消防報警及聯動控制系統的設計

一、消防報警系統的概述

消防報警系統又被稱為火災報警系統或者消防自動報警系統。消防報警系統主要是由火災探測器（觸發器）、火災報警裝置以及一些具備輔助功能的裝置組合而成。消防報警系統的工作原理（圖一）為：在火災發生的初期，將燃燒產生的煙霧、光輻射、熱量等等物理量，通過感煙、感光、感溫等觸發器轉變為電信號，傳輸到火災報警控制器，與此同時會顯示出火災發生的具體位置，記錄下火災發生的具體時間，并發出聲、光警報信號，啟動消防聯動設備。

圖一 消防報警系統工作原理圖

二、火災探測器

火災探測器是消防火災自動報警系統中對現場進行探查并發現火災的設備。通常情況下，物質在燃燒的過程中會產生或多或少的煙霧，并會釋放出燃燒氣體，它們會與空氣中的氧氣發生化學反應，產生含有紅外線以及紫外線的火焰，進而迅速地提高周遭的溫度。而這些煙霧、火焰、溫度、氣體就是火災探測器所要檢測的對象。

（一）火災探測器的分類

1.按對現場的信息采集類型分為：感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器、特殊氣體探測器。
2.按設備對現場信息采集原理分為：離子型探測器、光電型探測器、線性探測器。
3.按設備在現場的安裝方式分為：點式探測器、纜式探測器、紅外光束探測器。
4.按探測器與控制器的接線方式分：總線制、多線制，其中總線制又分為編碼的和非編碼的，而編碼的又分為電子編碼和撥碼開關編碼，撥碼開關編碼的又叫撥碼編碼，它又分為二進制編碼和三進制編碼。

（二）火災探測器的構造火災探測器由傳感元件-- 電路--固定部分--外殼四部分構成。

1.傳感元件又稱敏感元件，它的主要用途就是將火災燃燒的具有特征的物理量轉化為電信號。它是火災探測器的核心構成部件。

2.電路，它的主要用途是將傳感元件所轉化得來的電信號進行放大并處理成為火災報警控制器所需的相關信號，它往往是由轉換電路--抗干擾電路--保護電路--指示電路--接口電路五部分組成。

3.固定部分和外殼屬于火災探測器的結構，主要用于把敏感元件、接插件、電路印刷件、確認燈、緊固件等等部件連為一體，進而保障相對的機械強度，達到規定要求的電氣性能，以此來有效地避免它所處環境帶來的干擾以及機械力的損壞。

（三）火災探測器的設計

火災探測器的設計務必要依據探測區域內有可能發生的初期火災的具體特征、房間的實際高度、探測區的環境條件以及有可能會引起誤報等等因素來進行設計。

1.火災探測器數量確定

探測器區域內安裝火災探測器的數量按以下公式計算：N≥S/(K．A)。公式中N表示一個探測區域內所需安裝的探測器數量；S表示一個探測區域的實際面積；A表示一個探測器能夠保護的面積；K表示修正系數，K取O.7-0.8為一級保護對象，K取0.8-0.9為二級保護對象，K取0.9-1.0為三級保護對象。

2.火災探測器的保護面積

火災探測器保護的保護面積指的是一只探測器所能探測到的實際地面面積，它受到很多因素的影響，是一個較為復雜的問題。

*，它與所使用的火災探測器的性能有關，比如感煙火災探測器自身具備較高的靈敏性，所以它保護的面積就相對較大；

第二，與建筑物的具體結構特征有關，具體可以分為三個方面，一是與房屋高度以及地面有關，二是與頂棚坡度有關，三是與環境條件有關。

三、火災報警控制器

（一）火災報警控制器的功能火災報警控制器是消防報警系統的心臟，可以為探測器供電，其具備以下幾個功能：
一，接受火災探測器發出的火災信號，然后啟動火災報警裝置，它可以顯示出火災的發生部位以及火災的發生時間；
二，能夠通過火警發送裝置啟動消防報警信號或者是通過自動消防火控系統來啟動自動滅火設備以及消防聯動控制設備；
三，能夠自動地監視消防報警系統的正常運行并對特定的故障發出聲、光報警。

（二）火災報警系統的設計

1.劃分報警區域

報警區域的劃分要嚴格按照建筑物的保護等級、耐火等級來進行。相關規定明確指出：報警區域應該依據防火分區或者分樓層進行劃分，也就是說劃分報警區域的時候，不僅可以將一個防火分區劃為一個報警區域，還可以將同層的多個防火分區劃分為同一個報警區域，但不能跨越樓層進行劃分報警區域工作。

2.明確火災報警控制器的容量

火災報警控制器的容量應該與每一條總線回路所連接的火災探測器、信號模板的地址編碼總數量保留相應的余量，具體指，在設計消防報警系統的時候，選用的火災報警控制器的額定容量應該大于系統保護對象顯示所需的探測部位地址編碼總數，且火災報警控制器每一條總線回路所連接的火災探測器以

及信號模板的編碼總數的額定量也應該

大于總線回路中現實所需的地址編碼總

數量。余量一般是依據系統工程規模的

大小、重要程度來確定的，通常情況下

可以按照火災報警控制器額定容量或者

是總線回路地址編碼總數額定值的百分

之八十至百分之八十五來進行選擇。

四、消防聯動自動控制系統

一個完整的消防報警控制系統應該由火災探測、報警控制和聯動控制三部分組成，而消防聯動控制系統是執行部件，消防控制室在接到火警信息之后能夠手動或者自動地啟動相應的消防聯動設備裝置，同時，對各個設備裝置的運行狀態進行有效地監控作業。

（一）消防聯動自動控制系統應具備的控制裝備

設計消防聯動自動控制系統時，應具備以下部分或者全部的控制裝置設備：

1.火災報警控制器--接收、顯示、傳輸火災信息，并對自動消防設備裝置發出相應的控制信號。

2.火災警報裝置及應急廣播的指控裝置--在火災發生時，根據人員所在位置距離火災現場的遠近依序地發出警報信號，并組織人員有序進行疏散工作。

3.非消防電源控制裝置--消防控制室在明確火災信號之后，切斷相應部分的非消防電源，同時接通火災警報裝置以及火災應急照明燈、安全疏散的指示燈。

4.電梯回降控制裝置--在消防控制室明確火災之后，能夠強迫控制所有的消防電梯都停在首層，并能夠接收其反饋信號。

5.自動滅火系統控制裝置--消防控制室確認火災后，進行滅火工作。

6.常開防火門以及防火卷簾的控制裝置--發生火災的時候，能夠有效地分區防火，有效地避免火災蔓延。

7.防煙、排煙系統以及空調通風系統的控制裝置--火災發生時，能夠有效地防止煙氣進一步蔓延，進而能夠提供救生的有利保證。

（二）消防聯動自動控制系統的設計

1.如果消防聯動自動控制系統設備的編碼控制模塊與火災控制器底座的控制信號以及火警信號位于同一條總線回路上傳輸，那么傳輸的總線務必應該嚴格按照消防控制線路的相關標準要求進行敷設，而不是按照報警信號的傳輸線路要求進行敷設工作。

2.消防水泵、噴淋水泵、防煙以及排煙風機皆屬于重要的消防聯動設備裝置，他們的安全可靠性直接關聯著整個滅火工作的成敗。因此，在選用總線編碼進行控制工作的時候，還應該根據實際的具體情況在消防控制室安裝相應的手動直接控制設備裝置。

3.設置在消防控制室之外的消防聯動控制裝置的所有動作狀態信號，都應該顯示在消防控制室內，這樣一來便能夠實施系統的集中控制。

4.對于電梯控制系統的設計，當電梯前室的探測器發出報警信號的時候，主控機應該根據其輸入（輸出）模板進行控制信號的輸出工作，以此來強制控制電梯降落至底層，并立馬切斷相關電源，但消防電梯除外。需要注意的是，不管是總線聯動系統還是多線聯動系統，設計時都務必與各個聯動設備的一、二次線路的設計相結合，考慮到相關設備的控制需要消防控制中心發出多少個命令，就向控制中心反饋多少個狀態信號，之后再挑選符合上述要求的輸出輸入模板。

5.各個聯動設備裝置還應該就地設置相應的控制箱，這樣，即使發生消防控制中心操作失效等意外事故，就地控制也可有效地對聯動裝置進行相應操作。