摘要: 通過在工程實踐中的一些問題，依據(jù)國家規(guī)范，提出了設(shè)計中應(yīng)該注意的事項；對于因?qū)υO(shè)計規(guī)范理解不深或?qū)Ξa(chǎn)品特點不甚了解而產(chǎn)生的設(shè)計不足，提出了改進的方法。 關(guān)鍵詞: 防護區(qū)； 聯(lián)動； 供電半徑； 接觸電阻； 電平信號； 脈沖信號 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是建筑工程消防設(shè)施的重要組成部分，其主要作用是對火災(zāi)進行早期報警，同時具有對消防設(shè)備進行控制、引導(dǎo)人員疏散、傳遞滅火活動信息等功能?，F(xiàn)就火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計中常見的幾個問題探討如下。 1 氣體滅火設(shè)計 GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第條規(guī)定：“消防控制設(shè)備對管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)有下列控制、顯示功能: (1) 顯示系統(tǒng)的手動、自動工作狀態(tài)； (2) 在報警、噴射各階段，控制室應(yīng)有相應(yīng)的聲、光警報信號，并能手動切除聲響信號； (3) 在延時階段，應(yīng)自動關(guān)閉防火門、窗，停止通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，關(guān)閉有關(guān)部位防火閥； (4) 顯示氣體滅火系統(tǒng)防護區(qū)的報警、噴放及防火門(簾) 、通風(fēng)空調(diào)等設(shè)備的狀態(tài)?！? 從該條中我們可以看出，對于氣體滅火系統(tǒng)的控制，主要是對設(shè)防區(qū)相關(guān)輔助設(shè)施的控制，而對于氣體滅火系統(tǒng)(或裝置) 的啟動控制，沒有明確規(guī)定。氣體滅火有兩個基本特點:其一，設(shè)置場所特別重要；其二，滅火成本很高，且部分滅火劑在滅火過程中對人體尚有一定的毒性。因此，對于氣體滅火的啟動，不主張遠距離手動或自動控制，而提倡現(xiàn)場手動操作。在GB5016321992《鹵代烷1301 滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和GBJ11021987《鹵代烷1211 滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中，第條提出了“自動控制應(yīng)在接到兩個系統(tǒng)的火災(zāi)信號后才能啟動”的規(guī)定，在此規(guī)定的是“才能啟動”，而非必需啟動。也就是說，報警控制器接到兩個獨立系統(tǒng)的火災(zāi)信號，只是啟動氣體滅火系統(tǒng)的必要條件，而非充分條件。在具體的工程實踐中，消防主管部門對于氣體滅火工程的設(shè)計審核意見書中，也有“氣體滅火系統(tǒng)各防護區(qū)滅火控制系統(tǒng)的動作信息，應(yīng)傳至系統(tǒng)消防控制中心”的審核意見。因此，對于氣體滅火系統(tǒng)或裝置的控制，應(yīng)引起設(shè)計人員的重視。 在工程設(shè)計中，常常出現(xiàn)兩種錯誤。其一、采用多線制遠距離啟動氣體滅火系統(tǒng)。在河南省某重點工程中，設(shè)計院從安裝于設(shè)防區(qū)內(nèi)的氣體滅火控制盤中，用導(dǎo)線把啟動和停止按鈕引至控制室。這種做法既缺乏規(guī)范依據(jù)，又表明設(shè)計人員對所選用的產(chǎn)品性能不了解。氣體滅火控制盤的啟動按鈕，是級的啟動操作，其操作結(jié)果是無延時立即噴灑。更重要的是，這種做法存在重大安全隱患，一旦控制線路出現(xiàn)短路故障，便會導(dǎo)致氣體噴灑，后果極其嚴(yán)重。導(dǎo)致產(chǎn)生這種錯誤設(shè)計思想的根本原因，就是對上述規(guī)范理解不深。從規(guī)范立意來看，對于氣體滅火系統(tǒng)的控制，安全是第一位的，提倡現(xiàn)場確認火災(zāi)，根據(jù)現(xiàn)場火情判斷，現(xiàn)場操作控制。其二、滅火控制盤設(shè)于防護區(qū)內(nèi)。這種做法比較常見，在GB 5016321992《鹵代烷1301 滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和GBJ 11021987《鹵代烷1211 滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中第條同時規(guī)定:“手動控制裝置應(yīng)設(shè)在防護區(qū)外便于操作的地方”。滅火控制盤是最重要的手動控制裝置，把它設(shè)于防護區(qū)內(nèi)，違反了上述規(guī)范的規(guī)定。為了避免上述第一種錯誤的發(fā)生，設(shè)計人員應(yīng)該在設(shè)計說明中對氣體聯(lián)動關(guān)系予以明確，這樣，施工單位在編程調(diào)試時就不會編入自動程序或設(shè)置遠距離操作手動鍵。 2 導(dǎo)線選型及線路敷設(shè)問題 2. 1 導(dǎo)線選型 2. 1. 1 導(dǎo)線型號 對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的信號傳輸線路及聯(lián)動控制線路的導(dǎo)線，在許多設(shè)計中選用耐火導(dǎo)線或電纜，我們認為這種選型既缺乏規(guī)范依據(jù)，又增加了工程造價。GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中，對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的導(dǎo)線做出規(guī)定，歸納如下: ①導(dǎo)線應(yīng)為銅芯電線或電纜； ②系統(tǒng)傳輸線路和50 V 以下供電控制線路的絕緣電壓不低于AC250 V ；采用220 V/ 380 V 供電的控制線路的絕緣電壓不低于AC500 V ； ③系統(tǒng)傳輸線路的“ + ”極應(yīng)選用紅色導(dǎo)線，“ - ”極應(yīng)選用藍色導(dǎo)線；同一工程中相同用途導(dǎo)線的顏色應(yīng)一致。該規(guī)范是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計的基本規(guī)范，即最低要求規(guī)范，許多行業(yè)規(guī)范對此有一些更詳細、更嚴(yán)格的規(guī)定。J GJ / T 1621992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》在導(dǎo)線選擇及線路敷設(shè)一節(jié)中規(guī)定，超高層建筑內(nèi)的電力、照明、自控線路應(yīng)采用阻燃型電線和電纜；重要消防設(shè)備的供電回路，宜采用耐火型電纜。對于一類高層建筑，對應(yīng)上述項目的導(dǎo)線選型的用詞，分別改為“宜”和“有條件時可采用耐火電纜”。而對于二類高層和低層建筑內(nèi)的消防用電設(shè)備，宜采用阻燃型電線和電纜。 從上述規(guī)范的規(guī)定中我們清楚地看出，對于超高層建筑內(nèi)的重要消防設(shè)備(消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機等設(shè)備) 的供電回路，才做出了宜采用耐火型電纜的規(guī)定。因此，對于包括超高層建筑在內(nèi)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的導(dǎo)線，只要選用阻燃型導(dǎo)線或電纜即可滿足規(guī)范規(guī)定。在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，設(shè)計人員為了自身設(shè)計的安全性或者對規(guī)范把握不準(zhǔn)而人為提高標(biāo)準(zhǔn)的做法，是以犧牲經(jīng)濟指標(biāo)為代價的一種行為，而設(shè)計文件的經(jīng)濟指標(biāo)，也是設(shè)計工程中應(yīng)當(dāng)遵循的一項準(zhǔn)則。因此，這種人為提高配線標(biāo)準(zhǔn)的做法不應(yīng)提倡。 2. 1. 2 導(dǎo)線規(guī)格 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的信號傳輸導(dǎo)線，主要是信息傳遞的通道，能量傳輸?shù)淖饔蒙源?，單就載流量而論，選用 mm2 的銅芯導(dǎo)線足矣，因為國產(chǎn)報警系統(tǒng)回路的工作電流不超過1 A (進口系統(tǒng)報警回路的工作電流更小) ，而回路設(shè)備的工作電壓范圍又很寬，通常在16～30 V 之間，在多數(shù)系統(tǒng)規(guī)定的回路導(dǎo)線長度范圍內(nèi)(通常為1 200～1 500 m) mm2 及以下的銅線均能滿足要求，而且多數(shù)產(chǎn)品制造商在其設(shè)計手冊中也都有回路設(shè)備接線端子的連接導(dǎo)線的截面積≤ mm2 的規(guī)定。但是導(dǎo)線截面的下限，必須按GB 5011621998 的規(guī)定，滿足敷設(shè)時機械強度的要求。對于聯(lián)動控制的外控電源線，應(yīng)根據(jù)負載情況進行必要的計算。聯(lián)動控制系統(tǒng)的電源電壓多數(shù)為DC24 V ，由于其工作電壓低，因此回路電壓降是供電的主要矛盾。通常情況下，聯(lián)動電源的負載主要是直流繼電器、電磁閥(如雨淋閥的驅(qū)動電磁閥、防排煙風(fēng)閥的脫扣電磁閥、預(yù)作用系統(tǒng)的排氣電磁閥等) 、警報裝置及區(qū)域顯示器等器件。其中，電磁閥的工作電流較大，通常1～115 A 左右，而其端電壓的要求多數(shù)為≥85 %Ue ，即電壓降為15%，此時回路的阻值為: R = 24 ×0. 15/ 1. 5 = 2. 4 Ω ， 直流供電半徑r = RS/ (2ρ) 式中: r ———直流供電半徑，m； R ———回路導(dǎo)線的總電阻，Ω； S ———導(dǎo)線的截面積，mm2 ； ρ———導(dǎo)線電阻率，mm2·Ω/ m。 如果電源線采用 的銅芯導(dǎo)線，在不計導(dǎo)線連接接觸電阻的條件下，供電半徑為:rmax = ×(2 ×0. 01724) ≈ 104 m 實際上，由于施工質(zhì)量的原因，實際工程中的導(dǎo)線接觸電阻是不可以忽略不計的。因此，在建筑面積萬m2 及以上的工程中， 聯(lián)動電源采用單回路 mm2的銅芯導(dǎo)線供電時，系統(tǒng)最遠點的閥類設(shè)備的動作是不可靠的，這就是為什么在消防檢測或驗收過程中，經(jīng)常出現(xiàn)防排煙閥動作不正常的重要原因。 根據(jù)上述分析，建議在設(shè)計較大工程的聯(lián)動電源時，可采取下列措施: ①豎井內(nèi)的干線選用 及以上截面的銅芯導(dǎo)線； ②層用電源線選用1. 5 mm2 截面的銅芯導(dǎo)線，但應(yīng)環(huán)形布線或采用215 mm2 截面的銅芯導(dǎo)線(要符合產(chǎn)品設(shè)計手冊對連接導(dǎo)線截面的要求) ； ③特殊情況下，可以雙向供電，在系統(tǒng)的最遠處，增加一套直流供電裝置。 2. 2 導(dǎo)線的布線方式 目前，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的布線方式大體可分為兩種方式，一種為水平布線方式，另一種為垂直布線方式。 水平布線方式:所有回路干線、聯(lián)動電源干線等均在弱電井內(nèi)垂直敷設(shè)，而在平層內(nèi)所有線路均不穿越本層，且所有導(dǎo)線均匯接于本層的接線箱內(nèi)。此種布線方式完全符合GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和GB 506621995《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》中的規(guī)定，同時也符合J GJ / T 1621992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定。這種布線方式具有布線清晰明了、運行維修方使的特點，應(yīng)該廣泛被采用。 垂直布線方式:除了在弱電豎井有垂直敷設(shè)的導(dǎo)線外，在平層中也有穿越本層的導(dǎo)線，通常情況下，這種布線方式的設(shè)計者，把各層豎向安裝位置相同的聯(lián)動模塊的回路線和電源線垂直敷設(shè)，其理由是: ①提高系統(tǒng)的安全性從GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中第 條和第 條可以看出，聯(lián)動控制的導(dǎo)線敷設(shè)比信號傳輸線路的敷設(shè)要求高，因此應(yīng)該把模塊回路單獨布線。 ②節(jié)省導(dǎo)線，可降低工程造價。 實際上，上述兩種理由都是不充分的，存在概念不清的問題。 首先，GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》是各種火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)范，它不僅適用于控制中心報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)，也適用于區(qū)域報警系統(tǒng)。就火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的產(chǎn)品特點而言，有報警、聯(lián)動分離系統(tǒng)，又有報警、聯(lián)動一體化系統(tǒng)，因此對于區(qū)域報警系統(tǒng)和報警、聯(lián)動分離系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)，其導(dǎo)線的敷設(shè)方式可以按GB 5011621998《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中的第 條的規(guī)定，采用比聯(lián)動控制系統(tǒng)導(dǎo)線敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低的標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)導(dǎo)線。但對于報警、聯(lián)動一體化系統(tǒng)而言，回路總線中不僅傳輸報警信息，而且傳輸控制命令信息；就控制器的硬件而言，我們無法把報警功能和聯(lián)動功能分開，那種通過把聯(lián)動模塊與報警器件分回路、分卡布線，試圖提高系統(tǒng)可靠性的做法，也是一種誤解。按照公安部網(wǎng)站上公布的火災(zāi)處理程序規(guī)定，值班人員在確認火災(zāi)后，應(yīng)將火災(zāi)報警控制器置于自動狀態(tài)，使系統(tǒng)聯(lián)動。而聯(lián)動控制的條件就是報警信息，請問，報警系統(tǒng)工作不可靠，聯(lián)動控制的依據(jù)是什么? 由此可見，對于報警聯(lián)動一體化系統(tǒng)，所有的導(dǎo)線均應(yīng)按照聯(lián)動控制的標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)。 其次，為了限制系統(tǒng)的故障范圍，每層或每個防火分區(qū)至少應(yīng)設(shè)置一個短路隔離器。如果模塊采用垂直布線，隔離模塊如何設(shè)置? 如果每一個豎向布線回路均設(shè)置一個短路隔離器，其結(jié)果是一旦隔離器動作，將會使該工程的某項聯(lián)動功能全部失靈，后果更為嚴(yán)重。而在水平布線時，即使本層的短路隔離器動作，在火災(zāi)確認后，需要聯(lián)動的相關(guān)部位設(shè)備，如切斷非消防電源、接通應(yīng)急廣播、打開相鄰樓層的正壓送風(fēng)閥等仍然可以聯(lián)動。 垂直布線確實可以節(jié)省一部分聯(lián)動電源線，但是增加了一趟垂直敷設(shè)的保護管，綜合計算，經(jīng)濟效果不明顯，況且該種布線方式給維護帶來了較大的不便。 由此可見，垂直布線對于提高系統(tǒng)的安全性無任何益處，同時經(jīng)濟效果也不明顯，因此這種布線方式不宜提倡。 3 穩(wěn)壓泵的控制 消防系統(tǒng)中的穩(wěn)壓裝置，是維持自動噴水滅火系統(tǒng)及消火栓供水系統(tǒng)最不利點處最低工作壓力的裝置。通常情況下，電氣工程設(shè)計中已設(shè)計了低壓自動起泵、高壓自動停泵的功能，其控制與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)無關(guān)。與噴淋泵和消火栓泵不同的是，穩(wěn)壓泵在非火災(zāi)狀態(tài)下也會時常自動起泵和停止，因此，其運行狀態(tài)沒有監(jiān)視的必要性。但是其發(fā)生故障的直接結(jié)果，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)則必須予以監(jiān)視。水滅火管網(wǎng)常見的故障形式有以下兩種: 一種是系統(tǒng)管網(wǎng)超高壓。出現(xiàn)這種情況的直接原因就是穩(wěn)壓泵的壓力控制電路出現(xiàn)問題。例如高位壓力開關(guān)或電接點壓力表失靈，控制回路的中間繼電器接點或主回路接觸器主觸頭粘接等故障。此時，穩(wěn)壓泵會不停地運行，如不及時發(fā)現(xiàn)，將會導(dǎo)致設(shè)備損壞或管網(wǎng)超高壓漏水。 另一種是系統(tǒng)管網(wǎng)超低壓。出現(xiàn)這種情況的原因主要有:穩(wěn)壓泵不工作或穩(wěn)壓泵雖然工作，但管網(wǎng)漏水比較嚴(yán)重，致使穩(wěn)壓泵連續(xù)運行仍不能使管網(wǎng)壓力達到設(shè)定值(漏水量還不足以使報警閥組動作) 。管網(wǎng)超低壓運行不符合規(guī)范要求，更應(yīng)該予以關(guān)注。 由于穩(wěn)壓裝置存在上述兩種故障形式，因此設(shè)計時應(yīng)增加對噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置的極限高壓和極限低壓的監(jiān)視。具體實施時，可以在穩(wěn)壓裝置上增加兩塊電接點壓力表，一塊壓力表用于檢測管網(wǎng)極限高壓，其整定值不應(yīng)小于穩(wěn)壓泵的起泵壓力值；一塊用于檢測管網(wǎng)極限低壓，其整定值應(yīng)小于穩(wěn)壓泵的起泵壓力值。但對于噴淋系統(tǒng)，極限低壓整定值不能低于 ；對于消火栓系統(tǒng)，極限低壓整定值不能低于 MPa。極限電接點壓力表的動作通過報警系統(tǒng)的輸入模塊，傳輸?shù)较揽刂剖?，發(fā)出報警信號，以便值班人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。 4 聯(lián)動控制命令的形式 通常情況下，聯(lián)動控制模塊的輸出形式有兩種，一種是持續(xù)電平輸出，即輸出命令信息由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保持；另一種是脈沖輸出，即火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)出的命令，僅僅是一個具有一定寬度的脈沖信號。在工程設(shè)計中，對于這兩種輸出形式必須進行正確選擇。 在聯(lián)動控制的對象中，有些是以DC24V 做為控制手段的或者自身并沒有專用的控制設(shè)備。例如總線制應(yīng)急廣播系統(tǒng)的控制，就是由廣播切換模塊執(zhí)行的。因此在規(guī)范所規(guī)定的必須連續(xù)工作的時間內(nèi)，廣播切換模塊必須一直保持輸出狀態(tài)。還有一些受控對象有專用的控制設(shè)備且控制電壓為AC220 V 或AC380 V。例如消防水泵、防排煙風(fēng)機、應(yīng)急照明裝置及非消防電源切換裝置等。對于這類受控對象，不能采用依靠火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動模塊電平輸出形式來保持控制狀態(tài)，只能采用脈沖輸出，而控制命令的保持由受控對象自身控制設(shè)備來完成。這是因為，對于應(yīng)急照明的控制和非消防電源切換的控制，通常情況下脈沖信號已經(jīng)可以實現(xiàn)控制功能，長時間的電平輸出擴大了系統(tǒng)的帶電范圍，增加了故障的可能性。對于消防水泵和防排煙風(fēng)機而言，在火災(zāi)狀態(tài)下，規(guī)范規(guī)定它們都應(yīng)有足夠的連續(xù)工作時間。例如，噴淋系統(tǒng)連續(xù)工作不應(yīng)小于1h；消火栓系統(tǒng)不應(yīng)小于2h；防排煙風(fēng)機在排煙管道總出口處的氣流溫度未達到280℃前，應(yīng)一直處于工作狀態(tài)。但是，規(guī)范對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在火災(zāi)狀態(tài)下的連續(xù)工作時間沒有提出如此高的要求。J GJ / T 1621992《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第241916條規(guī)定，消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時間為: 火災(zāi)自動報警裝置≥10min；人工報警器≥10min；各種確認、通報手段≥10 min ； 火災(zāi)廣播≥20 min。在這段時間內(nèi)，系統(tǒng)應(yīng)把所有的控制命令發(fā)出，做好人員疏散工作，聯(lián)系所有應(yīng)該堅守崗位的工作人員。由于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)總有一部分在火災(zāi)區(qū)域內(nèi)，因此，20min后系統(tǒng)是否還能正常工作是一個無法確定的事，這種狀態(tài)與火災(zāi)的事實是相符的。 至此我們可以看出，用火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動模塊的輸出信號，來保持消防水泵、防排煙風(fēng)機的控制狀態(tài)是很危險的，在設(shè)計中絕不可再采用。 以上所述，僅是個人在實際工程中遇到的一些問題，依照我們對國家規(guī)范的理解，提出的淺薄建議，定有不當(dāng)之處，懇請賜教。