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摘要：随着城市现代化进程的不断推进，各种超高层建筑和大中型商业建筑、厂房不断涌现，对消防安全提出了更高、更严的要求。为了实现在火灾早期发现和通报火情，消除或降低火灾危害，保护人身和财产安全，火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。
关键词：高层建筑；火灾自动报警；消防联动控制；电源配电设计
一、系统设计
1.1火灾自动报警系统保护等级的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）（以下简称《高规》）及《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-98（以下简称《火规》）。本项目为建筑高度超过100米的超高层民用建筑，按火灾自动报警系统保护对象分级为特级保护对象。
1.2系统形式的选择及组成
系统由图形管理系统工作站、系统运行记录打印机、火灾自动报警控制器、消防联动控制盘、消防专用电话主机、带选区的紧急广播呼叫话筒、应急电源配电盘、火灾探测器、手动报警器、紧急广播系统、疏散警铃/声光报警器、信号、控制模块及中间继电器、区域报警装置或显示屏等组成。
二、火灾探测器的选择与设置
建筑根据性质不同布置相应的探测器。智能感烟探测器将安装于酒店、办公，商业及公寓等各处；在2号3层商业广场处，高度超过12m的区域采用大空间智能灭火系统，安装智能型红外探测组件/红外光束感烟探测器与水炮系统相配合；在其26，40层中庭挑空20米，采用空气采样探测器与水炮相配合。普通感温探测器将安装于地下停车库、智能型温感设置于垃圾房及厨房内，用以探测火灾。锅炉房及日用油箱间设置两组点式防爆型定温火灾探测器；发电机房使用两组点式定温探测器；设置气体灭火系统的机房各设置两组感烟探测器，感温探测器。
三、消防联动控制
在消防控制中心设置联动控制台，控制方式分为自动控制和手动控制两种。通过联动控制台，对消防水系统、防排烟系统及空调通风系统、非消防电源切断及电梯回降等系统具有联动控制功能。
3.1消防水系统的联动控制
消火栓泵由消火栓按钮直接起动或消防控制中心联动控制台的远程手动按钮直接起、停；喷淋泵由报警阀的压力开关直接动作或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停；消火栓和喷淋系统的转输泵由机电层消防水箱的低水位控制器动作或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停；位于屋顶的稳压泵由安装在管道上的压力开关控制起、停，消防控制中心监视其工作状态。
大空间智能灭火系统智能红外探测组件探测到火灾发生时，立即向火灾报警控制器报告，火灾报警控制器根据编程逻辑向联动控制器发出指令，联动控制器依次启动火灾警报装置和各种联动设备。电磁阀由红外探测组件自动控制或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停，亦可由现场手动按钮直接起、停。消防控制中心内监控各消防水泵的起、停，显示各消防泵的工作、故障状态；显示消火栓按钮的工作部位；监视各水箱及水池的水位；监视压力开关、减压阀、信号阀、水流指示器等的状态；控制电磁阀动作并接收其反馈信号。
3.2防排烟设施及空调通风系统的联动控制
接到火灾报警信号后，打开有关部位的电动正压送风口、排烟口，启动有关部位的排烟风机和正压送风机；停止相关范围的其他送、排风机。对于地下车库排风兼排烟系统，同时应关闭电动防火阀，并接受其反馈信号。
为了提高系统的可靠性，同一排烟区的多个排烟阀或电动防火阀，需要同时动作时，仍采用独立的控制和反馈方式，不采用接力控制方式。当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动；设在排烟风机入口处的防火阀运作后联动停止风机，并接受其反馈信号；消防控制中心内联动控制盘的远程手动按钮可以直接起、停正压送风机、排烟风机和地库的补风机等防排烟风机，并且接收其反馈信号。
3.3气体灭火系统的联动控制
气体灭火每个保护区内都设有双探测器回路，当某一个回路报警时，系统进入报警状态，警铃鸣响；当两个回路都报警时设在该防护区域内外的蜂鸣器及闪灯将动作，通知防护区内人员疏散，关闭空调及通风系统、防火阀；启动有关保护区域的“时间延迟”装置开始倒数，当“时间延迟”完成，气体灭火控制器启动气体钢瓶组上的电磁阀动作，打开气瓶，气体将经过相应管路到相应保护区域，气体释放后，设在管道上的压力开关将监测到气体已释放的信号。智能气体灭火控制器通过网络线与火灾报警控制器连接，将其工作状态送至消防控制中心内。
3.4自动喷水灭火系统
系统分为两个区。低区为地下1 层～16 层，由室外小区低区喷淋加压给水管网供水；高区为17 层～28 层，由室外小区高区喷淋加压给水管网供水。屋顶水箱设置高度只满足最高层消火栓的7m 静水压力，并未满足喷淋系统最不利点处喷淋头的最低工作压力和喷水强度，故高区供水系统仍需要设置增压设施。首先，喷淋系统分区水压的问题。《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称《喷规》） 第8.0.1条规定，配水管道的工作压力不应大于1.20MPa。所谓配水管道，就是报警阀后的管道。如果按此规定，高区的报警阀就必须搬到住宅楼上，这样就要增大某一楼层的管道井尺寸，那样对于住宅楼来说是相当困难的。笔者认为只要选择工作压力较高的报警阀就可忽略这个问题，本工程选用工作压力为1.6MPa 的报警阀，并把高区的报警阀和低区的一起放在地下室便于管理。很多地方的审查专家也默认此做法，也希望即将要修订《喷规》时也能考虑修订此条文；其次，系统的放空阀的设置问题。喷头不多时，像电梯厅的喷淋，放水阀可与末端试水阀或试水装置合用，而且也符合《喷规》条文说明第4.2.9条第3 点对泄水管管径的规定；大面积的喷淋，应在水流指示器后的干管上增设放空阀，检修时可只关闭该防火分区；当一个报警阀只负担一个防火分区时，可考虑共用报警阀处的放空阀；最后，关于十字梁喷头布置的问题。地下层车库顶板及裙楼的顶板结构上有局部采用了十字梁。《喷规》第7.1.3条第4款规定，净空高度不超过8m的场所中，间距不超过（4×4） m 布置的十字梁，可在梁间布置1只喷头，但喷水强度仍应符合表5.0.1 的规定。后面的喷水强度的规定是很容易被忽略的。经过计算，此时应采用流量特性K为115的喷头。
四、消防电源及其配电
对于消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机、应急照明等消防用电设备的供电，采用双电源送至设备最末一级配电箱自动切换；火灾报警控制系统的主电源采用消防电源，直流备用电源采用火灾报警控制器的专用蓄电池及控制用直流电源装置；酒店火灾报警控制器的直流备用电源的蓄电池容量按火警控制器在监视状态下工作24h后，再加上同时有两个分路报火警30min用电量之和计算；皇岗消防控制中心及避难层的24V消防电源设备的状态在消防控制中心内均能监视；消防用电设备采用专用的供电回路，按防火分区划分。配电线路采用耐火电力电缆及导线，穿金属管或金属线槽敷设；所有普通照明及非消防设备的配电箱带分励脱扣装置，供灭火时能切断起火部位的非消防电源。
参考文献：
[1] 魏伟华. 高层建筑的火灾自动报警与消防联动控制设计. 山西建筑.2009
[2] 张剑云. 浅谈高层消防给水系统. 科学时代.2013
关键词：高层建筑；火灾自动报警；消防联动控制；电源配电设计
一、系统设计
1.1火灾自动报警系统保护等级的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）（以下简称《高规》）及《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-98（以下简称《火规》）。本项目为建筑高度超过100米的超高层民用建筑，按火灾自动报警系统保护对象分级为特级保护对象。
1.2系统形式的选择及组成
系统由图形管理系统工作站、系统运行记录打印机、火灾自动报警控制器、消防联动控制盘、消防专用电话主机、带选区的紧急广播呼叫话筒、应急电源配电盘、火灾探测器、手动报警器、紧急广播系统、疏散警铃/声光报警器、信号、控制模块及中间继电器、区域报警装置或显示屏等组成。
二、火灾探测器的选择与设置
建筑根据性质不同布置相应的探测器。智能感烟探测器将安装于酒店、办公，商业及公寓等各处；在2号3层商业广场处，高度超过12m的区域采用大空间智能灭火系统，安装智能型红外探测组件/红外光束感烟探测器与水炮系统相配合；在其26，40层中庭挑空20米，采用空气采样探测器与水炮相配合。普通感温探测器将安装于地下停车库、智能型温感设置于垃圾房及厨房内，用以探测火灾。锅炉房及日用油箱间设置两组点式防爆型定温火灾探测器；发电机房使用两组点式定温探测器；设置气体灭火系统的机房各设置两组感烟探测器，感温探测器。
三、消防联动控制
在消防控制中心设置联动控制台，控制方式分为自动控制和手动控制两种。通过联动控制台，对消防水系统、防排烟系统及空调通风系统、非消防电源切断及电梯回降等系统具有联动控制功能。
3.1消防水系统的联动控制
消火栓泵由消火栓按钮直接起动或消防控制中心联动控制台的远程手动按钮直接起、停；喷淋泵由报警阀的压力开关直接动作或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停；消火栓和喷淋系统的转输泵由机电层消防水箱的低水位控制器动作或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停；位于屋顶的稳压泵由安装在管道上的压力开关控制起、停，消防控制中心监视其工作状态。
大空间智能灭火系统智能红外探测组件探测到火灾发生时，立即向火灾报警控制器报告，火灾报警控制器根据编程逻辑向联动控制器发出指令，联动控制器依次启动火灾警报装置和各种联动设备。电磁阀由红外探测组件自动控制或消防控制中心联动控制盘的远程手动按钮直接起、停，亦可由现场手动按钮直接起、停。消防控制中心内监控各消防水泵的起、停，显示各消防泵的工作、故障状态；显示消火栓按钮的工作部位；监视各水箱及水池的水位；监视压力开关、减压阀、信号阀、水流指示器等的状态；控制电磁阀动作并接收其反馈信号。
3.2防排烟设施及空调通风系统的联动控制
接到火灾报警信号后，打开有关部位的电动正压送风口、排烟口，启动有关部位的排烟风机和正压送风机；停止相关范围的其他送、排风机。对于地下车库排风兼排烟系统，同时应关闭电动防火阀，并接受其反馈信号。
为了提高系统的可靠性，同一排烟区的多个排烟阀或电动防火阀，需要同时动作时，仍采用独立的控制和反馈方式，不采用接力控制方式。当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机应能自行启动；设在排烟风机入口处的防火阀运作后联动停止风机，并接受其反馈信号；消防控制中心内联动控制盘的远程手动按钮可以直接起、停正压送风机、排烟风机和地库的补风机等防排烟风机，并且接收其反馈信号。
3.3气体灭火系统的联动控制
气体灭火每个保护区内都设有双探测器回路，当某一个回路报警时，系统进入报警状态，警铃鸣响；当两个回路都报警时设在该防护区域内外的蜂鸣器及闪灯将动作，通知防护区内人员疏散，关闭空调及通风系统、防火阀；启动有关保护区域的“时间延迟”装置开始倒数，当“时间延迟”完成，气体灭火控制器启动气体钢瓶组上的电磁阀动作，打开气瓶，气体将经过相应管路到相应保护区域，气体释放后，设在管道上的压力开关将监测到气体已释放的信号。智能气体灭火控制器通过网络线与火灾报警控制器连接，将其工作状态送至消防控制中心内。
3.4自动喷水灭火系统
系统分为两个区。低区为地下1 层～16 层，由室外小区低区喷淋加压给水管网供水；高区为17 层～28 层，由室外小区高区喷淋加压给水管网供水。屋顶水箱设置高度只满足最高层消火栓的7m 静水压力，并未满足喷淋系统最不利点处喷淋头的最低工作压力和喷水强度，故高区供水系统仍需要设置增压设施。首先，喷淋系统分区水压的问题。《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称《喷规》） 第8.0.1条规定，配水管道的工作压力不应大于1.20MPa。所谓配水管道，就是报警阀后的管道。如果按此规定，高区的报警阀就必须搬到住宅楼上，这样就要增大某一楼层的管道井尺寸，那样对于住宅楼来说是相当困难的。笔者认为只要选择工作压力较高的报警阀就可忽略这个问题，本工程选用工作压力为1.6MPa 的报警阀，并把高区的报警阀和低区的一起放在地下室便于管理。很多地方的审查专家也默认此做法，也希望即将要修订《喷规》时也能考虑修订此条文；其次，系统的放空阀的设置问题。喷头不多时，像电梯厅的喷淋，放水阀可与末端试水阀或试水装置合用，而且也符合《喷规》条文说明第4.2.9条第3 点对泄水管管径的规定；大面积的喷淋，应在水流指示器后的干管上增设放空阀，检修时可只关闭该防火分区；当一个报警阀只负担一个防火分区时，可考虑共用报警阀处的放空阀；最后，关于十字梁喷头布置的问题。地下层车库顶板及裙楼的顶板结构上有局部采用了十字梁。《喷规》第7.1.3条第4款规定，净空高度不超过8m的场所中，间距不超过（4×4） m 布置的十字梁，可在梁间布置1只喷头，但喷水强度仍应符合表5.0.1 的规定。后面的喷水强度的规定是很容易被忽略的。经过计算，此时应采用流量特性K为115的喷头。
四、消防电源及其配电
对于消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机、应急照明等消防用电设备的供电，采用双电源送至设备最末一级配电箱自动切换；火灾报警控制系统的主电源采用消防电源，直流备用电源采用火灾报警控制器的专用蓄电池及控制用直流电源装置；酒店火灾报警控制器的直流备用电源的蓄电池容量按火警控制器在监视状态下工作24h后，再加上同时有两个分路报火警30min用电量之和计算；皇岗消防控制中心及避难层的24V消防电源设备的状态在消防控制中心内均能监视；消防用电设备采用专用的供电回路，按防火分区划分。配电线路采用耐火电力电缆及导线，穿金属管或金属线槽敷设；所有普通照明及非消防设备的配电箱带分励脱扣装置，供灭火时能切断起火部位的非消防电源。
参考文献：
[1] 魏伟华. 高层建筑的火灾自动报警与消防联动控制设计. 山西建筑.2009
[2] 张剑云. 浅谈高层消防给水系统. 科学时代.2013