建筑联动控制体系策划简述

作者：李冬梅 单位：中国人民武装警察部队学院

自动和手动控制方式自动控制方式是当被保护对象所在区域发生火灾时,温度上升达到报警温度或产生的烟雾及光达到探测标准，探测器动作，向消防联动控制系统发出火灾信号实现报警；若联动控制系统处于自动状态时，火灾报警发生后即能联动防火门、风机和防火阀等设备，并启动火灾自动灭火系统实施灭火。手动控制是指操作人员通过总线制联动控制盘进行的手动模块控制或通过多线制控制箱或现场操纵紧急启动装置直接手动控制。对消防水泵、喷淋泵、防排烟风机和防火卷帘等重要消防设备，不仅要求实现手动模块控制，还要求在多线制控制箱处实现手动控制，将设备工作的实时状态反映到控制箱上。另外所有联动设备的手动操作按钮就地设置，避免意外情况如消防控制中心操作失灵的发生。根据国家规范的规定，我国大多数建筑中的自动火灾报警系统采用总线制和多线制相结合的控制方式。消防联动控制系统对消防设备应满足的自动、手动控制要求如图1中所示。

消防设备联动控制的实现

消防联动控制系统以报警信号为工作的初始条件，而具体灭火工作则由联动控制系统的各个子系统来完成。—般现场联动设备可以分为主动型设备和被动型设备。火灾探测器、消火栓、报警开关、水流指示器和水压力开关等主动型设备能够在现场自动或手动发出火灾消防联动控制信号。一方面由报警总线将报警信号送到报警控制器，另—方面由联动输出线将联动信号直接或经逻辑组合，送到所联动的被动型设备中。当联动系统动作后，重要的被动型设备应给出一个动作回答信号。图2为火灾报警联动控制关系示意图。

联动控制系统常见问题

在消防监控自动报警控制系统的设计施工和运行维护管理中，存在不少问题。消防联动控制必须依次完成预先设定的程序，前后顺序要严谨。由于智能建筑的消防联动控制系统涉及到强电、通风、空调和水系统，需要联动的设备很图2火灾报警联动关系示意图多。在设计过程中，设计人员通常对消防联动控制系统只作初步设计，未明确阐述联动逻辑关系，造成施工人员很难从系统图或设备清单中获得全面的消防系统联动控制功能，只能靠消防设施施工企业和工人的日常经验来完成。因此存在着系统施工不到位，不能形成消防设备之间动作时良好的逻辑关系等问题。消防设备不但不能发挥其必要的作用，反而会引起严重的后果。若排烟机在气体灭火动作时误启动，则造成排烟道排掉了灭火气体，无法进行灭火。因此，在对火灾报警和联动控制系统进行初步设计后，必须针对具体设备型号、技术数据和准确的联动关系及要求进行详细二次设计及说明，以防消防逻辑混乱直接影响整个系统功能的实现。2直接手动控制难以保证《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）第5.3.2条规定：在采用总线编码模块对重要的消防控制设备如排防烟风机、喷淋泵和消防水泵等进行控制时，应在消防控制室内对装置进行手动直接操作，目的是为了在自动报警系统总线外建立一条独立的、与被联动设备能够硬接线通路直达的渠道，使消防控制中心的控制具有自动和手动的双重功能，使系统响应的可靠性得到提高。目前一些设计人员和部分生产厂家对“手动直接控制装置”的做法和理解不同。部分厂家在生产火灾控制联动及自动报警系统时，用智能式手动控制柜取代了多线制控制箱。即使此类控制关系在逻辑上是一对一的，但由于其对各类重要的消防手动控制设备指令的动作和发出的反馈是以总线为完成路径的，若总线失常，则全部手动控制柜将失去作用。因此，不能作为满足可靠性要求的手动直接控制装置使用。此外，有的采用多线制控制柜的系统中也存在直接手动启动控制经消防控制模块转换的问题。图3是某厂家多线制直接控制（经控制模块）消防设备图。厂家为了保证连接线路受到监视并防止交流信号干扰损坏控制卡而加装控制模块，采用经控制模块作转换控制接口，由控制卡到控制模块间采用二线制连接线，这种接线方式要经过消防报警主机及控制模块来实现间接手动控制。因此，导致多线制控制柜并不能完全独立于报警总线，一旦报警总线出现故障，多线制控制箱也将形同虚设。根据规范，室内消火栓应能直接启动消火栓泵，压力开关直接启动消防喷淋泵。而在实际工程中存在启动消火栓泵和消防喷淋泵的室内消火栓和压力开关只将启泵信号反馈给消防控制室，然后通过消防控制室自动或手动操作形成间接控制的情况，增加了整个过程的控制环节，使得重要设备的直接手动控制难以保证。3联动时机把握不准国家标准在制订时对于建筑工程消防设施自动联动时间的规定就不尽相同。应根据火灾发生发展的固有特征和规律，以自动消防设施的功能为依据，以“火灾确认后”和“报警后”两个时间段对报警联动进行划分。为了防止火势扩大，也为了有利于人员疏散，警报在到达消防自动报警系统之后，排烟、防烟等设施应通过消防控制设备与前者联动，空调对火情区域的送风及时停止；电动防火阀关闭；对反馈信号予以接收；火情区域的排烟阀、排烟和防烟风机开启；加强挡烟垂壁等防烟设施的控制。但对于将火情区域的非消防点电源切断，对电梯进行迫降，将火灾应急照明灯和报警装置接通等联动控制必须在对火灾确认后方可进行。因为火灾自动报警系统受到设备自身的抗干扰性能和环境因素的影响，误报情况在所难免，应尽量避免不应有的恐慌和损失。现实生活中，联动的时间概念被人为忽略了，当警报来自于火灾自动报警系统时，发生动作的内容应在确认了火灾灾情之后。否则当系统误报时，会产生报警装置鸣响，照明电源切断，电梯迫降到一层等不当操作，使人们的恐慌加剧，对人们正常生活和工作造成极坏的影响。4.4联动范围的问题火灾报警后和火灾确认后，联动对象的范围应以其功能为依据，确定其在疏散和灭火时的作用。既不能随意缩小，也不能随意扩大，以免出现引起火灾扩大或其他不良影响。当前，在使用和建设具体的消防自动设施时，联动范围不恰当是一种普遍现象。比如排防烟系统，当其联动方式正确时，报警后要将正压送风口阀和报警层的排烟阀打开，同时将该层风管空调内的防火阀关闭，将正压送风机和排烟风机开启，将空调送风机停止，这样对人员疏散和防止火势扩大才能起到有益的作用。实际工程中，有的联动未在规定范围内，采取的联动方式与火灾应急广播和报警装置相同，按照“滚层”联动的方法，警报到达后，上下层与着火层一齐动作，超出联动实施范围，很容易向邻层扩散火灾烟气。自动消防系统的联动范围，在鸣响报警装置和切断非消防电源等动作中，也有联动范围被任意扩大的现象。《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116－98）第6.3.1.8条要求：火灾经消防控制室确认后，火情区域内的非消防电源应予以切断，同时将疏散指示标志灯、火灾应急照明灯和报警装置接通。控制消防联动时，应在防火分区和着火楼层内切断非消防电源；火灾局部发生时，切断整座大楼内的非消防电源是错误的。不过由于大部分消防设计没有明确和分析“火情区域”的非消防电源，导致“一刀切”的局面，在后续消防工程的调试安装工作中屡见不鲜，对于疏散人员和灭火极其不利。因此，应该对非消防设备电源负荷性质、类型及切断时间等进行多重分析，一方面要思考如何避免救火人员发生触电意外以及火势沿电气线路扩大的问题；另一方面要合理设计配电系统的灭火措施、疏散人员要求、负荷级别和功能需求。另外，防火卷帘和电动防火门起分隔防火作用，对于其在“自动”状态下的下降或关闭动作。有明文规定，仅安装在两边的探测器具有控制权。在现实施工时，其受控范围被任意扩大，比较普遍的现象是，防火卷帘和防火门的下降和关闭受到防火区内全部探测器的控制，极易造成人员未能及时疏散时就被反关在着火区内，造成重大的人员伤亡。4.5消防电气对联动控制的影响在火灾自动报警及消防联动系统的设计中，消防控制联动系统动作电源设计的可靠性、合理性极其重要。电源配置与建筑规模、供电距离和消防联动设备多少有关。智能建筑楼层高、规模大，当消防设备电量大、线路长时，有两个方面的问题需要在实际工程中注意：首先是对于相关消防设备同时动作的要求，电源容量是否能够满足；其次是消防设备的可靠动作，末端电压是否能够满足，即防止电压降对供电线路的负面影响。对于线路电压降的影响，若消防联动电源无法合理控制和配置，则易造成消防设备无法经由末端电压启动。设计火灾控制联动及自动报警系统的另一关键是线路质量是否可靠。无论再可靠再先进的设备，若其线路不可靠、不安全，只能是纸上谈兵。根据规范的规定，消防控制布线严于火灾报警、重于火灾报警。从部分国内外相关厂家的样本产品及消防设计工程上看，火灾探测器与消防控制联动部件在同一回路信号总线上混接，是当前普遍采用的火灾自动报警系统布线的方法，其布线方式为水平。分布广、数量多的工程其火灾探测器发生故障的几率较大，所以混接的办法相当于在重要的消防控制联动线路上放置了众多的故障潜伏点。当某只探测器发生故障时，会导致该线路上整个防火分区内的消防设施的消防功能全部丧失。我国现行的规范禁止混接，因其在不同程度上存在着施工检修、经济合理和可靠安全方面的隐患。应该改混接布线为分别布线，例如若火灾发生时已经烧毁了报警总线，可继续使用路径不同的手动控制线，使其他消防设备和灭火设施不受连累。

结论与建议

消防联动控制系统是针对建筑自身结构复杂等特点和当今扑救火灾能力的局限而设置的，是智能建筑中早期预报火灾，争取足够的扑救时间，减少灾害损失和降低火灾风险的主要技术手段，因此消防联动控制系统的合理设计是保证其性能可靠、安全有效的关键。建议充分论证火灾自动报警系统工程的方案设计，注意当前行业发展动态和趋势，紧跟智能建筑报警技术发展主流，以采用可靠、成熟和稳定的先进技术为原则，贯彻在设计、施工和运行管理的整个过程中多专业配合的原则，理解并掌握各专业间的相互关联要求,加强专业间协调，避免造成混乱的控制联动系统逻辑。还应使施工的可靠性得到切实加强，对消防控制联动系统的维护、检查保持持续性。消防监督机构应加大监督检查力度，以保证自动消防设施始终处于良好的运行状态，在火灾发生时发挥应有的作用。