高層建築設計中自（zì）動噴水滅火係統及電氣聯動控製的分析

摘要：隨著建設經濟的發展，建設行業的日新（xīn）月異；本文結合工（gōng）作實際（jì），著重對自動化噴水滅火係統及電氣聯動控製有關問題進行簡單分闡述（shù），提出了設計中應該注意的事項;提出了（le）改進的方法以及一些個（gè）人觀點供同行（háng）參考。
引言（yán）：
        自動化噴水滅火係統效率高，用（yòng）水量小，水漬損失少，又能及時有（yǒu）效地發（fā）現和撲救火災，特別是初起火災的控製，一是僅（jǐn）限於（yú）火災區域（yù）；二是把水（shuǐ）直接噴向最需水的地方。它又具備二個（gè）基本功能：①發生火災後自動滅（miè）火；②在滅火（huǒ）的同時進行報（bào）警。加（jiā）之自動化程度高，因此自動噴水滅火（huǒ）係統在消防領域取得（dé）突出地位，是目前滅火係統最有效的（de）方法之一，在（zài）保（bǎo）護人民生命財產（chǎn）安全方麵有著其它係統無可比擬的優點。缺點是投資大。室內消火拴滅火係統也是利用固定管網，不同之處是自動噴水滅火係統利用噴（pēn）頭（tóu）能自動作用噴水滅火，室（shì）內（nèi）消火拴滅火係統是利用消（xiāo）火栓箱內的設施進行滅火。係統簡單，操作簡便，投資小。它是利用人在得到火（huǒ）警信號後打開消火栓進行滅火的一種（zhǒng）工具。在有自動噴水滅火係統的高層建築（zhù）中，室內消火栓滅火（huǒ）係統僅是對自動噴（pēn）水（shuǐ）滅火係（xì）統（tǒng）的一種補充，但又必不可少。自動（dòng）噴水滅火係統和室內消（xiāo）火栓滅火係統在一（yī）些重（chóng）要的建築物及其場所中的消防安（ān）全保障起著十分重要的作用。因此《建築設計防火規（guī）範》、《高層民用建築（zhù）設計防火規範》和《自動噴水滅火（huǒ）係統設計規範》對它的穩定性和可靠性提出了嚴格的要求。但是自動噴水滅火係（xì）統和室內消火（huǒ）栓滅火係統在工程總造價中占（zhàn）有相當大的比例。本著安全可靠、準確有效、經濟合理、符合技（jì）術條件特定要求的原則，本文認為自動噴水滅火係統和室內消火栓滅火係統局部具有可行性和（hé）必要性。

1、水泵組合的實現（xiàn）方法（fǎ）：
        《高層民用建築設計防火（huǒ）規範》第7.4.3條規定：室內消火栓給水係統應與自動化（huà）噴水滅火係統分開設置，有困難時，可合用消防泵，但在自動噴水滅火（huǒ）係統報警（jǐng）閥前（沿水流方（fāng）向）必（bì）須分（fèn）開設置。該條文（wén）說（shuō）明允許（xǔ）合用消防水泵（bèng）。《高層民用建築設計防（fáng）火規範》不提（tí）倡使用（yòng），主（zhǔ）要基於以下幾點考慮：①自動噴水滅火（huǒ）係（xì）統和室內消火栓滅火係（xì）統兩者作用時間（jiān）不同。自動噴水滅火係統為（wéi）1h，室內消火栓滅（miè）火係統使用延續時間為（wéi）3h；②壓力的要求不同。自動（dòng）噴水滅火係統噴（pēn）頭處工（gōng）作壓力一（yī）般為100kpa，最不利點允許降至50kpa。室（shì）內消火栓的工作壓力一般在200kpa；③水質要（yào）求不同。自動噴（pēn）水滅火（huǒ）係統比室內消火栓滅火係統水質要求高；④消火栓用（yòng）水（shuǐ）易影響自動噴水滅火係統（tǒng）用水。如果（guǒ）要實行消防水泵組合必須克服以上（shàng）四（sì）點中提出（chū）的問題。下麵分別介紹水泵組合的實現方法：
        消防水泵及其局部管道（dào）組合的可能性消防給水係統組合分以下兩點：第一類是：室內消火栓係統和自動噴水滅火係統（tǒng）各自獨立設置，這種設置方式性能可靠，互不（bú）幹擾（rǎo），互（hù）不影響（xiǎng）。但（dàn）這兩種獨立設（shè）置的（de）給水係統，投資（zī）大（dà），用費高。因為這兩種係統每一種係統必須設一共（gòng）一備或兩工一備泵組合，兩條供水管道組合供水。第二類為：消防水泵使用（yòng）蓄（xù）水池到環狀管網之（zhī）間的管道合用，兩個係統采用合為一（yī）組一工一備或兩工一備（bèi）的（de）水泵和管（guǎn）道合並方式供水。這種組合優點多，值得（dé）推廣應用，本文專一討論這種（zhǒng）組合。另外一種是給水主管道係統完全合並，由於它的可靠（kào）性差，《規（guī）範》尚不允許，加之這種組合同第（dì）二類比較，使得複（fù）雜化，本文（wén）排除這種（zhǒng）組合方式。首先對室（shì）內消火栓係統和自動噴水滅火係（xì）統的動作（zuò）原（yuán）理進行比較：從上述兩種動作原理進行比較可以看出室內消火栓係統的水泵是通（tōng）過人手動打開消（xiāo）火栓按紐，直接啟動消火栓泵。自動（dòng）噴（pēn）水滅火係統是通過水流指示器動作、濕式報警閥動作、壓力（lì）開關動作或由消防控製中心傳達指令啟動消防水泵。兩個（gè）係統（tǒng）在水泵前後均（jun1）無特殊要求，不（bú）同的是（shì）水泵電源控製櫃接受到的啟動（dòng）信號不一致，因此合用水泵及前後管道從動作（zuò）原理上是可以實現的，這就要求消防（fáng）水泵電源控製櫃應同時具（jù）備這幾種功能。通過兩個係統比較，管道的工（gōng）作形式及（jí）作用相同，完全可以（yǐ）組合，兩個係（xì）統共同使用。
        1.1 實現消火栓泵（bèng）與噴淋泵的組合和消防水泵電源控製櫃的組合，消防水（shuǐ）泵電源控製櫃應具備（bèi）以下功能：①接收到消火栓按鈕信號直接啟動消防水泵；②濕式報警閥開啟後接收到壓力開（kāi）關信號後直接啟動消（xiāo）防水泵；③接收到消防控製中心的指令後，具備啟動或關閉消防（fáng）水泵的功能。 
        1.2 實現由（yóu）水池到消防管網的（de）供水主管道的合並。這使部分管道成為室內消火栓係（xì）統和自動噴水滅火係（xì）統公用區域。其（qí）流量應按（àn）《高層民用建築設計防火規範》第7.2.4條規定的室內消防用水量確定。而（ér）分支管肉以外實現係統（tǒng）獨立，即室內消火栓環管與進（jìn）水主管相連接處設止回閥，自動噴水（shuǐ）滅火係統的濕式報警閥和止回閥連接（jiē）在（zài）分支後噴淋主管道上。這（zhè）樣（yàng）接連克服了室內消火栓係統因檢修或漏水而發生誤報警造成互相影響，又保證了獨自的（de）工作壓力。即實現消（xiāo）火（huǒ）栓係統可獨立使用不影響噴淋係統獨立使用，或兩個係統同時使用，保（bǎo）持了係統（tǒng）使用的靈活性和可（kě）靠性。
        1.3 壓力的克服（fú）。這裏值得注意的是，當（dāng）自動噴頭滅（miè）火係統處於靜止狀（zhuàng）態，而消火栓係統處於（yú）工（gōng）作狀態（tài），對自動噴水滅（miè）火係統有無（wú）影響呢？由於（yú）局部合並，消火（huǒ）栓係統部分的壓力和自動噴水滅火係統的壓力（lì）顯然不（bú）相適應。室內（nèi）消火栓係統工作壓力為（wéi）200kpa，自動（dòng）噴水滅火係統100kpa。所（suǒ）以在主管道分支後分別設止回閥（fá）。消火栓（shuān）最（zuì）初滅火用水可以利（lì）用消防水箱的儲水和消火（huǒ）栓增壓（yā）泵來維修。由於（yú）主管分支後設（shè）止（zhǐ）回閥（fá），隻要消防水泵不啟動，消防水泵係統內水壓變化與噴淋係統無關。一旦消防用水需啟動水泵時，考慮誤報（bào）警已不具有（yǒu）任何意義了。兩個係（xì）統控（kòng）製目的隻有一個即火（huǒ）災狀態下保證（zhèng）消防水（shuǐ）泵的正常啟動。
2、信號幹擾與抑製：
        隨著經濟的發展，火災自動報警係（xì）統進入了智能階段。在進行細微信號處（chù）理過（guò）程中，經常會因（yīn）為各種（zhǒng）信號幹（gàn）擾因素的存在而影響係統的穩定運行，嚴重時（shí）會引起火災信號的誤報。為（wéi）保證火災（zāi）自（zì）動（dòng）報警係統的可（kě）靠性，減少火（huǒ）災信號的誤報（bào）率，采用必要的信號幹擾抑製技術就顯得十分必要。
        2．1 內部幹擾與抑製  內部幹擾很大程度上是（shì）電源幹擾，在火災自動報警係統的電源係統中實現內部幹擾（rǎo）的（de）抑製，一方（fāng）麵可以裝設幹（gàn）擾抑製器（qì）、濾波器、隔離變（biàn）壓器，另一方麵電器元件還可采用軟磁材料。同時，電源本身可以采用在線式不間斷電源係統等措（cuò）施。
        2．2 外部幹擾與抑製  火災自動化報警係統（tǒng）主要是弱電係統，周圍電磁場的變化均會形成幹擾，如雷電及靜電電磁幹擾等，從而形成（chéng）火災自動報警係統誤報或數據丟失（shī），或引起不必要的滅火裝置啟動。抑製外部幹擾，可（kě）采用屏蔽、接地、雙（shuāng）絞線及濾波等技術抑製外部幹擾。隨著光纖傳（chuán）輸線的研發，信號幹擾的抑製技術將（jiāng）會有更大的發展。
3、穩壓泵的控製：
        消防係統中的穩壓裝（zhuāng）置（zhì），是維（wéi）持自動（dòng）噴水滅（miè）火係統及消火栓（shuān）供水係統工作壓力的裝置。通常情況下，電氣工（gōng）程設計中已（yǐ）設計了低壓自動起泵、高壓自動停泵的功能，其控製與火災自（zì）動報警係統無關（guān）。與噴淋泵和消火栓泵不同的是，穩壓泵在非火災狀態下也會（huì）時常自動起泵和停止（zhǐ），其運行狀態沒有監視（shì）的必要性，但是火災自動報警係統仍須予以監視。由於穩（wěn）壓裝置存在（zài）係統管網超高壓及超低壓兩（liǎng）種故障形式，因此設計時應增加對噴淋係統和（hé）消火栓係統穩壓裝置的極限高壓和極限低壓的監視。具體實施時，可以在穩壓裝置上增加兩（liǎng）塊（kuài）電接點壓力表（biǎo），一（yī）塊壓力表用於檢測管網極限高壓（yā）,其整定（dìng）值應（yīng）不小於穩（wěn）壓泵的起泵壓（yā）力值；一（yī）塊用於檢測（cè）管網極限低壓，其（qí）整定值應小於穩壓泵的起泵壓力值。但對於噴（pēn）淋係統，極限低壓整定值不能低於0.05MPa；對於消火栓係統，極限低壓整定值不能低於0.07MPa。極限電接點壓力表的動作通過報警係統的輸入模塊，傳輸到（dào）消防控製室，發出（chū）報警信號，以便值班（bān）人員及時發現係統故障。
 4、聯動控製命令（lìng）的形式：
        通常情（qíng）況下，聯動（dòng）控製模塊的輸出形式有兩種（zhǒng），一種是持續電平輸出，即輸出命（mìng）令信息由火災自動報警係統保持；另（lìng）一（yī）種是脈衝輸出，即火（huǒ）災自動報警係統發出的命令，僅僅是一個具有一定寬（kuān）度的脈衝信號。在工程設計中，對於這兩種輸出形式必須進行（háng）正確選擇。在聯動控製的對象中，有些是以DC24V做為控製手段的或者（zhě）自身並沒有專用的控製設備。例如總線製應急（jí）廣播係統的控（kòng）製，就是由廣播切（qiē）換模塊執行的。因此在（zài）規（guī）範（fàn）所規定的必須連續工作的時間內，廣播切換模塊必須一直保持輸（shū）出狀態。還有一些受控對象有專用的控製設（shè）備（bèi）且控製電壓為AC220 V或AC380 V。例如消防水泵、防排煙風機、應急照明裝置及非消（xiāo）防電源切換裝置等。對於這類受控對象，不能采用依靠火災自動報警係統聯動模塊電平輸出形式來保持（chí）控（kòng）製狀態，隻能采用脈衝輸出，而（ér）控製命令的保持（chí）由受控對象自身控製設備來完成（chéng）。對於消防水泵和防（fáng）排煙風機而言，在火災狀態下，規範規定它們都應（yīng）有足夠的連續工作時間。例如，噴淋係統連續工作不應小於1h；消火栓係（xì）統不應小於2h；防（fáng）排煙風機（jī）在排煙（yān）管道（dào）總（zǒng）出口處（chù）的氣流溫度未達到（dào）280前，應（yīng）一直處於工作狀態。但是，規範對火災自動（dòng）化（huà）報警係統在火災狀態下（xià）的連續（xù）工作時（shí）間沒有提出如此高的要求。JGJ 16-2008民用（yòng）建築電氣設（shè）計規範第241916條規定（dìng），消防用電設（shè）備在火（huǒ）災發生期間的最少連續供電時間為：火災自動報警裝置?坌10min；人工報警器?坌10min；各種確認、通報手段?坌10min；火（huǒ）災廣播?坌20min。在這段時間內（nèi），係統應把所有（yǒu）的控製（zhì）命（mìng）令發出，做好人員（yuán）疏散工作，聯係所有應該堅守崗位（wèi）的工作人員。由於火災自（zì）動化報警係（xì）統總有一部分在火災（zāi）區域內，因此，20min後係統（tǒng）是否還能正常工作是一個無法確定的事，這種狀態（tài）與火（huǒ）災（zāi）的事實是相符的。至此我們可以看出，用（yòng）火災自動報警係統的（de）聯動模塊的輸出信號，來保持消防水（shuǐ）泵、防排煙風機的控製（zhì）狀態是很危險的，在設計中絕不可（kě）再采用。