高大空间厂房火灾自动报警系统设计与体会

雷 雯 （中国烟草总公司合肥设计院，安徽 合肥 230051）

1 概述

高大空间建筑一般具有高度高、跨度大、空间大等特点，由于有工艺布置顺畅、使用自由等优点，在当前经济迅速发展的今天受到各类企业的青睐，已广泛应用于现代工业厂房、大型物流仓库等生产储存类建筑中。由于其建筑结构特点及生产储存物质的特殊性，带来了火灾探测、人员疏散与救援等方面的技术难题。

复烤厂车间属丙类厂房，仓库属丙类库房，具有高度高、空间大、具有多个功能区域的特点，一般高度都在10m以上，立体库达到近24m。在烟草行业“十一五”技改前，由于管理上的不重视，无有效的火灾探测系统，很多复烤厂车间基本不设置火灾报警系统，随着消防审查越来越严格，各行各业对火灾的预防意识增强，复烤厂火灾报警系统设计日趋完善。

2 工程概况

某复烤厂联合工房属高大空间建筑，长490m，宽120m，见图1。其中打叶复烤主车间（分区三）大空间高度为14.5m，24000m2，网架结构；分区二为立体高架库，轻钢结构，高度21.5m，2580m2。本文仅对属高大空间防火分区二、三进行叙述。

3 火灾自动报警系统设计

3.1 探测器选择

图1

在高大空间厂房中，因为烟雾分层现象使烟雾无法到达顶棚安装的传统点型烟雾探测器的位置，点型感烟探测器在此类场所不适合使用。对于大空间探测器通常有对射式红外光束感烟探测器、吸气式空气采样感烟探测器、图像型光截面感烟火灾探测器等。

3.1.1 红外光束感烟探测器

红外光束感烟探测器是利用物质燃烧时产生的烟雾对红外光束产生遮挡和散射，使红外光束的光强度减弱的原理来判断有烟雾存在。它由发射器和接收器组成，发射器与接收器必须较精确的对准，否则接收器接受不到发射器发来的红外光线便产生误报。在使用过程中，由于建筑物的不稳定性，会导致原本对正的接收器和发射器光路发生偏移，需要经常校准。所以采用红外光束感烟探测器，工程造价低，但系统稳定性差。

3.1.2 空气采样火灾探测器

空气采样火灾探测器是利用伸向被保护区内的管网，由侦测腔内的抽气泵经由空气采样管路不断地抽取防护区域内的空气样品进行检测，烟粒子经过侦测腔时，产生光散射，通过散射光被光接收器接收，测试烟浓度，并与预先确定的响应阈值进行比较，判断是否给出报警信号。空气采样火灾探测器属于极早期感烟探测器，灵敏度是传统感烟探测器的上千倍；采用PVC采样管，没有电气连接，抗干扰能力强，在很多场所得到应用，但价格较贵。

3.1.3 光截面图像感烟探测器

光截面图像感烟探测器在被监控区内设置红外发光阵列和红外摄像机，使红外发光阵列发射出的红外光斑影响有红外摄像机转换成视频信号，送入计算机进行处理。通过获取被监测现场的烟雾图像信息，经系统主机进行分析处理和智能判定后，自动进行火警预报。它可对被保护空间实施任意曲面式覆盖，具有分辨发射光源与干扰光源的能力。光截面火灾探测器由发射器和接收器组成，每只接收器可对应接收多只发射器来的光信号，当其中一个发射器损坏，接收器在报出损坏发射器的故障；同时仍能接收其他发射器发射的光束，此时发生火灾仍能正常报警。

3.1.4 小结

针对火灾发展的特点，及对各类火灾探测器优缺点的对比，结合联合工房各功能用房的特点，本项目火灾探测器选择如下。

a.复烤车间采用光截面感烟探测器，设置在网架球结点下方。每只接收器对应4个发射器，发射器间距不大于12m，采用视频线将信号传输至火灾控制器（见图2）。

图2

图3

b.高架库内堆放10层货架，高度18.6m。选用空气采样感烟探测器，设置12台3管探测器，探测器安装在货架侧面距地1.5m处，采样管深入货架内，每台探测器管长共120m，采样管分三层设计，间隔5m设置一采样孔，不同采样孔采集的烟气汇集至探测器激光枪内，与预先设定的响应阈值进行比较，判断是否给出报警信号。将采集到的信号传送给消防控制中心，由消防报警主机联动控制区域内的消防设备（见图 3、图 4）。

图4

图5

3.3 消防控制中心

本项目总建筑面积约45万m2，用地面积932亩，涵盖办公区、生产区、原烟库区、片烟库区、动力区。体量大，功能多，见图5。根据消防管理规定，每个消防控制室需24h专人值班，每班不少于2人。项目方案阶段，建设方出于减少消防工作人员的考虑，提出在全厂办公区设置一个消防控制中心，片烟库区预作用喷淋系统预作用阀与排气前的电动阀至消防控制中心直接启动线最远的有12km，信号线、控制线的长度长，相关管理人员和消防人员赶往火灾发生地的距离远，安全系数低。经讨论设置2个控制中心。

总控制中心：根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013，总控制中心应能控制重要的消防设备，厂区消防水泵房离片烟库区管理用房较近，因此总控制中心设置在库区管理用房内。片烟库区、动力中心、联合工房设置消防区域站，接收各自区域的报警灯信号，自动控制区域内的消防设备，通过总线送到消防控制中心。

分控制中心：原烟库区设置消防区域站，办公区、原烟库区区域消防信号通过总线送到分消防控制中心。分消防控制中心区域内的所有火灾信合和联动状态信号均能在总消防控制中心显示。

4 2013版火灾报警规范需注意的问题

经过几年的学习和使用，2013版《火规》中的主要内容设计人员已基本掌握，本文仅就一些平常不注意的几点进行总结。

4.1 系统型式选择

98版《火规》是以保护对象火灾危险等级（特级、一级、二级）来确定报警系统形式的，而2013版《火规》是以有没有联动控制来确定报警系统形式。

4.2 总线、隔离器点数要求

规范规定：火灾报警控制器所连接的设备总数和地址总数均不超过3200点，每一总线回路连接的设备总数不超过200点。联动控制器所连接的设备总数和地址总数均不超过1600点，每一总线回路连接的设备总数不超过100点。每只隔离器连接的消防设备总数不超过32点。根据上述规范字面理解，除控制器应计算设备总数和地址总数中较大者的限值，其他均是考虑设备总数（隔离器考虑的是消防设备），而《火灾自动报警系统设计规范图示》（14X505-1）解释除隔离器为设备数量，其他均为设备总数和地址总数中较大者的限值。笔者认为，隔离器是为了断开故障点，应按设备计算，总线是接收各地址传输信号，应按设备总数和地址总数中较大者的限值来计算，图集说明更准确。

4.3 火灾警报器

火灾警报器不宜与安全出口指示灯具设置在同一面墙上，这适用于走廊等位置，对于高大空间场所内很难实现，在实际操作中应尽量离安全出口远些，以免影响疏散设施的有效性。

4.4 消防联动

消火栓联动控制采用出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，这里的或是指编程时几种信号都能触发，而不是设计时只将其中的一种信号连入消防控制系统。

5 结语

高大空间厂房由于建筑结构和使用功能的特殊性，在消防设计上存在诸多难点，本文结合《火灾自动报警系统设计规范》2013版的新规定，通过介绍某复烤厂的火灾报警系统设计及注意事项，希望能为大空间厂房火灾自动报警系统设计积累经验。

[1]GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[2]GB50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S].

[3]程明.中国博览会会展综合体（北块）电气防火设计[J].建筑电气，2017（9）.

[4]刘明.浅谈大空间火灾探测器的选择[J].中国新技术新产品，2012.NO22.