北京地鐵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

北京公共交通公共交通服務(wù)中心將網(wǎng)絡(luò)管理、調(diào)度和計(jì)費(fèi)管理兩個(gè)系統(tǒng)整合為一個(gè)系統(tǒng)。這是世界上最連接公共交通的主要交通路線，已經(jīng)建成、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化等。該工程擔(dān)負(fù)著北京軌道交通線路的正常運(yùn)營(yíng)及其智能化管理的重任。由于其重要的地位,該工程對(duì)整個(gè)建筑的防災(zāi),特別是防火設(shè)置要求很高?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為火災(zāi)初期探測(cè)、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)的重要設(shè)施,對(duì)保障人身、財(cái)產(chǎn)安全,保障北京地鐵正常運(yùn)營(yíng)具有非常重要的意義。如何結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn),為建筑物構(gòu)建安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用和管理維護(hù)方便的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),是擺在設(shè)計(jì)者面前的難點(diǎn)之一。消防控制中心作為北京地鐵的總指揮中心,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)定義為特級(jí)保護(hù)對(duì)象。因此在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)形式的選擇中,采用了控制中心報(bào)警系統(tǒng)。在建筑首層設(shè)置了消防控制中心,同時(shí)將視頻監(jiān)控主機(jī)及監(jiān)視器也設(shè)置在該中心內(nèi),這樣可以通過(guò)視頻監(jiān)控圖像作為火災(zāi)確認(rèn)的輔助手段。消防中心具有高度集中的權(quán)力,負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制、管理和協(xié)調(diào)任務(wù)。所有報(bào)警、故障和狀態(tài)等數(shù)據(jù)均應(yīng)匯集到火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī),所有聯(lián)動(dòng)指令均要由消防主機(jī)控制。消防中心設(shè)備包括:火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)、計(jì)算機(jī)圖文顯示系統(tǒng)、打印機(jī)、消防專(zhuān)用電話主機(jī)、電源、備用電源、消防緊急廣播設(shè)備接口及聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等。在消防中心設(shè)置了5臺(tái)兩總線式智能集中火災(zāi)報(bào)警控制器,組成無(wú)主從對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。每臺(tái)集中火災(zāi)報(bào)警控制器設(shè)有16回路控制板,每回路128個(gè)報(bào)警/聯(lián)動(dòng)點(diǎn),組成10204點(diǎn)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。本工程實(shí)際報(bào)警/聯(lián)動(dòng)點(diǎn)為7892點(diǎn),系統(tǒng)總?cè)哂嗉s為30%。消防控制中心內(nèi)還設(shè)有電氣火災(zāi)剩余電流報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)、大空間智能滅火系統(tǒng)主機(jī)等設(shè)備。此外在各氣體滅火區(qū)域的氣瓶間還設(shè)有氣體滅火報(bào)警、聯(lián)動(dòng)控制盤(pán)。氣體滅火控制器及火災(zāi)報(bào)警區(qū)域機(jī)均通過(guò)總線與集中火災(zāi)報(bào)警主機(jī)通信?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)框圖如下圖所示。溫度數(shù)據(jù)智能分析控制設(shè)計(jì)在建筑物的走廊、辦公室和機(jī)電設(shè)備用房等處設(shè)置普通Ⅱ級(jí)靈敏度的光電感煙探測(cè)器;建筑物入口大堂因?qū)痈呒s為10m,設(shè)置Ⅰ級(jí)靈敏度的光電感煙探測(cè)器;在地下車(chē)庫(kù)、廚房等處設(shè)置定溫式感溫探測(cè)器,感溫探測(cè)器感溫元件采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻;在廚房和煤氣表間內(nèi)還設(shè)有可燃?xì)怏w探測(cè)器。感煙、感溫探測(cè)器內(nèi)均設(shè)置獨(dú)立CPU,具有現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)采集功能,并通過(guò)自身的CPU可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、溫度數(shù)據(jù)的智能分析和判斷,從而更準(zhǔn)確分析火情,辨別真?zhèn)?降低誤報(bào)率。各條地鐵線路的運(yùn)營(yíng)控制中心(OCC)的設(shè)備機(jī)房以及整個(gè)路網(wǎng)指揮中心(TCC)的設(shè)備機(jī)房、指揮大廳和相應(yīng)電源室設(shè)有IG541混合氣體滅火系統(tǒng);上述機(jī)房的網(wǎng)管室以及變電所、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等處均設(shè)有高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。按規(guī)范采用氣體滅火、高壓細(xì)水霧滅火的房間應(yīng)設(shè)置感溫、感煙兩種探測(cè)器,但考慮機(jī)房?jī)?nèi)均設(shè)有機(jī)房精密空調(diào),感溫探測(cè)器報(bào)警會(huì)有延時(shí),所以上述房間采用空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及智能光電感煙探測(cè)器組合,作為火災(zāi)確認(rèn)并聯(lián)動(dòng)氣體、高壓細(xì)水霧滅火的條件。空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)形成前的超早期階段——可見(jiàn)煙霧尚未出現(xiàn)時(shí),即識(shí)別出潛在的火情,實(shí)現(xiàn)階段性告警,有助于及時(shí)采取措施,防火災(zāi)于未然,為重要場(chǎng)所提供滿足應(yīng)用需要的、高靈敏度的超早期火災(zāi)探測(cè)報(bào)警功能。在低壓配電柜內(nèi)各出線回路均設(shè)剩余電流互感器和電纜溫度探測(cè)器,通過(guò)控制模塊和RS485總線與剩余電流報(bào)警主機(jī)通信,主機(jī)設(shè)置在首層消防控制室內(nèi)。實(shí)時(shí)測(cè)量出線回路的剩余電流和電纜的溫升,當(dāng)回路剩余電流超過(guò)500mA或電纜溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí),向消防中心報(bào)警,提醒現(xiàn)場(chǎng)電氣工程師及時(shí)檢修線路,排除故障,從而降低發(fā)生電氣漏電火災(zāi)的可能性?；馂?zāi)報(bào)警控制器火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)工作原理如下:當(dāng)消防控制中心內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警控制器接收到報(bào)警信號(hào),經(jīng)過(guò)確認(rèn)后,通過(guò)系統(tǒng)總線上帶地址編碼的輸出模塊向各相關(guān)聯(lián)動(dòng)設(shè)備發(fā)出指令,并通過(guò)總線上帶地址編碼的輸入模塊采集各聯(lián)動(dòng)設(shè)備的手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)以及各閥體工作狀態(tài)信號(hào)。同時(shí)在消防控制中心的聯(lián)動(dòng)控制盤(pán)上,對(duì)消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)都設(shè)置手動(dòng)直接控制裝置。下面對(duì)各聯(lián)動(dòng)設(shè)備分別進(jìn)行敘述:1)防、排煙系統(tǒng)。在地下室、內(nèi)走廊設(shè)有消防排煙風(fēng)機(jī)和排煙補(bǔ)風(fēng)機(jī)。當(dāng)探測(cè)器報(bào)警時(shí)聯(lián)動(dòng)起動(dòng)報(bào)警區(qū)域的排煙風(fēng)機(jī)、排煙補(bǔ)風(fēng)機(jī)及電動(dòng)排煙風(fēng)口,對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行排煙;當(dāng)排煙管道上的排煙防火閥熔斷時(shí),通過(guò)電氣聯(lián)鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)、補(bǔ)風(fēng)機(jī),停止排煙。在樓梯、電梯前室設(shè)有加壓送風(fēng)設(shè)備,當(dāng)探測(cè)器報(bào)警時(shí)聯(lián)動(dòng)相關(guān)樓梯、電梯前室的加壓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)加壓風(fēng)閥,確保樓梯、電梯前室維持正壓,保障人員疏散。2)消火栓系統(tǒng)。建筑內(nèi)所有消火栓箱內(nèi),均設(shè)有帶地址編碼消火栓起泵按鈕,并直接連接在報(bào)警總線上。當(dāng)按鈕被按下,將消火栓按鈕的閉合信號(hào)傳送至消火栓泵電控箱,起動(dòng)消火栓泵,同時(shí)將信號(hào)傳送至消防控制中心,消防控制中心能準(zhǔn)確地顯示每個(gè)消火栓的位置?；馂?zāi)報(bào)警控制器也可通過(guò)輸出模塊向消火栓泵發(fā)出起泵信號(hào),并通過(guò)輸入模塊采集消火栓主泵、備用泵的所有運(yùn)行信號(hào)。當(dāng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)故障,還可通過(guò)消防控制中心內(nèi)的手動(dòng)控制盤(pán)上的按鈕直接起動(dòng)消火栓泵,并將消火栓主泵、備用泵的運(yùn)行信號(hào)返送到手動(dòng)控制盤(pán)上。3)濕式噴淋系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)置在各樓層的濕式自動(dòng)噴淋系統(tǒng)噴淋頭被火燒爆,自動(dòng)噴水滅火時(shí),管道內(nèi)水流產(chǎn)生流動(dòng),使設(shè)于各防火分區(qū)噴淋管道上的水流指示器動(dòng)作,通過(guò)輸入模塊向消防控制中心報(bào)知已噴淋滅火。同時(shí)由于噴水滅火,噴淋管道壓力下降,當(dāng)下降至設(shè)定最低值時(shí),消防泵房?jī)?nèi)濕式報(bào)警閥上的電節(jié)點(diǎn)壓力表動(dòng)作直接起動(dòng)噴淋泵,為噴淋系統(tǒng)加壓,并通過(guò)輸入模塊將噴淋主泵、備用泵的所有運(yùn)行信號(hào)返送回消防控制中心。噴淋泵也可以通過(guò)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)模塊起動(dòng)。當(dāng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)故障,可通過(guò)消防控制中心內(nèi)的手動(dòng)控制盤(pán)上的按鈕直接起動(dòng)噴淋泵,并將噴淋主泵、備用泵的運(yùn)行信號(hào)返送到手動(dòng)控制盤(pán)上。4)防火卷簾門(mén)控制。在所有疏散通道上的防火卷簾門(mén)兩側(cè)各設(shè)置一組光電感煙探測(cè)器和定溫式感溫探測(cè)器,當(dāng)任一防火卷簾門(mén)的任一側(cè)的感煙探測(cè)器動(dòng)作時(shí),向消防控制中心報(bào)警,火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)輸出模塊向該防火卷簾門(mén)的控制箱發(fā)出第一次動(dòng)作指令,該防火卷簾門(mén)即動(dòng)作下降至距地面1.8m處,并通過(guò)輸入模塊向消防控制中心返回動(dòng)作信號(hào);當(dāng)同側(cè)的感溫探測(cè)器再次報(bào)警,火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)輸出模塊向該防火卷簾門(mén)控制箱發(fā)出第二次動(dòng)作指令,防火卷簾門(mén)下降至底,并通過(guò)輸入模塊向消防控制中心返回動(dòng)作信號(hào)。5)切除非消防電源、開(kāi)啟應(yīng)急照明。當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警并經(jīng)過(guò)確認(rèn)后,火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)輸出模塊發(fā)出指令,利用各樓層供電電源斷路器上的分勵(lì)脫扣器切除相關(guān)區(qū)域的非消防電源,以防止引起更大范圍的電氣火災(zāi)。同時(shí)利用電源斷路器上的輔助觸點(diǎn)和輸入模塊,接收斷路器動(dòng)作的反饋信號(hào)。同樣在火災(zāi)確認(rèn)后,火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)輸出模塊發(fā)出指令,控制應(yīng)急照明配電箱內(nèi)的接觸器強(qiáng)制點(diǎn)亮相關(guān)區(qū)域的應(yīng)急疏散照明,確保人員安全有序疏散。同時(shí)通過(guò)接觸器上的輔助觸點(diǎn)和輸入模塊,接收接觸器動(dòng)作的反饋信號(hào)。6)電梯歸首。在火災(zāi)確認(rèn)后,火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)輸出模塊向電梯控制箱發(fā)出指令,由電梯控制邏輯迫降所有電梯至首層,然后再斷開(kāi)非消防電梯的電源。7)氣體、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。氣體、細(xì)水霧滅火的報(bào)警聯(lián)動(dòng)部分自成獨(dú)立系統(tǒng),并通過(guò)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警二總線與火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)進(jìn)行通信。每個(gè)防護(hù)區(qū)設(shè)有空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及智能光電感煙探測(cè)器。當(dāng)一種探測(cè)器報(bào)警后,向氣體、細(xì)水霧滅火控制器報(bào)警,起動(dòng)室內(nèi)聲光報(bào)警裝置,提示人員迅速疏散,同時(shí)將報(bào)警信息上傳至火災(zāi)報(bào)警控制器,連鎖關(guān)閉該區(qū)域送風(fēng)設(shè)備并切斷該區(qū)域電源;當(dāng)?shù)诙N探測(cè)器報(bào)警后,作為火災(zāi)確認(rèn)信號(hào),氣體、細(xì)水霧滅火控制器自動(dòng)延時(shí)30s后,聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥、選擇閥動(dòng)作,釋放出氣體、細(xì)水霧進(jìn)行滅火,并點(diǎn)亮相應(yīng)防護(hù)區(qū)外的氣體、細(xì)水霧釋放指示燈,表示該防護(hù)區(qū)域已進(jìn)行滅火,以免人員誤入。同時(shí)將電磁閥、選擇閥的動(dòng)作信息上傳至火災(zāi)報(bào)警控制器。由此消防控制中心可監(jiān)視各氣體、細(xì)水霧滅火區(qū)域從報(bào)警到滅火的全過(guò)程。空間智能滅火系統(tǒng)在建筑的三層設(shè)有3000m2的地鐵14條線的指揮大廳,內(nèi)設(shè)14條地鐵線路的調(diào)度指揮臺(tái)和DLP顯示大屏和各種服務(wù)器等,屬于B級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房,按規(guī)范應(yīng)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。但由于指揮大廳的面積和體積均超過(guò)了管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)范圍,不適合采用氣體滅火系統(tǒng),所以經(jīng)消防局性能化設(shè)計(jì)后,采用大空間智能滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。大空間智能滅火系統(tǒng)是可以可燃物在著火時(shí)所產(chǎn)生的大量的紅外線輻射為目標(biāo),采用一種對(duì)火焰發(fā)出的紅外線光譜敏感的傳感器,對(duì)火焰信號(hào)進(jìn)行可靠的探測(cè)。再通過(guò)對(duì)信號(hào)的放大、濾波及提取處理,確認(rèn)火災(zāi)后再發(fā)出噴水滅火控制指令。在指揮大廳共設(shè)有4臺(tái)大空間智能滅火裝置,各自按區(qū)域?qū)χ笓]大廳進(jìn)行設(shè)防。當(dāng)指揮大廳一旦發(fā)生火災(zāi),系統(tǒng)自帶的紅外探測(cè)器能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、對(duì)火源進(jìn)行水平方向和垂直方向的二維掃描,確定火源的兩個(gè)方位后,中央控制器發(fā)出指令,發(fā)出火災(zāi)聲光報(bào)警信號(hào),同時(shí)起動(dòng)水泵、打開(kāi)閥門(mén),滅火裝置對(duì)準(zhǔn)火源進(jìn)行射水滅火,火源撲滅后,中央控制器再發(fā)出指令停止射水?；馂?zāi)撲滅后便自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)、系統(tǒng)復(fù)位,回復(fù)到監(jiān)控狀態(tài)。該系統(tǒng)作為獨(dú)立自控滅火系統(tǒng),其控制主機(jī)也設(shè)置在首層消防控制室內(nèi),火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只監(jiān)視各滅火裝置是否射水。地鐵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中協(xié)調(diào)解決火災(zāi)由于北京地鐵指揮中心內(nèi)地鐵專(zhuān)用系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房眾多,該指揮中心在北京乃至全國(guó)范圍內(nèi)都是首次興建,即便在世界范圍內(nèi),14條地鐵線路的指揮中