關于火災報警及聯動控制系統的消防設備動作電源的設置設計

馮剛 韓其武

【摘要】文章詳述建筑的消防火災報警及聯動控制系統在工程施工中系統消防設備動作電源的設置類型、設計要求等，對指導消防設備動作電源的設計施工有一定的指導意義。

【關鍵詞】火災報警; 聯動控制; 動作電源; 設置設計

【中國分類號】TU976+.5【文獻標志碼】A

隨著我國的社會經濟發展，各式各樣的建筑物拔地而起，建筑智能化建程也在不斷推進。其中建筑的消防火災自動報警及聯動控制系統是不可或缺的組成部分。通過參與多個建筑的消防火災報警及聯動控制系統工程的施工，筆者發現在消防火災報警及聯動控制系統工程的儲多技術問題中，消防設備的動作電源的設置問題顯得尤其突出。

消防設備的動作電源是火災探測器報警得到確認后，防排煙設施、防火門、防火卷簾門等消防配套設備接到火災報警信號指令后迅速準確的動作，提供給消防配套設備動作所需的DC24V電源。

目前，消防火災報警及聯動控制系統工程的設計圖紙一般都是框架式設計，設計中沒有DC24V動作電源的供電方案的具體設計，這就要求在實際施工過程中根據工程的實際情況，結合消防產品情況，并遵循合理性、可靠性的原則對DC24V動作電源進行深化設計。

1 DC24V動作電源設置的劃分、定義及適用范圍

1.1 DC24V電源的設置分為集中型和區域型

集中型DC 24V電源的設置是指建筑物的火災自動報警及聯動控制系統中，在消防控制室裝設一套直流電源設備，電源DC24V由消防控制室送至各區域消防用電設備（圖1）。集中型DC24V電源設置，適用于建筑規模不大、樓層較低、供電距離短、消防聯動設備較少的建筑物。

區域型DC24V電源設置是指在建筑物內按劃分的消防設備用電區域設置直流電流裝置，電源容量按所供該區域消防設備容量來配置（圖2）。區域型DC24V電源設置，適用于建筑規模大、樓層較高、供電距離長、消防聯動設備較多的建筑物。

2 集中型電源DC24V的設置設計

2.1 集中型電源DC24V組成及特點

集中型電源DC24V的設置是在消防控制室裝設一套直流電源設備。這套直流電源設備包括：智能電源盤、蓄電池組。

智能電源盤以交流220 V作為主電源，同時外接DC24V蓄電池組作為備電。備用電源正常時接受主電源充電，當現場交流掉電時，備用電源自動導入為外部設備供電。

智能電源盤可對主電故障及輸出故障進行報警，當交流輸入掉電時，報主電故障;當輸出電壓跌落時，報輸出故障;同時還設有電池過充及過放保護功能。

智能電源盤電源監控部分用來指示當前輸出的電壓值及輸出電流值，并具有備電容量指示，以及各類故障及狀態顯示。

集中電源DC24V配置，在工程實踐中需要注意電源的容量及末端電壓能否滿足消防設備的可靠動作，避免供電線路電壓降的不良影響。

2.2 集中型電源DC24V容量的確定

集中電源容量的確定應遵循既滿足需要，又不造成浪費的原則。如果一味追求容量的足夠大，會造成工程的建設成本增加，不經濟;如果一味考慮經濟而造成電源容量不足，則又不能確保消防設備的可靠動作而遺留隱患。

電源容量的確定必須進行科學的計算，以確定消防設備的容量需要。電源容量的計算應充分考慮建筑物火警確認后，相關消防設備同時動作的要求。相關消防設備應包括：建筑物全部聲光報警器、防火卷簾門、排煙風機、正壓風機;著火層（區域）及上下相鄰層（區域）的前室正壓送風口、防排煙閥（口）、電動防火門等。

以下以一個實例來說明容量計算的過程：

“西南油氣田科技大廈”共22層，每層有聲光報警器2個，防火門2扇，排煙口2個，前室正壓送風口2個;防火卷簾門共計11扇，排煙風機8臺，正壓風機2臺。

通過計算得出確保消防設備的可靠動作所需要的電源容量，為配置集中型DC24V電源設備提供科學依據。詳見表1。

2.3 集中型電源DC24V末端電壓保證

隨著DC24V動作電源線路的延長，DC24V啟動電壓經過線路壓降損失，末端電壓會變得過低而不能聯動啟動消防設備。

在西南油氣田科技大廈火災報警系統調試階段發現：在消防控制主機發出聯動指令后，距離消防控制室最遠的位于負二層的第八防火分區的排煙風機正常運轉，排煙閥卻不動作。經過實測，排煙閥處啟動電壓不足24 V，這就說明DC24V啟動電壓經過線路壓降損失，末端電壓過低而不能聯動啟動消防設備。后經過對線路的調整這一問題得到了解決。

如何保證末端電壓，避免末端電壓過低問題的發生？應做到以下幾點：

（1）合理規劃DC24V動作電源線路，盡量減短線路的長度。

（2）適當增大DC24V動作電源線路的線徑，減少電線的線阻。

（3）盡量減少DC24V動作電源線路的中間接頭，必須接頭時應該在接頭處采用搪錫的處理方法，以減小線路接頭的電阻值。

3 區域型DC24V電源設置

3.1 區域型DC24V電源組成及特點

區域型DC24V電源設置是指在建筑物內按劃分的消防設備用電區域設置直流電流裝置——智能電源箱。智能電源箱以交流220 V作為主電源，同時內置DC24V蓄電池作為備用電源。

智能電源箱可對主、備電及電源輸出狀態進行監控。當交流220 V主電源掉電時，報主電故障;當備電電池損壞或欠壓時報備電故障;當輸出發生短路或斷路時報輸出故障。電源箱還具有輸出電壓、輸出電流的顯示功能，可直觀地觀察電源箱的工作狀態。

區域型DC24V電源配置，在工程實踐中需要注意考慮兩個方面的問題。

3.1.1 區域型DC24V電源供電區域的劃分

通常可根據建筑物的建筑結構或防火分區來劃分供電區域。

筆者曾參加過“南城都匯”商住項目的施工，它是一個超大型的商住樓盤。其建筑面積超過60×104 m2，擁有47棟塔樓，兩層地下室，地下室分為16個防火分區。

根據“南城都匯”商住項目建筑面積大，消防設備多的實際情況，將地下室劃分為兩個DC24V供電區域，由安裝于負一層消防控制室內的兩套直流電源設備供電;每棟塔樓劃分為1個DC24V供電區域，在每棟塔樓的一層弱電間內安裝1臺直流電源箱，給本棟塔樓的消防設備供電。

通過這樣的DC24V供電區域合理劃分，很好的滿足了消防設備的動作電源的需要。“南城都匯”商住項目的火災報警及聯動控制系統已順利通過了調試、驗收，現消防設備運行正常。

3.1.2 區域型DC24V電源容量的確定

供電區域劃分好以后，根據供電區域內的消防用電設備的情況來確定DC24V電源容量需要。

電源容量的計算方法與以上所述的集中電源DC24V配置的容量計算方法基本相似，在這里就不再贅述。

4 區域型和集中型多路電源的隔離問題

消火栓直接啟泵方式根據不同的動作電源配置可分為：集中電源DC24V配置消火栓按鈕直接起泵方式和區域型DC24V電源設置消火栓按鈕直接啟泵方式。

這里只討論區域型DC24V電源設置消火栓按鈕直接啟泵方式。詳見圖3。

從以上兩種電源配置的啟泵示意圖中我們不難發現，區域型DC24V電源配置消火栓按鈕直接啟泵方式出現了“電源一”與“電源二”并聯運行的情況。

這種電源箱并聯運行的情況會對直流供電電源系統造成不好的影響，甚至有可能燒壞電源箱。這是因為電源箱的輸入AC220V電源的相位不可能完全相同，其輸出的DC24V不一定有同樣的等電位。即使兩個電源箱的輸入AC220V電源完全相同，但是由于兩個電源箱的整流二極管的參數有差別，布線工藝有差別，輸出導線的參數有差別，濾波電容的參數有差別等等，也會造成其輸出的DC24V有差別。

有什么辦法能使區域型DC24V電源設置的多路電源相互隔離，既相互合作運行，又不會相互干擾呢？

我們在施工實踐中采用了增加中間繼電器，使多路直流電源相互隔離，很好的解決了這一問題。詳見圖4。

上面提到的“南城都匯”項目，由于建筑面積大，消防設備多，給消防設備動作供電的DC24V電源箱多達49臺。要使消防系統正常運行就必須保證49路直流電源相對獨立的運行。如果49路電源發生了錯亂并聯運行的話，有可能會造成設備的損壞。在實際施工中，我們就是采用了起到隔離作用的中間繼電器，使每一個供電區域的直流電源在各自的區域內相對獨立的工作，不會發生并聯運行的情況。詳見圖5。

5 結束語

綜上所述，消防設備的動作電源的設置問題應該引起廣大從業技術人員的關注，工程技術人員在施工前，首先要根據建筑物的類型確定采用哪一種DC24V動作電源設置;其次

根據消防設備的容量及數量通過認真計算，確定直流電源設備的容量大小;如果采用區域型DC24V動作電源設置還要注意供電區域的劃分及多路電源的隔離問題，保證各個系統的工作獨立性、可靠性，保障消防各系統在火災發生時可以正常工作，以最大程度保證人民群眾的生命財產安全。