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        高層建筑中火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用
        
                                  
                    
        作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    					
        
					時間：2009-12-22 20:46:58					[收藏]
        
               
        
                
        摘要：對火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)及智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的特征進行了分析，在高層建筑設(shè)計中采用智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的主—從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了高層建筑與大型建筑中探測區(qū)域廣、探測器數(shù)量多、原有系統(tǒng)不能適				
        				
        

               
        
               
          
				摘要：對火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)及智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的特征進行了分析，在高層建筑設(shè)計中采用智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的主—從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了高層建筑與大型建筑中探測區(qū)域廣、探測器數(shù)量多、原有系統(tǒng)不能適應(yīng)等問題。 
          

          

          
關(guān)鍵詞：高層建筑 火災(zāi)自動報警 探測器 智能控制 聯(lián)動控制 
          
　　隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑及重要建筑的防火問題引起了國家消防部門及設(shè)計院等社會各界的高度重視。國家制定了一系列防火規(guī)范，從而促進火災(zāi)自動報警設(shè)備的研究和推廣使用。高層建筑建設(shè)規(guī)模大，裝修標(biāo)準(zhǔn)高，人員密集，各種電氣設(shè)備使用頻繁，因而存在著火災(zāi)隱患，在建筑電氣設(shè)計中必須嚴(yán)格依照規(guī)范要求設(shè)計火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。但選擇何種控制系統(tǒng)，使該系統(tǒng)充分有效地發(fā)揮功能，是設(shè)計中十分重要的問題。
          

          
1　火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的主要部件及特征
          

          
　　火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的基本形式有三種，即：區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)的控制中心報警系統(tǒng)。高層建筑和大型建筑主要采用控制中心報警系統(tǒng)，這是一種復(fù)雜的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，主要由觸發(fā)器件、火災(zāi)報警裝置、消防控制設(shè)備及電源組成。該系統(tǒng)從通報火災(zāi)到啟動滅火系統(tǒng)和控制各種消防設(shè)備，基本實現(xiàn)自動化。
          
　　觸發(fā)器件　主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報警按鈕?；馂?zāi)探測器是對火災(zāi)參數(shù)（如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等）響應(yīng)，并自動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的器件。按響應(yīng)火災(zāi)參數(shù)的不同，火災(zāi)探測器分為感溫火災(zāi)探測器、感煙火災(zāi)探測器、氣體火災(zāi)探測器、感光火災(zāi)探測器和復(fù)合火災(zāi)探測器五種基本類型。
          
　　火災(zāi)報警裝置　在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中用以接收、顯示和傳遞火災(zāi)報警信號，并能發(fā)生控制信號和具有其它輔助功能的控制指標(biāo)設(shè)備。
          
　　火災(zāi)報警裝置　在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中用以發(fā)出區(qū)別于環(huán)境聲、光的火災(zāi)警報信號的裝置，如火災(zāi)警報器，它是一種基本的火災(zāi)警報裝置，以聲、光音響方式向報警區(qū)域發(fā)出火災(zāi)警報信號。
          
　　消防控制設(shè)備　在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中當(dāng)接收到來自觸發(fā)器件的火災(zāi)報警信號，能自動或手動啟動相關(guān)消防設(shè)施并顯示其狀態(tài)的設(shè)備。主要包括：火災(zāi)報警控制器；自動滅火系統(tǒng)的控制裝置；室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的控制裝置；防排煙系統(tǒng)及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置；常開防火門、防火卷簾的控制裝置；電梯回降控制裝置以及火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)警報裝置、消防通信設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志的控制裝置等十類控制裝置。每個系統(tǒng)根據(jù)工程的需要應(yīng)具有十類控制裝置的部分或全部。
          
　　電源　火災(zāi)自動報警系統(tǒng)屬于消防用電設(shè)備，主電源采用消防電源，備用電源采用蓄電池，保證不間斷供電。
          
　　設(shè)計中消防控制設(shè)備主要設(shè)置在消防控制中心，便于實行集中統(tǒng)一控制，有些消防控制設(shè)備可設(shè)在消防設(shè)備現(xiàn)場，而動作信號必須返回消防控制中心，實行集中與分散相結(jié)合的控制方式。但該探測器有誤報現(xiàn)象、控制器容量較小。
          

          
2　智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)工作原理
          

          
　　智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不同之處在于：將發(fā)生火災(zāi)期間所產(chǎn)生的煙、溫、光等，以模擬量形式連同外界相關(guān)的環(huán)境參量一起傳送給報警器，報警器再根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)及內(nèi)部存貯的大量數(shù)據(jù)，利用火災(zāi)判據(jù)來判斷火災(zāi)是否存在。
          
　　智能火災(zāi)報警器中編址單元包括：智能控測器、智能手動按鈕、智能模塊、探測器并聯(lián)接口、總線隔離器和可編程繼電器卡等。新型的智能火災(zāi)探測器，又稱模擬量火災(zāi)探測器，這種探測器給出的輸出信號是代表被響應(yīng)的火災(zāi)參數(shù)值的模擬量信號或其等效的數(shù)字信號。傳統(tǒng)探測器稱為有閾值火災(zāi)探測器，而智能火災(zāi)探測器沒有閾值，卻設(shè)有專用芯片，智能火災(zāi)探測器的應(yīng)用提高了報警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和智能化程度。
          
　　在火災(zāi)報警時，報警控制器通過控制模塊啟動相應(yīng)的外探設(shè)備，如排煙閥、送風(fēng)閥、卷簾門等，需要接受外控設(shè)備的反饋信號時，應(yīng)加一個監(jiān)視模塊，控制模塊和監(jiān)視模塊一樣，聯(lián)接在報警回路總線上，安裝在所控設(shè)備的附近。模塊內(nèi)設(shè)十進制編碼開關(guān)，可現(xiàn)場編號，各占用回路總線上一個地址。通過報警控制器顯示控制模塊和監(jiān)視模塊的具體地址，用聲、光報警可反映聯(lián)動設(shè)備的工作狀態(tài)。
          
　　可編程繼電器卡，通過編程可實現(xiàn)對風(fēng)機、水泵等大型設(shè)備的二級聯(lián)動控制。智能控制是一種無需人的干預(yù)就能夠自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)其目標(biāo)的過程。
          

          
3　工程實例
          

          
3.1　火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用
          

          
　　筆者1992～1993年參與設(shè)計的海南省物資局金屬大廈，該大廈是座地下1層，地上22層，建筑高度70多米，建筑面積1.2萬平方米的寫字樓。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定，建筑高度超過50 m的辦公樓屬于一類防火建筑，因此該大廈要設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。
          
　　設(shè)計中選擇了國產(chǎn)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在當(dāng)時較普遍，僅有一臺主機控制器，因而適用于中、小型建筑。
          

          
　　大廈消防控制中心設(shè)在1層，每層設(shè)層顯示器。地下室作設(shè)備用房有變電室、空調(diào)機房、水泵房，機房內(nèi)設(shè)有防排煙風(fēng)機、消防水泵等消防設(shè)備，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，溫度達(dá)到一定值排煙風(fēng)機自動啟動，并打開排煙閥，開始排煙（圖1）。
          

          

          
該工程地下室是消防聯(lián)動控制的集中點，將地下室的防排煙風(fēng)機、排煙閥等控制線均引至消防中心的聯(lián)動控制器。消防泵、噴淋泵、正壓風(fēng)機、排煙風(fēng)機、消防電梯等卻屬于外控設(shè)備，均由聯(lián)動控制器控制。整個火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計合理、運行可靠。
          

          
3.2　智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用
          

          
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能火災(zāi)報警系統(tǒng)問世，從傳統(tǒng)型走向智能型是國內(nèi)外火災(zāi)報警系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，工程設(shè)計人員必須予以充分重視。
          
　　徐州某大型建筑群由三棟塔樓組成，一棟為25層，一棟13層和一棟12層的塔樓由4層裙樓連接而成，建筑面積6萬平方米，建筑高度85 m，主要功能：1至4層為商場，5層以上為寫字樓。由于該大廈建筑面積大，探測區(qū)域廣，探測器數(shù)量非?？捎^。傳統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)已無法滿足需要，因此，在設(shè)計中，經(jīng)過反復(fù)的方案比較，選擇了采用主—從式網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用大容量的控制矩陣交叉查尋軟件包，以軟件編程代替硬件組合，滿足了大型工程的適用性，提高了消防聯(lián)動的靈活性和可修改性。系統(tǒng)由主機、從機、復(fù)示器等構(gòu)成。該工程消防控制中心設(shè)于1層，主機和消防聯(lián)動控制柜設(shè)在消防中心，從機與復(fù)示器分設(shè)于樓層內(nèi)。
          
　　智能探測器數(shù)量的確定　設(shè)計時先根據(jù)《火災(zāi)自動報警器系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定確定探測器的布局和設(shè)置。其規(guī)定探測區(qū)域內(nèi)的每個房間至少應(yīng)設(shè)置一只火災(zāi)探測器。感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑應(yīng)按表1確定。表中列出的是一個感煙探測器或感溫探測器的保護面積和保護半徑。建筑物內(nèi)往往一個探測區(qū)域的面積較大，超過一只探測器的保護面積，這時需要計算一個探測區(qū)域內(nèi)所需設(shè)置的探測器數(shù)量，可按下式計算：
          

          

          
式中：N為一個探測區(qū)域內(nèi)所需設(shè)置的探測器數(shù)量（只），N取整數(shù)；S為一個探測區(qū)域的面積（m2）；A為探測器的保護面積；K為修正系數(shù)，重點保護建筑取0.7～0.9，非重點保護建筑取1.0。
          
　　根據(jù)上式計算結(jié)果，可確定一個探測區(qū)內(nèi)的智能探測器的安裝數(shù)量。
          
　　選擇控制器容量計算　該系統(tǒng)控制器為主—從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個主—從機系統(tǒng)，只能有一臺主機，從機數(shù)量根據(jù)工程要求確定，一般按探測器數(shù)量計算，從機數(shù)量最多為15臺。
          

          

          
　每臺控制器最大有四個回路，每個回路容量均為198個地址，其中99個智能探測器，99個編址模塊。因此一臺主機或從機的最大容量為4×99=396個智能探測器，4×99=396個編址模塊。
          
　　該工程經(jīng)過計算，選用了一臺主機和四臺從機，每臺控制器都按四個回路設(shè)計。主機N控制1～4層商場內(nèi)的所有探測器，手動報警按鈕，控制按鈕，水流指示器等消防設(shè)備，從機N1控制地下室的所有探測器、送風(fēng)閥、排煙閥、防火閥等消防設(shè)備，從機N2控制13層和12層兩座連通塔樓的5～13層的消防設(shè)備，N3、N4分別控制25層塔樓的5～13層和14～25層的消防設(shè)備。
          
　　整個大廈智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)設(shè)計比較合理，充分考慮到建筑群的特點，選用一臺主機、四臺從機控制了6萬平方米的建筑，如果用傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)則需要幾套控制系統(tǒng)分別控制，現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計即經(jīng)濟實用，又準(zhǔn)確可靠。 
          
4　結(jié)論
          

          
　　綜合上述工程設(shè)計與實踐研究，可以得出以下幾點認(rèn)識與結(jié)論。
          
　　1）傳統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)適合于中、小型建筑，它的特點是探測器屬于閥值型，控制器僅有主機一臺。而智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)，采用模擬量探測器，控制系統(tǒng)采用主—從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性強，尤其適合大型建筑的火災(zāi)報警系統(tǒng)。
          
　　2）智能火災(zāi)報警系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)存在的漏報和誤報的難題，提高了報警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性。在設(shè)計中可靈活應(yīng)用，根據(jù)工程需要選擇適當(dāng)?shù)膹臋C數(shù)量，使工程設(shè)計最經(jīng)濟、最合理。
          
　　3）為了防患于未然，火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用十分重要，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)不同的建筑工程，優(yōu)化設(shè)計方案。
          

          
參考文獻：
          

          
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［2］　戴汝為.智能系統(tǒng)的綜合集成［M］.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1995,128～160
          
［3］　陳一才.大樓自動化系統(tǒng)設(shè)計手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994,230～270
          
［4］　王根堂.公安消防監(jiān)督員業(yè)務(wù)培訓(xùn)教材，群眾出版社，1997,213～236
          

              
          				
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          文章標(biāo)題
          
            
          
        
        
     
        
     
     
        
     
     


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