高层建筑火灾自动报警系统设计原理及缺陷浅析

摘要：为了有效确保高层建筑用户的生命财产安全，火灾自动报警系统的合理设置就成为了现代建筑设计中关键的一大环节。 本文在作者具体的项目实施经验的基础上，阐述了高层建筑火灾自动报警系统的设计基础，火灾自动报警设计实际问题等系统设备的建立，对消防联动控制系统的有效性及缺陷进行了分析，对火灾的控制最好是早期发现并通知消防，预防和减少火灾危害，保护人身及财产安全。

关键词：高层建筑 火灾自动报警系统设计原理 缺陷

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、高层建筑火灾特点

随着我国社会经济的迅速发展，城市化进展迅猛，大城市、超大城市不断出现，城市中各种功能的大型建筑、高层建筑和超高层建筑以及地下建筑不断涌现。在各种防火条件大体相同的条件下，高层建筑比多层建筑、单层建筑火灾危害性大，并且高度越高，其危害性会相应增大，容易造成重大财产损失和人员伤亡事故。其火灾特点主要是:

1、火势猛烈，火灾蔓延速度极快。

高层建筑装修豪华，室内含有大量的可燃物质，如家具、窗帘、地毯、吊顶装饰等，发生火灾时燃烧猛烈。加之高层建筑的竖向井道多，如电梯井、楼梯井、通风井、管道井、电缆井、垃圾道、排气道等，它们都是火灾蔓延的通路，形成“烟囱效应”；加上这些竖井的抽风作用，一旦发生火灾，火势蔓延迅速，楼层越高，抽风越强，火势越猛。据测定，初期的火灾，烟气水平扩散速度约为0.31m/S;在火灾猛烈燃烧阶段，水平扩散速度为0.5～0.8m/s，而竖向扩散速度高达3～4m/s,例如，美国希尔顿饭店8层起火，火灾蔓延到30层的顶部，仅用了20分钟，浓烟翻滚直上，高出楼顶达150米。

2、火灾扑救工作复杂。

高层建筑消防设计立足于“自救”，其灭火设备复杂、自动化程度高、只要任何一个环节有问题，灭火设施便不能充分发挥作用。扑灭初期火灾至关重要，但现场人员却对灭火设备不会使用或无力使用 ,等消防人员全副武装从驻地赶到现场，登上高楼，不仅体力消耗人，还可能与消防中心、水泵房等联系不便、配合困难，楼高风大、火势猛，消防队员在高热、浓烟下操作，比一般火场难度

3、人员疏散困难。

高层建筑层数多，垂直疏散距离长，疏散到室外地面、屋顶直升飞机停机坪或避难层所需的时间也相应增长。由于高层建筑人员众多，不少公共活动场的人员相对集中，火灾时增加了疏散的难度，容易造成重大伤亡事故。高层建筑发生火灾后，常因通讯联络失控，往往下层发生火灾，上层仍然未知有其事。尤其是在高层酒店中，人员众多，人地生疏，给安全疏散增大了困难，更易导致惨重事故

二、火灾自动报警系统

1、火灾自动报警系统的组成

火灾自动报警系统由触发器件（探测器、手动报警按钮）、火灾报警装置（火灾报警控制器）、火灾警报装置(声光报警器)、控制装置（包括各种控制模块）等构成。火灾自动报警系统根据建筑规模的大小和重点防火部位的数量多少可分为：区域火灾报警系统、集中火灾报警系统和控制中心火灾报警系统。

2、火灾自动报警系统的布线

为了防止火灾发生时，消防控制，通信和警戒线遣散，使灭火工作无法进行，造成更大的经济损失;也为抑制电磁干扰（例如变压器，电动机，电缆等）产生的火灾自动报警系统的影响。火灾自动报警系统的传输线路和消防控制，通信和预警线应使用阻燃电缆，并应采用金属管或封闭式金属线槽保护。消防手动直接控制装置线应使用耐火电力电缆，其电缆也应采用金属管或封闭式金属线槽保护。使用明复，应采取防火保护措施的金属管或封闭金属 trunking.Fifth 的防火保护措施。

3、火灾自动报警系统的工作原理

火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象――气（燃烧气体）、烟（烟雾粒子）、热（温升）、光（火焰）的探测，将探测到的火情信号转化为火警信号，现场人员发现火情后应立即按动手动报警按钮或消火栓按钮，发出火警信号。火灾报警控制器接到火警信号后，经处理，一方面发出预警、火警声光报警信号，同时显示并记录火警地址和时间，告诉消防控制室（中心）的值班人员；另一方面将火警信号传送至各楼层（防火分区）所设置的火灾显示盘显示火警发生的地址，通知楼层（防火分区）值班人员立即察看火情并采取相应的措施。在消防控制室（中心）还可能通过报警控制器的通讯接口，将火警信号在CRT微机彩显系统显示屏上更直观地显示出来。

三、自动灭火系统

1、自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统是当今世界上比较普遍使用的固定灭火系统。国内外应用实践证明，该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点，是现代高大建筑不可缺少的消防设施。

2、自动气体灭火系统

自动气体灭火主要有以下几种：七氟丙烷（HFC―227ea）灭火系统，混合气体自动灭火系统，二氧化碳自动灭火系统。自动气体灭火系统的使用应在各自的条件下使用，不同物质的火灾环境应用不同的气体灭火。

四、火灾自动报警及消防联动系统的有效性和存在的问题

1、火灾自动报警及消防联动系统的有效性

火灾自动报警及消防联动系统,作为智能建筑中的一个重要子系统, 其重要性是众所周知的。要在智能建筑中创造一个安全舒适的环境,消防安全是其中的一个重要的方面。对于消火栓灭火系统而言，在正常情况下，灭火一般需要经历以下五个步骤：现场人员发现火情，向消防队报警、消防队警车出动、到达现场，使用消火栓喷水灭火。火灾案例分析表明：以上五个环节环环相扣，若哪一个环节出了差错拖延了时间，则失火将可能蔓延成灾，救火将失败。而火灾自动报警及消防联动系统,则可以先期预报火灾，及时扑灭，则少了几个环节，更有效的保障人身和财产安全。

2、火灾自动报警及消防联动系统存在的问题

目前，国内火灾自动报警及消防联动系统应用的现状是大多数系处于带病运行状态，有相当数量的工程由于误报多甚至停机。

（1）主机不能正常运行。 系统启动后，有的没接直流备用电源，更多的是故障频发、误报率高，警报声此起彼伏，甚至漏报等。

（2）联动系统功能缺失主机甄别火险，发出指令。通过联动系统进行相应的动作。这是智能消防系统的关键点，联动的设备很多，归纳起来有风、水、电、气、机五个部分。当有火警时，一切相应的功应起作用，不能误动和拒动。而现实是火灾自动报警及消防联动系统、防火卷帘、机械排烟等自动消防设施不能联动，许多联动的操作电源根本没有投入使用，有的机械机构卡死，有的处于手动状态，不能保证自动联动。

（3）管理不到位。现在为了减少值班人员，设备集中管理，通常设计的做法是将消防和安防设置在―个控制室内。往往值机员更换频繁未经过专业培训，专业知识水平较差，对于系统原理和设备现状不了解，出现故障和报警时，处置不当；紧急情况下，不能挥技防的优势；维护工作不到位，火灾自动报警系统陈旧、老化，有的甚至不能正常运行，处于瘫痪状态。

（4）报警后自动灭火系统却不能正常的灭火。水管损坏，水压不足等一些常见问题。

（5）工程施工质量问题。1、施工质量不良，施工单位之间配合不好，工序安排不合理，一些地方没有预留预埋。因弱电施工一般在土建和机装之后，施工空间、线槽、安装位置等经常因现场条件的影响，不得不因地制宜，因陋就简。

（6）运行操作与维修人员专业素质不高，无证上岗．责任心不强。运行记录不全，致使在维修时查找原因困难，运行维护人员未能定期进行清洗，有的因故障和损坏，不能及时修复而停用，联动设备未定期测试其性能。

参考文献

[1] GB/50116- 98《火灾自动报警系统设计规范》中华人民共和国建设部和国家质量技术监督局联合1998.12.

[2] 徐鹤生,周广连.消防系统工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]梁倩．论高层建筑防火应注意的一些问题［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１２（２１）

作者简介：张俊友(1962.09--)男，潍坊市奎文区军队离退休干部休养所

研究方向工程预算，工程施工