某大剧院火灾自动报警系统设计

袁松林，郑凯

（浙江大学建筑设计研究院有限公司）

1 引言

随着我国人均GDP 的快速增长，广大人民群众对物质文化生活的精神追求和审美要求也越来越高，为满足人民群众对高雅艺术日益增长的需求，越来越多空间高大、功能多样、空间复杂、人员高度密集的大剧院如雨后春笋般地投入了建设[1-3]。典型的大剧院可承担的活动一般包括但不限于文化艺术演出、公开报告活动、大型集体会议等，大剧院开展活动时装饰材料和道具广泛采用各类易燃物，如木质制品、麻棉制品、PVC 制品等，且活动开展时大剧院内人员密集，许多观众对大剧院内部消防设施和疏散路线不熟悉，大剧院内一旦发生火灾，不仅带来经济损失，同是极易导致人民群众伤亡。为了保护人民群众的生命财产安全，给文化生活开展提供有力保证，承担火灾早期报警的火灾自动报警系统[4-8]（以下简称FAS 系统）的安全性、可靠性及稳定性必须通过设计提供优秀的技术方案。

2 工程概况

该大剧院位于某城市新城核心区，基地面积约47782 m2，总建筑面积27664 m2，主要功能包括剧院、办公配套、设备用房、影视娱乐区、文化展示区等。剧院主舞台宽31m，深24m，台口宽18m，高11m，主舞台为升降舞台，舞台最大可升降3m。观众厅平面形式为钟型，宽度30m，池座深度30m，观众厅中部平均高度约为15m；观众厅总座位1220 席，其中池座772 席，剧院剖面见图1。

图1 剧院剖面图

3 FAS 系统设计

根据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》[9-10]的要求，该大剧院FAS 系统采用集中报警、集中联动的控制方式。

3.1 消控中心的设置

消控中心设置在一层后场区域，并设置直通室外安全出口。火灾探测器、手动报警按钮、消火栓控制住按钮等发出的火灾报警信号和消防水泵、消防风机等消防设备的联动控制状态信号均可在消控中心集中显示，并可通过手动控制盘和火灾报警主机的实现对所有消防设备的手动和自动控制。该大剧院内消控中心设置火灾报警及联动控制器、消防广播主机、消防电话主机、消防炮控制主机、电气火灾监控系统主机、图形显示装置等设备。结合业主的管理需求和运维的经济性，消控中心同时承担安防监控功能。

3.2 火灾探测器的选择和设置

大剧院一般场所探测器按常规设计，但是剧院舞台由于灯光吊架、幕布等严重影响普通探测器的探测效果，本次设计时根据舞台不同位置，采取了感烟、火焰探测二者结合的探测方式。

为探测早期火灾，感烟火灾探测器采用吸气式感烟火灾探测器，吸气式感烟火灾探测器较传统的点式感烟探测器具有主动探测、安装灵活等优点[11]。吸气式感烟火灾探测器配有高效抽气机，通过吸气管网持续不间断地吸取探测区域的空气，吸气式感烟火灾探测器报警主机对吸取的空气进行判断分析[12]，实现主动探测烟雾的功能。由于吸气式感烟火灾探测的管网现场布置灵活，安装时可避免舞台机械设备的干扰，并避免气流对于烟雾探测的影响。

大剧院FAS 系统在舞台区域采用了四套吸气式感烟火灾探测器探测主机，由于该探测系统具有模块化组合功能，可实现积木化组合安装。系统内四台探测主机间通过RS485 总线连接构成一个环形网络进行实时集中监控。四台探测主机都采用主动学习算法，可实现数据采集记录、现场情况分析、自动校正参数等功能，并将早期火灾报警信号及时可靠的传输至消控中心。

但是舞台使用功能多样性和复杂性，仅设置吸气式感烟火灾探测器是不足的，舞台另考虑配置光截面火焰报警系统。该系统由光截面火焰探测器、监测报警主机和联动控制装置构成，火焰探测系统对明火的响应速度比点式感温火灾探测器和点式感烟火灾探测器更迅速。当发生火灾且有明火时，火焰探测器就会将报警信息传送至监测报警主机，监测报警主机与联动控制装置通讯，启动声光报警装置，开启火灾现场录像功能，并通知消控中心，经过消控中心确认后，启动自动喷水灭火系统。该大剧院舞台区域自动喷水灭火系统采用消防水炮系统，光截面火焰报警系统发现火焰后，表明火灾已经发展到应该启动消防水炮系统的程度了。

将吸气式感烟火灾探测器和光截面火焰探测器结合，即可实现早期预警，又可实时监控舞台火灾情况，极大提高了舞台安全性。该大剧院火灾探测器的具体布置见图2。

图2 火灾探测器布置平面图

3.3 火灾应急广播和火灾警报系统

对于大剧场等人员密集场所，火灾警报系统非常重要，本工程设计除按规范在观众厅、走道和大厅等公共场所设置广播扬声器外，还在剧院声控室的剧场扩声系统上设置联动转换接口。发生火灾时，声音信号自动切换至消控中心应急广播信号，以满足舞台、观众厅等人员密集场所疏散要求。同时在每层靠近安全疏散出口且避开安全出口指示灯的位置设置声光警报器，以声音提醒和闪光警示指导人员快速有序地疏散。

该剧院采用的扬声器，额定功率为3W 或5W，消防广播线路穿金属埋入墙、柱、楼板等敷设，消防广播线路采用环形方式接线，广播系统设置自动检测开路和短路报警功能，并在消防中心显示火灾应急广播系统状态。火灾应急广播系统厂家配套了不间断电源装置，可保证火灾应急广播的可靠运行。

3.4 消火栓系统、自动喷淋灭火及雨淋系统

①火灾时，消火栓泵可通过消火栓按钮、出水干管低压压力开关、高位水箱流量开关自动启动，并可在消控中心通过手动控制盘直接手动控制。消控中心可显示消火栓泵的运行状态和故障情况。

②自动喷淋泵与消防水炮泵功能合用，火灾时报警阀压力开关动作可直接自动启动喷淋泵，或当接到水炮控制系统联动信号，也可自动启动喷淋泵，同时出水干管低压压力开关、高位水箱流量开关可自动启动喷淋泵，并可在消控中心通过手动控制盘直接手动控制。消控中心可显示该水泵的运行状态和故障情况。

③火灾时，为保证观众厅人员安全，本工程在主舞台与观众厅间设置有雨淋水幕系统，雨淋系统采用开式系统，由开式洒水喷头、雨淋报警阀组、雨淋泵等组成，发生火灾时由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀组和启动消防水泵，其中雨淋泵可由火灾自动报警系统、消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关和报警阀组压力开关等信号联锁直接自动启动。

3.5 非消防电源的切除

大剧院内用电设备非常多，既要保证大剧院内人员的安全有序疏散，又要保证消防救援人员的安全，有序合理地切断非消防电源是FAS 系统设计时需慎重考虑的焦点之一。该剧院非消防电源切除点根据低压配电系统拓扑慎重选择和布置，同时结合报警区域和剧场视频监控系统，在配电箱适当位置处设分励脱扣器实现非消防电源切除。

其余排烟系统联动、电梯联动等系统均按常规设置，以满足规范要求，本文不再赘述。

4 结语

大剧院的火灾自动报警系统设计应充分分析建筑物的功能和特点，力求系统设计做到安全、可靠且经济合理。文章系统地介绍了某剧院火灾自动报警系统设计的技术措施和方法，期望上述措施和方法可供工程人员参考。