中国国家博物馆火灾报警及联动系统简述

陈冠群

(中国建筑科学研究院，北京 100013)



中国国家博物馆火灾报警及联动系统简述

1项目概况及特点

1.1项目概况

图1　项目位置

中国国家博物馆工程位于北京市天安门广场东侧(项目位置见图1)，场地利用了原有中国历史博物馆和中国革命博物馆(下文统称“老馆”)的原址并向东新增建设用地，改扩建后成为新的中国国家博物馆。现东西向长约200m，南北向长330m。本工程地下2层，地上5层，最高处距地面42.5m,总建筑面积191 900m2，属一类建筑物,耐火等级为一级。

1.2项目特点

由于本工程空间关系复杂，含有错层设计，故不按首层、二层的方式进行划分，改用建筑地面标高高度进行划分，分为：-12.80、-6.00、+1.40、+6.00、+10.55、+15.50、+21.00、+29.00、+31.77、+35.40m等多个平面。本工程共用消防控制中心与安防控制中心，设置在原历史博物馆+1.40m标高层上。

2火灾报警系统组成

本工程为国家级博物馆，保护对象等级为一级，火灾自动报警及联动控制系统采用控制中心报警系统。消防控制中心位于原历史博物馆+1.4m层西北侧，由吸气式报警主机、火灾报警控制盘、消防联动控制台、手动控制联动台、CRT图形显示屏、打印机、事故广播设备、消防电话总机及UPS电源等组成。

本工程火灾报警系统由火灾报警及消防联动两个部分组成，下文将对这两个子系统进行简要介绍。

3火灾报警系统设置

本建筑内设有多种不同功能区域，其中包含高度>12m的高大空间,故本建筑物按相关规范要求设置了感温探测器、感烟探测器、红外线感烟探测器、燃气探测器、手动报警按钮(带消防电话插孔)及吸气式早期探测系统。考虑到本工程为一级保护对象，因此在探测器保护区域的相关计算中修正系数应取0.8～0.9[1]。

本工程探测器的设置情况如下:

1)感烟探测器布置于展厅、大厅、走廊、办公、机房、管井、前室、库房等场所，均选用智能型感烟探测器。

2)感温探测器分别布置于地下车库、锅炉房、厨房、洗衣房、柴油发电机房等场所。

3)吸气式早期探测系统主要设于主干线电缆线槽、高大空间的展厅及大厅等公共场所内，吸气式早期探测系统的主机设于弱电小间或能检修的吊顶内。

4)燃气探测器布置于厨房及楼内的燃气表房及锅炉房，燃气系统后期由燃气厂家深化设计。

5)在每个防火分区中均设置至少一个手动报警按钮，每个手动报警按钮均带有地址，且需带有与消防控制中心直通的电话插头。

6)在每层消防楼梯间设置着火层闪光报警器。

7)由于本工程单层面积较大且空间关系复杂，故需在新馆+3.375m东入口、新馆+3.375m西入口、老馆+1.4m南入口大堂均设置一个重复显示屏。

4联动系统设置

本工程火灾联动控制系统设计包括：消火栓系统、水喷淋系统，水喷雾/雨淋系统、大空间智能型主动喷水灭火系统、气体灭火系统、防排烟系统及正压送风系统等，现对一些重要系统进行介绍。

4.1消火栓系统

在-12.8m层水泵房设置消火栓泵，并在各层的消火栓箱内设置消火栓泵启动按钮，当消火栓按钮动作时，消火栓泵启动并将信号传到消防控制中心，在消防控制中心亦可自动或手动启/停消火栓泵且监视其运行状态，显示消火栓泵的故障信号。

4.2水喷淋系统

本工程除空间净高>12m的场所和不宜用水扑救的场所外均设自动喷水灭火系统。根据灭火区域的不同，分为干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统两种。湿式喷水灭火系统此处不再赘述，干式喷水灭火系统则是在火灾发生区或楼层的两个火灾探测器动作并向消防控制中心发出火灾报警时打开预作用报警阀上的电磁阀与着火区域管网末端电动快速排气阀入口前的电动阀，使阀前的压力水进入管路，同时停止空气压缩机的运行。预作用报警阀开启后，压力开关动作直接启动喷洒主泵，系统快速充水，转变为湿式喷水灭火系统。

4.3大空间智能型主动喷水灭火系统

本工程在净高度>12m(如入口大厅、中央大厅等)的位置设置大空间智能型主动喷水灭火系统，选用自动扫描射水高空水炮灭火装置，并设置专用水炮泵(水泵一用一备)。系统进行水炮一体化设计并配置水流指示器和信号阀，管网压力由高位水箱维持。自动扫描射水高空水炮灭火装置的设置位置有3m入口大厅、中央大厅、13.5m标高的观众休息区及21m展厅入口等位置，每个保护区均配置水流指示器，并在系统管网最不利点设置模拟末端试水装置。发生火灾时，探测器探测到火灾后发出指令联动打开相应的电磁阀，此时消防水泵启动并使用水炮喷水进行灭火，现场的声光报警器启动并将火灾信号送到火灾报警控制器，火源扑灭后，装置再发出指令关闭电磁阀，停止喷水并停泵，若有新火源，则系统重复上述动作。本工程还在设置水炮灭火装置的区域设有摄像机,可协助监视火情。

4.4气体灭火系统

在-12.8m层的总变配电室、文物库区的库房内、文物管理区部分房间、1.4m层的科保中心、网络数据中心机房和文物管理区等要求气体灭火的房间设置自动气体灭火系统，气体灭火系统的控制应同时具有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。消防控制中心及钢瓶间设置气体灭火控制盘,当任何一路报警回路的感烟探测器报警时，该区域内的预警灯点亮；当感温及感烟探测器均报警时，该区域的火警灯点亮并启动声光报警器，30s后(期间应切断室内的空调机组，并做到人员全部撤离、所有门窗关闭、风管电动阀关闭)，气体灭火控制盘将启动气体钢瓶组上释放阀的电磁启动器和对应保护区域的区域选择阀，使气体沿管道和喷头输送到对应的保护区域进行灭火，其压力开关动作信号返回至消防控制中心。现场需设置紧急启/停放气按钮、放气指示灯及声光报警器[2]。

4.5防排烟系统

地下汽车库设有排风兼排烟风机，当火灾发生时，系统联动关闭排风支管上的电动防火阀，打开防烟分区排烟风机管道上的排烟口，并启动相应的补风机开始运行。

4.6正压送风系统

在防烟楼梯间、消防电梯前室设置机械加压送风系统(防烟楼梯间的加压送风口平时常开，消防电梯前室的加压送风口平时常闭)，火灾报警时，着火层及上下两层消防电梯前室的正压送风阀自动开启，同时连锁启动本区域的正压送风机，信号返回至消防控制中心。

5紧急广播系统

本工程的紧急广播与背景音乐共用公共广播系统，紧急广播启/停的设置遵循GB 50045-95《高层民用建筑设计防火规范》[3]的要求。本工程的紧急广播控制分区按照防火分区进行划分,由于其空间复杂，故发生火灾时，紧急广播控制系统的启动需按照以下情况进行设置：

1)+3.375m层入口大厅着火时，其相邻的防火分区楼层的紧急广播控制系统均要开启(包括新馆+1.4～+34.50m及老馆所有楼层)。

2)老馆+6.0m层发生火灾时，应先接通本层及老馆+1.4m，新馆-0.75、+3.375、+1.4、 +6.0、+34.50m层的紧急广播控制系统。

3)地下室层(如-6.0、-12.8m层)发生火灾时，应先接通首层及地下各层的紧急广播控制系统。

4)老馆+15.5m层发生火灾时，应先接通本层及老馆+6.0m、新馆+3.375m、+6.0m及+34.50m层的紧急广播控制系统。

5)+34.50m层着火时，应接通新馆地上各层的紧急广播控制系统。

6与建筑本身及精装修的衔接设计

本项目作为国家级重点博物馆，其内部建筑空间用途广泛多样，对于不同的使用空间，通常会采用多种不同的精装修方式来进行设计。如何在满足火灾报警系统自身规范与使用要求的前提下，完美地配合建筑美观需求是一个急需解决的重点问题。

6.1建筑空间高度>12m的空间

入口大厅、楼梯处等建筑空间高度>12m的空间，吊顶多采用内凹式藻井的形式(效果图见图2)，故此处采用极早期吸气式报警系统。由于该系统还需设置侧面吸气垂管(见图3)，故将该吸气垂管设置在四周墙壁的石材缝隙内，这样既可隐蔽吸气垂管，又能满足其功能需求。

图2　内凹式藻井效果图

6.2大空间区域

中央大厅等大空间区域，除了设置极早期吸气式探测器外，还需设置水炮系统。电气专业需要在水炮的保护空间地面处设置水炮控制器，该控制器需满足操作人员能够看见水炮末端以及着火点的双重要求。在本工程中央大厅内有两堵小型挡墙，故将水炮控制器设置在挡墙的背后，这样既能满足使用要求，也能满足建筑的美观需要。

图3　吸气垂管示意图

6.3办公区域

办公走廊及房间内的吊顶形式为石膏板加条状格栅板，其中部分格栅为送/回风口，其他格栅则作为单纯的格栅口使用。考虑到格栅开口较大，经考虑在非风口的格栅开口后方加上盖板，使其成为外观为格栅实际是有盖板的形式，避免了由于格栅开口较大使得烟气从格栅中透过导致感烟探测器无法正常吸收烟气的问题。

7结束语

本文介绍了中国国家博物馆火灾报警及消防联动控制系统的设计思路、现状以及如何灵活地与建筑功能相配合。在项目的建设过程中，不同区域需选择不同的火灾报警系统，通过灵活的设计思路，可以完美地解决规范限制与建筑美感两方面之间的矛盾。

参考文献

[1]GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2]孙立超等.安徽广电项目大空间消防控制系统的设计分析[N].吉林建筑工程学院学报，2011，2(15).

[3]GB 50045-2005 高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

陈冠群

中国建筑科学研究院电气工程师。2007年毕业于北京建筑大学。主要参与的项目有：中国国家博物馆、成都来福士广场、珠海市博物馆和城市规划展览馆、达美中心广场、渣打科营中心(天津)(获北京市第十七届优秀工程设计奖 公共建筑专业三等奖)等。

Fire Alarm and Linkage System in National Museum of China

Chen Guanqun

陈冠群

(中国建筑科学研究院，北京 100013)

摘要简要介绍了中国国家博物馆火灾报警系统的设计，并阐述了在设计火灾报警系统时如何与建筑本身相配合。

关键词火灾报警联动系统

AbstractThe design of fire alarm system in National Museum of China is introduced, and design principles that how to design a fire alarm system with the construction itself are expounded.

Keywordsfire alarm, linkage system

作者简介