消防系统火灾自动报警系统深化设计.docx
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消防系统火灾自动报警系统深化设计
xx火车站综合枢纽工程
消防报警联动系统工程深化设计方案
编制单位：
中建七局xx火车站综合枢纽工程项目部
编制时间：
2016年4月5日
一、项目概述
本项目属于xx市高铁站的配套建设工程。
位于高铁站房的北侧，xx路以南，人民路以东、前进路以西，北侧正对规划的100米景观中轴大道，包括地下空间及高架大棚，总建筑面积为12345.45m²。
xx高铁北广场地下空间的组成：
地下二层为公共汽车库，停车位1756个，属于一类车库，面积64589.95m²，层高3.9米，耐火等级为一级；地下一层由商业、公交办公、公交候车区、公交停车库、城乡公交候车区、城乡公交停车库、出租车停车区、出租车候车区、高铁备用广厅组成，面积58301.4m²；一层为地下出建筑的出口及部分商业建筑3892.1m²。
xx高铁北广场消防报警联动控制系统可以分为：
火灾自动报警及消防联动控制系统、电气漏电火灾报警系统、气体灭火控制系统、防火门监控系统、消防电源监控系统、消防应急照明及疏散指示系统、可燃气体探测报警系统、消防应急广播系统等。
xx高铁北广场客流量大，人员复杂，火灾影响因素不确定性大；旅客对场地不熟悉，人群拥挤，疏散困难。
这些特点要求整个消防系统能够保持正常有效的准工作状态，一旦有火情，相应的消防系统能够及时动作，确保灭火的有效和人员疏散的速度。
本次消防报警系统设计的目标就是要通过对消防联动控制系统的建设，能够更好的防范火灾事故的发生，有效的保护xx高铁北广场的公共设施的安全、人民群众和公共建筑财产的安全。
为北广场的管理、设施的运行提供一种科学、有效、高效的管理和服务手段，建立一个积极保障人民群众和公共设施安全的、便捷的、科学信息高水平的消防系统。
各个消防控制系统主要由报警设备+终端设备组成，终端设备安装在广场地下一层消防控制室内，由各保护区内的报警设备采集的信息反馈到终端设备。
本次深化方案主要集中在火灾自动报警及消防联动控制系统、气体灭火控制系统、可燃气体探测报警系统防、火门监控系统、消防电源监控系统、电气漏电火灾报警系统。
二、深化设计依据及意义
深化设计依据：
《自动火灾报警设计规范》GB50116-2013
《建筑设计防火规范》GB50016-2014
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014
《电气装置工程接地装置施工及验收规范》GB50168—92
《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232—82
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945-2010
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005
《电气火灾监控系统》GB14287-2005
《消防控制室通用技术要求》GB25506-2010
《消防设备电源监控系统》GB28184-2011
《防火门监控器》GB29364-2012
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014
《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）
深化设计不仅可以解决原设计与实际施工中的问题，还可以提高消防工程安装工程的施工品质、缩短施工周期、实现业主对产品功能的更高要求。
在合理的综合布置各专业管线、深化完善各系统的设计提高系统的品质、通过对图纸的深化使之达到施工深度等方面有积极的促进作用。
三、消防报警联动控制系统的深化方案
1.联动控制系统的原理与功能
发生火灾，探测器第一时间感知，通过信号输出传至消防控制室，各种信号经消防控制器传出，声光信号报警；通过控制器，可以第一时间明确具体着火地点，进行初次灭火。
火势一旦扩大，自动喷水灭火系统启动，消防联动系统运作，各种系统通过联动控制开始工作，非消防电源自动切断，电梯自动归至首层，防火卷帘门防火门系统、通风防排烟系统、应急疏散指示照明系统通过联动信号开始运作。
火灾报警控制器向防火门监控系统联动触发信号，并由防火门监控器或消防联动控制器联动防火门关闭；常闭防火门处于常闭状态，门磁开关吸合。
防火门被开启时，门磁开关通过输入输出接口向防火门监控器发出信号，提示防火门处于开启状态。
火灾发生时，常闭防火门门禁自动解锁。
普通非消防照明被切断消防应急电源启用，应急照明能保证在火灾时需要继续工作的区域正常照度标准，在逃生通道的疏散照明保持最低照度标准。
在火灾发生时，应急广播信号通过音源设备发出，经过功率放大后，由广播切换模块切换到广播指定区域的音箱实现应急广播，为人员逃生提供帮助和心理安慰。
当发生气体泄漏，其浓度超过报警值时，探测器发出报警信号，可燃气体控制器，联动声光报警器发出报警信号，联动控制启动事故风机排除可燃气体，关闭管道阀门。
消防设备电源监控系统在电源发生过压、欠压、过流、缺相、错相等故障及异常时，探测终端发出报警信号，并在系统中指示出具体报警部位，记录并保存报警信息，以便及早维护，保证消防设备的供电可靠性，避免火灾发生时因消防设备不能正常使用而导致火灾灾情不能有效控制，减少火灾损失。
当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，探测终端发出报警信号，同时也输送到监控设备中，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。
当气体灭火控制系统防护区内探测到两个独立的火灾信号后，启动设在该防护区域外的声光警报器，并进入延时状态，在延时过程中，关闭防护区域内的开口封闭装置、通风机械和防火阀等联动设备。
延时过后，启动气体灭火系统启动装置，打开灭火剂瓶组，释放气体至防护区。
此时压力开关动作,将气体释放信号传送至气体灭火控制器，联动点亮防护区门外的气体喷洒指示灯，避免人员进入，直至确认火灾已经扑灭。
2.深化的目的、流程
通过对功能技术进一步深化设计，进一步明确设计意图及设计理念，修正图纸中不完善的地方，科学有效地指导施工；合理深化管线、提高空间利用率，促进材料设备报审工作及时开展；各工序穿插有序合理，提高施工质量，缩短工期。
通过对系统的进一步深化设计，使得消防联动控制系统更加完善、稳定，消防控制中心与各个系统信号反馈与动作指令及时、准确、有效，当发生火情时能够起到灭火有效、疏散安全的目的。
设计交底及图纸会审
深化设计的流程：
了解合同技术要求
认清设计意图
确定深化设计内容及深度
提出深化方案
方案送业主、设计院审核
3.各分系统深化方案的详细介绍
火灾报警系统
1.图纸设计内容及设计意图
工程按建筑区域设置三个消防报警主机的保护对象，采用控制中心报警系统，消防控制室设有四台火灾报警控制器（备用一台），一个消防报警控制器主要控制部分地下一层及一层的消防设备，另一个消防报警控制器控制地下二层的所有消防设备。
消防报警控制器通过数据线与消防控制室报警主机相连接，共享数据及便于消防中心总控整个建筑区域；
消防控制室能显示所有火灾报警信号和联动控制状态信号，并能控制重要的消防设备；各个报警主机之间可以互相传输、显示状态信息。
消防控制室可接收感烟、感温等探测器的火灾报警信号及水流指示器、信号阀、压力开关、手动报警按钮、消火栓按钮、湿式报警阀、液位仪等的动作信号。
可显示消防水池、消防水箱的报警水位，显示消防水泵的电源及运行状况，可联动控制所有与消防有关的设备并设有对外火警电话
探测器：
地下汽车库、公交车站及候车区、公共通道等处设置感烟探测器，气体灭火房间（变电所）设置感温感烟两种探测器，在柴油发电机机房设置感温探测器；在燃气公共汽车站设置可燃气体探测报警系统，燃气探测器设专用消防回路；厨房（煤气）内设置可燃气体报警系统，采用专用消防回路。
2.深化方案内容
根据火灾报警系统图纸，结合消火栓、自动喷水灭火、防排烟系统图纸，对火灾报警系统进行火灾预演示，发现以下功能性上不足之处：
1.按照设计图纸，喷淋泵只能通过压力开关进行自动控制，一旦压力开关或传输线路出现故障，发生火灾后整个自动控制系统将瘫痪，泵组无法自动控制，没有喷水的有效遏制，火灾将迅速蔓延扩大，对人民的生命安全和公共财产造成巨大的损失。
2.火灾报警系统图中防烟楼梯间及消防电梯的排烟防火阀没有和火灾报警系统联动，消防控制室无法监测到防火阀是否正常，一旦故障，火灾发生后常闭的防火阀不能接受任何指令，毒烟会迅速积聚楼梯间疏散通道内，严重影响逃生人员生命安全及疏散速度。
深化方案：
1.建议在喷淋系统雨淋阀组系统中增加对应的输入输出模块，其中预作用自动喷水灭火系统阀组增加6个输入模块3个控制模块；雨淋阀组增加3个输入模块1个控制模块，湿式报警阀组应有直接通往泵组的启泵线，实现消防泵联动控制系统的完整性；
2.对防排烟系统楼梯间和前室相应的防火阀位置增加约70个对应的模块并敷设线路，实现防排烟系统监测的完整性。
3.根据设计说明（火灾报警系统图：
每个报警区域内的模块宜相对集中设置在本报警区域内的金属模块箱中）及对xx高铁站整体形象及整个消防系统的安全性及稳定性的考虑，建议每个防火分区及每个风机房增加一个金属模块箱。
新增设备
数量
输入模块
9
控制模块
70
金属模块箱
110
3.深化设计的意义
深化设计之后的火灾报警系统，更符合规范意图，更能体现火灾报警系统的功能，系统全面完善，系统部件的状态能够全部监测到位，出现故障可以及时发现及时排除，系统的稳定性增加；对联动控制有了更深一步的完善，控制更加准确、及时，出现火灾能够及时发现，做出更迅速准确的判断，能够有效地把火灾遏制在初期阶段；人员疏散有更好的疏散空间和疏散时间，极大地减少了人员的生命财产安全威胁和国家公共财产的损失。
气体灭火控制系统
1.图纸设计内容及设计意图
本工程在变电所、设置七氟丙烷气体灭火系统，气体灭火系统有自动控制、手动控制和两种启动方式。
在被保护区现场设置现场控制盘，现场控制盘在接到被保护区内感烟和感温探测器发出的两个独立的火灾信号后自动启动灭火系统；在被保护区主要出入口门外设置手动紧急控制按钮，可实现灭火系统的手动控制。
消防控制室应能实现手动控制，显示灭火系统的手动、自动工作状态，显示被保护区灭火的报警、喷放及空调通风等设备的状态；在释放气体前，自动停止通风空调系统，关闭防火阀。
2.深化方案内容
1.气体灭火系统图中显示1#2#3#变电所，BA机房、电信、移动、广电机房设置气体灭火系统（但平面图中未显示电信、移动、广电机房，仅有联通机房），根据联通机房性质需要，应当设置气体灭火系统。
2.变电所内对气体钢瓶电磁阀的控制不足，火灾发生时气体灭火控制器或消防联动控制器发出的联动信号不能使电磁阀及时动作，药剂的延迟喷洒会影响火灾的及时扑灭甚至不能灭火。
3.2#变电所的药剂质量与实际需求不符，火灾发生时，系统能够及时启动，药剂喷洒，但剂量不足以对火灾根本性消除或者扑灭后复燃，继续对机房损害。
以上问题会导致火灾发生时，机房火情不能得到有效的控制，信息和相关数据会大量丢失，加之机房的设备都相当贵重，火灾不仅造成经济损失，人员伤亡，还会因为关键数据的丢失造成重大的社会影响，火灾损失严重。
深化内容：
1.在机房变电所等特别重要场所内设置七氟丙烷气体灭火系统，不仅能及时有效扑灭火灾，还能极大程度减少火灾对保护对象的损害，重要数据、仪器设备能够更大可能保存，使火灾损失达到最少。
2.深化控制线路，使控制器发出的信号及时作出相对应的动作，火灾发生时钢瓶能够及时有效地喷洒药剂；
3.增加联网接口卡，以加强消防控制室对气体灭火防区的监测控制。
4.增加BA机房、通讯机房、铁通机房等防护区的气体灭火系统，增加泄压口、自动泄压阀；
5.深化2#变所做药剂数量；深化变电所已有灭火系统的线路。
具体增加数量参考下表：
保护区名称
充装量Kg/瓶
瓶数
储瓶规格
烟感
温感
喷洒指示灯
控制器
联网接口卡
自动泄压阀
备注
1#变电所
1
已有药剂
2#变电所
138
2
120L
1
原设计少2瓶
3#变电所
1
已有药剂
BA机房
90
3
90L
5
5
1
1
1
1
原设计无
通讯机房
90
3
90L
4
4
1
1
1
1
原设计无
铁通机房
90
1
90L
2
2
1
1
1
1
原设计无
注：
新增的气体灭火系统房间，其通风空调系统防火阀的布设及联动控制逻辑应改变：
设置在防护区空调系统的防火阀（FDS）应改为能够联动关闭的防火阀（MED型）；排风系统的防火阀应采用MEE型防火阀。
3.深化设计的意义
深化后的气体灭火系统更加完善，系统能够及时发现火灾并作出有效的联动动作，启动信号能够及时准确发送至钢瓶的电磁阀及压力开关，药剂的量能够完全将火情扑灭并防止复燃，有效地保护防区的贵重设备及信息数据，完全满足防火灭火的要求。
防火门监控系统
1.图纸设计内容、设计意图
由常开防火门所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号，作为常开防火门关闭的联动触发信号，联动触发信号应由火灾报警控制器或消防联动控制器发出，并应由消防联动控制器或防火门监控器联动控制防火门关闭；疏散通道上各防火门的开启、关闭及故障状态信号应反馈至防火门监控器。
建筑图门窗示意图中，疏散通道中的防火门均为常闭式防火门，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014，6.5.1设置在建筑内经常有人通行处的防火门宜采用常开防火门；建议在经常有人通行的防火门设置为常开型防火门并改变其对应的防火门监控系统
2.深化设计方案内容
对带有门禁的防火门，在发生火灾切断门禁电源后，门禁会将其锁死，导致原本是疏散出口的防火门完全堵死，不利于疏散且不利于救援，本来对现场不熟悉的流动人员，加之火灾产生的恐慌心理，严重威胁到正常的安全疏散，更多的人员涌来甚至会造成踩踏事件，危害严重。
必须在建筑图门窗示意图中，疏散通道中的防火门均为常闭式防火门，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014，6.5.1设置在建筑内经常有人通行处的防火门宜采用常开防火门；系统切断电源后能够正常开闭（断电后完全不受门禁影响）且能够保证原有防火分区的完整性。
深化方案：
建议在经常有人通行的防火门设置为常开型防火门并改变其对应的防火门监控系统。
深化设计中深化线路，增加对防火门的控制，确保防火门的所有防火门能够及时准确地把位置、正常故障状态、开闭状态反应到主机上，并能够实现相应的联动控制功能，把带有门禁的防火门作为深化重点，对其在发生火灾断电后的控制能够及时有效，保证门禁系统不会对防火门的正常功能产生不利影响，保证其隔火隔烟及安全疏散功能。
3.深化设计的意义
防火门系统能够对带有门禁的防火门，在发生火灾切断电源后，门禁会自动释放，其开闭功能应满足设计意图及火灾现场对防火门的要求，保证疏散通道的良好畅通，为逃生人员的安全疏散和救援人员的救援行动赢得时间，使逃生人员能够及时顺利逃出火场，极大限度地保障人民群众的生命安全。
消防电源监控系统
1.图纸设计内容、设计意图
消防设备电源监控系统，是依据国家标准《消防设备电源监控系统》研制开发的，该系统由消防设备电源状态监控器，电源总线，通讯总线和其连接的电流信号传感器、电压信号传感器、电流/电压信号传感器、中继模块箱等设备组成，通过传感器对消防设备的主电源和备用电源进行实时检测，从而判断电源设备是否有过压、欠压、过流、断路、短路以及缺相等故障。
当故障发生时能快速在监控器上显示并记录故障的部位、类型和时间，并发出声光报警信号，从而有效保证了火灾发生时消防联动系统的可靠性。
2.深化设计方案内容
原设计中，对本消防电源监控系统的设计比较笼统，仅限于说明了功能情况（在低压配电系统消防设备终端配电箱上设置传感器，将其供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信号传送至消防控制室，实现消防设备电源监控）、系统主机及监控模块的位置（主机设在消控安保室，模块在配电箱）、电源情况（主机内置DC24V电源装置，主机专用电源由消防电源提供AC220V）及传输采用的规则（所有传感器宜安装在所监测消防设备配电箱附近的专用箱内，传感器之间采用RS485专用通信网络连接）。
设计不足以满足消防电源监控系统的施工。
深化方案：
根据设计图纸设计意图，消防电源监控功能要求，结合本项目的实际情况，了解相关生产厂家的产品参数，我方提供了以下方案：
消防电源监控模块采用V5300为电压传感器（监控模块），监测消防设备电源的电压状态，检测电源是否缺相、超压、欠压以及电源中断等故障，监控器（主机）能接收并显示被监控消防设备电源的工作状态并实时显示监测信息；总线传输距离最大为1500米，模块与主机连线采用四线制方式，通讯线（二线）加电源线（二线），模块的DC24V工作电源由消防安保室中消防设备电源监控器提供；传输方式为RS485总线，其电缆屏蔽层应与监控器（主机）的保护接地可靠连接；每一种传感器通过手持电子编码器设定与监控器的通信地址；根据工程需要在通信线上最远端传感器处宜连接120Ω-10KΩ/1W匹配电阻，提高通信稳定性。
原设计图纸中，消防电源监控系统只有系统图没有平面图，具体图纸有待设计方出示完整的平面图。
3.深化设计的意义
消防控制中心控制着自动报警系统、自动喷洒系统、消防事故广播系统、防排烟系统、气体灭火系统、消火栓系统、应急照明系统等多个消防安全系统的操作，是建筑消防安全的关键，而消防控制室的火灾报警系统以及相关的消防联动设备能否正常工作，又取决于消防设备电源的工作状态。
因此，在火灾情况下，如果消防设备电源不能可靠、稳定地工作，投入大量资金的消防设施可能形同虚设。
可燃气体探测报警系统
1.图纸设计内容、设计意图
可燃气体探测报警系统应由可燃气体报警控制器、可燃气体探测器和火灾声光警报器等组成；可燃气体探测报警系统应独立组成，可燃气体探测器不应接入火灾报警控制器的探测器网路；当可燃气体的报警信号需接入火灾自动报警系统时，应由可燃气体报警控制器接入，可燃气体报警控制器的报警信息和故障信息，应在消防控制室图形显示装置或起集中控制功能的火灾报警控制器上显示，但该类信息与火灾报警信息的显示应有区别。
可燃气体报警控制器发出报警信号时，应能启动保护区域的火灾声光警报器。
可燃气体探测报警系统保护区域内有联动和警报要求时，应由可燃气体报警控制器或消防联动控制器联动实现。
2.深化设计方案内容
在可燃气体探测报警系统平面图中，可燃气体报警控制器没有与消防联动控制器联动；与可燃气体探测器没有电源线传输电源；与事故风机没有强启联动控制；与天然气阀门没有强切联动控制；声光报警器在平面图中没有设置。
这些问题在深化设计中应予以体现。
深化方案：
增加可燃气体探测报警系统管线，实现与消防联动控制器信号传输与控制；增加可燃气体探测器电源线路，增加对事故风机的联动控制功能，增加控制器到天然气阀门的联动控制功能，增加保护区域的声光报警器。
3.深化设计的意义
可燃气体探测报警系统探测功能和联动控制的实现，使整个探测系统功能更加完善，不仅可以实现更好的探测功能，而且当可燃气体浓度过高时，可以通过切断燃气源从根本上消除隐患，通过事故风机将可燃气体的浓度降到安全范围以内。
电气漏电火灾报警系统
当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头（如剩余电流互感器、温度传感器等）利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。
值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将报警信息发送到集中控制台。
目前已有图纸中，变电所内电气设备的具体规格、型号、数量及具体排布情况尚不明确，只有系统图而无平面图，无法做出更深一步的深化，具体深化方案需变电所内相关电气系统出图后，方能进一步深化设计或进行签证。
四、设计质量保证体系
一、设计质量标准
1.1质量标准
1.1.1贯彻执行国家建设方针政策以及有关技术标准，符合标准的初步设计文件；
1.1.2设计方案合理，满足功能需求，运行安全可靠，技术经济指标适度；
1.1.3计算完整、准确，设计标准恰当，构造措施合理，便于施工、维修、管理；
1.1.4符合设计深度，正确表达设计意图，设计文件完整，制图标准，系统性能质量良好。
1.2优质质量标准
1.2.1在基本质量标准基础上，力求设计有创新，综合效益显著；
1.2.2采用新技术、新理论、新工艺、新设备、新材料，力求取得理想效果，在一定范围内与同类设计项目相比具有先进水平。
二、设计与施工的技术交接
2.1基本原则
应按合同规定及时提供设计文件及施工图纸，在施工过程中要随时掌握施工现场情况，优化设计，解决有关设计问题。
3.1.1确定设计工作与施工管理工作的衔接方式。
2.1.2强调设计过程与成本预算的衔接：
消防联动控制系统既来自于资金的投入，首先应从设计角度出发，增加设计技术水平的含量，减低不必要的资金浪费；其次，在设计过程中如有调整变化，随时跟进成本预算的动态控制，强调设计效果的调整和成本控制的调整同步进行，以期既能达到理想的功能效果，同时也能控制在合理的成本范围之内。
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