李 钢
南宁市建设工程消防服务中心，广西 南宁 530022）
【摘要】以某大型商业建筑为例，对其现有火灾自动报警系统进行分析，提出设计优化建议
【关键词】大型商业建筑;火灾自动报警系统;设计优化
1.大型商业建筑火灾自动报警系统设计思路
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1.1设计依据
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013、《民用建筑电气设计规范》JCJ16-2008、《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018版）、《消防控制室通用技术要求》GB25506-2010。
1.2系统结构
国标GB50116-2013[1]规定了火灾自动报警系统的3种形式。对于需集中管理、规模较大的商业建筑群而言，消防控制中心系统联动更为可靠。消防报警系统宜集中控制、分室设置，一可避免线路过长信号衰减引起漏报、二可分散系统风险，A控制室着火可在B控制室指挥控制灾情。实际设计中，大型商业建筑群大量采用了1主控中心+n分控中心形态，经联网完成建筑群整体的联动控制。此时，各消控室均设报警控制器对其保护区域进行管辖，且均可查询各栋建筑所有消防设备状态及信号；主控中心可联动控制建筑群所有消防报警设备及监视所有状态及信号，并可手动直接控制所有消防水泵及防排烟风机，拥有最高优先级。
1.3总线设计
优先考虑树形结构总线回路。火灾报警控制器所连接设备总数不超过3200点、总线回路连接设备总数不超过200点、消防联动控制器地址总数或火灾报警控制器（联动型）所控制的模块总数不超过1600点、联动总线回路连接设备总数不超过100点，且均需预留不少于额定容量10%的余量；火灾报警控制器系统总线设置短路隔离模块，模块保护设备总数不超过32点；总线穿越防火分区时，应在穿越处设置短路隔离器。[1]
1.4火灾自动报警系统设计
1.4.1运行原理
当探测器、手报按钮、消火栓按钮等现场设备将火警信息通过二总线传输至火灾自动报警控制器,系统确认报警后,向楼层相关部位发出火警声光报警，同时强制启动公共广播；消控中心主机自动显示报警楼层平面及报警点位置；在消控室手动或自动联动相应的消防设备。（图1）
1.4.2消防控制室设计
设置火灾报警控制器、图形显示系统、消防联动控制器、手动控制盘、应急广播、总线消防电话总机、电气火灾监控、消防电源监控。
1.4.3监控系统设计
①火灾自动报警系统②消火栓系统③自动喷淋泵系统④防排烟及通风系统⑤电梯迫降系统⑥火灾警报和消防应急广播系统⑦消防专用电话系统⑧事故照明及疏散指示照明系统⑨非消防电源切除监控系统⑩电气火灾监控系统?消防电源监控系统?消防水位监视系统?防火门及防火卷帘、挡烟垂壁控制系统?气体灭火系统?消防水炮控制系统?可燃气体探测报警系统。
1.4.4联动控制逻辑设计
系统逻缉控制功能表、各编址单元编号需设备厂家按设计说明、报警/联动/监控系统图、规范、各专业控制要求及现场调试情况编写。
⑴火灾自动报警系统: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，能联动和手动控制消防水泵、排烟风机等重要设备⑵消火栓泵系统启泵信号为消火栓出水干管低压压力开关/高位消防水箱出水管流量开关/报警阀压力开关信号⑶自动喷淋泵系统启泵信号为湿式报警阀压力开关动作信号⑷防排烟系统①送风口开启和加压送风机启动触发信号为加压 送风口所在防火分区内两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号,并由消防联动控制器联动开启相关层需加压送风场所加压送风口和加压送风机②排烟口、排烟窗、排烟阀开启触发信号为同一防烟分区内两只独立的火灾探测器的报警信号,并由消防联动控制器联动开启,同时停止该防烟分区的空调系统③排烟风机启动触发信号为排烟口、排烟窗或排烟阀开启的动作信号,并由消防联动控制器联动启动。④火灾确认15s内联动开启防火分区着火层楼梯间和着火层及上下层前室送风口及加压送风机，联动开启防烟分区全部排烟阀、排烟口、排烟风机和补风设施,30s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统，60s内挡烟垂壁及有温控功能的自动排烟窗开启到位。⑸电梯迫降系统:消防联动控制器强制所有电梯停于首层或转换层，电梯运行状态传送给消防控制室显示,轿厢内设直连消控室专用电话⑹火灾警报和应急广播系统:确认火灾后,同时向全楼进行广播，消控室可显示、选择、启停、监听应急广播⑺消防电话系统:消防水泵房、变配电房、值班室及重要设备机房装设消防专用电话分机，消防专用电话网络为独立通信系统⑻事故照明及疏散指示照明系统:当确认火灾后,由报警区域顺序启动全楼疏散通道消 防应急照明和疏散指示系统,启动时间不大于5s⑼非消电源切除：确认火灾后所有带分励脱扣路器的低压回路均通过控制模块强制切断,同时切断非消防电源,并接通警报装置及火灾应急照明灯和安全疏散指示灯⑽电气火灾监控系统：配电箱电源进线处设置漏电报警器和消防电源监控探测器,消控室内设报警主机与报警器通过漏电报警总线连接⑾消防电源监控系统:消控室监控主机通过总线连接电压监控模块，对应急照明电源、消防风机、消防水泵、消防电梯主备电源欠过压进行报警⑿防火门及防火卷帘联动控制：地下车库行车道上的防火卷帘按疏散通道上的防火卷帘设计，当防火分区内任两只独立感烟探测器动作时防火卷帘下降至距楼板面1.8m处，任一只专用感温火灾探测器动作时防火卷帘下降到楼板面；在卷帘任一侧距卷帘纵深0.5m～5m内设置不少于2只专用感温火灾探测器，防火卷帘两侧设置手动控制按钮可手动控制防火卷帘的升降。[5]
1.5疑难讨论：①当联动设备的编码控制模块和探测器的控制信号及火警信号在同一回路传输时, 其传输总线应按控制线路要求敷设,而不应按信号线路敷设②二防火分区共用的消防设备,当一区起火,相关消防设备由另一区消防控制中心监控时,监控起火区的火灾报警控制器应向另一区的火灾报警控制器发出报警信号,联动控制相关的消防设备。
可见，火灾自动报警系统复杂，节点众多，受运行环境影响较大。其中，大型商业建筑的火灾危险性和疏散难度对火灾自动报警系统的准确高效运行提出了非常高的要求。
2.大型商业空间火灾自动报警系统难点分析和前沿技术
安全疏散是火灾自动报警系统的重要目标。大型商业空间大多达到10万m2以上，防火分区达到4000m2，人员密集，空间布局错综复杂，安全出口隐蔽，在火灾烟气影响下，室内可见度极低，路径辨认困难，事故滞留时间延长，逃生难度很大。可见，人员疏散效率是火灾自动报警系统应用的难点。目前，可应用于该领域的前沿技术有：①依托室内高精度地图和定位技术，研发大型室内空间应急疏散导航系统，与控制中心建筑地图和消防设施分布图联动，引导被困者自主完成定位、疏散路线规划及时完成疏散。[3]②基于智慧建筑技术与机器人、智能消防员装备与机器人、智能灭火仪器与设备、无人机、智能传感器”的智慧消防技术。[4]
3.大型商业空间火灾自动报警系统优化思路
大型商业空间由各区域消防系统组成总体安全体系，基于同步联动的原则，其火灾自动报警系统整体运行效率往往取决于设计标准较低的区域或系统。为此，在规范架构下，充分运用先进技术和现有建筑有利条件，实现现有系统的完善和提升。
4.实例分析
某大型商业建筑群位于商务区中心，建成年代较早，地块用途包括住宅、商业金融。其中商业金融用地有A、B两栋甲级写字楼，设计功能包括办公、商业及共用地下车库。1~6层为商用，7~30层为办公，地下共3层，建筑面积19万平米，为一类高层建筑，耐火等级为一级。项目分期规划、设计、施工，A楼及地下室先于B楼2年建成投入使用。
⑴系统缺陷分析：①本项目现有火灾自动报警系统根据1998版早期规范标准设计，安全等级低于目前规范的强制性要求②由于项目分期设计，先后投用，消防系统相互独立，整体报警联动功能缺失。
⑵制定优化方案如下：
A.根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的强制性要求如下设计：①该项目A、B主楼分期建设，与地下室连通，有两个独立的消防控制室，通信方式为总线制系统。现确定A楼消控室为主控制中心，负责整个项目共用的消防水泵、防排烟风机、防火卷帘门、消防电源切换、电梯迫降等重要系统联动控制；负责整个建筑群的直接消防管控。B楼消控室为分控制室，负责各区域消防报警与广播系统和其他部分的控制，B楼、商业裙楼及地下室所有受控设备接口参数及反馈信号与A楼主控中心联动控制器接口匹配②配备主、分控室图形显示端，确保主控制室可显示全部保护区域所有火灾报警信号和控制状态，确保分控制 室可显示所有设备状态信息，且不干扰主控制室③主、分控中心接通与城市应急救援指挥中心的联网端口、增设独立通信网络的119外线报警电话④根据重新设计的系统图，对于连接设备超过3200点的火灾报警控制器相应增加报警主机；对于连接设备超过200点的回路相应增加总线回路⑤控制系统增加电气火灾监控设备，设置电气监控探测器、线型感温火灾探测器、测温式电气火灾探测器⑥设置总线短路隔离器，每只总线短路隔离器保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块设备总数不超过32点，在总线穿越防火分区处设置总线短路隔离器⑦在主消控室设漏电火灾报警主机，各变电所设置区域报警控制器，信号监测点设于变电所低压出线回路（干线）、楼层配电箱进线处，漏电检测动作电流值不大于500mA。⑧消火栓泵不再采用消火栓按钮直接启动⑨将火灾报警器的安装高度调整至2.2m以上⑩跨越避难层设置独立的火灾报警控制器?火灾自动报警及消防联动控制系统、设备监控系统的交流供电干线和分支干线采用矿物绝缘不燃性铜芯耐火电力电缆，其他用低烟无卤阻燃型电缆?消防控制室配置竣工图、分系统控制逻辑关系图、设备使用说明书、系统操作规程、应急预案值班制度、维护保养制度及值班记录等文件资料。
B.根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013中的一般性要求如下设计：
?主、分控室信息传输通过先进的消防云系统实现，采用软件自适应编址，通过标准通信协议接口，将无线通信模块和探测器统一连接至控制中心消防云系统；云系统通过电子地图串联终端，在图形显示端集中显示、控制、传输各区域报警动作、监测状态及实时位置?在火灾探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、水流指示器、压力开关和防火阀增设信号输入模块，在各类需要联动的消防设备设置控制模块?在制冷机房设置氧气探测器?在人员密集的商业区域设置视觉连续性疏散导流图示和智能化导流灯具。
C按照消防部门审查通过的最终方案完成项目设计优化。
5.结束语
综上，随着大型商业建筑使用功能的不断提升，火灾危险性和疏散难度不断加大，对现有火灾自动报警系统产生越来越高的需求。随着网络信息技术、无线通信技术、人工智能技术、新型探测技术，新型材料技术在建筑消防领域的长足拓展，现有消防系统优化提升之路前景无限。
【参考文献】
[1]火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013
[2]叶小冬.智能建筑火灾自动报警与消防联动系统设计研究[J].建筑与预算,2021,1:47-49.
[3]徐 放 吴小川.基于ＢＬＥ的复杂建筑应急疏散导航系统研究与设计实现[J].2019中国消防协会科学技术年会论文集,2019,2:37-39.
[4]刘筱璐 王文青.美国智慧消防发展现状概述[J].2017科技通报,2017,5:232-235.
[5]韩 斌.商业综合体火灾自动报警设计要点[J].房地产导刊,2015,7:437-437.