马 宁
(中旭建筑设计有限责任公司,北京 100044)
《火灾自动报警设计规范》(GB 50116-98)(以下简称《旧报警规范》)自1999年实施至今,已伴随电气设计人员走过了14个年头。其间,有许多新型火灾探测产品和火灾监控系统出现,《旧报警规范》已无法为设计人员提供可靠的设计依据和执行办法,使得电气火灾的防范设计多种多样,没有统一的设计标准。此外,近几年电气火灾的发生次数依旧很多,尤其住宅火灾发生率居高不下,而《旧报警规范》没有住宅火灾报警设计要求的相关内容,也使得各设计院的相关设计没有统一标准。
新版《火灾自动报警设计规范》(GB 50116-2013)(以下简称《新报警规范》)的出台,无疑为广大电气设计人员指明了道路,统一了设计标准和要求。
《旧报警规范》共有10章,《新报警规范》共有12章,主编单位、参编单位也有大量增加,其中有6家设计院和若干家报警设备厂家参编,这使得规范的制定紧密结合了设计实施并契合了市场产品。《新报警规范》秉承了《旧报警规范》的整体编制思路,更加全面地描述了火灾自动报警系统的设计要求。
《新报警规范》补充了线型火灾探测器、吸气式感烟探测器、可燃气体探测器、区域显示器、消防应急广播、气体灭火控制器、消防控制室图形显示装置、消防专用电话、火灾警报装置以及模块等设备或部件的相关设计要求。增加了电气火灾监控系统、住宅建筑火灾报警系统、可燃气体探测报警系统,道路隧道、油罐区、电缆隧道等典型场所使用火灾报警系统的设计要求。[1]
1)《新报警规范》第三章
(1)3.1.1条。取消了《旧报警规范》3.1.1根据建筑的使用性质、火灾危险、疏散和扑救难度划分保护对象等级的要求。约定了火灾自动报警系统可用于的场所,即“火灾自动报警系统可用于人员居住和经常有人滞留的场所、存放重要物资或燃烧后产生严重污染需要及时报警的场所”。该条文用了“可用于”三个字,即这些场所可以采用火灾自动报警系统,并没有具体指明哪些场所应该设置火灾报警系统。条文是否可以理解为“火灾自动报警系统除了适用于人员居住和经常有人滞留的场所、存放重要物资或燃烧后产生严重污染需要及时报警的场所之外,其他场所都不适用”?笔者认为该条不够明确,作为设计人员,不敢轻易不设置该系统,实际在火灾自动报警系统的设置问题上更为严格。
(2)3.1.2条与《旧报警规范》5.1.1条一致。按条文解释,“感烟探测器属于自动触发报警,而手动报警按钮属于手动触发报警”。需指出,消防联动控制器也有手动和自动工作状态,而直接手动控制盘的直接手动控制是独立于消防联动控制器之外的另一种手动控制方式。当消防联动控制器处于手动状态时,可以在联动主机上发送地址编码,并通过总线启动消防设备。
(3)3.1.5条与《旧报警规范》5.1.2条相对应。强调了火灾报警控制器或联动型火灾报警控制器的一条总线所对应的地址编码数量,并强调了一台火灾报警控制器或联动型火灾报警控制器对应的地址编码总数。除条文解释的原因外,笔者认为减少每条总线所带地址数量和减少火灾报警控制器或联动型火灾报警控制器所带地址数量可以缩小总线故障时的影响范围。
(4)3.1.6条为新增条文,且为强制条文。该条要求每条总线上设置总线隔离器,每只总线隔离器所带地址编码总数不超过32点,当总线穿越防火分区时需在穿越处设置总线隔离器。
其目的仍然为了缩小总线故障时的影响范围,最大程度保证系统稳定运行。在设计实施中应注意以下几点:
①绘制平面图时,当总线由弱电竖井的接线端子箱引出时,不再是将带地址编码的报警设备、消防模块等用一条总线一连到底,而应该按报警区域(防火分区或楼层)地址编码总数量计算所需总线数量。由于从施工图设计开始至设计结束,有诸多不可控因素,如吊顶形式的改变、设备专业增加防火阀、调整建筑平面等,这都将影响报警区域的地址编码总数。为了减少电气专业设计返工工作量,建议在绘制平面图时,将每只总线隔离器所带地址编码数量控制在25个以内,以应变不可控因素带来的影响。
总线隔离器如果集中设置在每层弱电竖井的接线端子箱内并引出若干条总线,可以减轻制图工作量。如果将总线隔离器设置在带地址编码的报警设备或消防模块附近,还需逐一注明“总线隔离器箱”和安装方式、高度等信息,显然增加了制图工作量。但如果总线穿过防火分区,则必须将总线隔离器设置在穿越防火分区处,并应注明相关信息。
在一层建筑平面有多个防火分区的情况下,必将导致消防总线的线槽穿越几个防火分区。笔者认为,如果每个防火分区的总线相互独立,就不是“穿越”,而是“跨越”。因此该条规定的“穿越防火分区处设置总线隔离器”笔者理解为:在满足地址编码数量不超过100点,且一条总线同时负担相邻防火分区的地址编码时,应该在穿越防火分区处设置总线隔离器,并要满足每只总线隔离器所带地址编码的消防设备数量不超32点。
②绘制系统图时,当每层系统只表示各种探测器、消防模块等数量时,应在层消防接线端子箱处注明“总线隔离器集中设置在箱内;如总线穿越防火分区时,总线隔离器设置在穿越处”。此外还应在系统图显著位置注明“本系统图仅表示探测器、手动报警按钮、模块等消防设备的数量,不表示实际连接方式,实际连接详见平面图”,便于审图单位和消防审查部门审查。
③写消防说明或消防篇时,应将该强制条文抄写其中,以便审查。
(5)3.1.7条为新增条文,且为强制条文。超高层建筑中,将火灾自动报警及联动控制器集中设置在消防控制室内,即可避免违反此强制条文,也便于集中管理。
(6)3.2.1条与《旧报警规范》5.2.1条相对应。主要区别在于《新报警规范》按照是否需要联动控制来确定采用区域报警系统或集中火灾报警系统;以设置消防控制室的数量或集中报警系统的数量来确定是否采用控制中心报警系统。而不再以保护对象等级确定报警系统形式。
(7)3.2.2条、3.2.3条、3.2.4条分别与《旧报警规范》5.2.2条、5.2.3条、5.2.4条相对应。《新报警规范》主要强调了消防控制室应设置图形显示装置,增加了要具有传输火灾报警、消防设施运行状态、消防安全管理信息的要求。与《旧报警规范》6.3.1.4“显示重点部位的平面图或模拟图”不同。
(8)3.4.1条为新增条文,且为强条。该条明确了具有消防联动控制功能的火灾自动报警系统应设置消防控制室,而不是消防值班室、值班室,规范统一了用词。
(9)3.4.2条为新增条文。该条明确了消防控制室内消防设备的组成。除了火灾报警控制器、联动控制器、消防专用电话总机、消防应急广播装置、直接手动控制盘,还应包括图形显示装置、消防应急照明和疏散指示系统控制装置和消防电源监控设备。其中显示的内容详见《新报警规范》附录A、附录B。建议今后在设计说明中强调图形显示装置的相关要求,即“能够显示建筑物内全部消防系统及相关设备的动态信息和消防安全管理信息”。
关于消防应急照明和疏散指示系统,尤其“疏散指示系统”,在实际应用中还存在诸多问题。据了解,该系统在实际调试时,调试人员仅将距离疏散标志灯最近的一个感烟探测器作为疏散标志灯熄灭或变换指示方向的触发信号,而其他疏散标志灯维持初始设置状态不变,极易造成原同方向疏散人流变为对向人流疏散,或造成二次伤害和疏散混乱。尽管各疏散标志灯理论上可以按预设逻辑为疏散人员提供一条可行的疏散路线,但由于火灾发生位置的随机性,要想做到逻辑编程全面不是一件容易的事,这是一项庞大的编程工作。这就好比从有限的逻辑编程“数据库”中找到一个逻辑去应对一个随机事件,由于“数据库”的有限,应对随机事件的逻辑就不一定准确,甚至是错误的或不存在的。除非将该系统设置为手动控制方式,否则将导致疏散隐患重重。
消防电源监控,可以采用中间继电器和信号模块来监视消防电源的电压状态,也可以采用消防电源监控系统来实现。
(10)3.4.4条为新增条文,且为强制条文。该条阐述了消防工程施工完毕后,应完善相关资料,以便指导并提高消防应急处置能力,避免因消防设备不会操作等因素延误灭火、疏散的最佳时机。
(11)3.4.6条与《旧报警规范》6.2.3条一致,但变为强制条文。消防控制室严禁穿过与其无关的任何专业管道。
(12)3.4.8条与《旧报警规范》6.2.5条一致。增加了“其他弱电系统的控制室可以与消防控制室合用,但消防设备应与其他系统的设备(控制)间有明显间隔”。
2)《新报警规范》第四章
该章节将《旧报警规范》6.3条作为独立的章节来论述消防联动控制,可见联动控制的重要。该章节按照自动喷水灭火系统、消火栓系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、防排烟系统、防火门及卷帘门系统、电梯联动控制、火灾警报和消防应急广播系统、消防应急照明和疏散指示系统等详细、全面地阐述了相关联动要求。
(1)4.1.1条为强制条文。强调了消防联动控制器应按控制逻辑发出联动信号,并能够接受联动反馈信号。可将这一要求在设计说明中明确提出。
(2)4.1.2条与《旧报警规范》6.1.3条相对应,但增加了对消防联动控制器电源容量的要求,即满足需要同时刻启动受控设备并能够维持工作的要求,这并不意味着工程中全部受控设备都要在同一时刻启动,要根据有可能同时启动的受控设备容量之和取大者,来确定电源容量。在设计时,还应注意一条联动电源线上并联的控制模块数量,如果过多则会使末端受控设备的驱动电压过低,从而无法正常工作。因此,条文说明中指出,当线路电压降大于5%时,应为受控设备现场提供直流24V电源。
(3)4.1.3条为新增条文,且为强制条文。该条指出,受控设备接口特征参数应与联动控制信号相匹配。主要针对受控设备参数的选型,应为受控设备遵从消防联动控制器的要求。比如受控电磁阀、电动排烟口的工作电压等,应与给排水专业、暖通专业提前沟通,确保该条的实施。又如需要消防状态下启动的风机、水泵,需要切除的非消防负荷的控制箱等,均需要与联动控制器提供的干节点信号或有源信号相匹配。
(4)4.1.4条为强制条文。将消防动力设备应同时具备联动控制和直接手动控制方式规定为强制要求。在设计说明、系统图和平面图中均应严格执行。
(5)4.1.6条为新增条文,且为强制条文。该条文与《旧报警规范》最大的区别就是强调了消防设备的联动触发信号应采用两个独立报警触发信号的“与”逻辑来实现。其目的是降低误报、误动作带来的不必要损失。该思路几乎体现在所有需要联动控制的设备上。
(6)4.2条详细阐述了各种自动喷水灭火系统的联动控制要求。由于篇幅有限,仅对一般民用建筑工程中常用的自动灭火系统加以说明。
①4.2.1条:湿式系统中,喷淋泵除具备在控制箱现场手动、消防联动控制(即常说的总线控制)、消防控制室手动控制盘直接手动控制(即常说的硬控线)外,还应具备湿式报警阀组上的压力开关控制。但由于中大型工程中湿式报警阀的数量不只一个,采用湿式报警阀组上的压力开关直接连锁启动喷淋泵过于繁琐。如遇到此类情况,笔者认为可以按照《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2001)(2005年版)第11.0.1条的条文解释要求,采用喷淋稳压系统超低压压力开关信号作为触发信号启动喷淋泵。因为末端喷头一旦动作,喷洒稳压泵将不能维持系统压力,而稳压系统的超低压压力开关一定动作,将此信号作为喷淋泵启动的触发信号同样满足规范要求。
②4.2.2条:预作用系统中,喷淋泵的启动方式与湿式系统一样。该条补充说明了应由同一报警区域两只及以上感烟探测器或一只感烟探测器与一只手动报警按钮的报警信号作为预作用报警阀组上电磁阀开启的触发信号,并应联动开启末端放气阀前的电磁阀快速放气。此外,还应为预作用报警阀组上电磁阀和末端放气阀前的电磁阀设置直接手动控制线控制,这是新增的控制内容,各位设计人员应特别注意。空压机超低压压力开关动作信号也应通过信号总线反馈火灾报警联动控制器。
(7)4.3条要求消火栓系统(包括室内消火栓系统、室外消火栓系统)“联动控制方式,应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。”笔者认为消火栓使用与否,与报警阀压力开关动作无关,报警阀压力开关出现在自动喷水灭火系统中,与消火栓系统无物理联系,利用报警阀压力开关信号作为消火栓泵的启动信号过于牵强。在设计实施时,可以采用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的流量开关或消火栓稳压系统超低压压力开关任一信号作为触发信号启动消火栓泵,并且要做到直接联动启动。此外,消火栓报警按钮的动作信号也应作为消火栓泵的联动触发信号,并由消防联动控制器控制消火栓泵的启动。按照条文解释,消火栓按钮经联动控制器启动消火栓泵提高系统可靠性,并且可以减少布线。因此,与以往设计不同,消火栓报警按钮连接成环后引至消火栓泵控制柜二次回路进行启泵的做法可以省略。此外,消火栓泵还应满足在控制箱现场手动和消防控制室手动控制盘直接手动控制的要求。