基于火灾自动报警及消防联动控制设计分析论文_王勇

基于火灾自动报警及消防联动控制设计分析论文_王勇

(天津城建大学建筑设计研究院 300384)

摘要:2014年5月1日,GB50016-2014《建筑设计防火规范》(下文简称《14建规》)正式实行,慢慢开始形成一个新的规范体系,对火灾自动报警系统的设计进行要求和指导。在新规范体系执行的初期,规范之间的协调、消防主管部门对规范的执行、设计人员对规范应用,或多或少都会有一些问题,本文试图对新旧规范体系的差异及一些具体问题进行分析,提出对火灾自动报警系统设计的一些个人看法,希望同行指正。

关键词:火灾自动报警;消防联动;控制设计

1需要设置火灾自动报警系统的场所

在旧规范体系中,设置火灾自动报警系统的场所开始也出现了点混乱,主要因为防火主规范有设置场所的要求,而火灾自动报警系统规范也有保护对象分级。后来出现了一种主流的观点———“做不做看防火规范,怎么做看火灾自动报警规范”,即需要设置火灾自动报警系统的场所由《05高规》第9.4.1~9.4.3、《06建规》第11.4.1条、《97车规》第9.0.7条来决定,而《98火规》中表3.1.1的火灾自动报警系统保护对象分级中即使分为一级或二级,也不能作为是否需要设置火灾自动报警系统的依据,并没有拿“按最严的规范执行”这种观点进行要求。这种观点在2014年12期《建筑电气》“新《火规》问答”中得到了印证——“对于哪些建筑、哪些场所需要设置火灾自动报警系统应由《建规》等规范确定”。

《火灾自动报警设计规范》管理组明确是否需要设置火灾自动报警系统由防火主规范决定,同时《13火规》也取消了按照保护对象特点的火灾自动报警系统保护对象分级,在某种程度上可反映出各规范编写组之间的协调。

此外,旧规范体系中存在的一些问题也得到了解决,例如暖通专业设置了机械防排烟系统的场所,而根据防火主规范不需设置火灾自动报警的场所,是通过手动方式启动还是增设火灾自动报警系统来实现联动,这点《14建规》第8.4.1条第13款明确了“设置机械排烟、防烟系统、雨淋或预作用自动喷水灭火系统、固定消防水炮灭火系统等需与火灾自动报警系统联锁动作的场所或部位”需要设置火灾自动报警系统。由于防排烟系统的控制较为复杂,除了风机还有加压口、排烟口等,而且暖通专业设计的风量也不能保证简单地全部启动这些设备就能解决问题。新规范体系在这点上是有其先进性的。

2只能通过消防联动控制器或火灾报警控制器(联动型)实现联动的设备

在旧规范体系中,没有明确设备的消防联动是由火灾报警控制器还是由消防联动控制器实现,火灾报警控制器也没有区分联动型和非联动型。

在新规范体系中,设置火灾自动报警系统时,部分需要进行消防联动的设备可以通过火灾报警控制器(非联动型)触发,但也有部分只能通过消防联动控制器或火灾报警控制器(联动型)控制。《14建规》只规定了什么设备需要联动控制,而对用什么设备用什么样的控制器其实是没有明确要求的,这方面的要求在《13火规》里面有相关规定。

根据《13火规》第4.8.2条、第4.9.1条,火灾报警控制器(非联动型)能够控制的设备是十分有限的,仅在未设置消防联动控制器时能控制火灾声光警报器(其实这种设备只是用于基本的报警功能,不应归为需要进行联动的消防设备),设置防火门监控器时联动触发常开防火门的关闭,启动集中控制型的消防应急照明和疏散指示系统。防火门监控器、集中控制型的消防应急照明和疏散指示系统的联动控制可由自身控制器实现,火灾报警控制器(非联动型)仅仅作为触发或给出启动信号。但上述两个系统现在一般只在较大型的公共建筑中才会设置,而这些建筑一般需要联动的消防设备比较多,会有消防联动系统。所以火灾报警控制器(非联动型)在实际中,主要是用来在未设置消防联动控制器时控制火灾声光警报器。

火灾报警控制器(非联动型)在气体灭火系统中的应用其实是很难实现的。虽然《13火规》第4.4.3条允许气体灭火控制器、泡沫灭火控制器不直接连接火灾探测器时,联动触发信号可由火灾报警控制器发出,但是第4.4.5条要求反馈信号应反馈至消防联动控制器,所以有气体灭火系统时单靠火灾报警控制器(非联动型)是难以实现的。

在所有需要消防联动的设备中,仅有第②类中的常开防火门采用防火门监控器控制时,以及第④类的消防应急照明和疏散指示系统采用集中控制型时可以不设置消防联动控制器或火灾报警控制器(联动型),而采用火灾报警控制器(非联动型)触发或启动专用控制器。

在2014年7期《建筑电气》“新《火规问答》”中,明确了在区域报警系统中可利用火灾报警控制器的不多于5组的输出触点对火灾后即可控制的控制流程单一的消防设施进行控制,例如应急照明系统、非消防电源等。“火灾后即可控制、控制流程单一”也很难判断可否将其应用扩展至其他联动设备。第①类、第③类联动设备需要手动控制,必须有消防联动控制器的手动控制盘,所以不可能没有消防联动控制器和消防联动系统。第②类联动设备中,非疏散通道上的防火卷帘、常开防火门、自动排烟窗控制还相对简单一点,但是《13火规》基本要求采用消防联动控制器或火灾报警控制器(联动型)进行控制,一般以规范为准,仅有第②类中的常开防火门采用防火门监控器控制时可采用火灾报警控制器控制。

3只能设置集中报警系统和控制中心报警系统的场所及对应急广播设置的影响

在旧规范体系中,设置区域报警系统、集中报警系统还是控制中心报警系统是根据火灾自动报警系统保护对象的分级,也就是根据保护对象的规模和重要程度等来决定的,各种系统都可以有联动设备。在新规范体系中,设置区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统是根据是否需要设置消防联动控制器/火灾报警控制器(联动型)来决定的,跟保护对象的规模和重要程度无关。这是一个非常大的改变,直接影响到了应急广播的设置。

旧规范体系中,《06建规》没有提到应急广播的要求,《05高规》第6.1.13.8条提到避难层应设置应急广播,第9.4.4条:应急广播的设计应按现行的国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的有关规定执行,设置应急广播系统的场所是按《98火规》第5.4.1条执行的:控制中心报警系统应设置火灾应急广播,集中报警系统宜设置火灾应急广播。《98火规》第5.4.1条条文解释:由于凡设置集中报警系统和控制中心报警系统的建筑,一般都属高层建筑或大型民用建筑,这些建筑物内人员集中又较多,火灾时影响面大,为了便于火灾疏散,统一指挥,故作本条规定。可见设置应急广播的目的是便于在现场路线复杂,人员集中的情况下指挥疏散。

新规范体系中,《14建规》在5.3.6条、5.5.23条、5.5.24条、6.4.14条、8.4.2条中,提到步行街两侧建筑的商铺内外、建筑高度大于100m的公共建筑的避难间内、高层病房楼的避难间内、避难走道内、高层住宅建筑的公共部位内设置消防应急广播(也可以用具有语音功能的火灾声警报装置代替)。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但对其他没有提到的场所应急广播的设计应按《火灾自动报警系统设计规范》执行,这似乎有点不严谨,《14建规》既提到了需要设置的场所,但其覆盖的范围又不够充分,要求高层住宅建筑的公共部位设置而现场路线更复杂人员更集中的大型公建的公共部位却没提到。《13火规》4.8.7条,集中报警系统和控制中心报警系统应设置消防应急广播,在一定程度上弥补了这个缺漏,但完全按《13火规》也会有一定问题。因《13火规》4.8.7条的条文说明与《98火规》第5.4.1条条文说明一致,而关键是采用集中报警系统无法体现保护对象的规模和疏散难度,与《98火规》的情况完全不同。

笔者认为应该将应急广播的设置和是否有联动设备分开,在防火主规范中明确哪些区域应该设置,而火灾自动报警规范只表达设置时的具体做法。

4需要设置消防控制室的场所和对防火门监控系统设计的影响

在旧规范体系中,消防控制室的设置按《05高规》第9.4.5条、《06建规》第11.4.3条、《98火规》5.2.3条、5.2.4条及条文说明执行。主规范强调在设有火灾自动报警系统和自动灭火系统或设有火灾自动报警系统和机械防(排)烟设施的建筑设置消防控制室,火灾自动报警规范强调设置集中报警系统/控制中心报警系统的保护对象设置消防控制室,一个强调有重要的联动设备,一个强调项目规模,实际这两条通常同时执行。

在新规范体系中,《14建规》8.1.7条规定设置火灾自动报警系统和需要联动控制的消防设备的建筑(群)应设置消防控制室,《13火规》3.2.3条、3.2.4条规定设置集中报警系统/控制中心报警系统的保护对象设置消防控制室。因《13火规》中设置集中报警系统/控制中心报警系统是根据是否需要设置消防联动控制器/火灾报警控制器(联动型)来决定的,所以两者基本均是以是否需要设置消防联动系统来决定是否设置消防控制室。

在新规范体系中,防火门监控系统是《13火规》才出现的,在《14建规》中并没有提及这种系统,只在条文说明中提到了常开防火门需要联动控制。在2014年9月的《建筑电气》杂志《火灾自动报警系统设计规范》编写组的文章:学习GB50116-2013《火灾自动报警设计规范》明确:未设置消防控制室的保护对象,可以不设防火门监控系统。

5建筑群火灾自动报警系统中单体建筑的系统等级和联动触发

在现有项目中,除了单体建筑外,建筑群也是相当常见的。《14建规》8.1.7条中提到消防控制室的服务范围可以是建筑群,也就是一个消防控制室可以服务多个单体建筑。多个单体建筑共用一个消防控制室可以减少场地占用、火灾报警控制器的数量、值班人员的数量、城市消防远程监控中心接入线路和费用。当建筑群共用消防控制室、火灾报警控制器时,可能会出现一个问题:其中一个单体建筑的火灾自动报警系统等级是由其本身决定,还是由其接入的大系统决定。如按大系统决定,当大系统采用集中报警系统/控制中心报警系统,而单体本身可以采用区域报警系统时,将会提高单体的火灾自动报警系统等级,进而需要增加其他设备,例如应急广播系统、防火门监控系统等,虽然这些系统在原本满足规范安全可靠的要求上一定程度提高了该单体的安全性,但不设置这些系统时安全性已经被规范肯定,设置了不够经济合理。

建筑群中有部分公用的消防设备,例如第③类联动设备中的室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统,在建筑群消防控制中心对其实现联动并且各单体子系统与大系统联网时,各单体子系统应可仅发出触发信号通知大系统,由大系统进行联动控制而无需单体的火灾自动报警系统直接联动消防设备。这种做法有点类似有两个消防控制控制中心由主消防控制中心实现主要消防设备的联动,分消防控制中心仅发出触发信号。

6未设置火灾自动报警系统建筑的火灾警报装置的设置和室内消火栓给水系统的联动

无论新旧规范体系,对未设置火灾自动报警系统的建筑都没有明文要求设置报警装置。部分设计人员认为报警装置是必要的,故在消火栓的位置设置了警铃;也有部分设计人员认为规范没有要求,无需设置。而自动喷水灭火系统的水力警铃,在《05喷规》中是设置在有人值班的地点附近,主要用于通知值班人员,而不是建筑内的普通人员。《最低限度之消防装置及设备守则与装置及设备之检查、测试及保养守则》第十一次修订本中,有一种火警警报系(Firealarmsystem),其声响报警装置(audiowarningdevice)是随消火栓设置的,由消火栓按钮启动,部分场所还需要增设视觉火警信号(visualalarmsignal)。火警警报系统覆盖的范围比较广,在3层以上的低层住宅,小型的汽车库中也需要设置,手动启动。这和原来部分设计人员在消火栓的位置设置警铃的想法是很类似的,由主规范明确。

旧规范体系中,未设置火灾自动报警系统时根据《05高规》7.4.6.7条:临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮,其余场所类似执行。新规范体系中,出现了两种说法:①《13火规》4.3.1条的条文说明要求与旧规范体系一样,由消火栓按钮用导线直接引至消火栓控制柜启动消火栓泵;②《14消规》11.0.4条,首次在启动消防水泵时没有提及消火栓按钮,而是采用干管压力开关、高位水箱出水管流量开关、报警阀压力开关,而在11.0.19条则明确消火栓按钮不宜作为直接启动信号。由于新规范体系中,《14建规》已将消火栓系统的要求交给《14消规》,按道理应按《14消规》执行,但由于《13火规》是电气类的规范,电气设计人员一般也会遵守,在采用干管压力开关启泵的同时也设置消火栓按钮直接启泵,对压力/流量开关启泵可靠性有疑虑,多一种启泵方式可以多一分可靠。《14消规》11.0.19条的条文说明解释是消火栓按钮直接启泵可靠性低、投资大,在有干管压力开关启泵后必要性降低,其条文正文中的“不宜”看不出是在设置了干管压力开关启泵后不宜,还是有消防中心可控制启泵后不宜,也没明确在何种情况下即使不宜也要通过消火栓按钮直接启泵。另外,如果为了防止一个压力/流量开关损坏后影响消防水泵的启动,是否可以采用两个开关信号而不是消火栓按钮来增加启泵可靠性,这也是一种思路,毕竟在机房增加一个压力/流量开关启泵远比设置消火栓按钮启泵的线路投资少很多,维护也简单。

总结

新规范体系总体上体现了消防主规范及其它相关规范的协调配合,具有相当的先进性,但在火灾自动报警系统的设计上也会有难点和疑问,笔者在此提出几点个人建议仅供参考:a.需要联动的消防设备应该明确区分为:①需要设置火灾自动报警系统配合,并设置消防联动系统进行联动控制;②已有火灾自动报警系统时,需设置消防联动系统进行联动控制;③在已有火灾自动报警系统及消防联动系统时需要联动控制。b.建筑群系统中,单体建筑的火灾自动报警系统等级可以根据自身的需要决定,而不受建筑群采用的系统影响,单体建筑可以不需要触发而不直接联动已由大系统实现联动的主要消防设备。c.应该将应急广播的设置和是否有联动设备分开,明确哪些区域应该设置,避免不必要的浪费。d.明确未设置火灾自动报警系统建筑的火灾警报装置的设置。e.明确如何满足室内消火栓给水系统启泵可靠性的要求和何种情况下应采用消火栓按钮直接启泵。希望通过一段时间的学习和磨合,业内能形成较为统一的意见,便于火灾自动报警系统及消防联动控制的正确实施。

参考文献

[1]公安部沈阳消防研究所.GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范[S].北京:中国计划出版社,2013.

[2]中国中元兴华工程公司.GB50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

[3]公安部天津消防研究所,公安部四川消防研究所.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

作者简介:王勇(1985.4.11)男,天津人,天津城市建设学院,本科。单位:天津城建大学建筑设计研究院。

论文作者:王勇

论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期

论文发表时间:2017/1/17

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