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1、1 完善消防报警及联动控制系统设计需注意的问题作者：徐文兴日期： 2004-7-5 引 言 设计一个技术先进、经济合理、完善的消防报警和联动控制系统不仅是电气专业之事，而是建筑、给排水、暖通等各专业结合才能完成，但电气专业要将各专业的条件汇总形成施工图，因此作为主导的电气专业工程师要了解其他各专业有关消防设备的运行要求，以决定采取报警和联动控制的措施。对于如何选择和设置火灾探测器、手动报警按钮、声响报警器等以及通过地址编码和信号总线将信号发至消防控制室并分别进行显示，在有关规范中都作了明确规定，大家也比较清楚，在此不作赘述。下文仅就与各种消防设备有关的探测器及报警和运行信号作出说明。在消防系统
2、中，有许多消防设备，如消火栓泵、喷淋泵、增压泵、排烟风机、增压风机、防火阀、排烟阀、防火卷帘、防火门、消防电梯等，它们在扑灭火灾的过程中作用不同，对它们的报警和联动控制要求也各不相同，为了大家能建立一个全面系统的概念，下面分门别类作出说明。消火栓泵发生火灾时，一般都会利用消火栓灭火，在消火栓的水压达不到要求时，需要设置消火栓泵，对它的报警和控制规范作了一些要求。1 消火栓按钮控制在民用建筑电气设计规范(以下简称民规)24621条规定，消火栓按钮应能起动消防水泵。高层民用建筑设计防火规范(以下简称高规 )7 4 6 条规定，临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接起动消防水泵的按钮建筑设计防火规范
3、GBJl6-87 第 86 2 9 条也有类似规定)，都提到了消火栓按钮可起动消防水泵的问题。具体来说又有两种方式，也可说分为直接起动和间接起动，直接起动就是从消火栓按钮处直接敷设管线到消火栓泵控制箱，为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2 了安全，消火栓按钮控制回路应采用50V 以下的安全电压。间接起动就是消火栓按钮的启动信号通过总线发至消防控制室，信号系统显示动作了的消火栓按钮位置，并启动联动控制器，再通过控
4、制总线一控制模块一消火栓泵控制箱来起动消火栓泵，显然在大型建筑物中总线制的接线较为简单。至于是采用直接控制还是间接控制，在民规和高规等规范中均无具体要求，但有的地区有关部门明确规定了应采用直接控制方式，因此设计还要满足地方法规的规定。2 消防控制室集中控制按 火灾自动报警系统设计规范(以下简称火规)6 3 1 2条规定，消火栓泵应能在消防控制室控制其起、停，其控制方式有两种，且两种都应设置， 不能遗漏。通过总线控制即在火灾报警系统在火灾确认后，起动联动控制系统， 通过控制总线一控制模块一消火栓泵控制箱。手动直接控制即在消防控制室内(可设在火灾自动控制屏上)设置起停按钮，并从消防控制室敷设管线至
5、消防泵房的水泵控制箱内，直接控制消火栓泵的起停。按规范要求消防控制室内还应显示消火栓泵的工作状态，因此在消火栓处，还应设有带地址编码的模块。自动喷水灭火系统设备的报警信号及控制1） 自动喷水灭火系统的类别对于自动喷水灭火系统设计规范中有关条文的落实是需要电气专业配合的，因此电气设计工程师对自动喷水灭火系统的构成及运行特点，应有所了解。根据现场情况不同，自动喷水灭火系统可选用不同的形式和组件，因此消防报警和控制系统也相应不同。我们试用上图所示的网络图表明白动喷水灭火系统的分类及使用场合。2 ）闭式自动喷水灭火系统湿式系统： 该系统中需要有信号反馈及控制的组件，与电气有关的，主要有火灾控制、喷淋泵
6、、信号阀、水流指示器、压力开关等。对于喷淋泵的控制与前述消火栓泵基本相同，不再重复。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 3 信号阀：安装在自动喷水灭火系统的干管上，它的开启和打开均能发出报警信号，其信号应送到消防控制室。水流指示器：当发生火灾时，喷头喷水设在喷淋管上的水流指示器，即将火灾信号发往消防控制中心，水流指示器工作电压一般为24V。压力开关 (压力继电器 ) 一般安装在报警阀旁的信号暖道上，当喷头喷水后，压
7、力开关在延迟器充满水后才动作，发出起动喷淋泵的信号。这里提出一点请大家注意：有许多设计将水流指示器既发报警信号，又去起动喷淋泵，这是不确切的。水流指示器，主要用以显示喷水管中有无水流通过，它的动作有几种可能，主要是自动喷水灭火，或是因管网中有水流压力突变，或受水压影响，或是在管网末端放水试验和管网中检修等时，显然好多都不是发生火灾的情况，因此不能用来起动消防水泵。而压力继电器是在报警阀打开后，一支水流在充满延迟器后才能动作。若个别喷头动作，由于水流较小，压力开关也不会动作，避免误发起动喷淋泵的信号。根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001第 1105 条规定的要求： “消防控制室
8、(盘 )应能显示水流指示器、压力开关、信号阀水泵、消防水池及水箱水位、有压气体管道氯压力以及电源和备用动力管是否处于正常状态的反馈信号，并应能控制水泵、电磁阀、电动阀等的操作。”因此，在这些部位都应设置信号模块或控制模块，并应敷设到位的管线。这些模块都带相应的地址编码，从而使消防控制室值班人员能准确判断报警信号的类别，采取相应措施。还要注意，信号模块接受信号的接点方式是有源还是无源的，若是有源接点，还应将直流24V 的工作电源送至模块，在前述的这些要求反馈的信号中，容易遗漏的是消防水池及水箱水位、信号阀、 有压气体管道气压及备用动力的信号，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
9、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 4 在此提醒注意。干式系统：由于干式自动喷水灭火系统喷淋管中报警阀后充以压缩空气，除了有上述湿式系统的报警信号和控制外，还有些特殊要求：消防控制室应能对管道中的最低气压和最高气压进行监控，并能当气压降到最低时，自动起动空压机，达到规定压力时，关停空压机；有压气体管道的快速排气阀人口前应设有电动阀，应在起动喷淋泵的同时打开；消防控制室要监控显示环境最高和最低气温。干湿混合式系统：由于这各系统既可作湿式系统使用，又可作干式系统使用，因此
10、它的报警及控制要求为上述两种情况的综合，只是要注意要根据季节的变化适时地进行转换。预作用系统：基本的报警信号和控制与上述几种相同，但根据其动作特点也有些特殊要求，由于它的喷水灭火过程分为两个步骤，首先是系统在接收到报警信号并经确认，延时打开预作用阀，喷水管道中得以充水，在此之前，报警阀后的喷淋管中没有水， 而充以有压或无压的气体。第二步才是火灾温度继续升高时喷头喷水灭火，预作用阀是将雨淋阀上配接湿式报警阀而成。对于雨淋阀的控制要求，我们在后面开式系统中一并说明。3 开式自动喷水系统的报警信号及控制对于喷淋泵等与前述有共性的问题不再作说明。开式自动喷水灭火系统中，平时雨淋阀关闭，其后的淋水管网中
11、没有水，当发生火灾时探测器发出信号，这时要打开雨淋阀，喷水管网中开始供水，所有开式喷头水幕管等一齐喷水灭火。这里特别要提出 的是 如何 控 制喷 淋阀 的问 题 。按 照 自动 喷水 灭 火设 计规 范 的要 求，GB50084-2001 第 1102 条，预作用系统、雨淋系统和自动控制的水幕系统中的雨淋阀有三种起动方式：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5 自动控制探测器在接收到火灾信号后，联动控制器发出指令，
12、通过控制总线和模块控制。消防控制室(盘 )手动控制。水泵房现场应急操作。这可由给排水专业在现场设置的手动控制旋塞实现，也可现场安装控制按钮。实际上雨淋阀是通过释放掉传动管中有压力的水，破坏平衡而打开的，释放传动管中有压力的水可以有电动、液动或气动的方式。一般情况下，传动管中装有一个电磁阀，我们要控制的就是这个电磁阀，因此还要将电源控制总线和模块布设到位。4 增压泵和稳压泵的控制在消防系统中，消防管道应能保持一定的水平，当达不到要求时，应要采取措施，如设置增压泵或稳压泵，它可由设在消防泵出水管上的压力开关自动控制；当压力低于规定值时，启动泵加压；当压力达到规定值时，自动停泵。另外当主泵打开时，应
13、同时关闭增压泵，增压泵的运行状态要反馈到消防控制室显示。增压泵和稳压泵多半是由水系统控制，只需将其运行状态信号反馈到消防控制室，因此要注意在相应位置设置输入模块和总线敷设到位。气体灭火系统的报警和控制在一些特殊和重要的场合，要求采用气体灭火，即在火灾区内喷射出C02 或七氟炳烷等气体，以期隔离燃烧体，破坏燃烧条件，达到灭火的目的。其结构型式可分为有管网型和无管网型。1 有管网型自动气体灭火系统按照火规第634 条规定，在消防控制室应显示气体灭火系统的手动、自动工作状态，在报警、喷射各阶段，消防控制室应有相名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
14、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 6 应的声、光报警信号，声响信号应能手动切除。在灭火气体聚集的延时时间内，应能自动关闭相应部位的防火门、窗和通风空调系统，关闭有关部位防火阀，同时还要求在消防控制室能显示气体灭火系统防护区的报警、喷射及防火门(帘)、通风、空调等设备的状态。气体灭火系统是在火灾报警后经过确认或人工确认方可起动。设备确认一般是装设两组探测器， 同时发出待确认报警信号的。人工确认是第一组探测器发出报警信号，值班到现场确认，为了准确可见，有管网系统以现场的手动起动为主，不要求在控制室紧急起动
15、。2 无管网的自动气体灭火系统这种灭火装置是将喷嘴、气瓶、 火灾自动报警控制器组装在柜内，它的报警系统可与火灾报警系统联接，应将系统的状态反馈到消防控制室，并要联动控制保护内的防火门窗、防火阀及空调系统及反馈动作信号。空调通风系统的报警和控制在较大型的工业与民用建筑中，尤其是高层建筑中，空调通风与消防密切相关，排烟风机、正压风机、防火阀等均是消防设施，这些设施运行的正常与否直接关系到火灾时人员疏散自救，减少人员伤亡，因此要特别注意空调通风系统消防设施的报警和控制。1 防火阀、空调风机和送风机正常时，空调通风管道中输送着空调冷热风和新风，但在火灾时，不允许空气流通，以免风助火势，使火灾扩大，这时
16、要借助设在管道上的防火阀将气流切断，同时也切断了火灾与通风管道蔓延的回路。防火阀有两种，一种是电动式，它是在探测器探测到火灾报警信号后，用控制模块来打开的；另一种是气温保护式，即在烟气温度到一定值时，阀门打开或关闭，目前这种防火阀使用较多。按火规63 9 条和民规246 4 4 条的有关名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 7 规定，设在通风管道上70的防火阀关闭后，应通过其输出接点将关闭信号反馈到消防控制室，并通过
17、联动控制系统关闭空调风机和有关部位的送风机，设在排烟风机进口，在280的防火阀动作后自动关闭排烟风机，送风机和排风机的关闭信号也应反馈到消防控制室。2 排烟阀和排烟风机为了保证在火灾时的人员疏散和采取有效的灭火措施，需要及时将火灾区的烟气排走，这时需要打开排烟阀和排烟风机，按民规 第 24644条的规定， 排烟阀宜由排烟分担区内设置的感烟探测器组成的控制回路在现场开启，在设有消防控制室时，也可通过联动控制系统来开启排烟阀。民规第 24 6 4 1 条规定，排烟阀动作后应起动相关的排烟风机和正压送风机，停止相关范围内的空调风机及其他送排风机，一般也是通过排烟阀的辅助接点发出信号，因此不要忘记在相
18、应部位设置输入模块和总线。排烟阀和排烟风机的控制还有几种情况，电气设计工程师应引起注意。民规 246 4 1条规定，同一排烟区内的多个排烟阀，若需同时动作时，可采用接力控制方式开启，并由最后动作的排烟阀发出控制排烟风机的启动信号。有的工程设计将送风和排烟共用一套系统，平时送风，火灾时排烟。具体有两种控制方式，一是转换阀门，联动控制系统接获火灾报警信号后，开启防烟区内的排烟口，同时关闭送风口，联动关闭送风机，开启排烟机。另一种是采用双速风机。用这些转换都要电气作相应的控制，不得遗漏。高规第 8 4 11 条和汽车库、修车库、停车场设计防火规范第827 条的规定，高层民用建筑设置机械掩映的地下室和
19、汽车库内无直接通向室外疏散出口的防火分区，在设置机械排烟系统时，为了使烟气能顷利排出，还应设置送风系统，即在火灾发生时，既要排烟，还要送风，因此要求送风系统的闭送风机和送风阀能联动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 8 开启，理所当然，送风机电源应接消防电源供电。按民规24642 和高规847 条的规定，设在机房人口处的排烟阀，当烟气温度达到280时，应自行关闭，并利用其辅助接点发出指令，关停排烟风，防止高温烟气烧
20、毁风机。3 正压风机和正压送风机在火灾发生时， 为了人员安全疏散，应防止烟雾进人如电梯前室、封闭的疏散楼梯等处，这时，可使该处处于正压状态，按前面所述，在火灾发生时，排烟阀动作后，联动开启正压风机，并打开相关位置的正压送风口使该机区域保持正压。按火规第532 条和第533 条的规定，防烟和排烟风机室采用总线编码模块控制时，还应在消防控制室设置手动直接控制装置，风机的动作状态信号均应反馈至消防控制室。这里所说的手动控制装置，一是在报警控制箱(屏)上设有按钮；二是建立通过硬件电路直接启动的控制操作线路，这也是许多工程设计往往遗漏之处。 由于空调通风和防排烟系统中设备的布置一般都比较分散且数量多，要
21、能达到信号的发送和反馈以及联动控制的目的，一是要将探测总线、电源总线敷设到位；二是在相应的位置要设置输入模块、输出模块，在我们审查工程设计的过程中，发现许多设计遗漏、缺项。防火门、窗和防火卷帘门的报警信号和控制在大型工民建筑物中，由于面积较大，超过了允许的防火分区面积，这时需采用防火门或防火卷帘将其分隔，由于装设的位置不同，其控制要求也有所不同。1 防火门的控制用来分隔防火分区的防火门，有常闭型和常开型，常闭型不管是平时或火灾时都是关闭的，人通过时随开随关，因此没有控制要求；对于常开型的防火门，按高规GB50045-95 第 542 条规定，在发生火灾时，常开的防火门能自行关闭，并将其名师资料
22、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 9 关闭信号反馈至消防控制室。在建筑设计防火规范GBJl6-87第 1034 条以及民规第24 6 3 2条和火规第6 37 条都有类似的要求。显然，为了能达到这一目的，在防火门的两侧应设置探测器，且在相应位置设置输入输出模块接收信号，发出关门指令和反馈关门信号。有的部位装设有几道防火门，它们的关闭还有一定的顺序要求，电气设计人员应向建筑专业了解具体要求，设计满足要求的控制线路。2 防火
23、卷帘的控制防火卷帘根据装设的位置不同，在民规、 火规及高规中都有相应的控制要求。设在防火分区的防火分隔卷帘，只在火灾时起分隔作用，如：大型商场自动扶梯的周围， 因此，在火灾控制器动作后，卷帘门一次下降到底。火规 63 82条规定，设在疏散通道上的防火卷帘应按步顺序控制下降，感烟探测器动作后，卷帘下降至距地18m，这时火灾还不很严重，人员仍可疏散通行；当火灾达到一定严重程度后，感烟探测器动作后，卷帘下降到底，完全隔断防火分区。按该条文的要求，在疏散通道上的防火卷帘两侧，应装设专用的感烟及感温探测器，声报及光报警信号及手动控制按纽，这些都是容易遗漏的问题，应该引起注意。3 防火卷帘的集中管理按民规
24、第24631条规定，电动防火卷帘门宜由消防控制室集中管理，当选用的探测器控制电路采用相应的措施提高了可靠性时，方可就地联动控制，但在消防控制室应有应急控制手段，即可通过设置的按钮手动控制防火卷帘的紧急下降。 有的场合只适合安装一种探测器，如：汽车库内。由于车辆尾气的影响和通风不良的环境，一般只装设感温探测器，有的疏散通常属于开散空间，温度不易集中，也只能装设感烟探测器，应按上述要求采用两侧或不同部位的探测器组成的与门信名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12
25、页 - - - - - - - - - 10 号来控制防火卷帘的动作。电梯的联动控制要求在高层建筑中，电梯按功能来分，有普通电梯和消防电梯，根据火规 第 63 19条的规定， 消防控制室应在火灾确认后，应能控制电梯停于首层并接受其反馈信号，民规 也作了相应的规定，另一方面， 按照火灾时将非消防设备电源切除的原则，还要将一般客梯的电源切断。在火规第6319 条中规定，消防控制室在火灾确认后，应能控制电梯停于首层并接受其反馈信号，民规也作了相应规定。据此，笔者认为对于消防电梯应在现场和控制室设置自动和手动迫降装置，对于普通客梯宜在火灾确认后，在消防控制室控制将其迫降至底层并切断电源。同时，还可根据
26、需要临时征调它作为消防电梯使用，输送消防人员和器材。这也是符合民规第1047 条的解释说明中，指出宜在消防控制中心能监视和直接操纵各部电梯的运行的要求。关于非消防负荷的切除按民规第2465 1 条的规定，火灾确认后，应能在消防控制室或配电(所)室手动切除相关区域的非消防电源。这里首先明确火灾确认后切除非消防电源是必要的，这是为了防止火灾事故扩大，保证消防设备安全运行需要的，同时就在何地控制和如何控制提出要求。规范中提出消防控制室或配电室控制，也就是说，在专设消防控制室的工程中，因为多种火灾信号都发至消防控制室，值班人员可准确判断应该切除的非消防电源对象；其次就控制方式而言，宜手动切除而不宜采用
27、自动切除。这主要是切除非消防电源的问题，不能一有火灾就自动切除非消防照明电源。火灾名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 11 发生后若马上切除，势必造成人们的心理恐慌，引起混乱，不利于人员疏散。而且在火灾初期，有的部位为了组织有效的疏散，还需要保持足够的照度，因此要求在火灾确认后， 根据火情情况，控制由值班人员合理手动切除相关区域的非消防电源。对于前面提到的空调送排风、电热等非消防电源，则在火灾确认后，根据现场情况
28、可采取自动断电措施，因为这些部分设备的切除，不会引起人们不必要的混乱。对于需要切断的非消防电源，可在相关的配电回路的空断开关加装分励脱扣器，这样可在消防控制室通过设置的手动控制按钮来断开空气开关。我们发现许多工程中，设计图纸消防报警系统中，画出了自动切除消防电源，但在配电系统图中，相应回路的空断开关都没有装设分励脱扣器，这显然是不完善的。应该注意的几个问题为了保证国家和人民财产的安全，消除火灾隐患，减少火灾损失，设计和安装一个完善的消防报警和控制系统是十分必要的。从笔者所审查的施工图纸和了解的过程中，发现许多设计图纸都存在系统不完善、漏项太多，以致于在发生火灾时，不能及时发出报警信号，该动作的
29、消防设施不能及时动作，要求反馈的信号未反馈，这样值班人员不能及时了解火灾现场的情况，就难以果断地指挥采取有效灭火措施。上面较为全面地介绍了各种消防报警信号及控制要求，以供大家参考，当然项目有大有小，复杂程度不一，设计人员应酌情处理。但该考虑的应该考虑，该采取措施的应该采取措施，不能忽略遗漏，这是设计人员的职责所在。就如何设计一个完善的消防报警信号和控制系统，笔者认为应注意下面几个问题：(1)熟悉有关设计规范。在国家所颁布的建筑设计防火规范、 高层民用建筑设计防火规范 、 民用建设电气设计规范、 火灾自动报警系统设计规范、 自动喷水灭火设计规范 、 采暖通风设计规范等，对消防都作了明确的规定，作
30、为工程名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 12 设计人员必须熟悉掌握规范，不断深入学习及时了解规范的修订情况，从而全面准确地应用规范。(2)加强专业之间的配合，了解各专业所选用的消防设备的运行特点、控制要求。作为主导的电气专业工程师，不能只是坐待条件，简单地汇总，应该了解和学习其他专业的有关知识，接到条件后，要综合分析，提醒其他专业人员防止遗漏。(3)了解各种消防报警和控制系统产品的特性。现在国内外有许多生产各种
31、不同品牌、消防报警系统的厂家，设计人员对其产品特性甚至价格都应有所了解，各种探测器、输入模块、输出模块、联动控制、消防广播、消防电话等等的功能、特性和接线，我们发现有的设计人员往往拿来产品样本中介绍的例图照搬照抄，没有进行正确的采选编汇，其结果是不切合实际。因此电气工程师应选择合适的产品，设计出技术性和经济性都合理的系统。(4)有些有自动控制要求的消防设备的控制可由消防自动报警系统完成，但首先应将信号发送到消防控制室，经由联动控制系统逻辑运算发出动作指令，通过控制总线到现场的控制模块，设备才能动作，因此，要在所要求的位置设置探测器、各种输入模块输出模块，而这些小东西数量多，散布广，又无规律可循
32、，加之有的专业所提条件不齐，很容易遗漏，应特别引起注意。(5)在消防报警和控制系统中，有许多管线如信号总线、控制总线、消防广播及消防电话线路等及规范要求多线制控制回路，在平面图中，这些管线都应画到位。另外，还要按规范要求强调管线敷设方式。(6)和安装施工单位沟通，也是必要的，一是共同会审设计图纸可起到补漏的作用，工艺要监督检查按设计图纸施工，防止偷工减料，为降低成本，将一些不该省的东西省略了。总之大家都要牢记安全责任重于泰山，共同搞好消防工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -