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火灾自动报警设备设计造型导则上海易通安装工程有限公司总工程师花铁森一、火灾自动报警系统现状及发展方向消防工业正朝着新一代的控制技术发展。现代火灾自动报警系统，是本世纪80年代初兴起的一种新一代系统，国外也有人称它为“火灾智能报警系统”。火灾自动报警系统一般由火灾探测、报警控制（含配套设备）、联动控制（含现场适配器）以及现场布线组成。由于按用途探测技术方式、信号处理、系统连线以及智能化程序分类又有诸多类型。因此，国内外专业界对其分类方法还未统一，存在差异。第一种分类法将产品代数分为四代：第一代四线制式，第二代N+1非编码型制式，第三代四总线制~二总线制，第四代微机二总线智能型。第二种分类法分为五代：第一代为双金属机械感温探测器，第二代为多线制电子探测器，第三代为总线制报警系统，第四代为集中智能模拟探测器，第五代为数字化智能特征探测器。第三种分类法分为五代：第一代~第三代同上述第二种分类，第四代即为上述第二种分类法第四、五代，第五代为无线火灾自动报警系统以及空气样本分析系统。第四种分类法分为三代：第一代为传统式系统，第二代为编址式系统，第三代为近几年智能模拟编码式系统。第五种分法分为三大类：1、传统式系统（开关量）。2、地址、类比式系统，3、相互对话式系统（智能式系统）。尽管上述分类方法不同，但也属大同小异，所按分类视角不同。第一种按线制分类，第二种和第三种按探测技术方式分类，第四种按线制、信号处理、智能化程度综合分类。笔者拙见分类不易过细，分类角度不宜单一，细化往往与科学性、合理性有悖。笔者认为还是将现行火灾自动报警系统分为传统火灾自动报警系统和现代火灾自动报警系统两大类。现代火灾自动报警系统与传统火灾自动报警系统主要性能比较如表1所示：传统火灾自动报警系统现代火灾自动报警系统探测器（传感器）开关量模拟量火灾探测最佳灵敏度不唯一唯一（随外界环境变化而自行调整）报警阀值单一多态（预警、报警、故障等）探测器灵敏漂移无补偿“零点”自动补偿信号处理算法简单处理各种火灾算法自诊断能力无有误报率高达20:1例如：45%/只.年（广州市统计）0.69%/只.年（瑞士主要城市的95年统计）低（至少降低一个数量级甚低至几乎为零)可靠性低高传统火灾自动报警系统与现代火灾自动报警系统之间的区别主要在于探测器本身性能。由开关量探测器改为模拟量传感器上一个质的飞跃，将烟浓度、上升速率或其他感受参数以模拟值传给控制器，使系统确定火灾的数据处理能力和智能化程度大为增加，减少了误报警的概率。区别之二在于信号处理方法做了彻底改进，即把探测器中模拟信号不断送到控制器评估或判断，控制器用适当算法辨别虚假或真实火警，判断其发展程度和探测受污染的状态。这一较高质量的信号处理技术，意味着系统具有较高“智能”。增加系统可靠性是现代火灾探测报警技术的发展方向。智能式火灾探测报警系统按其智能的分配可分为三种系统。一是探测智能，二是监控智能，三是探测智能和控制智能兼有。后者是智能化程度更高的系统，其可靠性更高，但缺点是成本高。人们对于火灾自动报警系统期望在于：首先要求系统早期发现火灾，其次是消除误报和降低系统的成本费。火灾智能报警系统最终可能发展机器人智能报警系统。现代火灾自动报警系统迅速发展另一方面是复合探测器和多种新型探测器不断涌现，探测性能越来越完善。多传感器/多判据探测器技术发展，从响应火灾不同现象的多个传感器获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。高灵敏吸气式激光粒子计数型火灾报警系统、分布式光纤温度探测报警系统、计数机火灾探测与防盗保安实时监控系统。电力线传输火灾自动报警系统等新技术问世并获得应用。在诸多新技术新产品中，一种将通常用的离子感烟改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它响应速度更高（可测出1~20ppm的变化），发展前景很好。另一种点型激光感烟探测器，其灵敏度高于目前光电感烟探测器50倍，用它代替吸气式感烟报警系统提供甚早期火灾探测，而成本费用低得多，应用前景十分良好。笔者认为这二种新技术及其系统产品是现今火灾自动报警系统发展方向，值得关注。二、火灾自动报警系统设备设计造型基本要则1、按照我国现行消防法规进行设计、施工和使用，这是火灾自动报警系统最基本的要求。国标GBJ116-8《火灾自动报警系统设计规范》正在修制，同国际是接轨的。按国际标准化组织ISO/TC21发布的ISO7240-1：1988（E）规范性文本明确了火灾报警的控制设备（B）与自动消防设备控制设备（G）和消防设备（H）的联控关系，因此在新《规范》修制订纳入消防联动控制的技术要求。2、规范设计，适应技术发展。《规范》对火灾自动报警系统的基本形成归纳为三种，并对适用的对象作了相应的规定：（1）区域报警系统，一般适用于二级保护对象。（2）集中报警系统，一般适用于一、二级保护对象。（3）控制中心系统，一般适用于特级、一级保护对象。《规范》对系统的基本形式规定得原则。我们可在符合这些基本原则的前提下，根据工程大、中、小规模和对联动控制和复杂程度，选用比较好的产品，组成可靠的火灾自动报警系统。3、区域报警系统比较简单，但使用面很广。现在区域系统多数由环状网络构成，也可能是支状网络。在一个区域系统中，宜选用一台通用报警控制器，最多不超过两台。由于火灾自动报警系统发展史上有区域、集中和通用报警控制器之分，现在国外及国内先进产品制造厂商也无区域与集中机之分，仅有通用机一类。另外，区域系统比较小，只能设置一些功能的联动控制设备。因此，宜选用具备少量联动控制的通用机。依笔者选型经验与见解，区域系统可选用国产模拟量火灾自动报警系统产品，基于下列考虑因素：本文已述现代火灾自动报警系统与传统产品相比主要区别在于技术先进性，工作可靠性和误报率低。国外同一家厂商模拟量产品比其开关量产品价格约高20~30%，国内模拟量产品比其开关量产品价格约高10～20%；而有些国内厂家的模拟量产品与国内一般开关量产品价格相差无几，达到同一价位水平。因此，首选国内一些先进模拟量产品性能价格比很高。例如：我国模拟量火灾自动报警系统首创单位世宗智能公司的ZN900系统产品自91年问世以来，与诸多国外先进产品竞争，以其可靠性和性能价格比高的优势，获得广泛应用。近年来，海湾公司、南京消防、404厂、无锡中策与兰天等厂自行研制生产的模拟量产品也相继进入消防市场，也有一定的市场占有率，使用情况较好。4、国内集中报警控制系统目前有传统的和新型的两种同时并存，前者为集中区域机型式；后者为报警控制器区域显示器（楼层显示器）型式，并且是总线制编码传输的集中报警系统；各有其特点，可根据工程的投资情况及控制要求选择，笔者推荐后者。由于集中报警控制系统较大，可靠性要求高。建议选型如下考虑：（1）国内现代火灾自动报警系统产品品种越来越多，选用技术先进、质量稳定，经过较长时间工程实践考验的产品。例如世宗公司ZN975系统，是该公司第五代智能型产品，采用工控机，配合最新中文Win95操作系统技术，集报警控制和联动于一体，主画面分为报警控制和联动控制二个画面区。（2）引进技术或外资合资生产的现代火灾自动报警系统产品不少，诸如北京中安消防电子公司的CS11系列、262厂的NA1000系列、营口报警厂的JS-1系列、哈尔滨电仪厂的ANX90系列、原子能院电子厂引进西门子技术的产品等。这些产品因引进技术先进、工艺可靠，产品性能和质量均为上乘，有些与进口原装产品相当，而价格比国内自行研制的同类产品稍贵，但比进口原装产品价格低廉。例如中安电子公司的CS11系列引进瑞士西伯乐斯生产线，其模糊逻辑分布智能，性能优越。（3）建设投资宽裕单位也可直接选用国外进口先进产品。诸如欧、美、日本等国产品均已进入中国市场。其中不乏国际著名品牌的先进产品，例如瑞士西伯乐斯公司AlgoRex火灾探测系统采用分布智能和神经网络算法以及专用集成电路（ASIC）以数字滤波，代表了当今火灾探测系统的最高水平。5、控制中心报警系统是一项非常复杂的消防工程，多用于大型建筑群和大型综合楼工程。每栋楼按其使用性质和管理情况设置消防控制室，由于高度集中管理的模式同分散用户的矛盾，尤其是租售的各用户的档次、级别和利益各不相同，集中控制与管理相当困难。这种高度集中的消防控制室不是唯一的方式。新规范指出：消防控制室的控制设备应根据建筑的形式、工程规模、管理体制及功能要求合理确定其控制方式：单体建筑宜集中控制；大型建筑群宜采用分散与集中控制相结合。选型建议基本同集中控制系统。由于控制中心报警系统比集中控制系统规模更大（报警与控制点数量），可靠性要求更高。无论选用国内外何家产品，都应采用总线制集散系统，环形总线技术及模块化结构并具有网络功能。采用环形总线网络结构，利用今牌环和NOVELL网操作系统联接。对于各个单体建筑相对独立的消防系统，网络可以实现互联、资源共享、信息传递和操作系统网络化。少用线路隔离器，宜选取自身带短路隔离器的火灾探测器。例如：英国MK公司精灵34000系统回路容量大，网络采用环形结构，每个独立的控制屏上都有短路隔离器，每个系统部件上内置短路隔离器，系统保护能力强。又如日探公司NF7系统最大系统有119个系统，最多线路数可达60,690线路，采用标记环路方式（对应环路回送），高速LAN传输/1Mbps。6、由于火灾自动报警系统产品属安全风险类。即使投资大一些也应尽量选择较先进、高可靠性、误报率低的产品。因此笔者不推荐选用开关量产品，倘若因投资方经济拮据，万不得已采用，也要慎选过硬的国产名优产品。7、由于各厂家设计的产品在性能、设计、安装、布线及质量上参差不齐，选择最佳最优产品有一定困难。在投资允许条件下，选择较佳较优产品是可行的。不能仅着眼于火灾探测器的单价，国内不少厂家其系统报警与联动分离配置，一个工程要用两台不同设备控制，现场布线复杂，整个系统报价并不低。还要注意报警控制器的余量，可根据工程规模大小和重要程度而定，一般可按其额定容量的80%~85%来选定。例如：世宗公司ZN975系统最大设计容量为5880个地址编码，最大联动控制模块数量为600个，则可按容量小于4700个地址编码，小于480个联动控制模块数量选定。报警控制器建议选用工控机或带双CPU的主机，前者抗干扰性好；后者系统运行有冗余度；可靠性提高。8、选用产品不仅要考虑其本身系统先进性，还要注意其与BAS的联网能力。有些产品（包括一些进口产品）虽有一定的按口，但通讯协议不一也无法实现联网功能，在集中报警系统与控制中心系统产品选型中更应充分考虑这一因素。