某大楼火灾自动报警及消防联动控制系统设计

应用与实践某大楼火灾自动报警及消防联动控制系统设计杨怡西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西，710055【摘要】智能建筑（IB）业迅猛发展促使其安全保障核心消防自动化系统（FAS）向信息网络化、功能高度集成化方向迅速迈进。火灾自动报警系统是BAS重中之重，担负着保护人员以及建筑物财产安全的重任。介绍了某大楼火灾自动报警及联动控制系统的设计概况，分别从报警系统的几种方式及联动系统的消火栓、防排烟等各个子系统进行了具体的分析和阐述，提出了具体的设计方案。【关键词】智能建筑火灾报警系统消防联动控制系统一、引言根据国际上的标准，智能建筑由建筑设备自动化系统（BAS）、办公自动化系统（OAS）、通信自动化系统（CAS）和结构化综合布线系统（SCS）构成，因此智能建筑又称3A建筑。按照国内流行的说法，BAS还应该包括火灾自动报警系统（FAS）和保安自动化系统（SAS）。FAS在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。它属于智能大厦系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。二、火灾报警控制系统的设计火灾报警控制系统是FAS的核心组成部分。可以说FAS管理现场中心基站。它具备为火灾探测器供电模式管理，接收、显示和传输火灾报警信号，并能对自动消防设备以及联动装置发出控制信号等功能。智能建筑可单独设置消防控制系统室，但智能建筑为了实现整个建筑弱电系统的信息共享和集中统一管理，整个集成系统按实际工作要求设置多个用户操作管理中心，如保安监控中心，主要设备有数据采集服务器、系统服务器、闭路监视器、火灾自动报警及消防联动控制器、设备运行自动化管理系统主机等，智能建筑消防控制室往往与BA、SA系统合用控制室。采取合用控制室设计，有利于集中统一地进行监控和管理，即可节省大量人力，又可提高管理水平。在智能建筑中，消防控制室的设计除了应当满足《报警规范》的有关要求外，如采用合用控制室，具有以下功能：可以访问系统中每个监控点；可以完成报警和报警处理；可以监视网上所有设备运行状态；按设定的程序完成联动控制功能；报警事件分析及处理纪录；火警建筑物图形显示操作或火灾现场的图像监控。1、报警区域的划分报警区域应按照智能建筑的保护等级、耐火等级，合理正确地划分。《报警规范》规定：报警区域应根据防火分区或楼层划分也就是说在报警区域的划分中，既可将一个防火分区划分为一个报警区域，也可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域，但这种情况下，不得跨越楼层。2、确定火灾报警控制器的容量火灾报警控制器容量和每一总线回路所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的地址编码总数，宜留有一定余量。这就是说，在设计火灾自动报警系统时，—49―应用与实践所选用的火灾报警控制器的额定容量，即其可以接收和显示的探测部位地址编码总数应大于系统保护对象实际需要的探测部位地址编码总数。并且，火灾报警控制器每一总线回路所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的编码总数的额定值，应大于该总线回路中实际需要的地址编码总数。该余量可根据工程规模大小和重要程度确定，一般可按火灾报警控制器额定容量或总线回路地址编码总数额定值的80%〜85%来选择。即：KQ小。式中，N为设计时统计火灾探测器数量或探测器编码底座和控制模块或信号模块等的地址编码数量总和；K为容量备用系数，一般取0.8〜0.85;Q为实际选用火灾报警控制器额定容量或地址编码总数量。三、消防联动控制系统的研究消防联动控制设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接到火警信息后应能够自动或手动启动相应的消防联动设备，并对各设备运行状态进行监控。1、智能建筑消防联动控制设备智能建筑消防控制设备应具备下列部分或全部控制装置。(1)火灾报警控制器：接收、显示和传输火灾报警、故障信号，并能对自动消防设备发出控制信号；(2)火灾警报装置与应急广播的控制装置：火灾发生时按照人员所在位置距火场的远近依顺序发出警报，组织人员有秩序地进行疏散；(3)非消防电源控制装置：消防控制室在确认火灾后，能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和安全疏散指示灯；(4)电梯回降控制装置：消防控制室确认火灾后，能控制电梯全部停于首层，并接收其反馈信号；(5)室内消火栓系统控制装置。确认火灾后实施灭火；(6)自动灭火系统控制装置。确认火灾后实施灭火；(7)常开防火门、防火卷帘的控制装置。火灾时实施防火分隔，防止火灾蔓延;(8)防烟、排烟系统和空调通风系统控制装置。防止烟气蔓延，提供救生保障。2、消防联动控制设计要求(1)当消防联动设备的编码控制模块和火灾探测器一50一200812底座的控制信号和火警信号在同一总线回路上传输时，其传输总线应按消防控制线路要求敷设，而不应按报警信号传输线路要求敷设；(2)消防水泵、防烟和排烟风机属重要消防设备，其动作的可靠性直接关系到灭火工作的成败。当采用总线编码控制时，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。即建立通过硬件电路直接启动的控制操作线路；(3)设置在消防控制室外的消防联动控制设备的动作状态信号，均应在消防控制室显示，以便实行系统的集中控制管理。四、某大楼火灾自动报警及消防联动控制系统设计1、建筑概况某大楼地下2层,地上22层，高79.4m,总建筑面积为25600,属一类建筑，按一级耐火等级设计，地下1层局部为消防控制中心和程控电话交换站，6层为计算机中心，16层为设备层，22层为水箱间、微波机房和演播室(小型)，其余各层均为业务办公用房。2、报警区域和探测区域的划分根据火灾自动报警系统设计规范，一个房间的每个开问或每个有吊顶（吊于梁下）的房间，每个楼梯间、消防电梯前室、走道、管道井、电缆竖井均划分为一个探测区域，报警区域按建筑防火分区，即每层（面积约小于500）为一防火分区。3、系统设计火灾自动报警系统采用控制中心报警系统。因该工程属一级耐火等级，不仅需要区域集中报警控制器，而且需要必要的消防联动控制设备，根据规范，并满足上述要求的仅为控制中心报警系统。此大楼层数较多，属于办公大楼，加之各楼层夜晚无人值班，为了减少消防控制中心与火灾监视区域之间的管理层次，减少人员和空间的浪费，降低造价，所以选用了营口报警设备总厂的JX—1火灾报警区域显示器与JB-QB-508火灾报警控制器，配合组成大集中形式的火灾报警系统。4、火灾自动报警系统，（1）设计布置在消防控制中心（1层）设置火灾报警控制器JB-QB-508,各楼层分别设置一台火灾报警区域显示器JX-200812,每一层为一个报警区域，每层JX—1尽可能装在一条垂线上。办公用房选用光电感烟火灾探测器JTY—GD（SDN）,设置卤代烧灭火装置的场合加装适量的电子定温火灾探测器JTY-Z-2,大面积房间按探测器保护面积装设探测器。另外，根据规范规定还设置了手动报警按钮，在每层靠近楼梯和电梯的走廊侧面墙上分别设3个手动报警按钮，这三处皆为方便报警适宜位置，且满足一层内任何部位距手动报警按钮的步行距离不应超过30m0（2）报警方式1）探测器自动报警当某处发生火情，则该处探测器动作，通过信号线使所在区域的区域显示器JX—1和火灾报警器JB-QB-508发出声光报警信号，并显示其报警部位。）手动报警人员发现火情后，用手动报警按钮向显示器和火灾报警器发出火警信号。）水流指示器报警水喷淋头到一定温度时会自动喷洒，水流批示器动作，并反馈给火灾报警器动作信号。4）发生火情时，人员可打破消火栓按钮的玻璃，使按钮弹出，从而给消防控制室的火灾报警器发出信号。消防控制室值班人员接到报警信号后通过CRT显示屏，并经确认后，通过装在火灾报警器的火警电话XH-30向消防部门报告火情。5、消防联动控制系统采用集中联动系统，主要由如下几个方面构成。1）消火栓按钮、水流指示器、水压力开关发生火情时，信号通过联动控制器JL127-2传到裙房地下一层水泵房内变频调速供水设备控制柜，使生活水压变成消防水压，实现消防控制。消防控制室通过手动控制线直接启停消防水泵。2）防火卷帘门控制系统在各层（地下2层、12层、22层除外）的电梯前室设置防火卷帘门，由相应部门的烟感、温感的火警信号送到消防控制室的防火卷帘控制装置，该装置发出指令可自动控制各防火卷帘门的两阶段关闭动作；同时在消防控制中心也可直接远程手动控制防火卷帘门的开降动应用与实践作并监视其工作状态。3）消防电梯、客梯控制系统，当消防控制室接到火警信号后，消防综合控制柜通过设于电梯机房的电梯强切控制箱分别驱动各电梯控制柜，使3个普通电梯和1个消防电梯强停于1层。同时消防人员也可按动1层消防电梯门侧的回零开关，迫使消防电梯停于1层。4）通风、防排烟控制系统。火灾发生后产生大量烟气，给人员安全疏散造成很大的困难，甚至威胁到人们的生命安全，因此防排烟设施是非常重要的。根据暖通专业的要求，应按规定的闭锁关系开启排烟阀、送风口并起动排烟机、送风机。消防控制室通过手动控制线直接启停排烟机。5）空调机制系统，火情发生后，为了防止火情的蔓延，通过JB-LGZ-YBZ2032火灾报警联动控制器强停各空调机。6、紧急疏散系统（1）火灾紧急广播系统火灾发生后为了便于组织人员的安全疏散和通知有关救灾的事项，需要设置火灾紧急广播系统，火灾紧急广播的扩音机设在消防控制室，每层走廊设置3个3W扬声器（以满足每层的任何部分到最近一个扬声器的水平距离不大于25m）。（2）火警对讲电话系统火警对讲电话系统与普通电话系统分开，火警对讲电话设置在各楼层扩展显示器处，均引至消防控制室控制盘中的火警电话XH—30,构成火警电话网。（3）火灾事故照明和疏散诱导照明发生火灾时，电线可能被烧断，同时为防止事故扩大，必须人为切断非消防电源，因此，为保证人员安全疏散和重要房间继续正常工作，设计了事故照明和疏散诱导照明，每层走廊、楼梯间、消防前室、地下1层配电室、1层消防控制室、程控电话交换站、6层计算机房、22层微波机房及重要的办公室照明均设计为事故照明，以两路独立的电源供电，即一般照明和事故照明混用的工作方式，在走廊、楼梯间及各出入口处分别设置疏散指示灯、楼层显示灯、安全出口灯，走廊疏散指示灯每隔14m左右设一个，楼梯间的指示灯分设在楼梯间两侧，出入口标志灯采用绿色，安装在门口上方。（下转第28页）一51一产品设计与实现200812五、结论该系统在安徽广播学院电视台播出机房使用，能对播出机房环境，主、备机及播出信号幅度监测。能在远端通过互联网对播出矩阵进行控制，并能在主、备机都出现故障时自动切换到彩条信号。【参考资料】[1]《C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用》潘琢金施国君2002年5月«PIC单片机原理与接口技术》陈国先主编电子工业出版社2004年11月[3]《Java网络高级编程》金勇华曲俊生等编著人民邮电出版社2001年4月[4]《嵌入式系统技术与应用》许海燕付炎机械工业出版社2002[5]《嵌入式系统中基于Web的远程监控设计与实现》汤碧玉，曾楠，郑灵翔等，厦门大学学报（自6W芍;2《•'・〃勺3口安徽广播影视取业技术学院实初中芯电视台实徐室牍合修制*WWH基于嵌入式Web的机房设备环境监控系统登录界面与监控界面（上接第51页）编著北京航空航天大学出版社然科学版），vol.43（5）,2004.97、关闭风道阀门，切断风机电源排烟机有相应的管道与室外大气相通，亦有多数风道伸出楼顶，因此一旦发生火灾，它们将象一座座烟囱助长火势，所以必须采取措施，暖通专业在设风机的房间的排烟管道上均设有低熔点金属熔断器的防火阀，这些阀门平时开启，当某处出现火情周围温度升高时，低熔点金属熔化，阀门挡板靠自重落下，将风道关闭，当阀门闭合时，限位开关动作，将其申入各自控制回路中的常闭接点打开，相应风机失电停止运行。8、消防通讯集中报警器上的火警电话交换总机与各楼层扩展显示器上的分机相通，且火警电话总机与市消防大队相通，交换机带自动录音装置且线路加入录音标志，另外消防控制室与消防电梯之间可直接通话。五、结束语智能建筑中FAS的智能化设计，是现代电子工程和计算机技术在防火领域应用的产物。随着社会的不断发展，将越来越显示出FAS在智能建筑中的重要地位。本文属于探索性研究，系统在实际工程当中受制于信息技术、消防器材制造技术等诸多因素限制，但随着时代科技进步，智能消防系统会逐渐完善，在智能建筑领域放出璀璨的光芒。【参考文献】[1]谭炳华.火灾自动报警及消防联动系统[