火灾自动报警系统设计中消防水泵及防烟排烟风机的联动控制接口及配线方案解析

1、    火灾自动报警系统设计中消防水泵及防烟排烟风机的联动控制接口及配线方案解析    周萍摘 要 新版的火灾自动报警系统设计规范gb 50116-2013中，对消防水泵及防烟排烟等消防设备的联动和手动控制要求，均作了新的规定。根据该部分内容，仅就消火栓系统和防烟排烟系统为例，对工程设计中，消火栓系统及防烟排烟系统的电气控制箱与火灾自动报警系统之间，阐述设置现场接口模块箱以及配线的设置，并且对大型的火灾自动报警系统中，消防控制中心与下级消防控制室之间，报警和联动控制信息传输线的配置进行阐述。关键词 消防联动控制系统；设备控制箱；接口模块箱；消防控制中心：

2、tu976 ：a ：1671-7597（2014）08-0074-03新版火灾自动报警系统设计规范gb 50116-2013（以下简称新版火规）将于今年2014年5月1日开始实施，其中对重要的消防设备：消防水泵、消防风机的联动控制要求，规定了新的具体条款，进一步提高了重要的消防设备联动控制的可靠性。另外，由于对组成火灾报警系统的火灾自动报警控制器、消防联动控制器等主要产品容量规模的限定，能有效的保障系统工作的稳定性、可靠性。由于简化了系统内的布线，使得系统便于设计、施工，运行和管理。真正体现了设置火灾自动报警系统能够提高保护对象的安全性，体现了保障生命安全、财产安全的目的。目前，新版火规实施在

3、即，由于给排水专业的消火栓系统设计，依然沿用现行相关的设计规范及设计标准，所以在工程设计时，关于消火栓系统的消防联动控制要求，电气专业应与给排水专业协商，以满足新版火规的设计要求。对此，笔者举例，就重要的消防设备在系统设计中确定配线方式及接口设计位置提出一些设计方案，与同行们作个技术方面的交流。1 消火栓系统的联动控制设计根据新版火规的4.3.1条：消火栓系统的“联动控制方式，应由消火栓出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时，消火栓按钮的动作

4、信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动。”第4.3.2消火栓系统的“手动控制方式，应将消火栓泵控制箱（柜）的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，并应直接手动控制消火栓泵的启动、停止。”根据以上控制要求，绘制了消火栓系统联动控制设计的方框图和示意图，见图1和图2。图1为消火栓系统在火灾发生后，消防联动过程的控制方框图。图2为消防给水系统与火灾报警及消防联动控制系统之间连接关系的示意图，图中的稳压泵系统主要是为满足消防管网内正常的工作压力设置的，这里不作主要叙述。图中在消防给水系统与火灾报警及消防联动控制

5、系统之间的连接点上，均设有为联动控制系统设置的用于信号采集的信号输入模块，其中包括消火栓出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关、消防水箱及水池的水位信号的信息采集，低压压力开关和流量开关应选择双接点输出型的产品，其输出接点分别接入消防联动控制器和消火栓泵的电气控制箱，实现报警和直接启动消火栓泵的目的。对于消火栓泵控制箱附件设置的接口模块箱，在设置时，为了保证使用的可靠性，应选择用于模块集中安装和防护型的，多路输出型产品一旦出现故障，影响面较大。图1 控制方框图接口模块箱内模块的类型及数量，应根据消火栓泵在联动控制过程中所需的输入/输出模块和单输入模块的数量决定，消火栓

6、启泵的总线联动应采用输入/输出型模块，消火栓泵的工作状态及故障状态的反馈信号采用单输入模块，一一对应，根据所需模块的数量确定接口模块箱容量及箱体尺寸。图2 消火栓灭火系统示意图图3 控制方框图从图2中可以看出消火栓泵控制箱需接入的消防联动控制线有五根，分别为：联动控制总线的信号二总线和dc24v电源二总线、三根直接启泵线，其中由消防联动控制器的手动控制盘引来的直接启泵线，是根据泵的数量有关，所有配线均应采用耐火类铜芯绝缘导线或电缆。2 自动喷水灭火系统的联动控制设计以湿式系统为例，新版火规4.2.1条规定：“1）联动控制方式，应由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号，直接控制启动喷淋消防泵

7、，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。2）手动控制方式，应将喷淋消防泵控制箱（柜）的启动、停止按钮用专用线路连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，直接手动控制喷淋消防泵的启动、停止。3）水流指示器、信号阀、压力开关、喷淋消防泵的启动和停止的动作信号应反馈至消防联动控制器。”根据以上规定，绘制出自动喷水灭火系统的联动控制设计的方框图和示意图，见图3和图4。图4 湿式自动喷水灭火系统图3为自动喷水灭火系统在火灾发生后，消防联动过程的控制方框图。图4为消防给水系统与火灾报警及消防联动控制系统之间连接关系的示意图。系统中的湿式报警阀组的压力开关直接启动喷淋泵、以及由消防

8、联动控制器的手动控制盘直接启泵的控制方式、联动模块的配置、配线，与消火栓系统的联动控制设计方式一致，可相互参见。3 防烟排烟系统的联动控制设计图5 控制方框图防烟排烟系统是在应急情况下，保障人员疏散的重要消防设备。新版火规明确规定：应由加压送风口所在的防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动报警按钮发出报警信号的“与”逻辑联动送风口开启并启动加压送风机。应由同一防烟分区的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动报警按钮发出报警信号的“与”逻辑联动启动排烟口、排烟窗或排烟阀，将排烟口、排烟窗或排烟阀的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号。endprint根据以上规定，

9、绘制出防烟排烟系统的联动控制设计的方框图和示意图，见图5和图6。图5为防烟排烟系统在火灾发生后，消防联动过程的控制方框图。图6为防烟排烟系统与火灾报警及消防联动控制系统之间连接关系的示意图。图中以消防电梯前室、防烟楼梯间、内走道的防烟排烟系统为示例，对防烟排烟系统在消防联动控制过程中的各类风阀及风机，根据控制要求配置了相应的联动控制模块，联动控制的流程参见图5。在消防控制室内消防联动控制器的手动控制盘上，应能直接手动控制排烟、排烟风机的启动、停止。要求手动控制盘的启、停按钮应与现场的防烟、排烟风机电气控制箱内的启动、停止按钮采用专用线路直接连接。另外在消防联动控制器上对于送风口、电动挡烟垂壁、

10、排烟排烟窗、排烟阀能够手动控制开启或关闭。对于上述的联动控制要求，在工程设计时，应协同系统设计的通风专业，在设备的选型和设备接口上充分满足系统联动控制的要求。图6 防烟、排烟系统控制示意图防烟、排烟风机附近设置的接口模块箱内控制模块的类型及数量，应根据风机在联动控制过程中所需的输入/输出模块和单输入模块的数量决定，风机启动的总线联动模块应采用输入/输出型模块，风机的工作状态及故障状态的反馈信号采用单输入模块，一一对应，根据所需模块的数量确定接口模块箱容量及箱体尺寸。从图6中可以看出风机控制箱需接入的消防联动控制线有三根，分别为：联动控制总线的信号二总线和dc24v电源二总线、一根直接启泵线，其

11、由消防联动控制器的手动控制盘引来，上述配线均应采用耐火类铜芯绝缘导线或电缆。4 消防控制室之间的网络连接对于消防控制中心报警系统，新版火规的3.2.4条规定：“1由两个及以上消防控制室时，应确定一个主消防控制室。2主消防控制室应能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并应能控制重要的消防设备；各分消防控制室内消防设备之间可互相传输、显示状态信号，但不应互相控制。”根据此规定，图7中各消防控制室之间相关的线缆就只有系统设备联网的通讯线，因而使得火灾自动报警系统在组网上更加简单、方便。图7 消防控制室联网示意图对于消防控制中心系统，各消防控制室之间设备的联网，可根据工程需求选择适应的网络拓扑结构

12、，然后根据网络距离选择网络的传输介质，再选择网络接口设备来组成网络消防控制系统。常见的网络拓扑结构有总线型、星型和环形等形式，图7是环形结构。网络的传输介质常见的有屏蔽双绞线、单模光纤等。屏蔽双绞线的传输距离1 km左右，单模光纤的传输距离达45 km左右。综上所述，新版火规的实施，对于区域、集中及控制中心报警系统，在工程设计时，自消防控制室引出的各类系统配线，除了应急广播、火警电话、智能型火灾应急照明系统、电气火灾监控等系统的配线外，仅就火灾自动报警及联动控制系统的配线种类，已得到的简化，一般包括：第一类：重要的风机、水泵的手动启动、停止信号的专线控制电缆，其与设备的数量一致；第二类：火灾报

13、警总线；第三类：消防联动控制总线（包括信号及电源线）；第四类：火警通讯总线。在许多消防报警及联动控制设备产品，第二、三类配线系统是合一的。使得火灾自动报警及消防联动控制系统在设计、施工及运行管理上更加的合理和规范化。5 结束语在“以人为本，生命第一”的今天，建筑内设置火灾自动报警系统的第一任务就是保障人身安全，这是系统设计最基本的理念。因此在任何需要保护人身安全的场所，设置火灾自动报警系统具有不可替代的重要意义。只有设置了火灾自动报警系统，在火灾发生时，才会形成有组织的疏散，也才会有应急预案。而重要的消防设备在应急情况下，对实施初期灭火并保障人员疏散起到非常重要的作用。目前，在少数工程的火灾自

14、动报警系统设计方面，仅就消防水泵、消防风机联动控制系统的设计上，还存在如下一些质量问题，如：1）消防水泵、消防风机在联动控制系统中仅设一个多线控制模块、一个总线输入/输出模块，未设设备的电源、过载等状态的反馈信号。2）将设备的反馈信号用多芯控制电缆送至消防控制室的联动控制器。3）将各建筑内所有风机等设备的联动控制信号线，用几十芯线的控制电缆送至设在室外的消防控制中心。以上或类似的一些问题，虽然设计图中有系统全面的设计说明，但往往一些施工单位的技术力量有限，造成了系统组织的缺陷，不能按时验收等情况常有发生。参考文献1曾林.发电厂集控楼区域火灾报警及消防联动控制系统设计d.北方工业大学，2011.

15、endprint根据以上规定，绘制出防烟排烟系统的联动控制设计的方框图和示意图，见图5和图6。图5为防烟排烟系统在火灾发生后，消防联动过程的控制方框图。图6为防烟排烟系统与火灾报警及消防联动控制系统之间连接关系的示意图。图中以消防电梯前室、防烟楼梯间、内走道的防烟排烟系统为示例，对防烟排烟系统在消防联动控制过程中的各类风阀及风机，根据控制要求配置了相应的联动控制模块，联动控制的流程参见图5。在消防控制室内消防联动控制器的手动控制盘上，应能直接手动控制排烟、排烟风机的启动、停止。要求手动控制盘的启、停按钮应与现场的防烟、排烟风机电气控制箱内的启动、停止按钮采用专用线路直接连接。另外在消防联动控制

16、器上对于送风口、电动挡烟垂壁、排烟排烟窗、排烟阀能够手动控制开启或关闭。对于上述的联动控制要求，在工程设计时，应协同系统设计的通风专业，在设备的选型和设备接口上充分满足系统联动控制的要求。图6 防烟、排烟系统控制示意图防烟、排烟风机附近设置的接口模块箱内控制模块的类型及数量，应根据风机在联动控制过程中所需的输入/输出模块和单输入模块的数量决定，风机启动的总线联动模块应采用输入/输出型模块，风机的工作状态及故障状态的反馈信号采用单输入模块，一一对应，根据所需模块的数量确定接口模块箱容量及箱体尺寸。从图6中可以看出风机控制箱需接入的消防联动控制线有三根，分别为：联动控制总线的信号二总线和dc24v

17、电源二总线、一根直接启泵线，其由消防联动控制器的手动控制盘引来，上述配线均应采用耐火类铜芯绝缘导线或电缆。4 消防控制室之间的网络连接对于消防控制中心报警系统，新版火规的3.2.4条规定：“1由两个及以上消防控制室时，应确定一个主消防控制室。2主消防控制室应能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并应能控制重要的消防设备；各分消防控制室内消防设备之间可互相传输、显示状态信号，但不应互相控制。”根据此规定，图7中各消防控制室之间相关的线缆就只有系统设备联网的通讯线，因而使得火灾自动报警系统在组网上更加简单、方便。图7 消防控制室联网示意图对于消防控制中心系统，各消防控制室之间设备的联网，可根据

18、工程需求选择适应的网络拓扑结构，然后根据网络距离选择网络的传输介质，再选择网络接口设备来组成网络消防控制系统。常见的网络拓扑结构有总线型、星型和环形等形式，图7是环形结构。网络的传输介质常见的有屏蔽双绞线、单模光纤等。屏蔽双绞线的传输距离1 km左右，单模光纤的传输距离达45 km左右。综上所述，新版火规的实施，对于区域、集中及控制中心报警系统，在工程设计时，自消防控制室引出的各类系统配线，除了应急广播、火警电话、智能型火灾应急照明系统、电气火灾监控等系统的配线外，仅就火灾自动报警及联动控制系统的配线种类，已得到的简化，一般包括：第一类：重要的风机、水泵的手动启动、停止信号的专线控制电缆，其与

19、设备的数量一致；第二类：火灾报警总线；第三类：消防联动控制总线（包括信号及电源线）；第四类：火警通讯总线。在许多消防报警及联动控制设备产品，第二、三类配线系统是合一的。使得火灾自动报警及消防联动控制系统在设计、施工及运行管理上更加的合理和规范化。5 结束语在“以人为本，生命第一”的今天，建筑内设置火灾自动报警系统的第一任务就是保障人身安全，这是系统设计最基本的理念。因此在任何需要保护人身安全的场所，设置火灾自动报警系统具有不可替代的重要意义。只有设置了火灾自动报警系统，在火灾发生时，才会形成有组织的疏散，也才会有应急预案。而重要的消防设备在应急情况下，对实施初期灭火并保障人员疏散起到非常重要的

20、作用。目前，在少数工程的火灾自动报警系统设计方面，仅就消防水泵、消防风机联动控制系统的设计上，还存在如下一些质量问题，如：1）消防水泵、消防风机在联动控制系统中仅设一个多线控制模块、一个总线输入/输出模块，未设设备的电源、过载等状态的反馈信号。2）将设备的反馈信号用多芯控制电缆送至消防控制室的联动控制器。3）将各建筑内所有风机等设备的联动控制信号线，用几十芯线的控制电缆送至设在室外的消防控制中心。以上或类似的一些问题，虽然设计图中有系统全面的设计说明，但往往一些施工单位的技术力量有限，造成了系统组织的缺陷，不能按时验收等情况常有发生。参考文献1曾林.发电厂集控楼区域火灾报警及消防联动控制系统设

21、计d.北方工业大学，2011.endprint根据以上规定，绘制出防烟排烟系统的联动控制设计的方框图和示意图，见图5和图6。图5为防烟排烟系统在火灾发生后，消防联动过程的控制方框图。图6为防烟排烟系统与火灾报警及消防联动控制系统之间连接关系的示意图。图中以消防电梯前室、防烟楼梯间、内走道的防烟排烟系统为示例，对防烟排烟系统在消防联动控制过程中的各类风阀及风机，根据控制要求配置了相应的联动控制模块，联动控制的流程参见图5。在消防控制室内消防联动控制器的手动控制盘上，应能直接手动控制排烟、排烟风机的启动、停止。要求手动控制盘的启、停按钮应与现场的防烟、排烟风机电气控制箱内的启动、停止按钮采用专用线

22、路直接连接。另外在消防联动控制器上对于送风口、电动挡烟垂壁、排烟排烟窗、排烟阀能够手动控制开启或关闭。对于上述的联动控制要求，在工程设计时，应协同系统设计的通风专业，在设备的选型和设备接口上充分满足系统联动控制的要求。图6 防烟、排烟系统控制示意图防烟、排烟风机附近设置的接口模块箱内控制模块的类型及数量，应根据风机在联动控制过程中所需的输入/输出模块和单输入模块的数量决定，风机启动的总线联动模块应采用输入/输出型模块，风机的工作状态及故障状态的反馈信号采用单输入模块，一一对应，根据所需模块的数量确定接口模块箱容量及箱体尺寸。从图6中可以看出风机控制箱需接入的消防联动控制线有三根，分别为：联动控

23、制总线的信号二总线和dc24v电源二总线、一根直接启泵线，其由消防联动控制器的手动控制盘引来，上述配线均应采用耐火类铜芯绝缘导线或电缆。4 消防控制室之间的网络连接对于消防控制中心报警系统，新版火规的3.2.4条规定：“1由两个及以上消防控制室时，应确定一个主消防控制室。2主消防控制室应能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并应能控制重要的消防设备；各分消防控制室内消防设备之间可互相传输、显示状态信号，但不应互相控制。”根据此规定，图7中各消防控制室之间相关的线缆就只有系统设备联网的通讯线，因而使得火灾自动报警系统在组网上更加简单、方便。图7 消防控制室联网示意图对于消防控制中心系统，各消防控制室之间设备的联网，可根据工程需求选择适应的网络拓扑结构，然后根据网络距离选择网络的传输介质，再选择网络接口设备来组成网络消防控制系统。常见的网络拓扑结构有总线型、星型和环形等形式，图7是环形结构。网络的传输介质常见的有屏蔽双绞线、单模光纤等。屏蔽双绞线的传输距离1 km左右，单模光纤的传输距离达45 km左右。综上所述，新版火规的实施，对于区域、集中及控制中心报警系统，在工程设计时，自消防控制室引出的各类系统配线，除了应急广播、火警电话、智能型火灾应急照明系统、电气火灾监控等系统的配线外，仅就火灾自动报警及联动控制系统的配线种类，