火災自動報警設備設計造型導則

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一、火災自動報警系統現狀及發展方向
　　消防工業正朝著新一代的控制技術發展。現代火災自動報警系統，是本世紀80年代初興起的一種新一代系統，國外也有人稱它為“火災智能報警系統”。火災自動報警系統一般由火災探測、報警控制（含配套設備）、聯動控制（含現場適配器）以及現場布線組成。由于按用途探測技術方式、信號處理、系統連線以及智能化程序分類又有諸多類型。因此，國內外專業界對其分類方法還未統一，存在差異。
　　第一種分類法將產品代數分為四代：第一代四線制式，第二代N+1非編碼型制式，第三代四總線制~二總線制，第四代微機二總線智能型。
　　第二種分類法分為五代：第一代為雙金屬機械感溫探測器，第二代為多線制電子探測器，第三代為總線制報警系統，第四代為集中智能模擬探測器，第五代為數字化智能特征探測器。
　　第三種分類法分為五代：第一代~第三代同上述第二種分類，第四代即為上述第二種分類法第四、五代，第五代為無線火災自動報警系統以及空氣樣本分析系統。
　　第四種分類法分為三代：第一代為傳統式系統，第二代為編址式系統，第三代為近幾年智能模擬編碼式系統。
　　第五種分法分為三大類：1、傳統式系統（開關量）。2、地址、類比式系統，3、相互對話式系統（智能式系統）。
　　盡管上述分類方法不同，但也屬大同小異，所按分類視角不同。第一種按線制分類，第二種和第三種按探測技術方式分類，第四種按線制、信號處理、智能化程度綜合分類。
　　筆者拙見分類不易過細，分類角度不宜單一，細化往往與科學性、合理性有悖。筆者認為還是將現行火災自動報警系統分為傳統火災自動報警系統和現代火災自動報警系統兩大類。
現代火災自動報警系統與傳統火災自動報警系統主要性能比較如表1所示：
傳統火災自動報警系統
現代火災自動報警系統
探測器（傳感器）
開關量
模擬量
火災探測最佳靈敏度
不唯一
唯一（隨外界環境變化而自行調整）
報警閥值
單一
多態（預警、報警、故障等）
探測器靈敏漂移
無補償
“零點”自動補償
信號處理算法
簡單處理
各種火災算法
自診斷能力
無
有
誤報率
高達20:1例如：45%/只.年（廣州市統計） 0.69%/只.年（瑞士主要城市的95年統計）
低（至少降低一個數量級甚低至幾乎為零)
可靠性
低
高
　　傳統火災自動報警系統與現代火災自動報警系統之間的區別主要在于探測器本身性能。由開關量探測器改為模擬量傳感器上一個質的飛躍，將煙濃度、上升速率或其他感受參數以模擬值傳給控制器，使系統確定火災的數據處理能力和智能化程度大為增加，減少了誤報警的概率。區別之二在于信號處理方法做了徹底改進，即把探測器中模擬信號不斷送到控制器評估或判斷，控制器用適當算法辨別虛假或真實火警，判斷其發展程度和探測受污染的狀態。這一較高質量的信號處理技術，意味著系統具有較高“智能”。
　　增加系統可靠性是現代火災探測報警技術的發展方向。智能式火災探測報警系統按其智能的分配可分為三種系統。一是探測智能，二是監控智能，三是探測智能和控制智能兼有。后者是智能化程度更高的系統，其可靠性更高，但缺點是成本高。人們對于火災自動報警系統期望在于：首先要求系統早期發現火災，其次是消除誤報和降低系統的成本費。火災智能報警系統最終可能發展機器人智能報警系統。
　　現代火災自動報警系統迅速發展另一方面是復合探測器和多種新型探測器不斷涌現，探測性能越來越完善。多傳感器/多判據探測器技術發展，從響應火災不同現象的多個傳感器獲得信號，并從這些信號尋出多樣的報警和診斷判據。高靈敏吸氣式激光粒子計數型火災報警系統、分布式光纖溫度探測報警系統、計數機火災探測與防盜保安實時監控系統。電力線傳輸火災自動報警系統等新技術問世并獲得應用。在諸多新技術新產品中，一種將通常用的離子感煙改進為用CO傳感器組合的復合探測器，由于空氣中的CO含量變化早于煙霧和火焰的生成，因此，它響應速度更高（可測出1~20ppm的變化），發展前景很好。另一種點型激光感煙探測器，其靈敏度高于目前光電感煙探測器50倍，用它代替吸氣式感煙報警系統提供甚早期火災探測，而成本費用低得多，應用前景十分良好。筆者認為這二種新技術及其系統產品是現今火災自動報警系統發展方向，值得關注。
　　二、火災自動報警系統設備設計造型基本要則
　　1、按照我國現行消防法規進行設計、施工和使用，這是火災自動報警系統最基本的要求。國標GBJ116-8《火災自動報警系統設計規范》正在修制，同國際是接軌的。按國際標準化組織ISO/TC21發布的ISO7240-1：1988（E）規范性文本明確了火災報警的控制設備（B）與自動消防設備控制設備（G）和消防設備（H）的聯控關系，因此在新《規范》修制訂納入消防聯動控制的技術要求。
　　2、規范設計，適應技術發展。《規范》對火災自動報警系統的基本形成歸納為三種，并對適用的對象作了相應的規定：
　　（1）區域報警系統，一般適用于二級保護對象。
　　（2）集中報警系統，一般適用于一、二級保護對象。
　　（3）控制中心系統，一般適用于特級、一級保護對象。
　　《規范》對系統的基本形式規定得原則。我們可在符合這些基本原則的前提下，根據工程大、中、小規模和對聯動控制和復雜程度，選用比較好的產品，組成可靠的火災自動報警系統。
　　3、區域報警系統比較簡單，但使用面很廣。現在區域系統多數由環狀網絡構成，也可能是支狀網絡。在一個區域系統中，宜選用一臺通用報警控制器，最多不超過兩臺。
　　由于火災自動報警系統發展史上有區域、集中和通用報警控制器之分，現在國外及國內先進產品制造廠商也無區域與集中機之分，僅有通用機一類。另外，區域系統比較小，只能設置一些功能的聯動控制設備。因此，宜選用具備少量聯動控制的通用機。
　　依筆者選型經驗與見解，區域系統可選用國產模擬量火災自動報警系統產品，基于下列考慮因素：
　　本文已述現代火災自動報警系統與傳統產品相比主要區別在于技術先進性，工作可靠性和誤報率低。國外同一家廠商模擬量產品比其開關量產品價格約高20~30%，國內模擬量產品比其開關量產品價格約高10～20%；而有些國內廠家的模擬量產品與國內一般開關量產品價格相差無幾，達到同一價位水平。因此，首選國內一些先進模擬量產品性能價格比很高。例如：我國模擬量火災自動報警系統首創單位世宗智能公司的ZN900系統產品自91年問世以來，與諸多國外先進產品競爭，以其可靠性和性能價格比高的優勢，獲得廣泛應用。近年來，海灣公司、南京消防、404廠、無錫中策與蘭天等廠自行研制生產的模擬量產品也相繼進入消防市場，也有一定的市場占有率，使用情況較好。
　　4、國內集中報警控制系統目前有傳統的和新型的兩種同時并存，前者為集中區域機型式；后者為報警控制器區域顯示器（樓層顯示器）型式，并且是總線制編碼傳輸的集中報警系統；各有其特點，可根據工程的投資情況及控制要求選擇，筆者推薦后者。
　　由于集中報警控制系統較大，可靠性要求高。建議選型如下考慮：
　　（1）國內現代火災自動報警系統產品品種越來越多，選用技術先進、質量穩定，經過較長時間工程實踐考驗的產品。例如世宗公司ZN975系統，是該公司第五代智能型產品，采用工控機，配合最新中文Win95操作系統技術，集報警控制和聯動于一體，主畫面分為報警控制和聯動控制二個畫面區。
　　（2）引進技術或外資合資生產的現代火災自動報警系統產品不少，諸如北京中安消防電子公司的CS11系列、262廠的NA1000系列、營口報警廠的JS-1系列、哈爾濱電儀廠的ANX90系列、原子能院電子廠引進西門子技術的產品等。這些產品因引進技術先進、工藝可靠，產品性能和質量均為上乘，有些與進口原裝產品相當，而價格比國內自行研制的同類產品稍貴，但比進口原裝產品價格低廉。例如中安電子公司的CS11系列引進瑞士西伯樂斯生產線，其模糊邏輯分布智能，性能優越。
　　（3）建設投資寬裕單位也可直接選用國外進口先進產品。諸如歐、美、日本等國產品均已進入中國市場。其中不乏國際著名品牌的先進產品，例如瑞士西伯樂斯公司Algo Rex火災探測系統采用分布智能和神經網絡算法以及專用集成電路（ASIC）以數字濾波，代表了當今火災探測系統的最高水平。
　　5、控制中心報警系統是一項非常復雜的消防工程，多用于大型建筑群和大型綜合樓工程。每棟樓按其使用性質和管理情況設置消防控制室，由于高度集中管理的模式同分散用戶的矛盾，尤其是租售的各用戶的檔次、級別和利益各不相同，集中控制與管理相當困難。這種高度集中的消防控制室不是唯一的方式。新規范指出：消防控制室的控制設備應根據建筑的形式、工程規模、管理體制及功能要求合理確定其控制方式：單體建筑宜集中控制；大型建筑群宜采用分散與集中控制相結合。
　　選型建議基本同集中控制系統。由于控制中心報警系統比集中控制系統規模更大（報警與控制點數量），可靠性要求更高。無論選用國內外何家產品，都應采用總線制集散系統，環形總線技術及模塊化結構并具有網絡功能。采用環形總線網絡結構，利用今牌環和NOVELL網操作系統聯接。對于各個單體建筑相對獨立的消防系統，網絡可以實現互聯、資源共享、信息傳遞和操作系統網絡化。少用線路隔離器，宜選取自身帶短路隔離器的火災探測器。例如：英國MK公司精靈34000系統回路容量大，網絡采用環形結構，每個獨立的控制屏上都有短路隔離器，每個系統部件上內置短路隔離器，系統保護能力強。又如日探公司NF 7系統最大系統有119個系統，最多線路數可達60,690線路，采用標記環路方式（對應環路回送），高速LAN傳輸/1Mbps。
　　6、由于火災自動報警系統產品屬安全風險類。即使投資大一些也應盡量選擇較先進、高可靠性、誤報率低的產品。因此筆者不推薦選用開關量產品，倘若因投資方經濟拮據，萬不得已采用，也要慎選過硬的國產名優產品。
　　7、由于各廠家設計的產品在性能、設計、安裝、布線及質量上參差不齊，選擇最佳最優產品有一定困難。在投資允許條件下，選擇較佳較優產品是可行的。不能僅著眼于火災探測器的單價，國內不少廠家其系統報警與聯動分離配置，一個工程要用兩臺不同設備控制，現場布線復雜，整個系統報價并不低。還要注意報警控制器的余量，可根據工程規模大小和重要程度而定，一般可按其額定容量的80%~85%來選定。例如：世宗公司ZN975系統最大設計容量為5880個地址編碼，最大聯動控制模塊數量為600個，則可按容量小于4700個地址編碼，小于480個聯動控制模塊數量選定。報警控制器建議選用工控機或帶雙CPU的主機，前者抗干擾性好；后者系統運行有冗余度；可靠性提高。
　　8、選用產品不僅要考慮其本身系統先進性，還要注意其與BAS的聯網能力。有些產品（包括一些進口產品）雖有一定的按口，但通訊協議不一也無法實現聯網功能，在集中報警系統與控制中心系統產品選型中更應充分考慮這一因素。