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摘要: 建筑电气设计中消防系统的设计是至关重要的一个环节，其设计措施是否正确合理，将直接关系到人们的生命安全。文章分析高层建筑电气设计中消防系统的主要设计内容，即火灾自动报警系统、消防联动系统以及消防设备配电系统等三个部分，可为内业人士提供一些参考。
关键词: 建筑电气 消防 火灾报警 系统联动
1 前言
高层建筑消防系统的设计内容一般是指火灾自动报警系统、消防联动系统以及消防设备配电系统三个方面，这三个系统的设计依据为现行国家设计施工及验收规范；另外还应与消防给水(消火栓、喷淋、雨淋、水幕系统)、建筑电力配电(切断非消防用电、接通事故疏散应急照明系统)、空调通风(消防防排烟、防火阀、空调通风风机的控制)、楼宇智能控制(共同控制设备如广播、电梯的控制接口分配)、燃气管道设计等专业相互沟通,避免设计漏项和二次设计变更。
2 火灾自动报警系统设计
火灾自动报警系统可分为三类：区域报警系统，集中报警系统，控制中心报警系统三类。不同的系统应用于不同级别的保护对象当中。区域报警系统为最简单的报警系统，应用于二级保护对象。集中报警系统较为复杂，一般应用于一、二级保护对象。控制中心报警系统为最复杂、功能最完善的系统，一般应用于特级、一级保护对象。保护对象的分类相关规范已有明确说明，本文不再复述。
实际设计中，可根据现有建筑的功能设计及建筑类型对消防系统进行扩展及延伸。例如，一大型小区有一栋18层商住楼，一至三层为商铺，其余楼层为住宅，住宅分为两个单元。可将此系统设计为区域-集中火灾报警系统。商铺、各单元分别设置为相对独立的区域系统，以便发生火灾时能准确确定火点位置，且系统部分损坏时不影响另一系统的正常工作。将本栋建筑的报警系统信号集合至小区内消防控制室，实现集中控制。
对于消防设备选择，在火灾自动报警系统的设计中应首先依据建筑防火专篇对设计对象进行火灾危险等级的判定,然后根据不同的场所,选择与之相适应的火灾探测器类型,并根据探测器的保护半径、保护面积、安全系数(一般小于1)进行火灾探测器的布置。实际设计中一般选择烟感探测器作为主要探测工具，但剧院体育馆等高大空间则可采用红外探测器。
其次，布置手动报警按钮的安装间距不应大于30m，还应注意其安装位置应明显并与人员的安全疏散路线相适应。还应注意手动报警按钮与消火栓按钮的区别，由于任何发现火情者，均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号；而消火栓按钮(一般安装于消火栓箱内比手报按钮的位置隐蔽)是供经过训练或消防专职人员使用的，消火栓按钮按下后，应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能，而手动报警按钮只有报警功能，不能启动消防水泵。因此，手报为火灾自动报警系统设备，消火栓按钮为消火栓系统设备，应尽量避免报警者对其混淆。
再次，火灾自动报警系统的控制室的设置宜与楼宇智能控制、安全防范控制室合用，但应注意控制室的结构、设备应满足防火要求并避免互相干扰，这样做的优点是一旦发生火情或事故，便于各个专业的统一协调行动和管理。
3 消防联动系统设计
3.1灭火设施的联动控制
灭火设施主要有两种系统，水喷淋灭火系统和气体灭火系统。根据不同场所选择不同的系统。
一般来说，喷淋系统往往与火灾自动报警系统同时使用。自喷消防系统和火灾自动报警系统配套使用时应注意：(1)喷淋泵(包括电磁阀、气压泵)的启动应由相应的压力开关(包括水位控制仪)直接启动,同时并接消防控制室传来的强制起停按钮信号。(2)所有相关的报警及反映系统工作的传感器信号应通过编码输入模块进入报警总线。火灾自动报警系统的设备及线路(如信号模块,控制模块等)需要安装在自动喷水系统设备附近时,应做好防水、防潮措施。
对于二氧化碳等气体灭火设备，《火灾自动报警系统设计规范》规定有管网气体灭火宜选择在保护区现场确认火灾后现场启动,而消防联动控制台上只要求显示气体灭火系统的工作状态、动作过程、故障状态即可；无管网型的自动气体灭火装置,规范没有规定其与火灾自动报警系统的联动控制,如果进行此灭火装置的联动控制,应从灭火柜的报警控制器引出报警及联动信号至消防控制室的联动控制台。这样,在消防控制室不但可以显示此灭火器及其保护区的状态,同时,也能进行自动和手动控制此灭火装置。
3.2消防防烟和排烟系统的联动控制
消防防烟和排烟系统中,相应防烟分区的火灾报警后由消防控制中心的火灾报警控制器联动开启相应防烟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通风系统,并返回动作信号。火灾报警控制器与防烟和排烟风机控制箱应设多线制联动控制线,能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停,显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调通风系统的联动控制,在火灾报警后,用控制模块分别关闭相应部位空调通风机,并关闭通风管道上的电动防火阀。需要注意的是:
(1)若防烟分区现场人工手动开启排烟口、排烟阀后,应直接启动相应防烟分区的排烟风机,在设计中应配置相应的管线用以实现上述功能。
(2)消防联动控制停止空调通风系统的范围是以防火分区为限,通常的防火分区可能包括若干个防烟分区,且防烟分区不得跨越防火分区；联动控制顺序是先停止空调通风机然后再关闭风管上的防火阀,一旦风管上的防火阀熔断装置动作或人为使其关闭,都应直接停止相应的空调通风机,避免由于风管阻断,造成风管软连接处破裂。
3.3 迫降电梯和迫降防火卷帘门的联动控制
迫降电梯的条件为手动报警按钮报警或电梯前室的探测器报警,火灾报警控制器在确认火灾后,控制电梯停于首层,由于在发生火灾时电梯不能作为逃生工具,所以在电梯迫降后,应将电梯锁止在首层,但供给消防员使用的消防电梯应在其轿厢内设置专供消防员使用的开关或专用钥匙来控制消防电梯的升降。
目前防火卷帘门按使用性质一般将防火卷帘门分为疏散通道的防火卷帘门和防火分区的防火卷帘门。在疏散通道的防火卷帘门两侧分别设置感烟、感温探测器。感烟探测器動作后,报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处,防止烟雾扩散。感温探测器动作后,防火卷帘下降到底防止火势蔓延。作为防火分区分隔的防火卷帘门,当任一侧防火分区内火灾探测器报警后,防火卷帘门应一次下降到底。
防火卷帘门两侧都应设置手动控制按钮,在探测器误报警后,可以强制提升防火卷帘。当防火卷帘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。随着大型和超大型公共建筑群的建设,防火分区的防火卷帘往往也被设计为本防火分区和相邻防火分区的共用辅助安全出口,所以这就需要火灾报警控制器对防火分区的防火卷帘的控制应为持续控制信号,一旦防火分区的防火卷帘门被人为提升进行人员疏散后,还应再次控制其下降到底,起到相应的隔火作用。
3.4切断非消防用电和接通事故疏散应急照明的联动控制
目前的切断非消防用电的设计多数是利用低压断路器的附件即分励脱扣器,但随着低压断路器型号及框架电流的不同,其分励线圈在分励脱扣时所需的电流不同。为了联动的简便和有选择性的切除,还是应将分励线圈接在220V或380V的电路里比较可靠。
接通事故疏散应急照明的控制应与切断非消防用电的控制相对应或者接通事故疏散应急照明的范围可适当大于切断非消防用电的范围,实施中此范围经常与消防广播相对应。
4 消防设备配电设计
消防设备应分主电源及备用电源供电。根据不同的消防用电负荷等级，选择供电电源。
对于备用电源的选择，备用电源应与主电源由明显的独立性，不应由同一系统的电源来供电。对等级较低的建筑物，还可采取自备应急柴油发电机组做备用电源。选择一个良好的电源切换系统，一旦本建筑主电源切断，备用电源能及时自启动，并且能够持续稳定的供给消防设备用电。当选择柴油机组做备用电源时，根据消防设备负荷的大小还应注意消防设备的分批启动，以防止发电机组负荷过大造成熄火停止发电的情况发生。
在设计中消防设备一般采用放射式配电，但较小容量作用相同的设备可由同一分支供电，但回路所带设备不应超过5台，总容量不宜超过10kW。同时，设计消防线路时，应注意防火分区的间隔，不应将回路跨分区设置。
关键词: 建筑电气 消防 火灾报警 系统联动
1 前言
高层建筑消防系统的设计内容一般是指火灾自动报警系统、消防联动系统以及消防设备配电系统三个方面，这三个系统的设计依据为现行国家设计施工及验收规范；另外还应与消防给水(消火栓、喷淋、雨淋、水幕系统)、建筑电力配电(切断非消防用电、接通事故疏散应急照明系统)、空调通风(消防防排烟、防火阀、空调通风风机的控制)、楼宇智能控制(共同控制设备如广播、电梯的控制接口分配)、燃气管道设计等专业相互沟通,避免设计漏项和二次设计变更。
2 火灾自动报警系统设计
火灾自动报警系统可分为三类：区域报警系统，集中报警系统，控制中心报警系统三类。不同的系统应用于不同级别的保护对象当中。区域报警系统为最简单的报警系统，应用于二级保护对象。集中报警系统较为复杂，一般应用于一、二级保护对象。控制中心报警系统为最复杂、功能最完善的系统，一般应用于特级、一级保护对象。保护对象的分类相关规范已有明确说明，本文不再复述。
实际设计中，可根据现有建筑的功能设计及建筑类型对消防系统进行扩展及延伸。例如，一大型小区有一栋18层商住楼，一至三层为商铺，其余楼层为住宅，住宅分为两个单元。可将此系统设计为区域-集中火灾报警系统。商铺、各单元分别设置为相对独立的区域系统，以便发生火灾时能准确确定火点位置，且系统部分损坏时不影响另一系统的正常工作。将本栋建筑的报警系统信号集合至小区内消防控制室，实现集中控制。
对于消防设备选择，在火灾自动报警系统的设计中应首先依据建筑防火专篇对设计对象进行火灾危险等级的判定,然后根据不同的场所,选择与之相适应的火灾探测器类型,并根据探测器的保护半径、保护面积、安全系数(一般小于1)进行火灾探测器的布置。实际设计中一般选择烟感探测器作为主要探测工具，但剧院体育馆等高大空间则可采用红外探测器。
其次，布置手动报警按钮的安装间距不应大于30m，还应注意其安装位置应明显并与人员的安全疏散路线相适应。还应注意手动报警按钮与消火栓按钮的区别，由于任何发现火情者，均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号；而消火栓按钮(一般安装于消火栓箱内比手报按钮的位置隐蔽)是供经过训练或消防专职人员使用的，消火栓按钮按下后，应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能，而手动报警按钮只有报警功能，不能启动消防水泵。因此，手报为火灾自动报警系统设备，消火栓按钮为消火栓系统设备，应尽量避免报警者对其混淆。
再次，火灾自动报警系统的控制室的设置宜与楼宇智能控制、安全防范控制室合用，但应注意控制室的结构、设备应满足防火要求并避免互相干扰，这样做的优点是一旦发生火情或事故，便于各个专业的统一协调行动和管理。
3 消防联动系统设计
3.1灭火设施的联动控制
灭火设施主要有两种系统，水喷淋灭火系统和气体灭火系统。根据不同场所选择不同的系统。
一般来说，喷淋系统往往与火灾自动报警系统同时使用。自喷消防系统和火灾自动报警系统配套使用时应注意：(1)喷淋泵(包括电磁阀、气压泵)的启动应由相应的压力开关(包括水位控制仪)直接启动,同时并接消防控制室传来的强制起停按钮信号。(2)所有相关的报警及反映系统工作的传感器信号应通过编码输入模块进入报警总线。火灾自动报警系统的设备及线路(如信号模块,控制模块等)需要安装在自动喷水系统设备附近时,应做好防水、防潮措施。
对于二氧化碳等气体灭火设备，《火灾自动报警系统设计规范》规定有管网气体灭火宜选择在保护区现场确认火灾后现场启动,而消防联动控制台上只要求显示气体灭火系统的工作状态、动作过程、故障状态即可；无管网型的自动气体灭火装置,规范没有规定其与火灾自动报警系统的联动控制,如果进行此灭火装置的联动控制,应从灭火柜的报警控制器引出报警及联动信号至消防控制室的联动控制台。这样,在消防控制室不但可以显示此灭火器及其保护区的状态,同时,也能进行自动和手动控制此灭火装置。
3.2消防防烟和排烟系统的联动控制
消防防烟和排烟系统中,相应防烟分区的火灾报警后由消防控制中心的火灾报警控制器联动开启相应防烟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通风系统,并返回动作信号。火灾报警控制器与防烟和排烟风机控制箱应设多线制联动控制线,能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停,显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调通风系统的联动控制,在火灾报警后,用控制模块分别关闭相应部位空调通风机,并关闭通风管道上的电动防火阀。需要注意的是:
(1)若防烟分区现场人工手动开启排烟口、排烟阀后,应直接启动相应防烟分区的排烟风机,在设计中应配置相应的管线用以实现上述功能。
(2)消防联动控制停止空调通风系统的范围是以防火分区为限,通常的防火分区可能包括若干个防烟分区,且防烟分区不得跨越防火分区；联动控制顺序是先停止空调通风机然后再关闭风管上的防火阀,一旦风管上的防火阀熔断装置动作或人为使其关闭,都应直接停止相应的空调通风机,避免由于风管阻断,造成风管软连接处破裂。
3.3 迫降电梯和迫降防火卷帘门的联动控制
迫降电梯的条件为手动报警按钮报警或电梯前室的探测器报警,火灾报警控制器在确认火灾后,控制电梯停于首层,由于在发生火灾时电梯不能作为逃生工具,所以在电梯迫降后,应将电梯锁止在首层,但供给消防员使用的消防电梯应在其轿厢内设置专供消防员使用的开关或专用钥匙来控制消防电梯的升降。
目前防火卷帘门按使用性质一般将防火卷帘门分为疏散通道的防火卷帘门和防火分区的防火卷帘门。在疏散通道的防火卷帘门两侧分别设置感烟、感温探测器。感烟探测器動作后,报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处,防止烟雾扩散。感温探测器动作后,防火卷帘下降到底防止火势蔓延。作为防火分区分隔的防火卷帘门,当任一侧防火分区内火灾探测器报警后,防火卷帘门应一次下降到底。
防火卷帘门两侧都应设置手动控制按钮,在探测器误报警后,可以强制提升防火卷帘。当防火卷帘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。随着大型和超大型公共建筑群的建设,防火分区的防火卷帘往往也被设计为本防火分区和相邻防火分区的共用辅助安全出口,所以这就需要火灾报警控制器对防火分区的防火卷帘的控制应为持续控制信号,一旦防火分区的防火卷帘门被人为提升进行人员疏散后,还应再次控制其下降到底,起到相应的隔火作用。
3.4切断非消防用电和接通事故疏散应急照明的联动控制
目前的切断非消防用电的设计多数是利用低压断路器的附件即分励脱扣器,但随着低压断路器型号及框架电流的不同,其分励线圈在分励脱扣时所需的电流不同。为了联动的简便和有选择性的切除,还是应将分励线圈接在220V或380V的电路里比较可靠。
接通事故疏散应急照明的控制应与切断非消防用电的控制相对应或者接通事故疏散应急照明的范围可适当大于切断非消防用电的范围,实施中此范围经常与消防广播相对应。
4 消防设备配电设计
消防设备应分主电源及备用电源供电。根据不同的消防用电负荷等级，选择供电电源。
对于备用电源的选择，备用电源应与主电源由明显的独立性，不应由同一系统的电源来供电。对等级较低的建筑物，还可采取自备应急柴油发电机组做备用电源。选择一个良好的电源切换系统，一旦本建筑主电源切断，备用电源能及时自启动，并且能够持续稳定的供给消防设备用电。当选择柴油机组做备用电源时，根据消防设备负荷的大小还应注意消防设备的分批启动，以防止发电机组负荷过大造成熄火停止发电的情况发生。
在设计中消防设备一般采用放射式配电，但较小容量作用相同的设备可由同一分支供电，但回路所带设备不应超过5台，总容量不宜超过10kW。同时，设计消防线路时，应注意防火分区的间隔，不应将回路跨分区设置。