綜合管廊火災自動報警系統(tǒng)設計研究

羅夢瑩

（南昌鐵路勘測設計院有限責任公司）

1 引言

城市綜合管廊是通過將電力、通信、燃氣、給排水等各種市政管線集中起來，共同放置在同一地下空間而形成的一種現(xiàn)代化、科學化、集成化的城市基礎設施，它能夠避免因維修地下管線而導致的道路重復開挖，也有利于入廊管線的敷設和維護管理[1]。隨著城市建筑的發(fā)展，綜合管廊的建設也越來越多，其火災安全性也越來越值得關注。

由于綜合管廊主體全部埋于地下，是一個相對封閉且狹小的環(huán)境，內部管線種類繁多且距離很長，使得火災成因較為復雜，危險性高，一旦發(fā)生火災，有蔓延快、火勢猛、撲救難、損失大等特點[2]，在綜合管廊大力發(fā)展的今天，如何在早期發(fā)現(xiàn)火災隱患，在發(fā)生火災后采取何種有效措施減少人員傷亡和財產損失，具有一定的現(xiàn)實意義[3]。因此對于綜合管廊內火災自動報警系統(tǒng)的設計研究也是非常有必要的。

2 火災自動報警系統(tǒng)設計研究

本文以某城市綜合管廊為例，分析研究火災自動報警系統(tǒng)在綜合管廊中的應用。某城市綜合管廊共設置四個艙室，分別為電氣艙、高壓電力艙、給水艙和燃氣艙。綜合管廊全長約為4.6km，共設有27個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)不超過200m，每兩個相鄰的防火分區(qū)上部夾層設置一個設備間，共設有14個設備間。在管廊中段設置一處監(jiān)控中心，其中消防控制室與監(jiān)控中心監(jiān)控合用。

2.1 火災自動報警系統(tǒng)的組成

某城市綜合管廊火災自動報警系統(tǒng)采用的是集中報警系統(tǒng)，在消防控制室設置集中型火災自動報警主機、電氣火災監(jiān)控主機、防火門監(jiān)控主機、可燃氣體報警主機等設備，在設備間內設置消防接線柜、防火門監(jiān)控分機及電氣火災監(jiān)控分機，以滿足管廊內消防報警的要求，管廊內火災自動報警系統(tǒng)框圖詳見圖1。在管廊每個監(jiān)控報警區(qū)間設置1套消防接線柜（即設置在設備間內），其總線和電源線都引至火災報警控制主機。

圖1 火災自動報警系統(tǒng)框圖

管廊內火災自動報警系統(tǒng)由火災探測器（感煙探測器、感溫光纜、可燃氣體探測器），手動報警按鈕，火災聲光報警器，氣體滅火裝置，防火門監(jiān)控器，電氣火災監(jiān)控器，火災報警控制器等組成。

2.2 火災自動報警通信系統(tǒng)的設計

由于設備間內的消防接線柜與位于監(jiān)控中心的集中火災報警主機距離較遠，不滿足火災報警控制主機至末端消防接線柜傳輸距離不超過1000m的要求，容易造成信號丟失。因此在實際設計中設置了4個匯聚段，每個匯聚段包含3～4個監(jiān)控報警區(qū)間，在每個匯聚段設置1套區(qū)域火災報警控制器，使設備間消防接線柜總線和電源線均引自匯聚段的區(qū)域火災報警控制器[4]。消防通信總線采用環(huán)網(wǎng)結構，通過全程敷設一根24芯光纜用于通信傳輸，將監(jiān)控中心內火災報警主機與各匯聚段區(qū)域火災報警控制器進行連接，以實現(xiàn)分機與主機間的數(shù)據(jù)通信。

2.3 管廊內火災自動報警系統(tǒng)的設計

火災報警控制器通過消防總線連接各防火分區(qū)的相關火災報警及消防聯(lián)動設備，可以接收感溫光纜主機的信號輸入，當發(fā)生火災時，接收火災報警信號（感煙探測器、感溫光纜、可燃氣體探測器、手動報警按鈕等信號），確認火災后，通過消防總線，對防火門、防火閥、風機、聲光報警器、氣體滅火裝置、應急照明等消防設施進行聯(lián)動控制。典型區(qū)間火災自動報警示意圖詳見圖2。根據(jù)規(guī)范要求，綜合管廊含電力電纜的艙室應設置火災自動報警系統(tǒng)，高壓電力艙和電氣艙內均含有電力電纜，應設置火災自動報警系統(tǒng)，燃氣艙應設置可燃氣體探測報警系統(tǒng)[5]。

圖2 典型區(qū)間火災自動報警示意圖

2.3.1 火災探測報警與聯(lián)動控制

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》7.5.7第1條規(guī)定，綜合管廊內含電力電纜的艙室應在電力電纜表層設置線型感溫火災探測器，并應在艙室頂部設置線型光纖感溫探測器或感煙探測器[5]。因此在電氣艙、高壓電力艙通過感溫光纜、感煙探測器來探測其中的火災危險狀況，每隔10m米設置一個感煙探測器，在一個防火分區(qū)兩側防火門處設置手動報警按鈕和火災聲光報警器。手動報警按鈕和火災聲光報警器的設置應滿足GB50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》的規(guī)定，從一個防火分區(qū)內的任何位置到最鄰近的手動火災報警按鈕的步行距離不應大于30m；每個報警區(qū)域內應均勻設置火災警報器，其聲壓級不應小于60dB[6]。

綜合管廊四個艙室自用電纜橋架和電纜支架均設置感溫光纜作為電氣火災的預警。感溫光纜用于管廊內的自用電纜和入廊的強弱電電纜的火情監(jiān)測，對于管廊內110kV、220kV電纜，采用每根電纜用阻燃扎帶按間隔1米綁扎一根光纜方式鋪設，對管廊內自用電纜和其他電纜，采用每層橋架或支架設置一根光纜，并以正弦方式接觸鋪設在每層電纜上，使用扎線帶捆扎。

火災時，通過接收火災報警信號，火災報警控制器能夠聯(lián)動關閉防火分區(qū)和相鄰防火分區(qū)進風口處的電動防火閥、排風口處的排風機和電動防火閥，切除非消防電源配電箱，點亮應急照明燈具和疏散指示標志燈，給聲光報警器發(fā)出信號，使其進行聲光報警，并延時啟動超細干粉滅火裝置進行保護區(qū)滅火。

2.3.2 可燃氣體探測報警系統(tǒng)

在綜合管廊燃氣艙每個監(jiān)控報警區(qū)間設置1臺可燃氣體報警控制器，通過現(xiàn)場總線接至匯聚段通信器，再通過通信總線上傳至監(jiān)控中心可燃氣體探測報警主機。燃氣艙每個防火分區(qū)的進出風口、人員出入口、逃生口等處設置可燃氣體探測器，每隔15m設置一只可燃氣體探測器，當探測出可燃氣體濃度超過設定值時，由可燃氣體報警控制器聯(lián)動啟動事故分區(qū)和相鄰防火分區(qū)的事故通風設備，并能聯(lián)動切除事故段防火分區(qū)非消防設備的電源。

2.3.3 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

在綜合管廊兩個防火分區(qū)之間、人員出入口等處防火門設置防火門監(jiān)控模塊，在匯聚段設置防火門區(qū)域監(jiān)控分機，區(qū)域監(jiān)控分機至現(xiàn)場控制裝置采用通信二總線傳輸。正常情況下綜合管廊內防火門是常閉狀態(tài)，防火門監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)視防火門的開閉狀態(tài)，當發(fā)生火災時，防火門監(jiān)控主機接收到火災報警信號后，確認所有防火門均為常閉狀態(tài)。

2.3.4 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控器、電氣火災監(jiān)控分機、電氣火災監(jiān)控主機等組成，設備間配電箱安裝電氣火災監(jiān)控器，能在電氣線路出現(xiàn)漏電、超溫等電氣火災隱患情況下，發(fā)出聲光報警，并將報警信號傳輸至匯聚段電氣火災監(jiān)控分機，再由電氣火災監(jiān)控分機傳輸至監(jiān)控中心電氣火災監(jiān)控主機，各控制器之間通過通信總線手拉手方式連接。

3 結語

本文闡述了綜合管廊的特點，介紹了綜合管廊不同艙室火災探測器的設置、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等的設置原則，給出綜合管廊火災自動報警系統(tǒng)設計的一種方案，給其他綜合管廊火災自動報警系統(tǒng)的設計提供了一種思路。綜合管廊火災自動報警系統(tǒng)的設計直接影響了綜合管廊自身和入廊管線的安全性，應該根據(jù)規(guī)范要求和管廊實際情況，合理設置火災報警設備，可以有效避免人身和財產損失。