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1、 浅谈火灾自动报警系统的设计 王琳 （广东省石油化工设计院，自控组，广州 510130）摘要：主要通过对探测器的选型、消防联动控制方面的阐述，介绍了火灾自动报警系统在实际中的设计及应用。关键词：火灾探测器；手动报警按钮；控制器；联动控制。中图分类号：TP277 文献标识码：A The Simply Discourse for The Design of The Automatic Fire Alarm System Wang Lin (Gongdong Petrochemical Engineering Design Institute, Guangzhou, 510130, China)Ab
2、stract: Mainly described the selection of detectors and fire linkage, the design of the automatic fire alarm system is been presented.Keywords: fire detector; manual point; fire controller; fire linkage.1.前言 随着生产和生活的迅猛发展，消防安全显得越来越重要。火灾自动报警及消防联动系统，作为火灾的先期预报、火灾的及时扑面、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。本文就火灾自动报警系统中消防
3、设备的选型及联动设计方案的合理选择等问题，结合在实际工程中的应用，作初步探讨，供参考。2.火灾探测器火灾探测器好比是消防自动报警的眼睛，它能将火灾信号快速传到报警控制器，发出警报信号，所以正确的选择探测器能有效的提高整个火灾自动报警系统的灵敏性与准确型。在设计时除按照火灾自动报警系统设计规范（以下简称规范）的规定外，还须从以下方面考虑： 2.1 根据探测的不同环境：用于监测防爆区域，如原油罐区、防爆厂房的探测器应选择防爆型；用于室外安装的还需达到一定的防护等级，一般应为IP65以上。2.2 根据探测的不同介质： 原油罐区一般装的是可燃液体，当发生火灾时，会产生大量的热、烟和火焰辐射，这种情况下
4、宜采用火焰探测器，且还需考虑火焰探测器的抗干扰能力，能避免日光、灯光等自然和人工光源的影响和干扰；地下车库由于通风不良，又受车辆尾气的影响，一般采用感温探测器；如果高低压配电房采用的是气体(惰性)开关，所选变压器是干式变压器，那么选择感烟探测器比较合适，因为在高低压配电房除了铁就是铜，现在采用的铜线外皮都是阻燃的，短路时只是塑胶冒烟，不可能产生大量的热，如果设计了感温探测器，是很难报警的；再比如在办公大楼的吸烟室、茶炉房或地下室的水泵房等常有水蒸汽滞留和湿度较大的场所选用了感烟探测器，也是不适宜的。2.3 根据设计的不同建筑结构：对于洁净医药厂房，由于厂房内一般采用自上而下或水平的强制气流送风
5、，回风口设置在下部的方法来达到洁净度的要求，所以除了在厂房内设置一般的探测器外，还应当在洁净室回风口或空调系统回风竖井口处设置探测器来达到监测效果；对有技术夹层的计算机房或数据通信机房，天花以上一般大于80CM，所以在天花下及天花上都要设置火灾探测系统。2.4 探测器与控制器选用同一个生产厂家的产品，以避免因兼容性的问题，导致报警信号不能准确接受。2.5 产品必须要有关检测部门鉴定合格。3. 手动报警按钮设计手动报警按钮时除按消防规范的要求外，还应考虑设置的位置是否合理。应设在出入方便和明显的地方，这样一旦出现火情，方便人们在逃离的过程中去按按钮报警。规范中要求消火栓按钮能直接启动消防泵，因此
6、在设计时要对消火栓按钮设有保护装置，或者有明显区别与手动报警按钮的标志，以防止误动作。4. 报警控制器火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，它接受信号并作出分析判断，一旦发生火灾，立即发出火警信号并启动相应的消防设备。计算机技术的发展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统被现代的模拟量总线制火灾自动报警系统所替代。这种布控方式，除具备常规功能外，还具有以下特点：4.1.系统布线简洁。使设计简单、便于施工和维修，提高了系统的可靠性。4.2 系统结构模块化。单机结构系统包括2502000个可编地址的各种探测器、手动报警按钮、联动模块和报警显示装置，设计人员可灵活地进行系统配置，确定监控回路的数量。
7、还能根据实际需要将系统配置成网络结构形式，报警控制器之间采用专用数据通信干线或网络实现数据通信。4.3 智能报警及系统自我诊断。探测器或联动模块发生断线或短路故障时，系统的控制器可分别显示发生断线或短路故障的探测器或联动控制模块的地址号，同时伴有声、光报警并打印故障信息，若是短路故障，每个发生短路故障的探测器或联动控制模块可通过自身携带的短路隔离器将本体单元与系统隔离开，以确保系统的安全和其它探测器或联动控制模块的正常工作，使故障限制在最小的范围。另外，当系统交流电源消失和系统中联动控制模块的供电电源出现故障时，系统都会发出声、光报警并打印故障信息。4.4 调试手段方便。系统中的所有探测器都具
8、有火灾模拟试验功能。系统调试时，在控制器上设定对某一地址的探测器进行火灾模拟试验，只需观测该探测器上的指示灯是否闪光，控制器上是否有该探测器的声光报警信号，即完成了对该探测器的地址核对工作，极大地方便了系统逻辑程序的调试。5.消防联动控制联动控制的对象有防、排烟设备、机电设备、灭火系统，通过火灾报警信号传至消防控制器发出指令，使设在现场的联动控制模块动作。操作方式有自控、远控、现地三种。以下介绍设计中所涉及到的主要联动控制设备。5.1 灭火系统5.1.1 消火栓控制系统消火栓的设置是由给排水专业确定，消火栓按钮设置于消火栓上，其功能是：控制消火栓泵的启停；显示消火栓泵的工作故障状态。按规范应在
9、消防控制室设火灾报警控制器及手动直接控制盘，用总线及多线制线路，直接传送到消火栓泵控制箱内的自动启泵、停泵控制回路中，并把消火栓泵的运行状态和消防电源运行情况等信号返回到消防控制室的手动控制盘上显示。5.1.2自动水喷淋系统水喷淋灭火系统中湿式报警阀的压力开关、水流指示器、安全信号阀、喷淋泵等设备的选择，均需要与火灾自动报警系统进行配合设计。根据规范要求，消防控制设备对自动喷水灭火系统应有“显示水流指示器、报警阀压力开关、安全信号阀的工作状态”的功能。采用总线制火灾自动报警系统时，可在报警总线上通过信号模块接收水流指示器、安全信号阀上接点发生的信号，传送至火灾自动报警控制器上显示其工作状态。且
10、与水流指示器、安全信号阀连接的信号模块均有独立的报警地址编码，并且因水流指示器、安全信号阀的不同作用，其信号模块的传输信号不得共用。在设计时还应注意所选择的信号模块接收信号的接点方式分无源接点和有源接点两种，一般均采用无源接点输入方式。当设备输出的信号和信号模块的输入信号接点方式相同时，则直接接入使用；当设备输出的是有源接点信号，而信号模块只接收无源信号的接点时，应通过信号转换如用中间继电器转换为无源接点。 5.1.3 自动雨淋灭火系统雨淋灭火系统是由火灾自动报警系统或传动管控制。火灾发生时，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。开式喷水灭火系统的一个显著特点
11、为：需要火灾自动报警系统的火灾探测器发出报警信号，控制开启雨淋报警阀，由火灾自动报警控制器将自动控制信号传输至联动控制台，在联动控制台实现自动和手动启动供水泵等。开启雨淋报警阀有两种控制方式：第一种是由灭火系统保护区内就近的感烟、感温探测器组成“与”门，当其均动作时，通过控制电路控制开启雨淋报警阀并返回动作信号；第二种是由喷水灭火系统保护的防火分区内任意火灾探测器报警，并确认火灾后，由火灾自动报警控制器发出控制信号至输入输出模块，开启雨淋报警阀，并返回动作信号。5.1.4 气体灭火系统气体灭火分无管网型和有管网型，这里着重介绍无管网型气体灭火装置。此类装置的气体喷雾、气瓶、火灾自动报警控制器结
12、为一体，形成自动气体灭火柜，并具有声、光报警以及自动、手动控制，接报警探测器等功能。其装置自动化程度高，可靠性高，安装、维护方便，可作为柴油发电机房、燃气空调机房、图书馆、计算机房等空间的重要消防设施。目前规范没有规定无管网型的气体灭火系统与火灾自动报警系统的联动控制，笔者认为宜参照有管网的气体灭火系统与火灾自动报警系统进行联动控制。从灭火柜的报警控制器引出联动信号线至消防控制室联动控制台(盘)显示灭火装置的状态信号，灭火的自动、手动控制应在灭火柜上控制。5.2防排烟控制系统 建筑物防烟设备的作用是防止烟气侵入安全疏散通道，而排烟设备的作用是消除烟气大量积聚并防止烟气扩散到安全疏散通道。因此防
13、、排烟设计是综合防灾的必要组成部分。防烟和排烟系统主要由防烟防火阀、防烟与排烟风机、管路、风口等组成。现在防烟和排烟风机总管道上的防烟防火阀温度达到280时，其阀门自动关闭，并输出电接点信号的功能，行程开关输出接点可直接联动防烟和排烟风机关闭。按照规范规定，在电动防火阀处设置控制模块，火灾报警后用控制模块开启相应防烟分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。防烟和排烟风机的开启，应将自动联动控制信号经联动控制线传输至联动控制台，同样按照规范的规定，联动控制台上除设自动控制外还应设手动直接控制装置。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线
14、，做到在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启、停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。设计中应注意以下问题：5.2.1 各类阀门的操作机构一般应为电磁铁，工作电压为直流24V，动作电流须限制在700mA以内，直接由火灾自动报警系统的有源联动模块驱动。否则不仅易损坏联动模块，还会影响系统的正常供电，因此事先须向设备厂提出要求，到货时进行检验。5.2.2控制方式采用一个联动模块控制一个阀或一个联动模块顺序控制多个阀门两种方式，但后者若某一只阀门的微动开关接触不良则影响到后面的阀门均无法打开，从而降低了控制回路的可靠性。虽然一对一方式所需的联动模块多、造价高，但安全可靠。对于一对一控制
15、方式中出现的同时动作问题，可在联动控制程序软件中加以解决。5.3其它机电设备5.3.1防火卷帘、防火门控制系统 两个防火分区之间设置防火卷帘和防火门，是阻止烟、火势蔓延的防火隔断设备。根据规范规定，在疏散通道上的防火卷帘应在卷帘两则设感烟、感温探测器组，在其任意一侧感烟探测器动作后，通过报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m，感温探测器动作后，防火卷帘下降到到底；作为防火分区分隔的防火卷帘，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮，在探测器组误动作时，能强制开启防火卷帘。当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时，应同时启动水幕电磁阀和雨
16、淋泵。火灾探测器的动作信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室显示。 5.3.2火灾事故广播系统 火灾事故广播系统通常采用独立的广播系统。该系统配置有专用的广播扩音机、广播控制盘、分路切换盒、音频传输网络及扬声器等。控制方式有自动播音和手动播音两种方式。手动播音控制方式对系统调试和运行维护较方便。当火灾事故广播与建筑物内广播音响系统合用时，可通过联动模块将火灾疏散层的扬声器和广播音响扩音机等强制转入火灾事故广播状态，即停止背景音乐广播，播放火灾事故广播。5.3.3电梯控制系统 若大楼内设有多部客梯和消防电梯，在发生火灾时，由火灾自动报警系统的联动模块发出指令，不管客梯处于任何状态，电梯上按钮将
17、失去控制作用，客梯全部降到首层，客梯门自动打开，待梯内人员疏散后，自动切断客梯电源，同时将动作信号反馈至消防控制室。消防电梯降到首层后供消防人员使用。5.3.4 非消防电源的切断规范规定：“消防控制室在火灾确认后，应能切断有关部位的非消防电源”在实际工作中，火灾报警后，通过联动模块不仅需切断本层，还需切断其上下层的非消防电源。6.结束语 随着电气设备性能的日趋完善和微型处理机技术的普及与广泛应用，消防报警及联动控制设备的智能化程度越来越高，同时也使消防专业与相关专业的联系更加密切。面对不断更新的产品，消防系统的自动报警设计也需要不断地协调创新和应用完善，以便更好的服务于社会生产。参考文献： 1火灾自动报警系统设计规范GB5011698， 2高层民用建筑设计防火规范GB5004595， 作者简介：王琳（1978），女，河南睢县人，1996年毕业于辽宁工程技术大学工业自动化专业，现在广东省石油化工设计院自控组从事设计工作，助理工程师。 收搞日期： 2004-06-27