和出入口位置設(shè)置手動(dòng)的火災(zāi)報(bào)警裝置。尤其要針對(duì)高層建筑的每一層報(bào)警區(qū)域設(shè)置一個(gè)環(huán)路，在其預(yù)報(bào)警火災(zāi)控制器中實(shí)現(xiàn)高靈敏度火災(zāi)探測(cè)器的安裝和手動(dòng)報(bào)警裝置的設(shè)立。需注意，每一總線的連接設(shè)備總數(shù)量的上限不可超過200點(diǎn)，同時(shí)要進(jìn)行額定容量余量的預(yù)留[1]。火災(zāi)探測(cè)器選擇設(shè)置表，如表1所示。

2 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能極為重要，是連接火災(zāi)報(bào)警控制器和各項(xiàng)消防滅火裝置的重要控制裝置，能夠按照所接收的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)相應(yīng)的消防滅火裝置，使各項(xiàng)消防設(shè)置按照既定程序執(zhí)行消防滅火，確保火災(zāi)隱患未擴(kuò)大前得以滅除。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高層建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分，結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)于消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要建立兩個(gè)獨(dú)立的火災(zāi)報(bào)警觸發(fā)裝置，同時(shí)系統(tǒng)中還要設(shè)定手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)按鍵[2]。

3 消防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要采用聯(lián)動(dòng)控制方式對(duì)建筑物內(nèi)設(shè)置的消火栓滅火系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。

表1 火災(zāi)探測(cè)器選擇設(shè)置表

圖1 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖

3.1 消火栓滅火系統(tǒng)

在高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，針對(duì)消防滅火栓需要進(jìn)行逐個(gè)安裝和設(shè)置手動(dòng)啟動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，配備相應(yīng)的能夠顯示主動(dòng)運(yùn)行狀況的顯示指示燈。一旦發(fā)生火災(zāi)事故或出現(xiàn)火災(zāi)隱患，通過人為啟動(dòng)手動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)通過消防控制室的報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制裝置對(duì)信號(hào)的接收，進(jìn)而觸發(fā)消防泵，再將其狀態(tài)信號(hào)反饋到信號(hào)顯示面板上。在消防泵啟動(dòng)后，通過壓力開關(guān)和氣壓罐的自動(dòng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)增壓泵運(yùn)行，再將這一系列狀態(tài)信號(hào)傳遞到消防控制室，消防控制就能夠按照消防水泵電源的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。此外，還能顯示消防水泵的啟停狀態(tài)和是否發(fā)生故障等多項(xiàng)信息。

3.2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

高壓自動(dòng)噴淋系統(tǒng)在正常狀況下主要利用壓力開關(guān)和氣壓罐控制增加泵。在高層建筑中如果發(fā)生了火災(zāi)事故或存在明顯的明火火源，受溫度的影響，干式系統(tǒng)或濕式系統(tǒng)中的閉鎖裝置會(huì)融化并脫落，由此自動(dòng)打開噴水口起到滅火作用，噴水的同時(shí)會(huì)直接啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)發(fā)送功能，將信號(hào)發(fā)送到消防控制系統(tǒng)。信號(hào)傳輸時(shí)也會(huì)直接啟動(dòng)報(bào)警閥組上的壓力開關(guān)，與噴淋泵同時(shí)啟動(dòng)和聯(lián)鎖反應(yīng)。在消防控制室中，如果接收了來自于壓力開關(guān)、探測(cè)器以及手動(dòng)報(bào)警的預(yù)警信號(hào)，也會(huì)快速啟動(dòng)供水泵，實(shí)現(xiàn)噴淋系統(tǒng)的啟動(dòng)。

4 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，觸發(fā)防排煙系統(tǒng)的條件是同一個(gè)防煙分區(qū)設(shè)置的火災(zāi)報(bào)警器同時(shí)發(fā)出了火災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)警。這會(huì)成為觸發(fā)信號(hào)，由消防聯(lián)動(dòng)控制器開啟加壓送風(fēng)口、啟動(dòng)加壓送風(fēng)機(jī)，同時(shí)開啟該分區(qū)內(nèi)相關(guān)的排煙口、排煙窗和排煙閥。通過火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的傳遞，排煙口、排煙窗、排煙閥會(huì)同時(shí)受到聯(lián)動(dòng)信號(hào)而實(shí)現(xiàn)排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)。如果排煙溫度不斷上升超過排煙閥最大上限值，其熔絲會(huì)出現(xiàn)熔斷情況。這時(shí)排煙閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免過熱煙塵進(jìn)入到其他分區(qū)。

5 防火卷簾門設(shè)計(jì)

在高層建筑地下車庫(kù)還應(yīng)安裝防火卷簾，包含防火分隔卷簾和疏散防火卷簾。疏散防火卷簾采用兩次控制下落的設(shè)計(jì)，即感溫探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)后會(huì)使防火卷簾下落到底，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。兩次控制下落的方式主要是方便人員在火災(zāi)初期時(shí)可以有效地疏散[3]。

6 電梯控制系統(tǒng)

高層建筑內(nèi)的客梯應(yīng)具備自動(dòng)平層功能。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)指令，使客梯的控制按鈕持續(xù)作用，全部回到首層，以方便電梯內(nèi)人員進(jìn)行疏散。當(dāng)人員疏散后，客梯電源會(huì)自動(dòng)切斷，并將信號(hào)傳遞給消防控制室。

7 應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)

高層建筑內(nèi)疏散路線較長(zhǎng)，合理在疏散路線上設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具，能夠有效提高建筑內(nèi)人員向外疏散的效率。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和節(jié)能環(huán)保。

設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的高層建筑，宜選用集中型控制系統(tǒng)。系統(tǒng)電源宜采用帶蓄電池的36 V集中供電系統(tǒng)。應(yīng)急照明配電箱宜設(shè)計(jì)在消防控制室、主設(shè)備機(jī)房、變配電間或電氣豎井等位置。在消防控制室設(shè)置應(yīng)急照明控制器，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警主機(jī)在檢測(cè)到消防信號(hào)時(shí)能夠向應(yīng)急照明控制器發(fā)出信號(hào)，由應(yīng)急照明控制器強(qiáng)制點(diǎn)亮應(yīng)急照明燈具和疏散指示標(biāo)志燈具。

8 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

通過分析相關(guān)火災(zāi)成因統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得知，電氣火災(zāi)居于各火災(zāi)原因之首。高層建筑內(nèi)電氣設(shè)備眾多，合理設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可有效避免電氣火災(zāi)發(fā)生。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)監(jiān)控器及探測(cè)器組成。當(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時(shí)，終端探測(cè)器（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)該信息進(jìn)行采集，通過電氣火災(zāi)監(jiān)控器的分析計(jì)算發(fā)出異常預(yù)警，提醒專業(yè)人員及時(shí)排除相應(yīng)位置電氣故障，從而避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

9 結(jié) 論

綜上所述，高層建筑的消防電氣設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑的安全性極為重要。因此，高層建筑管理部門必須要加強(qiáng)建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化水平的研究和優(yōu)化，做好火災(zāi)的預(yù)警工作，保障住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高高層建筑居住的安全性。