【2019年整理】公路隧道火灾自动报警系统应用指南09415

第四章公路隧道火灾自动报警系统设计（鲍学俊负责）一、设计原则1、总体设计原则1）严格执行《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）规定，根据公路隧道所在路段以及隧道交通流组成情况，选择可靠、安全、经济的火灾自动报警系统；2）隧道火灾自动报警系统的设计应以及时探测隧道内初期火灾为目的，减少漏报、误报，提高报警成功率，为隧道内火灾救援疏散提供决策依据；3）结合火灾自动报警系统，充分考虑隧道其余机电子系统的联动控制，提高火灾救援疏散能力；4）制订切实可行的疏散救援方案，科学合理配置救援设施及救援人员；2、系统选择原则能够提供早期发现和通报火灾的自动报警系统时最重要的消防设施之一，正确、合理地设计系统对保障人身和财产安全将起到重要地作用。火灾自动报警系统由火灾探测器、火灾报警控制器、声光报警装置、消防管理计算机（选）、电源及其它信号传输、供电等导线组成。1）火灾探测器隧道内的火灾报警，严格意义上来说，主要有主动与被动报警两类。主动报警装置有手动报警按钮、紧急电话等，被动报警装置有火灾报警探测器、消防设备洞开箱报警信号等。火灾自动报警系统应设有手动和自动两种触发装置。自动触发装置，即火灾探测器，是系统中最基本的触发装置，它自动探测火灾，产生和发出火灾报警信号，并将火灾报警信号传输给火灾报警控制器。手动触发装置，即手动报警按钮，它是系统中必不可少的组成部分，它与火灾探测器相辅相成，有利于提供系统报警的可靠性。火灾探测器的种类很多，按照感应原件的结构可分为点式火灾探测器、缆式火灾探测器；点式火灾探测器包括：感烟式（离子、光电）、感温式（定温、差温、差定温）、感光式（红外、紫外、线形光束）；缆式火灾探测器包括：空气管、感温电缆（定温、差温、差定温）、感温光纤（分布式、光纤光栅）在火灾自动报警系统中，探测器的选择与设置，直接影响整个系统。关于探测器的选择与设置，必须按照国家标准的要求和规定执行。火灾探测器选用的一般原则是：充分考虑火灾形成规律与火灾探测器选用的关系，根据火灾探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点、环境条件、隧道空间高度和可能引起误报的各种因素等综合确定火灾探测器的类型和性能要求，设置适宜类型的探测器或几种探测器的组合。因此，火灾探测器的选用应遵循以下原则：（1）火灾初期发展根据火灾初期的形成和发展过程产生的物理/化学现象的特点选用探测器时，应符合下列原则：①火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射，应选用感烟探测器；②火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；③火灾发展迅速，有强烈的火焰敷设和少量的烟、热，应选用火焰探测器；④在探测区域内有人值班，比如隧道监控值班室、监控中心等，在火灾有可能形成有害气体，造成人员伤亡，应选用感烟探测器，从发展的观点看，最宜采用气体火灾探测器；⑤火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。（2）隧道土建条件根隧道土建条件选择火灾探测器，应符合下列原则：①对于隧道净空高度不超过8米，净宽不超过11米的隧道，可选择缆式火灾探测器或红外探测器；②对于净宽超过11米的隧道，宜选择红外探测器或双回路缆式火灾探测器；③位于小半径曲线上的隧道，对红外等需通视的探测器有较大影响，使其探测盲区增大，可探测区域减小，一般宜采用缆式火灾探测器或几种探测器的组合；（3）环境条件环境条件是选择探测器时另一需注意的问题。①环境温度：定温探测器动作的额定温度应高出最大环境温度10℃～35℃。在温度低于0℃时，不宜单独使用定温探测器。在短时温度变化较距大的隧道，不宜安装差温探测器；②气流：洞内自然风速较大的隧道，对感烟、感温探测器影响较大，宜选择红外火灾探测器；③光干扰：光辐射对感温、感烟探测器没有严重影响，但红外火焰探测器如果直接或间接受到日光或其它光源的照射，并且如果这些照射发生变化，则易引起假火警。必要时，可采取适当的措施，比如将探测器装上遮光板或加保护涂层或其它防误报措施。2）火灾报警控制器火灾报警控制器是火灾自动报警系统中为火灾探测器供电、接收、处理及传递探测器的火警、故障电信号，发出声、光报警信号，同时显示及记录火灾发生的部位和时间，并向联动控制器发出联动通知信号的报警控制装置，是整个火灾报警控制系统的核心和“指挥中心”。火灾报警控制器按照其容量可分为单路火灾报警控制器、多路火灾报警控制器；按照用途可分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器、通用火灾报警控制器。火灾报警控制器选用原则：火灾报警控制器容量和每一总线回路所连接的火灾探测器及控制模块（或信号模块）的地址编码总数均宜留有一定余量。即在设计火灾自动报警系统时，所选用的火灾报警控制器的额定容量，即其可以接收和显示的探测部位地址编码总数应大于系统保护对象实际需要的探测部位地址编码总数。并且，火灾报警控制器每一总线回路所连接的火灾探测器即控制模块(或信号模块)的地址编码总数的额定值，应大于该总线回路中实际需要的地址编码总数。所留余量大小，应根据保护对象的具体情况，如工程规模、重要程度等合理掌握，一般可控制在15%~20%。这对于系统正常可靠运行，以及系统扩展等都是非常必要的。二、一般性要求1、系统要求根据国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）规定，火灾自动报警系统设计应符合以下基本要求：1）设计人员应掌握隧道火灾的特点，如隧道中容易发生火灾的因素及地点、火灾蔓延途径，了解安全疏散路径、其它消防设施（如消火栓和灭火器）布置地点等情况。应熟悉火灾自动报警系统的基本知识，有关报警设备的性能、使用条件和使用方法，在此基础上，结合消防总体设计对报警系统的要求，综合考虑，确定报警系统设计方案。2）系统设计在满足基本功能要求的前提下，应做到“安全可靠、方便使用、技术先进、经济合理”。必须保证系统本身时安全可靠的，有效发挥其对隧道的保护作用。系统应便于管理人员控制、操作、维护，提高系统可靠性。应采用科学设计计算方法，采用行之有效的先进技术、先进设备。在满足使用要求的前提下，力求简单适用，节省投资。3）系统设计应严格执行《火灾自动报警系统设计规范》、《火灾自动报警系统施工及验收规范》，以及《公路隧道交通工程设计规范》、《公路隧道消防技术规程》等的有关规定。4）火灾自动报警系统的设备，应采用经国家有关产品质量监督检测中心检验合格的产品。这是保证系统正常运转的基本要求，任何时候、任何情况都不能忽视。5）鉴于特长隧道的高水平和现代化，决定了它对防火减灾有着更特殊的要求，也就是说，它的火灾监控系统比一般隧道具有更高的技术要求。满足上述火灾监控系统基本要求的同时，还需强调如下一些具体的性能要求：(1)具有模拟量火灾探测和信息处理方式，能够采集火灾现场动态数据并有效传输；(2)具有火灾探测器环境参数自修正、灵敏度分时自动调整和火灾模式识别功能；(3)系统必须具有更高级别的火灾及时探测报警，且误报率低，系统应始终处于实时监控状态，且工作稳定；(4)保证特长隧道运行正常，数据网络通信和消防设备具有优化管理功能；(5)具有良好的系统应用软件支持，系统综合性价比高。6）按同一时间内在同一处最不利位置发生火灾的情况设置健全的消防系统，尽可能把火灾限制在最小范围内，并能及时扑灭，隧道内部应设置完善的自动报警系统；7）隧道内除设置火灾探测装置外，还应设置与火灾有关的手动报警按钮、紧急广播等。2、火灾报警控制器火灾报警控制器应具有下列基本功能：1）能直接或间接地接收来自火灾探测器及其它火灾报警触发器件地火灾报警信号，发出声、光报警信号，指示火灾发生部位，并予以保持；光报警信号在火灾报警控制器复位之前应不能手动消除；声报警信号应能手动消除，但再次有火灾报警信号输入时，应能再启动；2）当火灾报警控制器内部与火灾探测器、火灾报警控制器与起传输火灾报警信号作用地部件间发生故障时，应能在100s内发出与火灾报警信号有明显区别地声光故障信号。3）火灾报警控制器应有自检功能。火灾报警控制器在执行自检功能时，应切断受其控制地外接设备。如火灾报警控制器进行每次自检所需时间超过1min或其不能自动停止自检功能时，自检期间，若非自检回路有火灾报警信号输入，火灾报警控制器应能发出火灾报警声、光信号。4）火灾报警控制器应具有显示或记录火灾报警时间地计时装置，其日计时误差不超过30s，仅使用打印机打印火灾报警信号时间的，应打印出月、日、时、分等信息。5）通过火灾报警控制器可改变与其联结的火灾探测器的相应阀值时，控制报警控制器应指示已设定的火灾探测器的相应阀值；6）火灾报警控制器在其设计允许的最大容量及最长布线条件接入火灾报警控制器及其它部件时，不应出现信号传输上的混乱。7）火灾报警控制器应具有电源转化装置。当主电源断电时，能自动转换到备用电源；当主线恢复时，能自动转换到主电源；主、备用电源的工作状态应有指示，主电源有过流保护措施。主、备用电源的转换不应使火灾报警控制器发出火灾报警信号。8）采用总线传输信号的火灾报警控制器，应在其总线上设置隔离器。当某一隔离器动作时，火灾报警控制器应能指示出被隔离的火灾探测器、手动报警按钮等部件的地址。9）火灾报警控制器应能与消防管理计算机通信，并将所有信号上传。3、手动报警按钮1）隧道内间距一般50米应设置一只火灾手动报警按钮，其安装高度可为1.5米，按钮盒应有明显的标志和防误动作保护；2）火灾手动报警按钮在火灾报警控制器或消防控制（值班）室的控制、报盘警上有专用的报警显示部位号，不应与火灾自动报警显示部位号混合布置或排列，并有明显的标志；3）隧道内火灾手动报警按钮应具有寻址功能，以方便报警信号的准确定位；4）火灾手动报警按钮系统的布线宜独立设置；4、消防设备开箱报警：1）是隧道消防设备箱内安装的行程开关，可在箱门开启的时，发出报警信号，是手动报警按钮的补充；2）开箱报警信号宜独立布线传输，或占用火灾信号传输多芯电缆中的独立线芯传输；3）该系统对消防设备的防盗亦起到较好的作用；5、火灾报警系统供电火灾自动报警系统是隧道中的至关重要的报警设施，其工作特点是连续、不间断监视隧道内火灾情况。按照电力系统设计规范，确定火灾自动报警系统是供电负荷中的一级特别重要负荷。火灾自动报警系统供电一般要求：1）火灾自动报警系统应设置主电源和备用电源；2）为确保主、备用电源间切换期间系统的稳定运行，供电系统应配置应急电源装置EPS或不间断电源UPS；3）隧道内消防设施应采用单独的供电回路，并保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作；4）火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关；6、火灾报警系统接地火灾自动报警系统设有直流系统的“工作接地”和整个系统的“保护接地”。1）接地装置与接地电阻火灾自动报警系统是一种电子设备，应设直流系统的“工作接地”。按照国家标准对电气设备的工作接地及通信设备的工作接地的有关规定，报警系统的接地装置应在消防控制室设置专用的接地板与室外地下接地体连接。系统采用专用工作接地装置时，工作接地电阻值不应大于4Ω。消防设备凡采用交流供电时，设备外露可导电部分应采用保护接地，并与电气保护干线（PE线)相连接。宜采用接零（地）干线的方法，即单相供电，采用三线制；三相供电，采用五线制。有条件的，宜设置专用接地装置。公路隧道的防雷接地、工作接地、保护接地、计算机与通信设备的接地等各种装置接地较多，当火灾自动报警系统采用联合接地装置作工作接地时，接地装置的接地电阻值应小于1Ω。联合接地的方式，往往是利用隧道衬砌配筋外引与PE线焊接作为整体接地装置。2）对接地线的要求为使接地线在正常工作时保持零电位，防止建筑物内部其它金属物体与接地线接触而出现电位差，报警系统的接地线一律采用铜芯绝缘导线或电缆。消防控制室接地板应用专用接地干线引至接地体。专用接地干线截面积不应小于16mm2，宜置于难燃型硬质塑料管中埋设至接地体。由消防控制器接地板引至消防控制设备、报警控制器等的工作接地线，应选用铜芯绝缘软线，其线芯截面积不应小于4mm2。7、火灾自动报警系统与其它