火灾报警与高压消防给水系统联动控制方式分析_周江.pdf

155工程设计工程技术研究 第 8 卷 总第 130 期 2023 年 1 月在现代工业、民用、商业等建筑领域，为了使人们能够尽早发现火灾并且及时通报，保护其人身和财产安全，尽可能减少或防止火灾造成的损失，消防自火灾报警与高压消防给水系统联动控制方式分析周 江北京市澳际智能消防安全工程有限责任公司，北京 100021摘要：为应对建筑发生的火灾安全问题，文章首先重点介绍火灾报警和高压消防给水系统的工艺设计，指出其工作状态与其联动控制有很大关系；然后简要回顾高压消防供水系统的设计工作条件与消防水泵联动控制需求之间的关系，并对消防水泵联动控制的逻辑关系进行阐述，提出各种水箱的联动控制方案；最后，从火灾联动控制的观点出发，对区域火灾的联动控制进行分析，以实现对建筑火灾问题的有效控制。关键词：火灾报警；消防给水系统；联动控制；消防水池Abstract:In order to deal with the fire safety problems in buildings,this paper first introduces the process design of fire alarm and high-pressure fire water supply system,and points out that its working state is closely related to its linkage control.Then,it briefly reviews the relationship between the design working conditions of the high-pressure fire water supply system and the linkage control demand of the fire pump,and elaborates the logical relationship of the linkage control of the fire pump,and proposes the linkage control scheme of various water tanks.Finally,from the perspective of fire linkage control,the linkage control of regional fire is analyzed to achieve effective control of building fire problems.Key Words:fire alarm;fire water supply system;linkage control;fire pool分类号：U453.8Analysis on Linkage Control Mode of Fire Alarm and High-pressure Fire Water Supply SystemZHOU JiangBeijing Aoji Intelligent Fire Control Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100021,China049.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.02.作者简介：周江，男，本科，研究方向为消防工程设计与施工。动报警设施建设至关重要。标准的电气工程设计及对其正确的应用，不仅对建筑物的防火安全有很大的积极影响，同时还是各类防火设施发挥作用的重要影响因素。因此，对火灾自动报警系统和火灾联动系统的设计和设备进行分析研究，具有重要意义。1 火灾探测报警器概述火灾探测报警器是一种能够对火情参数（如烟、火光、火焰温度、烟雾浓度等）作出反应并能自动地传递出火警信号的装置。火警报警器主要是一种用于收送、呈现、传达火警信号，并可提供控制信号及其余辅助性能的一种控制装置。火灾报警控制器在火灾报警所属体系中占有关键性的地位，它可以为火灾探测装置供电、收送、呈现、传递火灾信号，并掌控自动灭火装置。根据火灾报警控制器应用范围和用途差异，可以将其划分为三大类：地区消防报警控制器、集中式消防报警控制器及通用消防报警控制器。近几年，随着火灾监测模式的持续性改进，模仿数量、总线制及智慧性火灾探测报警体系的持续性研发，火灾报警控制装置的种类已经日渐丰富，不再局限于上述三大种类，而被统一称作火灾报警控制装置。火灾报警装置是一种用于将报警声音和光线与周围环境声音和光线区分开来的报警信号。通过特殊的声光信号，对报警范围内的人员进行安全疏散和灭火救援等作业。2 高压消防给水系统概述在超限高层建筑中，常采用高压消防给水，特别是在最近几年的一些建筑工程中，亦以高压消防给水系统为主。根据消防给水及消火栓系统技术规范156工程设计 2023 年 第 02 期 总第 130 期 工程技术研究（GB 509742014）第 2.1.2 条规定：“高压消防给水系统能始终保持满足水灭火设施所需的工作压力和流量，火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统。”在超限高层建筑中，尤其是在 400 m 以上的高层建筑中，由于城市消防车辆的给水压力，基本上都是采用串联供水方式。在超限高层建筑中，采用串联式供水方式，可减少竖向管道数量，减少管道面积，同时降低消防水泵和管道接头的压力，提高系统的安全性1。高压消防供水系统是指将所有的消防蓄水都置于一个较高的位置，也就是供室内各个消防供水系统的工作需求2。临时高压系统主要集中在消防水泵上，当发生火灾时，由水泵向蓄水池或管道中的水加压，然后提供给消防系统；而高压消防给水系统则是将所有的水都放在一个蓄水池中，借助物理原理进行灭火。因为消防系统在发生火灾时需要用电，相较之下第一种方法的安全性更高。不仅如此，设计人员需要借助减压阀对临时高压系统进行详细划分，一旦出现异常，将产生串压现象，阻碍管路附件的正常工作；而高压消防供水系统中安设了降压水箱进行分段，能够有效实现降压，且不会引发任何串压问题。3 消防给水系统的联动控制原理所谓联动控制，就是在火灾发生时，由火灾探测器、手动报警按钮、消火栓按钮等动作信号作为消防水泵或报警阀组的开启触发信号，通过系统回路信号二总线向火灾报警控制器（联动型）发送传输信号3。火灾报警控制器（联动型）在接收到的相关信号后，根据预先设定的联动逻辑关系（“与”“或”），联动控制启动相应的消防设施，如消防水泵、对应区域的消防排烟设施、补风设施、防火卷帘、消防广播与声光警报器的间隔播放等，同时将消防设施的动作信号反馈至火灾报警控制器（联动型）。在火灾发生时，联动控制器必须能够接收触发信号、发送控制信号。保证联动性满足“与”的逻辑关系要求。预作用系统 2 个“与”逻辑信号指的是同一报警区域内 2 只及以上独立的感烟火灾探测器，或1 只感烟火灾探测器与 1 只手动火灾报警按钮的报警信号；雨淋系统 2 个“与”逻辑信号指的是通过相同报警区域下 2 个以上的独立感温火灾探测器，或是其中 1 个感温火灾探测器、1 个手动火灾报警按钮的报警信号4。两种逻辑工作共同工作，达到联控制的效果。同时，在消防联动控制中，还采用输入/输出模块进行联动控制。4 火灾报警与高压消防给水系统的联动控制方式高压消防给水系统在灭火时不会触发消防水泵，因此，如何使整个消、防水系统之间的联动更为合理、高效，是设计的关键。4.1 高位水池的联动控制消防给水及消火栓系统技术规范（GB 509742014）（以下简称技术规范）4.3.11 条第 4 款指出：“高层建筑使用高位消防水池供水的高压消防给水系统，虽然高位消防水池储存室内消防用水量确有困难，但火灾时补水可靠，其总有效容积不应小于室内消防用水量的 50%”，但技术规范第 2.1.3 图示中，在高位消防水箱有效容积不少于 50%，并能达到灭火系统的流量与水压需求时，仍然属于临时高压系统。因此，在实际工程中，在楼顶设置一个高水位的消防水箱，可以为建筑物的初期火灾提供一定的保障。4.2 中间转输水箱的联动控制转输水箱：因屋顶高位消防水池储存一次火灾的全部室内消防用水，按技术规范的要求，在顶部消防水池高度低于有效水位的 1/2 时，按顺序启动，每台水泵的启动间隔不得超过 20 s。在实际工程中，专家曾明确指出，对于超限高层建筑，在高度消防水池水位降低 500 mm 或确认有火灾时，也要按顺序进行灭火，这一措施通常被视为一种强化防火措施。4.3 中间减压水箱的联动控制减压水箱：当消防系统检测到灾情发生时，喷淋系统会在第一时间启动，同时报警延迟器发出报警音，压力开关动作，连锁消防喷淋水泵启动，从而让减压水箱排水；当水位下降至补水位时，减压水箱的进水阀会自动开启，立即对减压水箱进行注水。减压水箱是由多个开关和传感器同时控制，当满足进水或排水条件时，就会第一时间启动5。它会根据水位的变化开启不同的水管开关和报警开关，使各信号能自行打开。4.4 中间转输兼减压合用水箱的联动控制中间水箱是一个消防水箱，转输水量与减压水量贮存在一个消防水箱内，并能起到协同作用。每当消防区域突发火灾事故时，中间水箱会引发喷嘴动作、水流指示器报警、报警阀延时报警、消火栓动作、消防水箱出水、高位消防水池供水等一系列反应。当减压水箱的水位降低到电磁阀启动位置时，表明当时水位下降超过 100 mm，因此该系统的电磁阀会连同报警157工程设计工程技术研究 第 8 卷 总第 130 期 2023 年 1 月器一起启动，以保证减压水箱的供水；各分区共用高位消防水池，在水位降到 60 m3有效容积时，启动下级消防泵；而设置了中间消防水箱，只对高水箱水位有一定的影响。4.5 局部消防系统的联动控制在高压消防供水系统中，消防阀门的压力开关和出水管上的流量开关不再具有启泵的功能，此时消防栓按钮的作用是当发生火灾时，第一时间将信息传送至消防控制中心，令其进行报警、显示，并有效实现与消防系统的联动控制6。合理高效地将消防设备各种联动系统有机结合起来是关键技术，文章简要介绍了火灾现场联动控制的基本原理（见图 1）。水箱底水箱底水箱底液位计液位计液位计完成面完成面完成面高位水池正常水池正常水池正常水池启泵水池最低有效水池最低有效水池最低有效水池下层减压水箱供水管消防供水管 A消防供水管 B消防供水管 C减压水箱 1减压水箱 2电动阀 1电动阀 2 电动阀 2电动阀 1DN250 水管直径 mmDN250DN250DN250消防区域 A消防区域 B消防区域 C图 1 局部消防系统联动控制分析图图 1 中，在消防区域 B 中，通过下列方式将减压水箱 1 进水和水管上的电动阀门 1 联动打开：模式一：在减压水箱 1 的高度降低 100 mm 时，在减压水箱 1 中的进水管上的电动阀门 1 与液面控制器进行联动，由此开启。模式二：警报阀组压力开关的动作信号与报警阀组保护区域中的任意 2 个火灾探测器，或 1 个火灾探测器与 1 个手动火警按钮的报警信号“与”，将减压水箱 1 中的电动阀门 1 开启。模式三：将消火栓按钮的操作信号与消火栓按钮所处的随意某个火灾探测器和手动火警报警阀的“与”逻辑紧密相连，对减压水箱 1 中的进水管上的电动阀门 1 进行联动控制，从而将其开启。减压水箱补水管上的电磁阀（电动阀门）采用多连杆、单开方式，借助水位与消防栓箱中的报警器、报警阀开关等设备来起到联动的效果，确保所有信号可以独立工作。设计人员需要先对系统中减压水箱进水管联动控制模式一进行设定，剩余的例如模式二、模式三均可被视为该系统的加强措施。如果没有设定模式一水位联动控制，此时若是消防区域 C 发生了火灾，将导致减压水箱 1 进水管表面的电动阀门 1 无法在短时间内打开，只有等到火势对外扩散，影响消防区域 B 时，才会联动打开，此时已无法有效控制火灾。不仅如此，系统中所有减压水箱进水口的电磁阀都需要借助一条特殊电线，令其与室内消防联动器上的手动控制板连接起来，以便直接操纵控制阀门的工作。5 结束语针对超限高层建筑，在考虑其防火特性和防