建筑电气火灾自动报警系统设计

建筑电气火灾自动报警系统设计建筑电气火灾自动报警系统设计需严格遵循国家工程建设消防技术标准，结合建筑物使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等因素综合确定。系统设计的核心目标在于实现火灾早期探测、及时报警、快速联动，为人员疏散和灭火救援争取宝贵时间。一、系统总体设计原则与规范依据火灾自动报警系统的设计必须以GB50116《火灾自动报警系统设计规范》为根本遵循，同时协调GB50016《建筑设计防火规范》、GB50045《高层民用建筑设计防火规范》等相关标准。设计人员应在方案阶段明确建筑物火灾危险等级，根据规范第3.1.1条将保护对象划分为特级、一级和二级。特级保护对象包括建筑高度超过100米的高层民用建筑，一级保护对象涵盖医疗建筑、省级及以上广播电视建筑等，二级保护对象则包含小型商场、办公楼等场所。系统形式选择直接影响整体架构。区域报警系统适用于二级保护对象，仅设置区域火灾报警控制器和火灾探测器；集中报警系统适用于一级和二级保护对象，由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器及火灾探测器组成；控制中心报警系统则专用于特级和一级保护对象，设置两个及以上消防控制室，实现分级监控。设计时应根据保护对象等级、建筑规模和管理需求合理确定系统形式，避免过度设计造成资源浪费或设计不足导致安全隐患。系统兼容性设计需重点关注设备接口协议。不同厂家生产的火灾报警控制器、探测器、模块等设备必须符合国家统一的通信协议标准，确保系统内各组件能够正常信息交互。设计文件中应明确设备选型技术要求，规定报警总线采用无极性两总线制，通信距离不超过1500米，传输速率不低于9600比特每秒。对于超大型建筑群，可考虑采用环形总线或光纤通信方式提升系统可靠性。二、火灾探测器选型与优化布置探测器选型应基于火灾初期特征参数、房间高度、环境条件、气流速度等因素综合判定。点型感烟火灾探测器适用于宾馆客房、办公室、计算机房等火灾初期产生大量烟雾的场所，其保护面积在高度不超过6米时为60平方米，保护半径不超过5.8米。当房间高度在6至12米之间时，保护面积缩减为40平方米。点型感温火灾探测器则适用于车库、厨房、锅炉房等相对湿度经常大于95%、有大量粉尘或烟雾滞留的场所，其保护面积为20平方米，保护半径3.6米。探测器布置必须满足规范第6.2.4条规定的安装间距要求。在宽度小于3米的内走道顶棚上设置探测器时，感温探测器的安装间距不应超过10米，感烟探测器不应超过15米。探测器至端墙的距离不应大于安装间距的一半。当梁突出顶棚的高度超过600毫米时，被梁隔断的每个梁间区域应至少设置一只探测器。梁间净距小于1米时可不计梁对探测器保护面积的影响。对于锯齿形屋顶和坡度大于15度的人字形屋顶，应在每个屋脊处设置一排探测器。特殊场所探测器选型需采取针对性措施。在厨房等可能产生蒸汽和油烟的场所，应选用感温探测器而非感烟探测器，避免误报。发电机房、电梯机房等存在电磁干扰的环境，应选择抗干扰能力强的工业级探测器。对于高度超过12米的大空间场所，如中庭、展厅，普通点型探测器已不适用，必须采用线型光束感烟火灾探测器或吸气式感烟火灾探测器。线型光束探测器的光束轴线至顶棚的垂直距离宜为0.3至1.0米，相邻两组探测器的水平距离不应超过14米，探测器至侧墙水平距离不应超过7米。三、报警区域与探测区域科学划分报警区域划分应遵循楼层划分法或防火分区划分法。一个报警区域宜由一个或同层相邻的几个防火分区组成，面积不宜超过5000平方米。对于高层建筑，每个楼层可划分为一个报警区域；对于裙房等大面积区域，可按防火分区划分，但一个防火分区不得跨越两个报警区域。电缆隧道、铁路隧道等特殊场所，一个报警区域长度不宜超过100米。报警区域划分应在设计图纸上明确标注边界，并与消防联动控制逻辑相匹配。探测区域划分要求更为精细。一个探测区域的面积不宜超过500平方米，从主要入口能看清其内部且面积不超过1000平方米的房间也可划分为一个探测区域。红外光束感烟火灾探测器和缆式线型感温火灾探测器的探测区域长度不宜超过100米。空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜为20至100米。敞开或封闭楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯前室、电气管道井、通信管道井等应单独划分探测区域，确保火灾定位精确。高大空间探测区域划分需特殊处理。高度超过12米的中庭，应在不同高度层分别设置探测区域，每层高度差不超过6米。对于货架高度超过7米的立体仓库，应在垂直方向划分多个探测区域，每个区域高度不超过7米。舞台、演播室等存在活动布景的场所，探测区域划分应考虑布景移动对探测器保护效果的影响，必要时采用吸气式感烟火灾探测器实现分层采样探测。四、系统设备配置与联动控制逻辑火灾报警控制器配置数量应根据建筑规模和报警区域数量确定。每台火灾报警控制器所连接的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等设备总数和地址总数均不应超过3200点，其中每一总线回路连接设备的总数不宜超过200点，且应留有不少于额定容量10%的余量。对于大型建筑群，当控制器数量超过两台时，应设置消防控制室图形显示装置，集中显示各控制器的状态信息。图形显示装置应能显示建筑总平面布局图、每个保护对象的建筑平面图、系统图，并明确标注报警部位、疏散路线、灭火设施位置等信息。消防联动控制设计是系统核心功能。消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备，除应采用联动控制方式外，还应在消防控制室设置手动直接控制装置。预作用系统、雨淋系统、自动控制的水幕系统等，应在火灾报警后立即向配水管道供水。非疏散通道上设置的防火卷帘，在接收到防火分区内任两只独立的火灾探测器报警信号后，应能直接下降至楼板面。疏散通道上的防火卷帘，应在卷帘两侧设置感烟和感温探测器组，实现两步降落控制。消防应急广播系统的联动控制信号应由消防联动控制器发出，确认火灾后，应同时向全楼进行广播。模块配置应遵循就近设置原则。每个报警区域内的模块宜相对集中设置在本报警区域内的金属模块箱中，严禁设置在配电柜内。未集中设置的模块附近应有尺寸不小于100毫米乘以100毫米的标识。模块的工作电压为24伏直流，输出触点容量不应低于2安培。隔离模块应设置在总线穿越防火分区处，当总线发生短路时，能自动隔离故障段落，确保其他段落正常工作。隔离模块的设置间距不宜超过50米，每个隔离模块保护的设备数量不宜超过32个。五、布线设计与供电保障体系系统布线设计必须满足耐火性和可靠性要求。火灾自动报警系统的传输线路应采用金属管、可挠电气导管或封闭式线槽保护。线路暗敷设时，应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于30毫米。线路明敷设时，应采用金属管或封闭式金属线槽保护，并在管壁或线槽外壁采取防火保护措施。消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广播等线路，应采用耐火铜芯电线电缆，其耐火时间不应低于1.5小时。不同电压等级的线缆不应穿入同一根保护管内，当合用同一线槽时，线槽内应有隔板分隔。供电系统设计应确保系统连续运行。火灾自动报警系统应设置交流电源和蓄电池备用电源。交流电源应采用消防电源，其容量应能保证系统连续工作24小时以上。蓄电池组的容量应能保证系统在火灾状态下同时工作负荷条件下连续工作3小时以上。系统主电源不应设置剩余电流动作保护和过负荷保护装置，防止误动作导致系统断电。消防控制室图形显示装置、消防通信设备等电源装置，宜采用不间断电源装置供电，其容量应能保证设备正常工作30分钟以上。线路压降计算是设计关键环节。报警总线电压降不应超过直流24伏系统标称电压的10%，即2.4伏。导线截面积选择应根据线路长度和负载电流计算确定，一般不小于1.5平方毫米。对于长距离传输，可采用分区供电或增设中继器方式解决压降问题。消防电话总线线路电阻不应超过70欧姆，消防应急广播线路的线路损耗不应超过3分贝。设计图纸中应标注各回路的最大允许长度和负载容量，为施工调试提供依据。六、典型场所专项设计要点高层建筑火灾自动报警系统设计应突出垂直疏散特点。建筑高度超过100米的超高层建筑，应在避难层设置独立的火灾报警控制器，实现分区监控。核心筒内的电缆井、管道井应在每层设置感烟探测器，并与防火隔断设施联动。消防电梯前室和合用前室应设置独立的探测区域，确保火灾时电梯可靠迫降。屋顶直升机停机坪应设置火焰探测器，并与航空障碍灯控制系统联动。地下车库设计需克服环境干扰。车库内应选用感温探测器，其动作温度宜选择85摄氏度或105摄氏度。探测器应避开梁和通风管道的影响，至空调送风口边的水平距离不应小于1.5米。车库内设置的线型光束感烟探测器，其光路应垂直于车辆进出方向，避免车辆尾气干扰。每个防火分区内的探测器报警信号应能联动启动该分区的排烟风机和补风机，并关闭防火分区内的防火卷帘。商业综合体设计应注重中庭和步行街等特殊空间。中庭高度超过12米时，应在顶棚下设置线型光束感烟探测器，并在不同高度增设吸气式感烟火灾探测器采样管。步行街两侧的商铺内应设置感烟探测器，其报警信号应能联动启动步行街顶棚的排烟窗。餐饮厨房区域应设置可燃气体探测报警系统，当燃气浓度达到爆炸下限的25%时，应能自动切断燃气阀门并启动事故排风机。工业厂房设计需考虑生产工艺特点。存在粉尘、纤维等固体可燃物的车间，应选用感温探测器或火焰探测器。生产过程中产生腐蚀性气体的场所，探测器外壳防护等级不应低于IP65。喷漆房、调漆间等爆炸危险场所，必须选用防爆型火灾探测器，其防爆标志不应低于ExdⅡBT4。仓库内设置线型缆式感温火灾探测器时，其接触式布置间距不应超过5米，至货架的水平距离宜为1至1.5米。七、系统调试与工程验收标准系统调试应按照单机调试、回路调试、系统联动调试的顺序进行。火灾报警控制器调试时，应进行自检功能、操作级别、屏蔽功能、主备电源转换等项目的测试，控制器应在100秒内发出故障信号，在10秒内发出火灾报警信号。探测器调试应采用专用测试设备，感烟探测器应在30秒内响应烟雾模拟信号，感温探测器应在40秒内响应温度模拟信号。消防联动控制器调试时，应测试其接收火灾报警信号后，在3秒内发出联动控制信号的能力。系统功能验收必须进行全数检查。火灾报警功能验收时，应随机抽取不少于10%的探测器进行模拟火灾响应测试，且不少于50只。消防联动控制功能验收时，应模拟火灾报警信号，检查消防水泵、防烟排烟风机、防火卷帘、应急广播等设备的动作情况，所有被联动的设备应在规定时间内正确动作。系统备用电源容量测试应模拟主电源断电，检查蓄电池组能否保证系统连续工作3小时以上。验收资料应包括系统竣工图、设计变更记录、调试报告、产品合格证等文件。系统维护管理应建立长效机制。使用单位应每日检查火灾报警控制器的自检、消音、复位功能以及主备电源工作状态。每季度应对全部探测器进行一次模拟火灾响应测试，对主备电源进行1至3次自动切换试验。每年应对系统全部功能进行一次全面测试，并委托具备资质的检测机构进行技术检测。系统运行满12年后，应更换全部探测器；满8年后，应更