总线式火灾自动报警系统设计问题的探讨

　　摘 要：近几年，建筑工程中总线式火灾自动报警系统设计成为了主流，本文结合实际建筑工程，对总线式火灾自动报警系统在设计中存在的几个问题进行了分析研究，并提出了相关意见。
　　关键词：总线式火灾自动报警系统 设计 探讨 把安全工程师站点加入收藏夹
　　随着电子科学技术的进步，火灾自动报警系统得到了长足的发展，由原来的多线制和N+1线制火灾自动报警系统，发展到现在的总线、二总线、全总线形式的火灾自动报警系统。而且总线形式的火灾自动报警系统以其报警的灵敏度高，报警误报率低，设备的可靠性强，设计简单、快捷，施工方便、高效等特点，成为了目前市场上的主导产品。但是，笔者在建筑工程消防监督审查过程中，发现总线制火灾自动报警系统消防设计仍存在一些问题。
　　1、火灾自动报警系统形式及系统布线
　　《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98（以下简称《报警规范》）第5.2.1条中规定，火灾自动报警系统形式的选择，分为区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。随着消防报警控制器技术的发展，目前报警控制器一台主机可以设置上百个报警回路，上万个报警点，总线有效长度可达1.5km以上，因此在消防控制中心形式设计中出现只设计一台主机，若干个层显的形式。对于这种设计形式，虽然符合《报警规范》第5.2.4.1条规定即“控制中心报警系统至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器”，但是笔者认为对这种设计形式不可广泛应用，尤其对于大型建筑工程（如建筑单体即可达十几万平方米）或者建筑群更不可取。经笔者对类似工程的实地检查发现，因主机报警联动回路较多，联动设备数量较大，线路较长，造成线路抗干扰能力下降，系统运行中误报率高、不稳定；而且这种设计形式极易因主机故障而造成火灾自动报警系统全部瘫痪的严重后果。因此对于大型建筑工程或者建筑群，笔者认为必须采用一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器这种形式。有条件时，最好采用‘网络式报警系统’，即由多个区域报警控制器组成的一个基于某种网络通讯方式的局域网络系统。其最大特点是系统中各节点可以独立运行，某节点损坏时会被系统自动隔离，其他节点自动重建网络，仍能保证相关的显示和联动控制功能，解决了消防控制中心系统中主机损坏整个系统瘫痪的缺点。
　　目前，消防报警系统与消防联动设备的布线有两种方式，一是消防报警回路与消防联动回路合二为一，即在同一回路中既有火灾报警信号输入，也有联动消防设施动作的输出模块的全总线系统；二是两系统各自独立，报警回路仅有报警探测器和接受信号的输入模块，而联动回路均为输出模块和手动直接控制点，即为报警联动总线分立系统。笔者认为小规模的系统采用全总线的系统布线较好，布线简洁，施工难度小，可以节省投资。但是对于大型建筑或者建筑群中报警系统采用分立总线的系统比较可靠，避免一处故障造成报警与联动总线一起被隔离，事故时大量设备无法启动。
　　2、重要消防设施的启动及运行监视
　　火灾自动报警设计中，经常出现对消防泵、气体灭火设备、防烟和排烟风机等重要消防设施（以下简称重要设施）只设计总线模块联动控制，未设计多线启动装置，或设计的消防产品不具有多线启动功能。但是，当火灾自动报警控制器（或消防联动设备）置于手动状态时，控制器即无法通过总线编码模块启动重要消防设施，若联动总线出现故障将造成所有挂在单一总线上的所有设备不能联动。而上述重要消防设施能否在火灾时快速、可靠的发挥作用，关系到火势能否被控制，火灾能否被扑灭，人员能否安全疏散的实质问题。因此《报警规范》第5.3.2条：“消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当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。”明确规定了火灾自动报警系统对重要消防设施启动的控制方式；同时《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806-1997）第4.2.14条“消防联动控制设备采用总线控制方式时，还应至少设有六组直接输出接点”对消防联动控制设备的制造标准有明确要求，旨在强调火灾时重要消防设施必须能可靠启动。
　　另外，虽然国家相关技术规范没有要求火灾自动报警系统对重要消防设施运行工况进行监视，但是实践经验却说明，重要消防设施大部分工程只设置了联动控制信号及运行返回信号，但由于这些设备需外供动力电源才能运行，且按照现行标准图集生产的这些设备的控制柜均有手自动转换开关，常会发生这样的问题：Ⅰ该设备动力电源未送，即使联动控制信号发出，设备也不启动。Ⅱ该设备现场控制柜手自动转换开关置于手动，即使联动控制信号发出，设备也不启动。Ⅲ该设备现场控制柜二次回路控制电源取自一次电源开关上口，不送一次电源的情况下收到联动控制信号后二次回路仍能动作，但设备不动。此时如强行送一次回路电源即为带负载合闸，可能造成跳闸或引发其它电气事故。上述问题均造成设备在运行过程中产生故障消防控制室不能及时了解，延误或影响消防设施的启动。笔者认为消防控制室应对重要的消防设施的非正常工作状况进行监视，如设备的动力电源（监视信号取自一次开关下口）、设备的手动和自动工况、设备的运行及故障工况。对于气体灭火系统，如气体灭火控制柜不在消防控制室还应对每个区域的预火警（烟感报警）、声光报警（烟、温感同时报警，30秒后放气）、放气显示等进行监视。另外，为确保重要设备启动，在消防控制室必须设置硬拉线与重要设备控制柜直接连接，通过继电器直接启动水泵，这样无论设备现场控制柜手自动转换开关置于何种状态，在消防控制室均可直接启动重要设备。
　　3、联动逻辑
　　消防泵、喷洒泵启动，防烟和排烟风机启动、切除非消防电源、电梯迫降、防火卷帘的下降逻辑编制，笔者以为，任何确认火灾信号均应联动上述消防设施动作。确认火灾信号：最可靠的确认是人工确认（如手动报警按钮信号、开启风阀的信号、消火栓启泵按钮信号、湿式报警阀前的压力开关等）；在系统设计上，自动确认一般用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后的"与"门信号作为"确认火灾"的方法，而《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98条文中的"火灾报警后"，是指一个探测器报警或水流指示器报警。"确认火灾后"，是指两个探测器报警的"与"门信号或人工确认信号，因此切除非消防电源和电梯迫降应在确认火灾后；火灾报警后应停止空调送风，关闭电动防火阀，启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收反馈信号。对防火卷帘控制笔者认为应分二种情况，一是防火分区内有“确认火灾”信号后启动防火卷帘下降；或者防火卷帘两侧10m内的任一探测器报警即下降，可以防止防火卷帘附近的火源，蔓延到另一防火分区，这样即解决了单一探测器误报造成卷帘门误动作问题，又兼顾了火源在特殊位置情况，而且用于防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，卷帘应直接下降到底；二是疏散通道上的防火卷帘，感烟探测器动作后，卷帘下降至距地（楼）面1.8m，感温探测器动作后，卷帘下降到底。但是消防泵只能由消火栓启泵按钮启动，分为联动和直接启动。水流指示器报警，应由湿式报警阀上压力开关信号确认后，系统才可联动启动喷洒泵，或者压力开关直接启泵。
　　4、容易忽视的几点。
　　（1）火灾自动报警系统的主电源设计未采用消防电源，即主电源采用单回路设计。（2）歌舞厅、夜总会、录象厅等歌舞娱乐放映游艺场所的区域报警系统设计中不设计消防联动控制设备，对消防水泵、风机只设计通过联动模块启动。（3）消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、防烟和排烟机房、消防电梯机房、灭火控制系统操作装置处或控制室等重要设备用房内不设消防专用电话分机。（4）湿式报警阀上压力开关，只设计压力开关通过消防报警控制器启动喷洒泵，未设计压力开关硬线直接启动喷洒泵的功能。（5）消防联动控制设备的控制器回路板上没有隔离装置，同时在联动总线上没有设计总线隔离器。（6）应具有远程联动控制功能的防火阀、送风阀、排烟阀、排烟口设计为机械风阀，造成排烟口、前室送风口不能联动启动排烟风机、正压风机。（7）系统设计时无接地设计，或只设计保护接地，不设计工作接地，对设备防雷接地设计更是考虑甚少。（8）水流指示器和湿式报警阀前的信号碟阀设计为普通碟阀，或水流指示器和湿式报警阀前的安全信号阀不接入报警系统。（9）防火卷帘两侧未设计探测器或只设计了感烟探测器，未设计感温探测器。（10）宾馆的床头控制柜内设有服务性音乐扬声器时，未设火灾应急广播功能。（11）消火栓启动按钮只设计通过模块联动启动消防泵功能，不设计硬拉线直接启动装置。
　　5、结语
　　在建筑工程消防设施中，火灾自动报警系统是指挥核心，其设计质量对火灾自动报警系统可靠运行，准确报警，降低误报，实现早期预报火灾，联动相关消防设施工作，控制火灾蔓延，保证人员安全疏散至关重要。但是火灾自动报警系统是否能发挥作用，还与施工质量，产品质量密切相关，此处不在阐述。以上观点难免有错漏之处，仅供参考。