福州职业技术学院 福建 福州 350108
摘要： 随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。建筑的特点决定其火灾的危险性和火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警系统是发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在。通过消防设计，论述了火灾自动报警及消防联动系统。除了这一大系统中所包括的编码感温探测器、编码感烟探测器、火灾紧急报警电话、地址式报警按钮、报警指示灯、手动报警按钮等外，水流指示器、高位水箱开关、流量开关、压力开关、雨淋阀、防火阀、防火卷帘门等联动设备。
关键词：火灾自动报警；联动控制；火灾探测器；建筑
引言
消防是防火和灭火的总称。我国消防工作执行“预防为主，防消结合”的方针。为使这一方针得到贯彻，每个与消防有关的人员都应认真做好消防工作，力求制止火灾的发生，同时充分做好灭火准备。每当发生火灾，尽快扑灭，尽可能地减少火灾所造成的人员伤亡和财产损失。防，可以减少火灾的发生。消，可能减少损失和伤亡，两者相辅相成，融为一体。随着我国建筑事业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而，促进了消防事业的快速发展,特别是新的规范《火灾自动报警系统设计规范 GB500116-2013》和《建筑设计防火规范GB50016-2014》实施。火灾报警和灭火系统自动化程度逐渐完善，在建筑防火中发挥着越来越大的作用，已成为一门新技术学科，独树一帜。随着新的规范建立，设计过程中需注意问题也出现，针对这一现象，简要说明新规范下火灾自动报警系统设计。
一、火灾自动报警系统简介
火灾自动报警系统是为了尽早探测到火灾的发生并发出火灾警报、启动有关防火、灭火装置而在建筑物中设置的一种自动消防设施。通过设置在建筑物中的自动火灾探测装置和手动报警装置，火灾自动报警系统可以在火灾发生的初期自动探测到火灾，并通过警报装置发出火灾警报，组织人员撤离，同时启动防烟、排烟及防火、灭火设施，以便于人员撤离，防止火灾发展和蔓延，控制和扑灭火灾。
（一）火灾自动报警系统的组成
火灾自动报警系统按照报警和消防方式一般分为二种，一种是“自动报警，人工消防”，另外一种是“自动报警，自动消防”。“自动报警，人工消防”即发生火灾时候能探测火情并发出警报，但是无自动灭火，需要人工进行消防作业；“自动报警，自动消防”，即除了发生火灾时候能探测火情并发出警报外，还能自动灭火和对人员避难疏散诱导。火灾自动报警系统由二个部分组成：火灾自动报警系统、联动控制系统。
1.火灾自动报警系统是由探测器、手动报警按钮、报警器和警报器等组成。主要的功能是发现火灾并报警。
2.联动控制系统包含自动灭火系统和避难疏散诱导系统。自动灭火系统包括各种介质和方式的灭火：室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、卤代烷灭火系统、二氧化碳灭火系统、消防炮灭火系统等；避难疏散诱导系统：用于抑制火势、防灾灾害扩大和进行疏散诱导的信号指示的各种设备，包括：防火门、卷帘门的防火分割设备，防烟、排烟及配套电动防火阀门的防排烟系统，电梯，备用电，事故照明的等供配电系统的控制，火灾事故广播系统和通讯系统（专用电话）。
（二）火灾自动报警系统功能
由以上消防系统的组成中我们可以发现，消防系统的主要功能有：
1.报警功能：一旦有火警发生，立即发出报警，带地址码的探测器能准确到具体楼层、具体房间。
2.疏散诱导指示功能：一旦确认发生火警，全楼发出声光报警或声光报警和消防应急广播交替循环播放，启动全楼疏散通道的消防应急照明和疏散指示系统。
3.灭火功能：确认发生火警，能自动启动消防泵、喷淋泵、雨淋泵投入运行，进行灭火。消防泵、喷淋泵、雨淋泵联动控制不受消防联动控制器处于自动或手动状态的影响。
4.防灾减灾功能：确认火灾后，启动防排烟系统，开启前世加压送风，控制送风口、电动挡烟垂壁、排烟口、排烟窗、排烟阀的开启或关闭及防烟风机、排烟风机等设备的启动或停止；控制防火门关闭，防火卷帘门的下降，电梯迫降首层等进行防止火势蔓延减少再生灾害工作。
5.其他显示功能：能在报警控制器显示器上显示火灾位置；自动记录功能火灾时间，地点，并打印出来；能储存历史火警资料，为做好防火工作提供依据；对一切消防设备的工作状态进行显示；可对任何楼层的火警信息由计算机喇叭或电铃发出火警报警声以引起值班人员的警觉。
二、火灾自动报警系统的设计
火灾自动报警系统的设置
火灾自动报警系统设计时，应根据自动报警系统的不同类型以及不同的设备选型，设计相应的报警、联动线路和设备。报警规范，将火灾报警系统划分为三种基本形式:区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。
1.区域报警控制系统
仅需要报警，不需要联动自动消防设备的保护对象宜采用区域报警系统。区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。区域报警控制器的设置应该符合以下的规定：
1.系统应由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器及火灾报警控制器等组成，系统中可包括消防控制室图形显示装置和指示楼层的区域显示器。
2.火灾报警控制器应设置在有人值班的场所。
3.系统设置消防控制室图形显示装置时，该装置应具有传输火灾报警信息、可燃气体探测报警信息、电气火灾监控报警信息、屏蔽信息、故障信息等有关信息的功能；系统未设置消防控制室图形显示装置时，应设置火警传输设备。
2.集中报警控制系统
不仅需要报警，同时需要联动自动消防设备.且只设置一台具有集中控制功能的火灾报警控制器和消防联动控制器的保护对象，应采用集中报警系统，并应设置一个消防控制室。集中报警控制系统是由电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。集中报警控制器的设置应该满足以下规定：
1.系统应由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。
2.系统中的火灾报警控制器、消防联动控制器和消防控制室图形显示装置、消防应急广播的控制装置、消防专用电话总机等起集中控制作用的消防设备，应设置在消防控制室内。
3.系统设置的消防控制室图形显示装置应具有传输消防联动控制（消防栓系统、自灭火系统含泡沫、水、干粉等、防排烟系统、防火门及卷帘门系统、消防电梯、消防广播、消防应急照明和疏散指示照明系统、消防电源等）有关信息的功能。
3.控制中心报警系统
设置两个及以上消防控制室的保护对象，或已设置两个及以上集中报警系统的保护对象，应采用控制中心报警系统。由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾自动报警探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾自动报警探测器等组成，是功能复杂的火灾自动报警系统。系统的容量较大，消防设施控制功能较全，适用于大型建筑的保护。控制中心报警系统的设置应该满足以下规定：
1.有两个及以上消防控制室时，应确定一个主消防控制室。
2.主消防控制室应能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并应能控制重要的消防设备；各分消防控制室内消防设备之间可互相传输、显示状态信息，但不应互相控制。
3.系统设置的消防控制室图形显示装置应具有传输消防联动控制（消防栓系统、自灭火系统含泡沫、水、干粉等、防排烟系统、防火门及卷帘门系统、消防电梯、消防广播、消防应急照明和疏散指示照明系统、消防电源等）有关信息的功能。其他设计应符合集中报警系统规定。
（三）火灾自动报警设备介绍
在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制和指示设备称为火灾报警装置。
火灾探测器
（1）探测器分类
火灾探测器是消防火灾自动报警系统中，对现场进行探查，发现火灾的设备。火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。目前常用的探测器按照探测种类有感烟、感温、感光、复合及可燃气体探测器五种系列；根据探测器警戒范围不同又分为点型和线型二种形式。
①感烟探测器
感烟探测器是用于探测物质燃烧初期在周围空间所形成的烟雾粒子含量，并向火灾自动报警控制器发出火灾报警信号的一种火灾探测器。它响应速度快，能及早地发现火情，是使用量最大的一种火灾探测器。
点型探测器是对某一点周围空间响应的火灾探测器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆感烟探测器从作用原理上分类，可分为离子型、光电型两种类型。离子感烟火灾探测器是对能影响探测器内电离电流的燃烧产物敏感的探测器。光电感烟探测器是利用火灾时产生的烟雾粒子对光线产生吸收遮挡、散射或吸收的原理并通过光电效应而制成的一种火灾探测器。光电感烟探测器可分为遮光型和散射型两种。
线性感烟探测器是一种能探测到保护范围中某一线路周围烟雾的火灾探测器。探测器由光束发射器和光电接收器两部分组成。他们分别安装在被保护区域的两端，中间用光束连接，其间不能有任何可能遮断光束的障碍物存在，否则探测器将不能工作。常用的有红外光束型、紫外光束型和激光型感烟探测器三种，故而又称线性感烟探测器为光电式分离型感烟探测器。
②感温火灾探测器
感温火灾探测器是对警戒范围内某一点或某一线段周围的温度参数敏感响应的火灾探测器。根据检测温度参数的不同，感温火灾探测器有定温、差温和差定温三种。探测器由于采用的敏感元件不同，又可派生出各种感温探测器。
③火焰（感光）探测器
火焰探测器又称感光式火灾探测器，它是用于响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。火焰探测器是探测在物质燃烧时，火灾产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见的或大气中没有的不可见的光辐射。根据火焰的光特性，使用的火焰探测器有三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。根据防爆类型可分为：隔爆型、本安型。
④气体火灾探测器
气体火灾探测器是对探测区域内某一点周围的气体参数敏感响应的探测器，探测溶剂仓库、压气机站、炼油厂、输油输气管道的可燃性气体方面，用于预防潜在的爆炸或毒气危害的工业场所及民用建筑（煤气管道、液化气罐等），起防爆、防火、监测环境污染的作用。
⑤复合火灾探测器
响应两种或两种以上火灾参数，集成在每个探测器内的微处理机芯片，对相互关联的每个探沉器的测值进行计算，误报率低。无论是温度信号还是烟气信号，只要有一种火灾信号达到相应的阀值时探测器即可报警。
探测器选用
探测器选题应该符合下列规定：
①具体火灾探测器的选用 对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟火灾探测器。
②对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温火灾探测器、感烟火灾探测器、火焰探测器或其组合。
③对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的场所，应选择火焰探测器。
④对火灾初期有阴燃阶段，且需要早期探测的场所，宜增设一氧化碳火灾探测器。
⑤对使用、生产可燃气体或可燃蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。
⑥ 应根据保护场所可能发生火灾的部位和燃烧材料的分析，以及火灾探测器的类型、灵敏度和响应时间等选择相应的火灾探测器，对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择火灾探测器。
⑦一探测区域内设置多个火灾探测器时，可选择具有复合判断火灾功能的火灾探测器和火灾报警控制器。
总之感烟探测器具有稳定性好、响应速度快、误报率低、寿命长、结构紧凑等有点，是应用最广的一种火灾探测器。与感烟火灾探测器和感光火灾探测器比较，感温火灾探测器的可靠性较高，对环境条件的要求更低，但对初期火灾的响应要迟钝些，报警后的火灾损失要大些。它主要适用于因环境条件而使感烟火灾探测器不宜使用的某些场所：并常与感烟火灾探测器联合使用组成与门关系，对火灾报警控制器提供复合报警信号。由于感温火灾探测器有很多的优点，它是仅次于感烟火灾探测器使用广泛的一种火灾早期报警的探测器。
探测器布置
与探测器布置有关的因素有
①不同的探测器在不同的高度，面积的房间所保护的面积和保护半径不同：
② 一只探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于下列公式的计算值
(只)
N——一个探测区域内探测器的数量
S——一个探测区域的地面面积（m2） ;
A——探测器的保护面积（m2）
K——一修正系数，容纳人数超过10000人的公共场所宜取0.7～0.8；容纳人数为2000人～10000人的公共场所宜取0.8～0.9，容纳入数为500人～2000人的公共场所宜取0.9～l.0，其他场所可取1.0（新旧规范的不同定义）
③梁高对探测器布置的影响分三种：小于200mm梁高，不计入考虑范围，梁高200-600mm根据梁间面积来区分，大于600mm梁高按一个探测区域来区分，梁间距小于1m是，不考虑梁的影响
④房间设备高度的影响。
⑤其他探测器布置有影响因素，火焰探测器视角不应该有遮挡物，不应有光直接照射的场所，线型探测器应固定在结构上，顶上0.3-1m，底边不超过20m，相邻水平不大于14m，发射和接收不大于100m等。
其他探测器在设计中比较少用到，不做详述。
2.手动报警按钮
手动报警按钮是火灾报警系统中的一个设备类型，当人员发现火灾时，在火灾探测器没有探测到火灾的时候，人员手动按下手动报警按钮，报告火灾信号。设置要求每个防火分区至少设置一个手动报警按钮，任何位置到手动报警按钮距离不大于30m，应设置在主要出入口附近。
3.区域显示器设置
区域显示器是发生火灾时候显示和记录火灾时间，地点的显示器。每个报警区域或楼层宜设置一台区域显示器(火灾显示盘)；宾馆、饭店等场所应在每个报警区域设置一台区域显示器。采用壁挂方式安装时，其底边距地高度宜为1.3m～1.5m。
4. 火灾警报器的设置
火灾警报器是火灾报警系统中的一个重要设备类型，发生火灾时，由由消控中心确认后，发出信号，由声光报警器发出警报，提醒有关人员疏散。火灾光警报器应设置在每个楼层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部拐角等处的明显部位，且不宜与安全出口指示标志灯具设置在同一面墙上。每个报警区域内应均匀设置火灾警报器，采用壁挂方式安装时，其底边距地面高度应大于2.2m。
5.消防广播扬声器的设置
消防广播系统也叫应急广播系统，是火灾逃生疏散和灭火指挥的重要设备，在整个消防控制管理系统中起着极其重要作用。在火灾发生时，应急广播信号通过音源设备发出，经过功率放大后，由广播切换模块切换到消防控制中心指定区域的音箱，实现应急广播。
消防应急广播扬声器的设置，民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于3W，其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的直线距离不大于25m，走道末端距最近的扬声器距离不应大于12.5m。在环境噪声大于60dB 的场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。采用壁挂方式安装时，其底边距地面高度应大于2.2m。
6.消防专用电话
消防电话系统是消防通信的专用设备，当发生火灾报警时，它可以提供方便快捷的通信手段，是消防控制及其报警系统中不可缺少的通信设备，消防电话系统有专用的通信线路，在现场人员可以通过现场设置的固定电话和消防控制室进行通话，也可以用便携式电话插入插孔式手报或者电话插孔上面与控制室直接进行通话。消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。消防水泵房、发电机房、配变电室、计算机网络机房、主要通风和空调机房、防排烟机房、灭火控制系统操作装置处或控制室、企业消防站、消防值班室、总调度室、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房应设置消防专用电话分机。消防专用电话分机，应固定安装在明显且便于使用的部位，并应有区别于普通电话的标识。电话插孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3m~1.5m。消防控制室应设置消防专用电话总机。消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电话。
（四）消防联动控制
给排水系统消防联动
（1）手动灭火系统
手动灭火主要是消火栓系统，消火栓是一种固定式消防设施，主要作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源。分室内消火栓和室外消火栓。室内消防栓灭火方式为人工用水带连接至栓口灭火，此外消火栓箱内还有消火栓按钮，按此按钮可以远程启动消防泵给消火栓进行补水；室外消火栓主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。所以，室内外消火栓系统也是扑救火灾的重要消防设施之一。由于手动系统主要是用于区域火灾自动报警系统中。
自动灭火系统
自动灭火系统包括：室内外消火栓系统，灭火器系统，自动喷淋系统，水炮系统，气体灭火系统，水喷雾系统等。
自动喷淋系统，水炮系统，气体灭火系统，水喷雾系统是确认火灾后自动灭火，主要由水专业设计，提供以下需要我们联动设计设备。由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时，消火栓按钮的动作信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联功控制器联动控制消火栓泵的启动。消火栓泵的动作信号应反馈至消防联动控制器。喷淋系统中，水流指示器、信号阀、压力开关、喷淋消防泵的启动和停止的动作信号，有压气体管道气压状态信号和快速排气阀入口前电动阀的动作信号应反馈至消防联动控制器，水幕系统相关控制阀组和消防泵的启动、停止的动作信号，应反馈至消防联动控制器，高位水箱，需要联动。
2.暖通系统的消防联动
防排烟系统，都是由送排风管道、管井、防火阀、门开关设备、送、排风机等设备组成。高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。防烟系统的联动控制方式应符合下列规定:
确认火灾后，消防联动控制器联动控制：相关层前室等需要加压送风场所的加压送风口开启和加压送风机启动、电动挡烟垂堕的降落、控制排烟口、排烟窗或排烟阀的开启，同时停止该防烟分区的空气调节系统、控制排烟风机的启动；
排烟风机入口处的总管上设置的280℃排烟防火阀在关闭后应直接联动控制风机停止。排烟防火阀及风机的动作信号、送风口、排烟口、排烟窗或排烟阀开启和关阔的动作信号，防烟、排烟风机启动和停止及电动防火阀关闭的动作信号，均应反馈至消防联动控制器。
总结
火灾自动报警系统是现代建筑发展中的重要部分，火灾自动报警系统设计是现代社会直接影响建筑物的正常使用。火灾自动报警系统作为火灾先期预报、火灾及时扑救、保障人身和财产安全，起到不可替代作用。火灾自动报警及消防联动系统的设计需要各个专业之间互相配合完成，当然还有后期的具体的项目施工人员要有一定的专业素质和责任心，对可能出现的情况及时分析、保护补救，完善好火灾自动报警系统。
参考文献
[1]国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016-2014).
[2]国家标准《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2013).
[3]孙景芝电气消防技术[M].中国建筑工业出版社，2015.
[4]胡景,王坚峰.楼宇消防系统设计与施工浙江大学出版社 2016年.
论文作者:陈锦清
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/9
标签：火灾论文; 探测器论文; 报警系统论文; 系统论文; 控制室论文; 消火栓论文; 信号论文; 《防护工程》2018年第17期论文;