超高層建筑火災自動報警及消防聯動系統設計淺析

王春暉

鄭州大學綜合設計研究院有限公司 河南 鄭州 450002

1 超高層建筑火災自動報警及消防聯動系統的相關概念

在高速發展的今天，針對超高層建筑火災自動報警及消防聯動系統的設置與使用，一定要保持相當專業并且時刻不忘定期檢驗的意識，專業人員需要掌握極強的消防知識、實踐能力。與此對應，在建設消防系統的過程中，對于系統的相關概念的理解一定要到位：

1.1 火災自動報警及消防聯動系統的作用

在超高層發生的火災之中，火災自動報警及消防聯動系統一般在兩個階段起著決定性的作用。第一階段：報警階段。在火災剛剛發生的初期階段，火災自動報警系統可以檢測到高層中出現的煙霧，并且對溫度的升高也會有明顯的感知，對火災參數有一個及時的響應。因此，火災自動報警系統可以通過火災報警控制器向消防控制室發送火情信息，對于消防工作來說，信息及時傳遞的速度和準確性是消防行動的基礎也是關鍵，如此就能起到及時發現問題、匯報情況的作用和目的[1]。第二階段：滅火階段。消防聯動系統可以在火災時通過消防聯動控制器及時控制相關區域內的設備，包括普通電梯、空調等非消防設施以及消防泵、防排煙風機、消防廣播、應急照明等消防專用的設施。從而在消防人員來臨之前，實施有效的控制手段，盡量減少受災區域內的損失。

1.2 火災自動報警系統形式選擇

超高層建筑采用集中報警系統或控制中心報警系統，其中：①系統應由火災探測器、手動火災報警按鈕、火災聲光警報器、消防應急廣播、消防專用電話、消防控制室圖形顯示裝置、火災報警控制器、消防聯動控制器等組成。②系統中的火災報警控制器、消防聯動控制器和消防控制室圖形顯示裝置、消防應急廣播的控制裝置、消防專用電話總機等起集中控制作用的消防設備，應設置在消防控制室內。③系統設置的消防控制室圖形顯示裝置應具有傳輸火災報警、建筑消防設施運行狀態信息及消防安全管理信息的有關信息功能。

采用控制中心報警系統時，還需要滿足：①有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、顯示狀態信息，但不應互相控制。③系統設置的消防控制室圖形顯示，裝置應具有傳輸本規范附錄A和附錄B規定的有關信息的功能。

1.3 消防聯動系統的控制

對于集中報警系統和控制中心報警系統，宜采用集中與分散相結合的火災自動報警及聯動控制方式。消防聯動系統的控制方式分為自動控制和手動控制，其中消防水泵、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。消防聯動控制器應能按設定的控制邏輯向各相關的受控設備發出聯動控制信號，并接受相關設備的聯動反饋信號。消防聯動控制器的電壓控制輸出應采用直流24V，其電源容量應滿足受控消防設備同時啟動且維持工作的控制容量要求。各受控設備接口的特性參數應與消防聯動控制器發出的聯動控制信號相匹配。啟動電流較大的消防設備宜分時啟動。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[1]。

1.4 超高層火災自動報警及消防聯動系統的特點

高度超過100m的建筑中，除消防控制室內設置的控制器外，每臺控制器直接控制的火災探測器、手動報警按鈕和模塊等設備不應跨越避難層。各避難層內的消防應急廣播應采用獨立的廣播分路。各避難層與消防控制室之間應設置獨立的有線和無線呼救通信。消防控制室集中報警控制器與避難層區域報警控制器之間宜采用環形接線。

超高層建筑設置的轉輸水泵，應由設置在避難層的轉輸水箱上的液位控制器控制，轉輸水泵的控制應自成系統，均由主消防控制室控制。各轉輸水箱上的液位、轉輸泵的運行信號應在主消防控制室顯示。

2 自動火警及消防控制系統的設計分析

在進行消防自動報警與消防聯動控制系統設計時，應首先明確建筑的特點與功能，了解建筑消防工程設計中其他專業的設備，電氣專業的設計要求，然后根據有關規范確定整個系統的結構。

2.1 設計火災報警控制器

它的主要功能是接收火警探測器的信號，進行分析和判斷，并根據判斷結果發出火警信號，是火災自動報警系統的核心部分。總線型火災報警器目前在各類高層建筑中得到廣泛的應用。它的基本形式是：火災報警控制器+手動/自動報警裝置+火警裝置+消防聯動控制裝置+聯動裝置或其他反饋裝置，根據給排水專業提供的有關條件，每臺消防栓箱內都配有消防栓水泵起動按鈕。水泵起動信號直接起動消防泵時，消防值班室也能接收到消防泵的工作狀態信號，并相應地啟動操作。高聳的建筑物和人員密集的通道及入口的明顯位置，應設置手動報警按鈕，并滿足以下條件，即不能在防火區內任何位置手動報警按鈕至最近的距離不能超過30m。

2.2 設計火災自動報警系統的線路

對輸電線線芯截面的選擇，除了要滿足機械強度的基本要求外，還要滿足自動報警裝置的技術要求，并采取阻燃、暗敷和穿管等措施。另外，要注意的是，為了保證其傳輸網絡與其他傳輸網絡分離，照明電纜和供電電纜井必須單獨設置。

2.3 防火電話系統

電話主機的容量在設計時應根據工程項目的數量來確定。主通風空調間、值班室、發電室、電梯間、消防泵房、控制中心、值班室按有關規范的要求分別設消防電話分機。在每一層的手動報警按鈕處都有電話插孔，由控制中心的電話總機以放射狀連接方式引出，并配有消防分機?；鹁倷C、分機與電話插口之間的線路為獨立線路，屬獨立火警通信網，彼此間采用直通式通話。

2.4 消防聯控系統

①廣播火警。消防車輛廣播系統在發生火災事故時進行事故廣播。電臺系統應具有自動發射自動廣播的功能。除了一般的廣播之外，在發生意外事件時，也可實施強制開關功能。②疏散指示燈及緊急照明控制：發生火災時，自動切斷非消防電源，啟動特大電氣火災緊急照明系統，并自動點亮電瓶燈。③自動噴淋滅火系統，主要有濕式自動噴淋滅火系統和干式自動噴淋滅火系統，前一種比較常見。起火之前，該系統的官方網站已經癱瘓。在街道消防信號發出后，系統可以執行相應的指令，打開操作閥門，將水注入網站，然后執行噴水任務。④防火卷簾。本實用新型由兩側設置的溫度、感煙探測器自動控制，可雙向操作。兩側的感煙探測器可自動控制防火隔斷卷簾的開閉。卷閘門的狀態和動作信號要反饋到防火控制室[2]。

3 火災自動報警及消防聯動系統設計與理解

3.1 消防控制中心的建設與管理

消防控制中心的建設是為了整個建筑的安全與便利，其作用相當于人的大腦，起到中樞調控的作用，建設在一層或地下一層位置，且直接對外或有直接通往外部區域的通道。與此同時，消防控制中心還同時兼備監控和安防的任務，此舉也能在提高集中管理控制效率的同時減少安防和監控人員的資源投入。

3.2 配備先進且完善的火災探測裝置

超高層建筑除衛生間外，商業、辦公室、前室、封閉樓梯間、公共走道等場所均設置火災探測器，每層消防電梯前室設置區域顯示器，在配電室、防排煙機房、消防電梯機房等處設消防專用電話分機，其余相關部位亦設消防專用電話或塞孔，避難層、避難間兩相鄰消防專用電話或塞孔之間間距不大于20m。

3.3 火災應急廣播系統、聲光警報裝置

火災確認后，啟動建筑內的所有火災聲光警報器和應急廣播系統，火災應急廣播與火災聲光警報器應采用分時播放控制：先鳴警報8～20秒；間隔2～3秒后播放應急廣播10～30秒；再間隔2～3秒依次循環進行直至疏散結束。每個報警區域內應均勻設置火災聲警報器，其聲壓級不應小于60dB，在環境噪聲大于60dB的場所，其聲壓級應高于背景噪聲15dB?；馂穆暰瘓笃鲙в姓Z音提示功能時，應同時設置語音同步器，同一建筑內設置多個火災聲警報器時，火災自動報警系統應能同時啟動和停止所有火災聲警報器的工作。

3.4 防排煙控制

防煙系統的聯動控制：由加壓送風口所在的防火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的報警信號，作為送風口開啟和加壓送風機啟動的聯動觸發信號，并由消防聯動控制器聯動控制相關區域的加壓送風口開啟和加壓風機啟動。加壓送風機的啟動應符合下列規定：①現場手動啟動；②通過火災自動報警系統自動啟動；③消防控制室手動啟動；④系統中任一常閉加壓送風口開啟時，加壓風機應能自動啟動。當防火分區內火災確認后，應能在15s內聯動開啟該防火分區樓梯間、前室、合用前室的全部加壓送風機且開啟著火層及其相鄰上下層前室和合用前室的常閉加壓送風口。

排煙系統的聯動控制：①由同一防煙分區的兩只獨立的火災探測器的報警信號，作為排煙口、排煙窗、排煙閥開啟的聯動觸發信號，并由消防聯動控制器聯動控制排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟。②由排煙口、排煙窗、排煙閥開啟的動作信號，作為排煙風機啟動的聯動觸發信號，并由消防聯動控制器聯動控制排煙風機的啟動。

排煙風機、補風機的控制方式應滿足下列要求：①現場手動啟動；②通過火災自動報警系統自動啟動；③消防控制室手動啟動；④系統中任一排煙閥或排煙口開啟時，排煙風機、補風機自動啟動。⑤排煙防火閥在280度時應能自行關閉，并應連鎖關閉排煙風機和補風機。

防排煙系統的手動控制：①應能在消防控制室內的消防聯動控制器上手動控制送風口、排煙口、排煙窗、排煙閥的開啟或關閉及防排煙風機等設備的啟動或停止。②消防控制室內的消防聯動控制器的手動控制盤，可直接手動控制防煙、排煙風機的啟、停。送風口、排煙口、排窗、排煙閥的開啟或關閉的動作信號，防排煙風機啟動和停止及電動防火閥的關閉的動作信號，均應反饋至消防聯動控制器

3.5 消防水泵聯動控制

自動噴淋系統聯動控制：當地下車庫噴淋泵出水干管壓力開關、超高層建筑低區報警閥的壓力開關動作時直接啟動地下車庫消防泵房噴淋泵運行；當超高層建筑中區避難層消防泵房內噴淋泵出水干管壓力開關、報警閥壓力開關、機房層高位消防水箱出水管上的流量開關動作時，先直接啟動中區避難層消防泵房內噴淋泵運行，接著再啟動地下車庫消防泵房內對應的噴淋轉輸泵運行。火災狀態時，從消防轉輸水箱吸水的供水泵先啟動，然后啟動地下車庫消防泵房內的消防轉輸泵。

消火栓系統聯動控制：當地下車庫內消火栓泵出水干管壓力開關動作時直接啟動地下車庫消火栓泵運行；當消防泵房內消火栓泵出水干管壓力開關、機房層高位消防水箱出水管上的流量開關動作時，先直接啟動超高層建筑中區消防泵房內消火栓泵運行，再啟動地下車庫消防泵房內對應消火栓轉輸泵運行。消火栓按鈕的動作信號作為報警信號及啟動消火栓泵的聯動觸發信號，由消防聯動控制器控制消火栓泵的啟動；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?；馂臓顟B時，從消防轉輸水箱吸水的供水泵先啟動，然后啟動地下一層消防泵房內的消防轉輸泵[3]。

4 結束語

超高層建筑中，火災自動報警及聯動系統的建立健全與人們的人身和財產安全息息相關，在設計之時必須本著認真謹慎的態度對待該系統，從整體安全布局上全方位的進行考慮。同時也要對系統的設計做到完全理解和掌握，以此來保障該系統的質量。