【IBE】火灾自动报警系统联动的若干问题探讨

　　本文以某教育类项目为例，探讨建筑电气设计中火灾自动报警系统联动的若干问题，着重分析火灾时消防广播与公共广播的切换方法、非消防电源的切除方法及安全防范系统与火灾自动报警系统的联动方法，以期为其他项目设计提供参考。

　　火灾自动报警系统是电气专业最重要的消防联动控制系统之一，其设计方法被电气设计师们熟练掌握。然而，火灾自动报警系统的另一个及其重要的作用，是在火灾情况下使整个建筑物迅速从普通运营状态进入到消防状态。这涉及到两种情况: 一是将对消防救援有利的电气系统转化为消防模式; 二是将对消防救援不利的电气系统切除。本文以消防广播与公共广播的切换、非消防电源的切除以及安防系统的消防联动三个问题为切入点，以某教育建筑为例，探讨火灾自动报警系统联动控制设计需注意的几个问题。

　　本项目占地面积 52734m 2 ，包含一栋综合楼、三栋学员公寓。综合楼建筑地上3层，地下1层，建筑高度20.2m，钢筋混凝土框架结构，包含办公、教学、食堂、图书阅览、咖啡休闲、文体活动、报告厅等多个功能分区，总建筑面积约14000m 2 ; 1#、2#、3#公寓楼都为地上3层，建筑高度都为15m，钢筋混凝土框架结构。

　　在进行消防广播与公共广播的切换设计时，首先应确定广播系统形式。目前市场主要存在两种广播系统形式:数字网络广播及传统模拟广播。由于本项目定位较高，且综合楼功能分区复杂导致广播分区较多，考虑到数字网络广播信噪比高、传输噪声小，主干线路敷设便捷、智能化程度较高易于分区及管理等优点，智能化专业决定采用数字网络公共广播，借用智能化专网传输。

　　其次应明确消防广播和公共广播是否合用，如果合用的话系统的哪些部分是合用的，哪些部分是分开的。这里涉及三种情况:(1) 消防广播和公共广播是完全独立的两套系统; (2) 消防广播和公共广播合用扬声器及馈电线路，但两套广播的功放分开设置; (3) 消防广播和公共广播合用扬声器、馈电线路及功放。

　　对于方案1，火灾时普通背景音乐播放的内容会成为消防广播播放内容的噪声，对人员疏散造成干扰。因此，发生火灾时需要将公共广播全部切除，可通过输入/输出模块切断位于消防控制室的网络广播主机，这种切换方式虽然简单，但考虑到末端扬声器太多易造成成本浪费及天花板不美观等问题，本项目排除了这种合用方式。

　　对于方案2和方案3，《火灾自动报警系统模块设计规范》GB 50115—2013 在第 4.8.12条规定：“ 消防应急广播与公共广播或背景音乐广播合用时，应具有强制切入消防应急广播的功能。 ”其条文解释给出了各种情况的相应要求。

　　针对方案2，条文解释写道：“ 消防应急广播系统仅利用日常广播或背景音乐系统的扬声器和馈电线路，而消防应急广播系统的扩音机等装置是专用的。当发生火灾时，在消防控制室切换输出线路，使消防应急广播系统依规定播放应急广播。 ”本项目单体建筑内任意位置距离消控室距离不大于500m，由图集09X700-2第2-293页可知，当扬声器为5W，并采用100V定压输出时，只要将一根广播干线W，即可满足衰减不大于3dB的要求，线路衰减不是广播系统模块设计所要考虑的重点。因此，对于消防广播系统，将广播功放集中放置在消控室并采用传统模拟广播形式较为合理。考虑广播分区和线路敷设等因素，对于公共广播系统，综合楼在一层每个弱电井(共有4个弱电井)设置一台数字网络功放，每栋公寓楼在其一层弱电间设置一台数字网络功放。综合楼按功能区域划分公共广播分区，公寓楼按楼层划分公共广播分区; 每一栋单体建筑作为一个消防广播分区。切换方法如图1所示，广播模块接线所示。每个公共广播分区的扬声器在弱电井内配置一个广播模块，广播模块带地址编码。平时14和1端子得电，系统播放公共广播，火灾时火灾自动报警主机( 联动型) 使消防广播功放工作，并通过报警总线端子得电，播放消防广播。

　　针对方案3，条文解释写道:“ 消防应急广播系统全部利用日常广播或背景音乐系统的扩音机、馈电线路和扬声器等装置，在消防控制室只设紧急播送装置，当发生火灾时可遥控日常广播或背景音乐系统紧急开启，强制投入消防应急广播 ”。先考虑消防广播和公共广播合用数字网络功放并放置于现场的情况。此时由于消防认证问题，消防音频不能通过智能化专网传输，必须构建一套满足消防要求的公共广播专网，如图3所示。

　　这种情况下，消防和非消防广播线可以合用，平时按分区播放公共广播，火灾时在消控室通过输入/输出模块作用于广播控制主机的消防采集器，使广播主机播放消防音源即可。这种方式在系统架构上看似简单，但专门搭建的这套公共广播专网会使工程成本提升很多，需要增设满足消防要求的一系列设备(如交换机、音频线路、机柜、音频防火桥架等)。因此本项目排除这种做法。

　　这种方式虽然也要设置一套独立的公共广播专网，但这套网络的设备都集中于消防控制室内，不能发挥数字网络广播传输性能优异的特点，且由于广播分区较多导致需要敷设大量广播线路，造成成本提高，因此被本项目排除了。

　　为了发挥网络传输数据的优势，考虑将公共广播系统通过智能化专网输出信号经解码器解码后转化为模拟信号输送给广播功放，如图5所示，在这种情况下消防广播系统要给每个消防广播功放提供消防音频线，火灾时通过输入/输出模块切除公共广播音频回路和公共广播分区控制器，将系统自动转入消防模式。和方案2比较可知，本方案需设置较多输入/输出模块及消防广播音频线，且没有利用数字网络广播的分区优势。

　　经过综合比较，为了发挥数字网络广播通过 IP地址灵活分区和数据传输上的优势，本项目最终采用方案2。

　　建筑发生火灾后，很容易继发引起电气设备的短路，这既会促使火势沿电气线路蔓延，又会增加消防队员或者疏散人员的触电风险。因此，《火灾自动报警系统模块设计规范》GB 50115—2013要求火灾自动报警系统能切除非消防电源。4.10.1 要求:“ 消防联动控制器应具有切断火灾区域及相关区域的非消防电源的功能，当需要切断正常照明时，宜在自动喷淋系统、消火栓系统动作前切断。 ”切断非消防电源的功能很容易实现，只需在断路器增加分励脱扣器附件，火灾时通过输入/输出模块使分励脱扣器动作从而断电。但在设计中会造成疑惑的是在什么时间切除哪些非消防负荷，下面根据条文解释做分析。

　　首先，条文解释肯定了正常照明和生活水系统对人员疏散和灭火的帮助。目前应急照明最高的照度要求值只有10lx，在火灾烟雾缭绕下能提供的视觉帮助远远不及基础照明，保持基础照明能帮助疏散人员快速确认疏散路径，也能利于救火队员寻找消火栓。火灾初期生活用水可当作一种灭火手段，并能被疏散人员用来浸湿毛巾捂住口鼻。因此，这两种负荷不应在确认火灾时立即切除。由于火灾探测器报警确认火灾后，全楼的消防紧急广播即刻工作，全楼人员开始疏散，因此为了尽最大可能避免变电所低压出线回路在两个探测器动作信号下切除普通三级负荷照明，公共区域的二级负荷照明将继续保持工作，当水流指示器动作信号反馈回消防控制室时，此时水系统已启动，可按防火分区切除公共区域照明。本项目公共区域照明配电箱采用树干式配电方式，因此可通过输入/输出模块动作于T接端子箱后公共照明配电箱的进线断路器分励脱扣器，这样其他防火分区的公共照明并不会被同时切断，待其他防火分区的水系统动作时，再切除对应防火分区的公共照明。本项目只是在生活水泵房起火时在变电所出线回路切除生活水泵配电箱的电源。

　　条文解释还提到了不应立即切除地下室排水泵、客梯和汽车库作为车辆疏散口的提升机。由于火灾时自动喷淋系统作用，地下室很有可能会发生积水，此时排水泵能够在一定程度上帮助抽出多余的积水，有利于消防作业，因此本项目不切除排水泵控制箱的电源。客梯在火灾时先执行归底联动操作，待成功归底并给予消控室反馈后，再在客梯配电箱通过模块切除客梯控制箱的电源。由于规范要求停车场的档杆在火灾时要保持开启状态、火灾时在消控室能通过摄像头监视火情，因此本项目不切除出库出入口档杆的电源、安全防范系统设施。

　　条文解释还提到能马上切断的电源: 普通动力负荷、自动扶梯、排污泵( 如隔油设备) 、空调用电、康乐设施、厨房设施等。本项目不涉及排污泵、自动扶梯和康乐设施，且普通动力负荷和空调负荷在火灾时对疏散和灭火帮助不大，送排风和空调系统还可能因促进空气流通加速火情，因此火灾确定后第一时间在变电所低压出线回路切除整个园区的此类负荷。在厨房里存在很多电气设备能产生明火，因此应该在确认火灾时第一时间切除这些设备的电源，但暂时保持厨房照明。因此本项目厨房的灯具由层公共照明箱提供电源，这样在火灾时能马上切除厨房设施的电源，同时保证厨房的基础照明能维持到厨房所在防火分区水系统动作。

　　随着建筑智能化专业的发展，安全防范系统模块设计慢慢的被重视。安全防范系统下设有众多子系统，包括视频监控系统、入侵报警系统、出入口控制管理系统、电子巡更系统、停车场管理系统、电梯五方对讲系统等。其中，视频监控系统属于火灾时对消防有利的系统，火灾时应通过火灾自动报警系统将其转化为消防模式; 出入口控制系统由于平时控制人员出入，火灾时会对消防疏散产生不利影响，降低疏散效率甚至困住疏散人员，因此火灾时应通过火灾自动报警系统将其切除。

　　对于具体的联动要求，《火灾自动报警系统模块设计规范》GB 50115—2013 规定: (1) 4.10.2 消防联动控制器应具有自动打开涉及疏散的电动栅栏等功能，宜开启相关区域安全技术防范系统的摄像机监视火灾现场 。其条文解释为: 火灾发生后，宜马上打开涉及疏散的电动栅栏，并有必要开启相关层安全技术防范系统的摄像机，监视并记录火灾现场的情况，为进一步抢险救援提供相关依据。(2) 4.10.3 消防联动控制器应具有打开疏散通道上由门禁系统控制的门和庭院电动大门的功能，并应具有打开停车场出入口档杆的功能 。其条文解释为: 火灾发生后，为便于火灾现场及周边人员逃生，有必要打开疏散通道上由门禁系统控制的门和庭院的电动大门，并及时打开停车场出入口的档杆，以便于人员的疏散、火灾救援人员和装备进入火灾现场。

　　本项目包含一处停车场，位于综合楼一层，一进一出共计两个电动档杆，属于停车场管理系统的一部分。停车场管理系统主机位于消防安防控制室，火灾时可通过其管理主机的消防接口接收火灾自动报警信号，升起档杆并保持自锁状态。

　　(1) 第一种方法是在确认火灾时通过输入/输出模块使24V中间继电器动作，从而使电控锁失电，门自动打开。虽然简单可靠，但是缺点也十分明显。首先，门禁控制器没有很好的方法保存切除记录，不利于灾后调查; 其次，这样的形式需在每个被控门处设置模块，电气专业在设计时需要与智能化专业保持密切配合，否则很容易产生疏漏。

　　(2) 第二种方法是在确认火灾时通过输入/输出模块动作于门禁控制器的消防联动拓展接口，从而使其关闭所负责区域的电控锁，门自动打开。本项目门禁控制器都放置在各处弱电井内，只需要电气专业在弱电井内预留模块即可。且每次切除指令都会被门禁控制器保存，因此本方法较为可行。

　　(3) 第三种方法是在确认火灾时由设于消防控制室的门禁管理主机控制相应区域的门禁控制器完成开门操作。由于这种方法信号是通过 TCP /IP网络实现的，可靠性很难保证，因此本项目不采用这种方法。

　　对于视频监控系统，火灾时火灾探测器将信号传送至火灾自动报警主机，火灾自动报警主机通过通讯线将探测器位置传送给视频监控主机，安防监控平台记录报警信息，联动对应防火分区摄像机进行视频录像并存储，同时在安防监控平台做弹窗提醒和声音报警。监控大屏将屏幕切换至对应防火分区的摄像机，方便消防控制室值班人员掌握火情。这需要智能化专业在设计视频监控系统时在主机留有消防信号接口。

　　本文以某教育类项目为例，探讨了建筑电气设计中火灾自动报警系统与非消防电气系统联动的若干问题。详细分析了消防广播与公共广播如何切换、火灾时非消防负荷如何切除、以及安防系统如何与火灾自动报警系统联动。以期能为同类项目的设计提供一些思路。