工業(yè)設(shè)計(jì)論文發(fā)表期刊推薦：《制造業(yè)自動化》，本雜志由北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所主辦，國家機(jī)械工業(yè)局主管，1979年創(chuàng)刊。主要刊載制造業(yè)自動化領(lǐng)域所取得的新技術(shù)、新成果、新產(chǎn)品、新方法以及自動 化技術(shù)應(yīng)用成果、科技動態(tài)與信息等。常設(shè)欄目有：專家論壇、先進(jìn)制造技術(shù)、CAD/CAM/CIMS、生產(chǎn)自動化、自動化技術(shù)與裝置、控制與檢測、數(shù)控技 術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、應(yīng)用技術(shù)、產(chǎn)業(yè)動態(tài)等。讀者對象為從事制造業(yè)自動化技術(shù)工作的科技人員、管理人員、企業(yè)技工、院校師生等。

　　摘要：文章介紹了火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并針對南水北調(diào)中線工程特點(diǎn)給出了報(bào)警區(qū)域及探測區(qū)域的劃分、報(bào)警控制器及探測器的設(shè)置，消防設(shè)備及其功能選擇等。主要通過對探測器的選型、消防設(shè)置方面的闡述，闡述了火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)在工程中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：南水北調(diào)中線干線工程,火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng),火災(zāi)報(bào)警探測器

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，消防安全顯得越來越重要，火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動系統(tǒng)作為火災(zāi)的先期預(yù)報(bào)手段，對火災(zāi)的及時(shí)撲滅、保障人身和財(cái)產(chǎn)安全，起到了不可替代的作用。筆者參與了南水北調(diào)中線一期工程邯鄲、邢臺段現(xiàn)地閘站的消防設(shè)計(jì)，本文結(jié)合工程實(shí)際，就火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中消防設(shè)備的選擇及聯(lián)動方案的合理選擇等問題作了初步探討。

　　1火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)簡介

　　隨著生產(chǎn)活動的迅猛發(fā)展和生活水平的逐步提高，消防安全顯得越來越重要。火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動系統(tǒng)，對火災(zāi)的先期預(yù)報(bào)、及時(shí)撲救、保障人身和財(cái)產(chǎn)安全，起到了不可替代的作用�；馂�(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過火災(zāi)探測器轉(zhuǎn)變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，顯示火災(zāi)發(fā)生部位，聯(lián)動消防設(shè)備，發(fā)出報(bào)警信息，記錄火災(zāi)發(fā)生時(shí)間，最大限度提高消防安全水平。

　　2火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的分類

　　2.1區(qū)域報(bào)警控制系統(tǒng)

　　由區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)探測器等組成，或由火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)探測器等組成，功能簡單的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。區(qū)域報(bào)警控制器的設(shè)置應(yīng)該符合以下的規(guī)定：

　�。�1）一個(gè)報(bào)警區(qū)域宜設(shè)置一臺區(qū)域報(bào)警控制器，系統(tǒng)中區(qū)域報(bào)警控制器不應(yīng)該超過3臺。

　�。�2）當(dāng)用一臺區(qū)域報(bào)警控制器警戒數(shù)個(gè)樓層時(shí)，應(yīng)在每層樓梯口明顯部位裝設(shè)識別樓層的燈光顯示區(qū)域。

　�。�3）區(qū)域報(bào)警控制器安裝在墻上時(shí)，其底邊距地的高度不應(yīng)小于1.5m�？拷�門軸的側(cè)面距墻不應(yīng)小于0.5m.正面操作距離不應(yīng)小于1.2m.

　�。�4）區(qū)域報(bào)警控制系統(tǒng)宜設(shè)在有人值班的房間或服務(wù)臺。

　　2.2集中報(bào)警控制系統(tǒng)

　　由集中火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)探測器等組成，或由火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域顯示器和火災(zāi)探測器等組成，功能較復(fù)雜的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。集中報(bào)警控制器的設(shè)置應(yīng)該滿足以下規(guī)定：

　　(1)系統(tǒng)設(shè)有一臺集中報(bào)警控制器和兩臺以上區(qū)域報(bào)警控制器。

　　(2)集中報(bào)警控制器的容量不宜小于保護(hù)范圍內(nèi)探測區(qū)域總數(shù)。

　　(3)集中報(bào)警控制器距墻不應(yīng)小于1m，正面的操作距離不應(yīng)小于2m。

　　(4)其中區(qū)域報(bào)警控制器的設(shè)置應(yīng)符合上述區(qū)域報(bào)警控制系統(tǒng)的有關(guān)要求。

　　2.3控制中心報(bào)警系統(tǒng)

　　由消防控制室的消防控制設(shè)備、集中火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)探測器等組成，或由消防控制室的消防控制設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域顯示器和火災(zāi)探測器等組成，功能復(fù)雜的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)�？刂破鞯脑O(shè)置應(yīng)該滿足以下規(guī)定：

　　(1)系統(tǒng)中應(yīng)至少設(shè)置一臺集中報(bào)警控制器和必要的消防控制設(shè)備；

　　(2)設(shè)在消防控制室以外的集中報(bào)警控制器，均應(yīng)將火災(zāi)報(bào)警信號和消防聯(lián)動控制信號送至消防控制室；

　　(3)區(qū)域報(bào)警控制器和集中報(bào)警控制器的設(shè)置，應(yīng)符合上述集中報(bào)警控制系統(tǒng)的有關(guān)要求。

　　3火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的配置

　　火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)是由火災(zāi)報(bào)警控制器、觸發(fā)器件以及具有其它輔助功能的裝置組成的系統(tǒng)，在火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，自動或手動產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號的器件稱為觸發(fā)件，主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報(bào)警按鈕。

　　3.1火災(zāi)探測器

　　火災(zāi)探測器的選擇應(yīng)符合下列要求：

　　(1)對火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很少或沒有火焰輻射的，選用感煙探頭；

　　(2)對火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量熱、煙和火焰輻射的，選用感煙探頭、感溫探頭、火焰探頭或它們的組合；

　　(3)對火災(zāi)發(fā)展迅速，有強(qiáng)烈的火焰輻射和少量煙、熱的，選用火焰探頭；

　　(4)對情況復(fù)雜或火災(zāi)形成特點(diǎn)不可預(yù)料的，可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)選用適宜的探頭。

　　(5)在不同高度的房間設(shè)置火災(zāi)探測器時(shí)可參照表1的規(guī)定。

　　表1點(diǎn)型感煙、感溫火災(zāi)探測器的實(shí)用高度

　　房間高度(m)感煙探測器感溫探測器

　　一級二級三級

　　12＜h≤20不適合不適合不適合不適合

　　8＜h≤12適合不適合不適合不適合

　　6＜h≤8適合適合不適合不適合

　　4＜h≤6適合適合適合不適合

　　h≤4適合適合適合適合

　　注：引自《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-1998

　　3.2手動火災(zāi)報(bào)警按鈕

　　每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一只手動火災(zāi)報(bào)警按鈕。手動火災(zāi)報(bào)警按鈕宜設(shè)置在公共活動場所的出入口處。手動火災(zāi)報(bào)警按鈕應(yīng)設(shè)置在明顯的和便于操作的部位。從一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個(gè)手動火災(zāi)報(bào)警按鈕的距離，不應(yīng)大于30m。手動火災(zāi)報(bào)警按鈕安裝在墻上時(shí)其底邊距地高度宜為1.3～1.5m，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。

　　4.火災(zāi)報(bào)警控制器的聯(lián)接與擴(kuò)展

　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的進(jìn)步，使得人們對遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視及控制成為可能，由此，根據(jù)控制距離的遠(yuǎn)近及建筑物的規(guī)模，火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)常采用以下的組網(wǎng)方式擴(kuò)展系統(tǒng)的規(guī)模及功能。

　　4.1RS-485網(wǎng)絡(luò)

　　RS-485網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：

　　(1)通過每個(gè)控制器的接口板即可完成組網(wǎng)；

　　(2)采用1.0mm2屏蔽雙絞線，整體距離＜1200m；

　　(3)采用總線型布線，分支應(yīng)盡量短。

　　RS-485網(wǎng)絡(luò)適用于規(guī)模較小且控制間距不大的系統(tǒng)，組網(wǎng)示意圖如圖1。

　　圖1RS-485網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)示意圖

　　4.2分布型RS-485網(wǎng)絡(luò)

　　分布型RS-485網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：

　　(1)中心控制器增加RS485網(wǎng)絡(luò)集線器；

　　(2)布線簡單，每個(gè)從控制器單獨(dú)向中心控制器布線；

　　(3)采用1.0mm2屏蔽雙絞線，每個(gè)從控制器到中心控制器的距離＜1200m。

　　分布型RS-485網(wǎng)絡(luò)適用于規(guī)模中等且控制間距不大的系統(tǒng)，組網(wǎng)示意圖如圖2。

　　圖2分布型RS-485網(wǎng)絡(luò)示意圖

　　4.3分布型光纖聯(lián)網(wǎng)

　　分布型光纖聯(lián)網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

　　(1)適用于一臺控制器為中心，其余控制器分別聯(lián)到中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

　　(2)每兩臺控制器間采用2根單模光纖組成總線式網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)50km聯(lián)網(wǎng)。

　　分布型光纖聯(lián)網(wǎng)適用于規(guī)模較大且控制間距較遠(yuǎn)的系統(tǒng)，組網(wǎng)示意圖如圖3。

　　圖3分布型光纖聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

　　4.4與標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

　　光端機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備均有傳遞多個(gè)通道數(shù)據(jù)的能力，具有RS232數(shù)據(jù)接口，控制器可通過具有RS232數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)�？刂破髀�(lián)網(wǎng)采用令牌總線，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)不大于50毫秒，具體視傳輸設(shè)備確定。

　　標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備有總線通訊型和點(diǎn)對點(diǎn)通訊型。其組網(wǎng)示意圖如圖4、5、6所示。

　　圖5點(diǎn)對點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備環(huán)形聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

　　圖4點(diǎn)對點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備集中式聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

　　圖6總線通訊型標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)備聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

　　5.南水北調(diào)工程中火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用

　　南水北調(diào)中線工程是緩解我國京、津、華北地區(qū)城市缺水矛盾和支撐該地區(qū)在國民經(jīng)濟(jì)與社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性舉措，多年平均調(diào)水量95億m3，屬特大型長距離調(diào)水工程。工程主要現(xiàn)地建筑物包括輸水渠道、現(xiàn)地閘站及降壓變電站等。

　　需消防的主要建筑物為現(xiàn)地閘站中的節(jié)制閘、退水閘、排冰閘、分水閘、檢修閘啟閉機(jī)室及降壓變電站中的柴油發(fā)電機(jī)室、高壓開關(guān)室、變壓器室、低壓配電室（變配電室）、控制室、通信室等及附屬建筑物、現(xiàn)場辦公用房和電纜溝等。

　　火災(zāi)報(bào)警分為自動報(bào)警和人工報(bào)警兩種方式。報(bào)警方式的采用主要考慮建筑物的重要程度和發(fā)生火災(zāi)后的故障影響范圍。鑒于南水北調(diào)工程的重要性且為滿足“無人值班，少人值守”的要求，布置有全線動態(tài)調(diào)水設(shè)施和發(fā)生火災(zāi)嚴(yán)重影響總干渠供電可靠性的降壓站均設(shè)置火災(zāi)自動報(bào)警裝置，采用自動和人工相結(jié)合的方式報(bào)警。

　　由于南水北調(diào)中線工程各建筑物的結(jié)構(gòu)形式差異不大，因此，取沁河倒虹吸作為典型建筑物進(jìn)行說明。

　　5.1報(bào)警區(qū)域及探測區(qū)域

　　沁河倒虹吸退水閘、排冰閘啟閉機(jī)室及進(jìn)口降壓站均布置在工程進(jìn)口，均為獨(dú)立單層建筑，功能獨(dú)立，相對分開，因此分別作為1個(gè)獨(dú)立的報(bào)警區(qū)域。退水閘啟閉機(jī)室、排冰閘啟閉機(jī)室及降壓變電站的高壓開關(guān)室、低壓配電室、通信室、控制室、柴油發(fā)電機(jī)室、變壓器室等均為獨(dú)立房間，因此各自為一個(gè)探測區(qū)域。

　　沁河倒虹吸節(jié)制閘及出口降壓站均布置在工程出口，分別作為1個(gè)獨(dú)立的報(bào)警區(qū)域。節(jié)制閘啟閉機(jī)室及降壓變電站的高壓開關(guān)室、低壓配電室、通信室、控制室、柴油發(fā)電機(jī)室、變壓器室等均為獨(dú)立房間，因此各自為一個(gè)探測區(qū)域。

　　5.2系統(tǒng)形式和主要設(shè)備的配置及選型

　　(1)系統(tǒng)形式

　　沁河倒虹吸退水閘、排冰閘啟閉機(jī)室及進(jìn)口降壓站均布置在工程進(jìn)口，相距較近且面積均較小，故按一個(gè)區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)一臺火災(zāi)區(qū)域報(bào)警控制器。

　　沁河倒虹吸節(jié)制閘及出口降壓站均布置在工程出口，相距較近且面積均較小，故按一個(gè)區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)一臺火災(zāi)區(qū)域報(bào)警控制器。

　　(2)主要設(shè)備配置

　　降壓變電站值班室布置一臺壁掛式火災(zāi)報(bào)警控制器，在每個(gè)探測區(qū)域根據(jù)規(guī)程要求設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的探測器。探測器主要采用帶地址編碼的感煙型和感溫型探測器，電纜溝和電纜橋架內(nèi)采用纜式探測器。每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置一個(gè)手動火災(zāi)報(bào)警按鈕（帶地址編碼），并在適當(dāng)位置設(shè)置一臺聲光報(bào)警器。

　　5.3火災(zāi)探測器的設(shè)置部位

　　5.3.1火災(zāi)探測器的設(shè)置規(guī)定

　　(1)探測區(qū)域內(nèi)每個(gè)房間至少應(yīng)布置一只火災(zāi)探測器。

　　(2)感煙探測器、感溫探測器的保護(hù)面積和保護(hù)半徑應(yīng)該滿足表2的規(guī)定。

　　注：引自《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-1998

　　(3)一個(gè)探測區(qū)域內(nèi)所需設(shè)置的探測器數(shù)量，應(yīng)由下式計(jì)算：

　　式中：

　　N—一個(gè)探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量(只)，N(取整數(shù))；

　　S—一個(gè)探測區(qū)域的面積(m2);

　　A—一個(gè)探測器的保護(hù)面積；

　　K—修正系數(shù)，重點(diǎn)保護(hù)建筑K取0.7～0.9，普通保護(hù)建筑K取1.0。

　　(4)在寬度小于3m以內(nèi)的走廊頂棚上設(shè)置探測器時(shí)宜居中布置。感溫探測器的安裝間距L不應(yīng)超過10m，感煙探測器的安裝間距L不應(yīng)超過15m，探測器至端墻的距離不應(yīng)大于探測器間距的1/2。

　　(5)探測器至墻壁、梁的水平距離不應(yīng)小于0.5m，并且探測器的周圍0.5m內(nèi)不應(yīng)有遮擋物。

　　5.3.2火災(zāi)探測器的設(shè)置

　　火災(zāi)探測器的具體設(shè)置部位包括：降壓變電站各房間、節(jié)制閘、退水閘、排冰閘、分水閘啟閉機(jī)室、啟閉機(jī)室電纜橋架、電纜溝和電纜密集處的降壓變電站室內(nèi)電纜溝。

　　5.4消防電氣

　　(1)系統(tǒng)供電

　　火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)電源分主電源和備用直流電源。主電源采用AC220V，引自降壓站低壓母線，直流電源采用報(bào)警控制器自帶蓄電池，電壓DC24V，并滿足《火災(zāi)報(bào)警控制器》（GB4717-2005）5.2.10條的要求2。

　　(2)配電線路及照明器的保護(hù)措施

　　1)消防設(shè)備的配電線路穿鋼管保護(hù)，暗敷時(shí)應(yīng)鋪設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護(hù)層厚度≮3cm。明敷時(shí)鋼管表面涂刷防火涂料。

　　2)照明器具高溫部位靠近可燃物時(shí)，應(yīng)采取隔熱、散熱保護(hù)措施。

　　3)超過60W的白熾燈、鹵鎢燈、熒光高壓汞燈(包括鎮(zhèn)流器)等不得直接安裝在可燃裝修材料和可燃構(gòu)件上。

　　(3)火災(zāi)應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志

　　疏散通道及安全出入口通道的顯著位置設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志�；馂�(zāi)應(yīng)急照明采用應(yīng)急燈(啟閉機(jī)室和管理處)和事故照明(現(xiàn)地閘站降壓站內(nèi))兩種方式。應(yīng)急燈和疏散指示標(biāo)志自帶蓄電池，供電時(shí)間均不小于60min，事故照明取自直流電源。應(yīng)急照明、事故照明和疏散指示標(biāo)志最低照度均不低于0.5lx。

　　(4)導(dǎo)線選擇及布線

　　1)火災(zāi)報(bào)警控制器報(bào)警總線采用ZRA-RVS-2×1.5銅芯阻燃絕緣線，DC24V外控電源線采用2×ZRA-BV-1.5銅芯阻燃絕緣線，其耐壓等級不低于交流250V。報(bào)警總線及電源線均選擇不同顏色的絕緣導(dǎo)線，相同相別的絕緣導(dǎo)線顏色一致，接線端子設(shè)有標(biāo)號。

　　2)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)單獨(dú)布線。報(bào)警總線及電源線在降壓站和各啟閉機(jī)室內(nèi)均穿鋼管在結(jié)構(gòu)板、墻內(nèi)暗敷或在吊頂內(nèi)敷設(shè)，暗敷時(shí)鋪設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護(hù)層厚度≮3cm。由火災(zāi)報(bào)警控制器至各啟閉機(jī)室內(nèi)的報(bào)警總線和電源線在電纜溝分別穿鋼管敷設(shè)。鋼管在線路施工完畢后進(jìn)行防火封堵，明敷時(shí)在鋼管表面刷防火涂料。

　　(5)消防聯(lián)動

　　《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：“消防控制室在火災(zāi)確認(rèn)后，應(yīng)能切斷有關(guān)部位的非消防電源……”，在南北北調(diào)工程實(shí)際中，當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生時(shí)對相應(yīng)防火區(qū)域內(nèi)的非消防電源通過控制監(jiān)視模塊進(jìn)行切斷，并聯(lián)動切斷軸流通風(fēng)機(jī)電源，通過模塊監(jiān)視相應(yīng)電源開關(guān)的動作狀態(tài)，接受其狀態(tài)反饋信號。

　　(6)設(shè)備接地

　　系統(tǒng)與防雷接地、低壓保護(hù)接地采用共用接地系統(tǒng)，接地電阻不大于1Ω。

　　5.5系統(tǒng)組網(wǎng)

　　現(xiàn)地站火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)接入現(xiàn)地閘站自動化系統(tǒng)，通過南水北調(diào)通信系統(tǒng)與各級管理機(jī)構(gòu)相聯(lián)。

　　6.結(jié)語

　　隨著電氣設(shè)備性能的日趨完善和微型處理機(jī)技術(shù)的普及與廣泛應(yīng)用，消防報(bào)警及聯(lián)動控制設(shè)備的智能化程度越來越高，同時(shí)也使消防專業(yè)與相關(guān)專業(yè)的聯(lián)系更加密切。相信在南水北調(diào)中線工程中，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)會在日后的實(shí)際使用中發(fā)揮它應(yīng)有的作用，更好的服務(wù)于社會。

　　參考資料：

　　1、《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116—1998)；

　　2、《火災(zāi)報(bào)警控制器》（GB4717-2005）。