火災自動報警系統與消防設備的接口設計摘 要: 本文根據噴淋系統、自動滅火系統、防排煙系統、電梯、防火卷簾等在建筑工程中普遍選用的消防設備,并以廣州地鐵四號線火災自動報警系統( 以下簡稱: FAS) 為例, 介紹 FAS 與消防設備的接口設計, 論述當前FAS 的系統組成和具體設計做法。關鍵詞: FAS; 自動滅火系統; 防排煙系統; 電梯、防火卷簾; 接口 FAS 設計與各種消防設備的選擇有著密切的聯系, 應根據電氣、給排水、暖通空調等相關專業選用的消防設備進行安全適用、技術先進、經濟合理的接口設計才能使整個消防系統有效及安全地運行, 并以筆者曾參與的廣州地鐵四號線 FAS 和各消防系統的設計為例, 簡述如下:1 FAS 與噴淋系統的接口 自動噴水滅火系統由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置( 水流指示器或壓力開關) 等組件, 以及管道、供水設施組成, 并能在發生火災時噴水的自動滅火系統。自動噴水滅火系統分為閉式系統( 包括濕式噴水滅火系統、干式噴水滅火系統、預作用系統) 、開式系統( 包括雨淋系統、水幕系統等) 。 根據《 火災自動報警系統設計規范》( GB50116- 98, 以下簡稱《 報警規范》) 6.3.3.3 條規定, 消防控制設備對自動噴水滅火系統應“有 顯示水流指示器、報警閥、安全信號閥的工作狀態”的功能。《 報警規范》5.3.2 條以及《 自動噴水滅火系統設計規范》( GB50084- 2001) 11.0.1 條規定, 濕式報警閥壓力開關和接點和消防控制室手動按鈕應能直接延時起泵。消防控制室內應設聯動盤, 將壓力開關的接點線路引至聯動盤, 經轉換后實現自動和手動直接控制噴淋泵, 并顯示信號。FAS 與噴淋系統接口關系見圖 1。
2 FAS 與消火栓系統的接口 FAS 與消火栓系統之間的接口與噴淋系統類似, 消火栓系統給 FAS 傳送動作信號以及接收 FAS 的控制指令。3 FAS 與自動滅火系統的接口 當前常用的氣體滅火系統包括: 氮氣、CO2 氣體滅火系統、IG541、七氟丙烷惰性氣體滅火系統等。根據結構型式又分為有管網型與無管網型。 有管網的氣體滅火系統按《 報警規范》6.3.4 條的要求: 在消防聯動控制臺( 盤) 上顯示氣體滅火系統的手動、自動工作狀態; 在報警、噴射各階段, 消防控制室應有相應的聲、光警報信號, 并能手動切除聲響信號; 在延時階段, 應自動關閉對應的防火門窗, 停止通風空調系統, 關閉有關部位的防火閥; 顯示氣體滅火系統防護區的報警、噴放及防火門( 窗) 、通風空調等設備的狀態。報警、噴射階段在消防控制室的聲、光警報信號可通過信號模塊接入報警總線, 在火災報警控制器上發出聲、光警報信號; 相關防火門、窗等設備的關閉可通過控制模塊發出控制信號動作。在火災報警后經過設備確認或人工確認方可啟動氣體滅火系統, 為了準確可靠, 應以保護區現場的手動啟動為主。消防聯動控制臺(盤)上只要求顯示氣體滅火系統的手動和自動工作、故障狀態, 不要求在消防控制室控制滅火系統。 FAS 接收自動滅火系統的火災預報警、報警確認、系統故障、自動釋放、手 / 自動轉換開關狀態等共五組信號。自動滅火系統提供給 FAS 的五組信號觸點( DC24V, 1A) 必須為獨立不帶電、不接地的常開觸點, 并且各組觸點之間不允許采用共用端子( 即不允許公共正或公共負) 。FAS 與自動滅火系統接口關系見圖 2。4 FAS 與防排煙系統的接口 防排煙系統主要由防( 排) 煙防火閥、防( 排) 煙風機、管路、風口等組成。現在防煙防火閥均具有當煙氣溫度上升到 70℃時強行打開或關閉, 并輸出電接點信號的功能。設有消防控制室的工程, 防排煙系統的設計常使用電動防火閥, 按照《 報警規范》6.3.9 條規定, 在電動防火閥處設置控制模塊, 火災報警后開啟相應防煙分區( 或防火分區) 內的加壓送風口或排煙口的電動防火閥, 關閉有關部位的空調送風系統, 并返回動作信號。防排煙風機的開啟, 應將自動聯動控制信號經聯動控制線傳輸至聯動盤, 同樣按照《 報警規范》5.3.2 條的規定, 聯動盤上除設自動控制外還應設手動直接控制裝置。聯動盤與防排煙風機控制箱之間應設多線制聯動控制線, 做到在聯動盤能自動和手動控制防排煙風機的啟、停, 顯示風機狀態信號和消防供電電源的工作狀態。 空調送風系統風管道上的防火閥, 一般都使用當風管處溫度達到 70℃時閥門自動關閉, 并帶有輸出接點。在未設置 FAS的工程中, 可利用該接點去關閉空調送風機; 設有 FAS 的工程,只需用控制模塊聯動關送風機即可。如送風管道上采用電動防火閥, 則應在火災報警后, 用控制模塊分別關閉相應部位送風管道上的電動防火閥, 并關空調送風機。 按照《 高層民用建筑設計防火規范》( GB50045- 95, 2001年版) 8.4.11 條和《 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》( GB50067- 97) 8.2.7 條的規定, 高層民用建筑設置機械排煙的地下室和汽車庫內無直接通向室外疏散出口的防火分區, 設置機械排煙系統時, 應同時設置送風系統。送風系統的送風機和送風閥, 在火災時應聯動開啟, 該送風機電源應該按消防電源要求供電。FAS 與排煙風機接口關系見圖 3, FAS 與手動調節防火閥接口關系見圖 4。5 FAS 與電梯系統的接口 根據《 報警規范》6.3.1.9 條規定“, 消防控制室在確認火災后, 應能控制電梯全部停于首層, 并接收其反饋信號。《” 火災自動報警系統施工及驗收規范》( GB50166- 92) 第 4.3.2 條則規定“, 強制消防電梯停于首層試驗”對其它電梯不作試驗。通過對《 報警規范》的執行, 現在較普遍的觀點是, 在確認火災后控制消防電梯停于首層, 客梯就近平層( 因為電梯井道具有煙囪效應, 客梯不能作為人員疏散使用。當下層發生火災時, 客梯恰好在失火層的上面層, 如果要使客梯下降至底層, 就必須穿過失火層, 對于客梯轎廂內的人員是不安全的) 。在客梯訂貨時,應注意帶有自動平層功能。只有客梯具有自動平層功能裝置,才能夠在火災和故障停電時, 確保客梯轎廂內人員的安全, 這是至關重要的。在確認火災后, 由消防聯動控制臺( 盤) 控制消防電梯停于首層, 供消防人員撲救火災使用; 停客梯電源, 使客梯就近平層, 客梯的自動平層裝置將轎廂內的人員迅速地撤離電梯, 從最近處的疏散樓梯或安全出口疏散至安全地帶。而在地鐵項目中, 電梯不作為消防電梯使用, 通常車站只有兩三層,電梯在火災只要求停至首層即可。 民用建筑中消防電梯在首層設有緊急迫降按鈕, 消防電梯停于首層的聯動線, 可并聯接在消防電梯緊急迫降按鈕的迫降控制和返回信號接點上, 通過該接點信號控制消防電梯停于首層。FAS 與普通電梯接口關系見圖 5。6 FAS 與低壓配電系統切斷非消防電源的接口 低壓配電系統接收 FAS 切斷非消防電源的控制指令以及向 FAS 傳送非消防電源被切除的狀態信號。 ( 1) FAS 通過模塊( FRR28ZZ- S) 控制中間繼電器提供一組獨立不帶電、不接地的常開觸點( 觸點容量為 AC220V, 1A) ,在火災情況下將低壓配電系統的非消防電源進行緊急切除。 ( 2) FAS 通過模塊( FRR28ZZ- S) 的輸入端接收非消防電源系統電源被切除的狀態信號。7 FAS 與防火卷簾的接口 防火卷簾電機電源一般為三相交流 380V, 防火卷簾控制器的控制電源可接交流或直流 24V。根據《 報警規范》6.3.8 條的規定, 在疏散通道上的防火卷簾應在卷簾兩則設感煙、感溫探測器組, 在其任意一側感煙探測器動作后, 通過報警總線上的控制模塊控制防火卷簾降至距地面 1.8m, 感溫探測器動作后, 防火卷簾下降到到底; 作為防火分區分隔的防火卷簾, 當任一側防火分區內火災探測器動作后, 防火卷簾應一次下降到底。防火卷簾兩側都應設置手動控制按鈕, 在探測器組誤動作時, 能強制開啟防火卷簾。當防火卷簾旁設有水幕噴水系統保護時, 應同時啟動水幕電磁閥和雨淋泵。設有消防控制室的工程, 火災探測器的動作信號及防火卷簾的關閉信號應送至消防控制室顯示。 設置火災探測器的許多場所, 只適合采用一種類型的火災探測器探測火災。如《 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》就指出“: 由于汽車庫內通風不良, 又受車輛尾氣的影響, 設置感煙探測器經常發生故隙。除開敞式汽車庫外, 一般的汽車庫內采用感溫探測器。”疏散通道通常屬于開敞空間, 溫度不易集聚, 不應采用感溫探測器, 只適合設置感煙探測器。因此, 我們在設計實踐中, 采用一種類型探測器“的 與”門信號控制防火卷簾的一次下降。疏散通道上的防火卷簾一次下降至距地面1.8m, 防火分隔的防火卷簾一次下降到底。疏散通道上防火卷簾的二次下降控制, 則利用防火卷簾控制箱所帶的時間繼電器延時下降到底。8 總 結 在實際工程設計中, FAS 還與其他的機電設備有接口關系, 具體的設計也會根據不同的工程發生變化, 所以 FAS 設計必須與根據消防設備的具體選擇, 并結合 FAS 產品的詳細技術資料, 與相關專業密切配合設計出安全、可靠、合理的火災自動報警系統。參考文獻[1] 火災自動報警系統設計規范》GB50116- 98.[2] 火災自動報警系統施工及驗收規范》( GB50166- 92) .[3] 建筑設計防火規范》GB50016- 2006.[4] 高層民用建筑設計防火規范》GB50045- 95( 2005 年版) .[5] 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067- 97.[6] 自動噴水滅火系統設計規范》GB50084- 2001.[7] 廣州市軌道交通四號線 FAS 專業接口協議書 - 廣州市地下鐵道總公司.[8]火災自動報警系統設計與消防設備選擇的配合 - 曾卓《 建筑電氣》2003 年第一期.[9]一體化智能網絡型火災報警控制系統設計手冊( 系統部分) - 上海能美西科姆消防設備有限公司.
2 FAS 與消火栓系統的接口 FAS 與消火栓系統之間的接口與噴淋系統類似, 消火栓系統給 FAS 傳送動作信號以及接收 FAS 的控制指令。3 FAS 與自動滅火系統的接口 當前常用的氣體滅火系統包括: 氮氣、CO2 氣體滅火系統、IG541、七氟丙烷惰性氣體滅火系統等。根據結構型式又分為有管網型與無管網型。 有管網的氣體滅火系統按《 報警規范》6.3.4 條的要求: 在消防聯動控制臺( 盤) 上顯示氣體滅火系統的手動、自動工作狀態; 在報警、噴射各階段, 消防控制室應有相應的聲、光警報信號, 并能手動切除聲響信號; 在延時階段, 應自動關閉對應的防火門窗, 停止通風空調系統, 關閉有關部位的防火閥; 顯示氣體滅火系統防護區的報警、噴放及防火門( 窗) 、通風空調等設備的狀態。報警、噴射階段在消防控制室的聲、光警報信號可通過信號模塊接入報警總線, 在火災報警控制器上發出聲、光警報信號; 相關防火門、窗等設備的關閉可通過控制模塊發出控制信號動作。在火災報警后經過設備確認或人工確認方可啟動氣體滅火系統, 為了準確可靠, 應以保護區現場的手動啟動為主。消防聯動控制臺(盤)上只要求顯示氣體滅火系統的手動和自動工作、故障狀態, 不要求在消防控制室控制滅火系統。 FAS 接收自動滅火系統的火災預報警、報警確認、系統故障、自動釋放、手 / 自動轉換開關狀態等共五組信號。自動滅火系統提供給 FAS 的五組信號觸點( DC24V, 1A) 必須為獨立不帶電、不接地的常開觸點, 并且各組觸點之間不允許采用共用端子( 即不允許公共正或公共負) 。FAS 與自動滅火系統接口關系見圖 2。4 FAS 與防排煙系統的接口 防排煙系統主要由防( 排) 煙防火閥、防( 排) 煙風機、管路、風口等組成。現在防煙防火閥均具有當煙氣溫度上升到 70℃時強行打開或關閉, 并輸出電接點信號的功能。設有消防控制室的工程, 防排煙系統的設計常使用電動防火閥, 按照《 報警規范》6.3.9 條規定, 在電動防火閥處設置控制模塊, 火災報警后開啟相應防煙分區( 或防火分區) 內的加壓送風口或排煙口的電動防火閥, 關閉有關部位的空調送風系統, 并返回動作信號。防排煙風機的開啟, 應將自動聯動控制信號經聯動控制線傳輸至聯動盤, 同樣按照《 報警規范》5.3.2 條的規定, 聯動盤上除設自動控制外還應設手動直接控制裝置。聯動盤與防排煙風機控制箱之間應設多線制聯動控制線, 做到在聯動盤能自動和手動控制防排煙風機的啟、停, 顯示風機狀態信號和消防供電電源的工作狀態。 空調送風系統風管道上的防火閥, 一般都使用當風管處溫度達到 70℃時閥門自動關閉, 并帶有輸出接點。在未設置 FAS的工程中, 可利用該接點去關閉空調送風機; 設有 FAS 的工程,只需用控制模塊聯動關送風機即可。如送風管道上采用電動防火閥, 則應在火災報警后, 用控制模塊分別關閉相應部位送風管道上的電動防火閥, 并關空調送風機。 按照《 高層民用建筑設計防火規范》( GB50045- 95, 2001年版) 8.4.11 條和《 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》( GB50067- 97) 8.2.7 條的規定, 高層民用建筑設置機械排煙的地下室和汽車庫內無直接通向室外疏散出口的防火分區, 設置機械排煙系統時, 應同時設置送風系統。送風系統的送風機和送風閥, 在火災時應聯動開啟, 該送風機電源應該按消防電源要求供電。FAS 與排煙風機接口關系見圖 3, FAS 與手動調節防火閥接口關系見圖 4。5 FAS 與電梯系統的接口 根據《 報警規范》6.3.1.9 條規定“, 消防控制室在確認火災后, 應能控制電梯全部停于首層, 并接收其反饋信號。《” 火災自動報警系統施工及驗收規范》( GB50166- 92) 第 4.3.2 條則規定“, 強制消防電梯停于首層試驗”對其它電梯不作試驗。通過對《 報警規范》的執行, 現在較普遍的觀點是, 在確認火災后控制消防電梯停于首層, 客梯就近平層( 因為電梯井道具有煙囪效應, 客梯不能作為人員疏散使用。當下層發生火災時, 客梯恰好在失火層的上面層, 如果要使客梯下降至底層, 就必須穿過失火層, 對于客梯轎廂內的人員是不安全的) 。在客梯訂貨時,應注意帶有自動平層功能。只有客梯具有自動平層功能裝置,才能夠在火災和故障停電時, 確保客梯轎廂內人員的安全, 這是至關重要的。在確認火災后, 由消防聯動控制臺( 盤) 控制消防電梯停于首層, 供消防人員撲救火災使用; 停客梯電源, 使客梯就近平層, 客梯的自動平層裝置將轎廂內的人員迅速地撤離電梯, 從最近處的疏散樓梯或安全出口疏散至安全地帶。而在地鐵項目中, 電梯不作為消防電梯使用, 通常車站只有兩三層,電梯在火災只要求停至首層即可。 民用建筑中消防電梯在首層設有緊急迫降按鈕, 消防電梯停于首層的聯動線, 可并聯接在消防電梯緊急迫降按鈕的迫降控制和返回信號接點上, 通過該接點信號控制消防電梯停于首層。FAS 與普通電梯接口關系見圖 5。6 FAS 與低壓配電系統切斷非消防電源的接口 低壓配電系統接收 FAS 切斷非消防電源的控制指令以及向 FAS 傳送非消防電源被切除的狀態信號。 ( 1) FAS 通過模塊( FRR28ZZ- S) 控制中間繼電器提供一組獨立不帶電、不接地的常開觸點( 觸點容量為 AC220V, 1A) ,在火災情況下將低壓配電系統的非消防電源進行緊急切除。 ( 2) FAS 通過模塊( FRR28ZZ- S) 的輸入端接收非消防電源系統電源被切除的狀態信號。7 FAS 與防火卷簾的接口 防火卷簾電機電源一般為三相交流 380V, 防火卷簾控制器的控制電源可接交流或直流 24V。根據《 報警規范》6.3.8 條的規定, 在疏散通道上的防火卷簾應在卷簾兩則設感煙、感溫探測器組, 在其任意一側感煙探測器動作后, 通過報警總線上的控制模塊控制防火卷簾降至距地面 1.8m, 感溫探測器動作后, 防火卷簾下降到到底; 作為防火分區分隔的防火卷簾, 當任一側防火分區內火災探測器動作后, 防火卷簾應一次下降到底。防火卷簾兩側都應設置手動控制按鈕, 在探測器組誤動作時, 能強制開啟防火卷簾。當防火卷簾旁設有水幕噴水系統保護時, 應同時啟動水幕電磁閥和雨淋泵。設有消防控制室的工程, 火災探測器的動作信號及防火卷簾的關閉信號應送至消防控制室顯示。 設置火災探測器的許多場所, 只適合采用一種類型的火災探測器探測火災。如《 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》就指出“: 由于汽車庫內通風不良, 又受車輛尾氣的影響, 設置感煙探測器經常發生故隙。除開敞式汽車庫外, 一般的汽車庫內采用感溫探測器。”疏散通道通常屬于開敞空間, 溫度不易集聚, 不應采用感溫探測器, 只適合設置感煙探測器。因此, 我們在設計實踐中, 采用一種類型探測器“的 與”門信號控制防火卷簾的一次下降。疏散通道上的防火卷簾一次下降至距地面1.8m, 防火分隔的防火卷簾一次下降到底。疏散通道上防火卷簾的二次下降控制, 則利用防火卷簾控制箱所帶的時間繼電器延時下降到底。8 總 結 在實際工程設計中, FAS 還與其他的機電設備有接口關系, 具體的設計也會根據不同的工程發生變化, 所以 FAS 設計必須與根據消防設備的具體選擇, 并結合 FAS 產品的詳細技術資料, 與相關專業密切配合設計出安全、可靠、合理的火災自動報警系統。參考文獻[1] 火災自動報警系統設計規范》GB50116- 98.[2] 火災自動報警系統施工及驗收規范》( GB50166- 92) .[3] 建筑設計防火規范》GB50016- 2006.[4] 高層民用建筑設計防火規范》GB50045- 95( 2005 年版) .[5] 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067- 97.[6] 自動噴水滅火系統設計規范》GB50084- 2001.[7] 廣州市軌道交通四號線 FAS 專業接口協議書 - 廣州市地下鐵道總公司.[8]火災自動報警系統設計與消防設備選擇的配合 - 曾卓《 建筑電氣》2003 年第一期.[9]一體化智能網絡型火災報警控制系統設計手冊( 系統部分) - 上海能美西科姆消防設備有限公司.
