摘要： 對火災自動報警控制系統及智能火災報警控制系統的特征進行了分析， 在高層建築設 計中采用智能火災報警控制系統的主—從式網絡結構， 解決了高層建築與大型建築中探測區 域廣、探測器數量多、原有系統不能適應等問題。 關鍵詞：高層建築 火災自動報警 探測器 智能控制 聯動控制 The design and application of automatic fire warning control system in high buidings Abstract： This article analyses the characteristics of the fire antomatic warning system and the intelligent fire warning control system. By using the sytem a lot of traditional problems can be solved, including using a lot of probes but cotrolling olny a relalively small area. Key words: high rised buiding; fire automatic warning system; probe; intelligent control; coordinated control system 隨著我國經濟建設的發展，現代高層建築及重要建築的防火問題引起了國家消防部門及設 計院等社會各界的高度重視。 國家制定了壹系列防火規範， 從而促進火災自動報警設備的研究和 推廣使用。高層建築建設規模大，裝修標準高，人員密集，各種電氣設備使用頻繁，因而存在著 火災隱患， 在建築電氣設計中必須嚴格依照規範要求設計火災報警控制系統。 但選擇何種控制系 統，使該系統充分有效地發揮功能，是設計中十分重要的問題。 1 火災自動報警系統的主要部件及特征 火災自動報警系統的基本形式有三種，即：區域報警系統、集中報警系統的控制中心報警系 統。高層建築和大型建築主要采用控制中心報警系統，這是壹種復雜的火災自動報警系統，主要 由觸發器件、火災報警裝置、消防控制設備及電源組成。該系統從通報火災到啟動滅火系統和控 制各種消防設備，基本實現自動化。 觸發器件 主要包括火災探測器和手動火災報警按鈕。 火災探測器是對火災參數 （如煙、 溫、 光、火焰輻射、氣體濃度等）響應，並自動產生火災報警信號的器件。按響應火災參數的不同， 火災探測器分為感溫火災探測器、感煙火災探測器、氣體火災探測器、感光火災探測器和復合火 災探測器五種基本類型。 火災報警裝置 火災報警裝置 消防控制設備 在火災自動報警系統中用以接收、 顯示和傳遞火災報警信號， 並能發生控制 在火災自動報警系統中用以發出區別於環境聲、光的火災警報信號的裝置， 在火災自動報警系統中當接收到來自觸發器件的火災報警信號， 能自動或手 信號和具有其它輔助功能的控制指標設備。 如火災警報器， 它是壹種基本的火災警報裝置， 以聲、 光音響方式向報警區域發出火災警報信號。 動啟動相關消防設施並顯示其狀態的設備。主要包括：火災報警控制器；自動滅火系統的控制裝 置；室內消火栓系統的控制裝置；防排煙系統及空調通風系統的控制裝置；常開防火門、防火卷 簾的控制裝置；電梯回降控制裝置以及火災應急廣播、火災警報裝置、消防通信設備、火災應急 照明與疏散指示標誌的控制裝置等十類控制裝置。 每個系統根據工程的需要應具有十類控制裝置 的部分或全部。 電源 火災自動報警系統屬於消防用電設備，主電源采用消防電源，備用電源采用蓄電池， 保證不間斷供電。 設計中消防控制設備主要設置在消防控制中心， 便於實行集中統壹控制， 有些消防控制設備 可設在消防設備現場，而動作信號必須返回消防控制中心，實行集中與分散相結合的控制方式。 但該探測器有誤報現象、控制器容量較小。 2 智能火災報警控制系統工作原理 智能火災報警控制系統與火災自動報警系統不同之處在於： 將發生火災期間所產生的煙、 溫、 光等， 以模擬量形式連同外界相關的環境參量壹起傳送給報警器， 報警器再根據獲取的數據及內 部存貯的大量數據，利用火災判據來判斷火災是否存在。 智能火災報警器中編址單元包括： 智能控測器、 智能手動按鈕、 智能模塊、 探測器並聯接口、 總線隔離器和可編程繼電器卡等。新型的智能火災探測器，又稱模擬量火災探測器，這種探測器 給出的輸出信號是代表被響應的火災參數值的模擬量信號或其等效的數字信號。 傳統探測器稱為 有閾值火災探測器，而智能火災探測器沒有閾值，卻設有專用芯片，智能火災探測器的應用提高 了報警系統的準確性和智能化程度。 在火災報警時，報警控制器通過控制模塊啟動相應的外探設備，如排煙閥、送風閥、卷簾門 等，需要接受外控設備的反饋信號時，應加壹個監視模塊，控制模塊和監視模塊壹樣，聯接在報 警回路總線上，安裝在所控設備的附近。模塊內設十進制編碼開關，可現場編號，各占用回路總 線上壹個地址。通過報警控制器顯示控制模塊和監視模塊的具體地址，用聲、光報警可反映聯動 設備的工作狀態。 可編程繼電器卡，通過編程可實現對風機、水泵等大型設備的二級聯動控制。智能控制是壹 種無需人的幹預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的過程。 3 工程實例 火災自動報警系統的設計應用 筆者 1992～1993 年參與設計的海南省物資局金屬大廈，該大廈是座地下 1 層，地上 22 層， 建築高度 70 多米，建築面積 1.2 萬平方米的寫字樓。根據《高層民用建築設計防火規範》的規 定，建築高度超過 50 m 的辦公樓屬於壹類防火建築，因此該大廈要設火災自動報警系統。 設計中選擇了國產火災自動報警系統，這種系統在當時較普遍，僅有壹臺主機控制器，因而 適用於中、小型建築。 3.1 大廈消防控制中心設在 1 層，每層設層顯示器。地下室作設備用房有變電室、空調機房、 水泵房，機房內設有防排煙風機、消防水泵等消防設備，當火災發生時，溫度達到壹定值排 煙風機自動啟動，並打開排煙閥，開始排煙（圖 1）。 圖1 排煙風機控制原理 該工程地下室是消防聯動控制的集中點，將地下室的防排煙風機、排煙閥等控制線均引 至消防中心的聯動控制器。消防泵、噴淋泵、正壓風機、排煙風機、消防電梯等卻屬於外控 設備，均由聯動控制器控制。整個火災自動報警系統設計合理、運行可靠。 3.2 智能火災報警系統的設計應用 隨著科學技術的發展，智能火災報警系統問世，從傳統型走向智能型是國內外火災報警 系統技術發展的必然趨勢，工程設計人員必須予以充分重視。 徐州某大型建築群由三棟塔樓組成，壹棟為 25 層，壹棟 13 層和壹棟 12 層的塔樓由 4 層 裙樓連接而成，建築面積 6 萬平方米，建築高度 85 m，主要功能：1 至 4 層為商場，5 層以上 為寫字樓。由於該大廈建築面積大，探測區域廣，探測器數量非常可觀。傳統的火災自動報 警系統已無法滿足需要，因此，在設計中，經過反復的方案比較，選擇了采用主—從式網結 構的智能火災報警控制系統，該系統利用大容量的控制矩陣交叉查尋軟件包，以軟件編程代 替硬件組合，滿足了大型工程的適用性，提高了消防聯動的靈活性和可修改性。系統由主機、 從機、復示器等構成。該工程消防控制中心設於 1 層，主機和消防聯動控制櫃設在消防中心， 從機與復示器分設於樓層內。 智能探測器數量的確定 設計時先根據《火災自動報警器系統設計規範》的規定確定探 測器的布局和設置。其規定探測區域內的每個房間至少應設置壹只火災探測器。感煙、感溫 探測器的保護面積和保護半徑應按表 1 確定。表中列出的是壹個感煙探測器或感溫探測器的 保護面積和保護半徑。建築物內往往壹個探測區域的面積較大，超過壹只探測器的保護面積， 這時需要計算壹個探測區域內所需設置的探測器數量，可按下式計算： 式中：N 為壹個探測區域內所需設置的探測器數量（只），N 取整數；S 為壹個探測區域的面 積（m ）；A 為探測器的保護面積；K 為修正系數，重點保護建築取 0.7～0.9，非重點保護建 築取 1.0。 根據上式計算結果，可確定壹個探測區內的智能探測器的安裝數量。 選擇控制器容量計算 該系統控制器為主—從式網絡結構，每個主—從機系統，只能有 壹臺主機，從機數量根據工程要求確定，壹般按探測器數量計算，從機數量最多為 15 臺。 表1 感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑探測器的保護面積 A 和保護半徑 R 火災探測 器的種類 地面面積 S (m ) 2 2 房間高度 H (m) θ≤15° A (m ) 2 屋頂坡度 θ 15°＜θ≤30° A (m ) 80 100 80 30 30 4.9 4.9 2 θ＞30° A (m ) 80 120 100 30 40 2 R (m) 6/7 6.7 5.8 4.4 3.6 R (m) 7.2 8.0 7.2 R (m) 8.0 9.9 9.0 5.5 6.3 S≤80 感煙探測器 S＞80 h≤12 6＜h≤12 h≤6 80 80 60 30 20 感溫探測器 S≤30 S＞30 h≤8 h≤80 每臺控制器最大有四個回路，每個回路容量均為 198 個地址，其中 99 個智能探測 器，99 個編址模塊。因此壹臺主機或從機的最大容量為 4×99=396 個智能探測器， 4×99=396 個編址模塊。 該工程經過計算，選用了壹臺主機和四臺從機，每臺控制器都按四個回路設計。 主機 N 控制 1～4 層商場內的所有探測器，手動報警按鈕，控制按鈕，水流指示器等消 防設備，從機 N1 控制地下室的所有探測器、送風閥、排煙閥、防火閥等消防設備，從 機 N2 控制 13 層和 12 層兩座連通塔樓的 5～13 層的消防設備，N3、N4 分別控制 25 層 塔樓的 5～13 層和 14～25 層的消防設備。 整個大廈智能火災報警控制系統設計比較合理，充分考慮到建築群的特點，選用 壹臺主機、四臺從機控制了 6 萬平方米的建築，如果用傳統火災自動報警系統則需要 幾套控制系統分別控制，現有系統設計即經濟實用，又準確可靠。 4 結論 綜合上述工程設計與實踐研究，可以得出以下幾點認識與結論。 1） 傳統的火災自動報警系統適合於中、 小型建築， 它的特點是探測器屬於閥值型， 控制器僅有主機壹臺。而智能火災報警控制系統，采用模擬量探測器，控制系統采用 主—從式網絡結構，適應性強，尤其適合大型建築的火災報警系統。 2）智能火災報警系統，克服了傳統火災自動報警系統存在的漏報和誤報的難題， 提高了報警系統的準確性、可靠性。在設計中可靈活應用，根據工程需要選擇適當的 從機數量，使工程設計最經濟、最合理。 3）為了防患於未然，火災報警系統的設計和應用十分重要，設計人員應根據不同 的建築工程，優化設計方案。 參考文獻：〔1〕 蔡自興， 徐光礻 〔2〕 右.人工智能及其應用 〔M〕 .北京： 清華大學出版社， 1996,329～ 360 戴汝為.智能系統的綜合集成〔M〕.杭州：浙江科學技術出版社，1995,128～ 160 〔3〕 陳壹才.大樓自動化系統設計手冊 〔M〕 .北京： 中國建築工業出版社， 1994,230～ 270 〔4〕 王根堂.公安消防監督員業務培訓教材，群眾出版社，1997,213～236
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