火灾自动报警系统与消防设备的接口设计摘 要: 本文根据喷淋系统、自动灭火系统、防排烟系统、电梯、防火卷帘等在建筑工程中普遍选用的消防设备,并以广州地铁四号线火灾自动报警系统( 以下简称: FAS) 为例, 介绍 FAS 与消防设备的接口设计, 论述当前FAS 的系统组成和具体设计做法。关键词: FAS; 自动灭火系统; 防排烟系统; 电梯、防火卷帘; 接口 FAS 设计与各种消防设备的选择有着密切的联系, 应根据电气、给排水、暖通空调等相关专业选用的消防设备进行安全适用、技术先进、经济合理的接口设计才能使整个消防系统有效及安全地运行, 并以笔者曾参与的广州地铁四号线 FAS 和各消防系统的设计为例, 简述如下:1 FAS 与喷淋系统的接口 自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置( 水流指示器或压力开关) 等组件, 以及管道、供水设施组成, 并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统分为闭式系统( 包括湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统、预作用系统) 、开式系统( 包括雨淋系统、水幕系统等) 。 根据《 火灾自动报警系统设计规范》( GB50116- 98, 以下简称《 报警规范》) 6.3.3.3 条规定, 消防控制设备对自动喷水灭火系统应“有 显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态”的功能。《 报警规范》5.3.2 条以及《 自动喷水灭火系统设计规范》( GB50084- 2001) 11.0.1 条规定, 湿式报警阀压力开关和接点和消防控制室手动按钮应能直接延时起泵。消防控制室内应设联动盘, 将压力开关的接点线路引至联动盘, 经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵, 并显示信号。FAS 与喷淋系统接口关系见图 1。
2 FAS 与消火栓系统的接口 FAS 与消火栓系统之间的接口与喷淋系统类似, 消火栓系统给 FAS 传送动作信号以及接收 FAS 的控制指令。3 FAS 与自动灭火系统的接口 当前常用的气体灭火系统包括: 氮气、CO2 气体灭火系统、IG541、七氟丙烷惰性气体灭火系统等。根据结构型式又分为有管网型与无管网型。 有管网的气体灭火系统按《 报警规范》6.3.4 条的要求: 在消防联动控制台( 盘) 上显示气体灭火系统的手动、自动工作状态; 在报警、喷射各阶段, 消防控制室应有相应的声、光警报信号, 并能手动切除声响信号; 在延时阶段, 应自动关闭对应的防火门窗, 停止通风空调系统, 关闭有关部位的防火阀; 显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门( 窗) 、通风空调等设备的状态。报警、喷射阶段在消防控制室的声、光警报信号可通过信号模块接入报警总线, 在火灾报警控制器上发出声、光警报信号; 相关防火门、窗等设备的关闭可通过控制模块发出控制信号动作。在火灾报警后经过设备确认或人工确认方可启动气体灭火系统, 为了准确可靠, 应以保护区现场的手动启动为主。消防联动控制台(盘)上只要求显示气体灭火系统的手动和自动工作、故障状态, 不要求在消防控制室控制灭火系统。 FAS 接收自动灭火系统的火灾预报警、报警确认、系统故障、自动释放、手 / 自动转换开关状态等共五组信号。自动灭火系统提供给 FAS 的五组信号触点( DC24V, 1A) 必须为独立不带电、不接地的常开触点, 并且各组触点之间不允许采用共用端子( 即不允许公共正或公共负) 。FAS 与自动灭火系统接口关系见图 2。4 FAS 与防排烟系统的接口 防排烟系统主要由防( 排) 烟防火阀、防( 排) 烟风机、管路、风口等组成。现在防烟防火阀均具有当烟气温度上升到 70℃时强行打开或关闭, 并输出电接点信号的功能。设有消防控制室的工程, 防排烟系统的设计常使用电动防火阀, 按照《 报警规范》6.3.9 条规定, 在电动防火阀处设置控制模块, 火灾报警后开启相应防烟分区( 或防火分区) 内的加压送风口或排烟口的电动防火阀, 关闭有关部位的空调送风系统, 并返回动作信号。防排烟风机的开启, 应将自动联动控制信号经联动控制线传输至联动盘, 同样按照《 报警规范》5.3.2 条的规定, 联动盘上除设自动控制外还应设手动直接控制装置。联动盘与防排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线, 做到在联动盘能自动和手动控制防排烟风机的启、停, 显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。 空调送风系统风管道上的防火阀, 一般都使用当风管处温度达到 70℃时阀门自动关闭, 并带有输出接点。在未设置 FAS的工程中, 可利用该接点去关闭空调送风机; 设有 FAS 的工程,只需用控制模块联动关送风机即可。如送风管道上采用电动防火阀, 则应在火灾报警后, 用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀, 并关空调送风机。 按照《 高层民用建筑设计防火规范》( GB50045- 95, 2001年版) 8.4.11 条和《 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》( GB50067- 97) 8.2.7 条的规定, 高层民用建筑设置机械排烟的地下室和汽车库内无直接通向室外疏散出口的防火分区, 设置机械排烟系统时, 应同时设置送风系统。送风系统的送风机和送风阀, 在火灾时应联动开启, 该送风机电源应该按消防电源要求供电。FAS 与排烟风机接口关系见图 3, FAS 与手动调节防火阀接口关系见图 4。5 FAS 与电梯系统的接口 根据《 报警规范》6.3.1.9 条规定“, 消防控制室在确认火灾后, 应能控制电梯全部停于首层, 并接收其反馈信号。《” 火灾自动报警系统施工及验收规范》( GB50166- 92) 第 4.3.2 条则规定“, 强制消防电梯停于首层试验”对其它电梯不作试验。通过对《 报警规范》的执行, 现在较普遍的观点是, 在确认火灾后控制消防电梯停于首层, 客梯就近平层( 因为电梯井道具有烟囱效应, 客梯不能作为人员疏散使用。当下层发生火灾时, 客梯恰好在失火层的上面层, 如果要使客梯下降至底层, 就必须穿过失火层, 对于客梯轿厢内的人员是不安全的) 。在客梯订货时,应注意带有自动平层功能。只有客梯具有自动平层功能装置,才能够在火灾和故障停电时, 确保客梯轿厢内人员的安全, 这是至关重要的。在确认火灾后, 由消防联动控制台( 盘) 控制消防电梯停于首层, 供消防人员扑救火灾使用; 停客梯电源, 使客梯就近平层, 客梯的自动平层装置将轿厢内的人员迅速地撤离电梯, 从最近处的疏散楼梯或安全出口疏散至安全地带。而在地铁项目中, 电梯不作为消防电梯使用, 通常车站只有两三层,电梯在火灾只要求停至首层即可。 民用建筑中消防电梯在首层设有紧急迫降按钮, 消防电梯停于首层的联动线, 可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制和返回信号接点上, 通过该接点信号控制消防电梯停于首层。FAS 与普通电梯接口关系见图 5。6 FAS 与低压配电系统切断非消防电源的接口 低压配电系统接收 FAS 切断非消防电源的控制指令以及向 FAS 传送非消防电源被切除的状态信号。 ( 1) FAS 通过模块( FRR28ZZ- S) 控制中间继电器提供一组独立不带电、不接地的常开触点( 触点容量为 AC220V, 1A) ,在火灾情况下将低压配电系统的非消防电源进行紧急切除。 ( 2) FAS 通过模块( FRR28ZZ- S) 的输入端接收非消防电源系统电源被切除的状态信号。7 FAS 与防火卷帘的接口 防火卷帘电机电源一般为三相交流 380V, 防火卷帘控制器的控制电源可接交流或直流 24V。根据《 报警规范》6.3.8 条的规定, 在疏散通道上的防火卷帘应在卷帘两则设感烟、感温探测器组, 在其任意一侧感烟探测器动作后, 通过报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面 1.8m, 感温探测器动作后, 防火卷帘下降到到底; 作为防火分区分隔的防火卷帘, 当任一侧防火分区内火灾探测器动作后, 防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮, 在探测器组误动作时, 能强制开启防火卷帘。当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时, 应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。设有消防控制室的工程, 火灾探测器的动作信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室显示。 设置火灾探测器的许多场所, 只适合采用一种类型的火灾探测器探测火灾。如《 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》就指出“: 由于汽车库内通风不良, 又受车辆尾气的影响, 设置感烟探测器经常发生故隙。除开敞式汽车库外, 一般的汽车库内采用感温探测器。”疏散通道通常属于开敞空间, 温度不易集聚, 不应采用感温探测器, 只适合设置感烟探测器。因此, 我们在设计实践中, 采用一种类型探测器“的 与”门信号控制防火卷帘的一次下降。疏散通道上的防火卷帘一次下降至距地面1.8m, 防火分隔的防火卷帘一次下降到底。疏散通道上防火卷帘的二次下降控制, 则利用防火卷帘控制箱所带的时间继电器延时下降到底。8 总 结 在实际工程设计中, FAS 还与其他的机电设备有接口关系, 具体的设计也会根据不同的工程发生变化, 所以 FAS 设计必须与根据消防设备的具体选择, 并结合 FAS 产品的详细技术资料, 与相关专业密切配合设计出安全、可靠、合理的火灾自动报警系统。参考文献[1] 火灾自动报警系统设计规范》GB50116- 98.[2] 火灾自动报警系统施工及验收规范》( GB50166- 92) .[3] 建筑设计防火规范》GB50016- 2006.[4] 高层民用建筑设计防火规范》GB50045- 95( 2005 年版) .[5] 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067- 97.[6] 自动喷水灭火系统设计规范》GB50084- 2001.[7] 广州市轨道交通四号线 FAS 专业接口协议书 - 广州市地下铁道总公司.[8]火灾自动报警系统设计与消防设备选择的配合 - 曾卓《 建筑电气》2003 年第一期.[9]一体化智能网络型火灾报警控制系统设计手册( 系统部分) - 上海能美西科姆消防设备有限公司.
2 FAS 与消火栓系统的接口 FAS 与消火栓系统之间的接口与喷淋系统类似, 消火栓系统给 FAS 传送动作信号以及接收 FAS 的控制指令。3 FAS 与自动灭火系统的接口 当前常用的气体灭火系统包括: 氮气、CO2 气体灭火系统、IG541、七氟丙烷惰性气体灭火系统等。根据结构型式又分为有管网型与无管网型。 有管网的气体灭火系统按《 报警规范》6.3.4 条的要求: 在消防联动控制台( 盘) 上显示气体灭火系统的手动、自动工作状态; 在报警、喷射各阶段, 消防控制室应有相应的声、光警报信号, 并能手动切除声响信号; 在延时阶段, 应自动关闭对应的防火门窗, 停止通风空调系统, 关闭有关部位的防火阀; 显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门( 窗) 、通风空调等设备的状态。报警、喷射阶段在消防控制室的声、光警报信号可通过信号模块接入报警总线, 在火灾报警控制器上发出声、光警报信号; 相关防火门、窗等设备的关闭可通过控制模块发出控制信号动作。在火灾报警后经过设备确认或人工确认方可启动气体灭火系统, 为了准确可靠, 应以保护区现场的手动启动为主。消防联动控制台(盘)上只要求显示气体灭火系统的手动和自动工作、故障状态, 不要求在消防控制室控制灭火系统。 FAS 接收自动灭火系统的火灾预报警、报警确认、系统故障、自动释放、手 / 自动转换开关状态等共五组信号。自动灭火系统提供给 FAS 的五组信号触点( DC24V, 1A) 必须为独立不带电、不接地的常开触点, 并且各组触点之间不允许采用共用端子( 即不允许公共正或公共负) 。FAS 与自动灭火系统接口关系见图 2。4 FAS 与防排烟系统的接口 防排烟系统主要由防( 排) 烟防火阀、防( 排) 烟风机、管路、风口等组成。现在防烟防火阀均具有当烟气温度上升到 70℃时强行打开或关闭, 并输出电接点信号的功能。设有消防控制室的工程, 防排烟系统的设计常使用电动防火阀, 按照《 报警规范》6.3.9 条规定, 在电动防火阀处设置控制模块, 火灾报警后开启相应防烟分区( 或防火分区) 内的加压送风口或排烟口的电动防火阀, 关闭有关部位的空调送风系统, 并返回动作信号。防排烟风机的开启, 应将自动联动控制信号经联动控制线传输至联动盘, 同样按照《 报警规范》5.3.2 条的规定, 联动盘上除设自动控制外还应设手动直接控制装置。联动盘与防排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线, 做到在联动盘能自动和手动控制防排烟风机的启、停, 显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。 空调送风系统风管道上的防火阀, 一般都使用当风管处温度达到 70℃时阀门自动关闭, 并带有输出接点。在未设置 FAS的工程中, 可利用该接点去关闭空调送风机; 设有 FAS 的工程,只需用控制模块联动关送风机即可。如送风管道上采用电动防火阀, 则应在火灾报警后, 用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀, 并关空调送风机。 按照《 高层民用建筑设计防火规范》( GB50045- 95, 2001年版) 8.4.11 条和《 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》( GB50067- 97) 8.2.7 条的规定, 高层民用建筑设置机械排烟的地下室和汽车库内无直接通向室外疏散出口的防火分区, 设置机械排烟系统时, 应同时设置送风系统。送风系统的送风机和送风阀, 在火灾时应联动开启, 该送风机电源应该按消防电源要求供电。FAS 与排烟风机接口关系见图 3, FAS 与手动调节防火阀接口关系见图 4。5 FAS 与电梯系统的接口 根据《 报警规范》6.3.1.9 条规定“, 消防控制室在确认火灾后, 应能控制电梯全部停于首层, 并接收其反馈信号。《” 火灾自动报警系统施工及验收规范》( GB50166- 92) 第 4.3.2 条则规定“, 强制消防电梯停于首层试验”对其它电梯不作试验。通过对《 报警规范》的执行, 现在较普遍的观点是, 在确认火灾后控制消防电梯停于首层, 客梯就近平层( 因为电梯井道具有烟囱效应, 客梯不能作为人员疏散使用。当下层发生火灾时, 客梯恰好在失火层的上面层, 如果要使客梯下降至底层, 就必须穿过失火层, 对于客梯轿厢内的人员是不安全的) 。在客梯订货时,应注意带有自动平层功能。只有客梯具有自动平层功能装置,才能够在火灾和故障停电时, 确保客梯轿厢内人员的安全, 这是至关重要的。在确认火灾后, 由消防联动控制台( 盘) 控制消防电梯停于首层, 供消防人员扑救火灾使用; 停客梯电源, 使客梯就近平层, 客梯的自动平层装置将轿厢内的人员迅速地撤离电梯, 从最近处的疏散楼梯或安全出口疏散至安全地带。而在地铁项目中, 电梯不作为消防电梯使用, 通常车站只有两三层,电梯在火灾只要求停至首层即可。 民用建筑中消防电梯在首层设有紧急迫降按钮, 消防电梯停于首层的联动线, 可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制和返回信号接点上, 通过该接点信号控制消防电梯停于首层。FAS 与普通电梯接口关系见图 5。6 FAS 与低压配电系统切断非消防电源的接口 低压配电系统接收 FAS 切断非消防电源的控制指令以及向 FAS 传送非消防电源被切除的状态信号。 ( 1) FAS 通过模块( FRR28ZZ- S) 控制中间继电器提供一组独立不带电、不接地的常开触点( 触点容量为 AC220V, 1A) ,在火灾情况下将低压配电系统的非消防电源进行紧急切除。 ( 2) FAS 通过模块( FRR28ZZ- S) 的输入端接收非消防电源系统电源被切除的状态信号。7 FAS 与防火卷帘的接口 防火卷帘电机电源一般为三相交流 380V, 防火卷帘控制器的控制电源可接交流或直流 24V。根据《 报警规范》6.3.8 条的规定, 在疏散通道上的防火卷帘应在卷帘两则设感烟、感温探测器组, 在其任意一侧感烟探测器动作后, 通过报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面 1.8m, 感温探测器动作后, 防火卷帘下降到到底; 作为防火分区分隔的防火卷帘, 当任一侧防火分区内火灾探测器动作后, 防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮, 在探测器组误动作时, 能强制开启防火卷帘。当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时, 应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。设有消防控制室的工程, 火灾探测器的动作信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室显示。 设置火灾探测器的许多场所, 只适合采用一种类型的火灾探测器探测火灾。如《 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》就指出“: 由于汽车库内通风不良, 又受车辆尾气的影响, 设置感烟探测器经常发生故隙。除开敞式汽车库外, 一般的汽车库内采用感温探测器。”疏散通道通常属于开敞空间, 温度不易集聚, 不应采用感温探测器, 只适合设置感烟探测器。因此, 我们在设计实践中, 采用一种类型探测器“的 与”门信号控制防火卷帘的一次下降。疏散通道上的防火卷帘一次下降至距地面1.8m, 防火分隔的防火卷帘一次下降到底。疏散通道上防火卷帘的二次下降控制, 则利用防火卷帘控制箱所带的时间继电器延时下降到底。8 总 结 在实际工程设计中, FAS 还与其他的机电设备有接口关系, 具体的设计也会根据不同的工程发生变化, 所以 FAS 设计必须与根据消防设备的具体选择, 并结合 FAS 产品的详细技术资料, 与相关专业密切配合设计出安全、可靠、合理的火灾自动报警系统。参考文献[1] 火灾自动报警系统设计规范》GB50116- 98.[2] 火灾自动报警系统施工及验收规范》( GB50166- 92) .[3] 建筑设计防火规范》GB50016- 2006.[4] 高层民用建筑设计防火规范》GB50045- 95( 2005 年版) .[5] 汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067- 97.[6] 自动喷水灭火系统设计规范》GB50084- 2001.[7] 广州市轨道交通四号线 FAS 专业接口协议书 - 广州市地下铁道总公司.[8]火灾自动报警系统设计与消防设备选择的配合 - 曾卓《 建筑电气》2003 年第一期.[9]一体化智能网络型火灾报警控制系统设计手册( 系统部分) - 上海能美西科姆消防设备有限公司.
