火灾自动报警系统（2）...

第二节  消防联动
消防控制中心报警系统是一个完整的火灾自动报警系统，是由火灾探测，报警控制和联动控制三部分组成的。无联动的报警方式，即单纯报警的系统。实际上，单纯报警而不具有任何联动控制能力的报警控制器产品不多，这些报警控制器或多或少也具有一定的联动控制功能，但这远不能满足现代建筑物消防监控系统的需要。一个完整的消防体系粗略地可划分为火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备。现场消防设备种类繁多，从功能上分为三大类：第一类是灭火系统，包括各种介质如液体、气体、干粉的喷洒装置，是直接用于扑灭火灾的；第二类是灭火辅助系统，是用于限制火势、防止灾害扩大的各种设备；第三类是信号指示系统，是用于报警并通过灯光与声响来指挥现场人员的各种设备。对应于这些现场消防设备需要有关的消防联动控制装置：室内消火栓系统的控制装置，自动喷水灭火系统的控制装置，卤代烷、二氧化碳等气体灭火系统的控制装置，电动防火门、防火卷帘等防火分割设备的控制装置，通风、空调、防烟、排烟设备及电动防火阀的控制装置，电梯的控制装置，断电控制装置，备用发电控制装置，火灾事故广播系统及其设备的控制装置，消防通信系统，火警电铃、火警灯等现场声光报警控制装置，事故照明装置等。在建筑物防火工程中，消防联动控制系统可由上述部分或全部控制装置组成。
构成最简单的消防联动控制系统是专用功能的气体灭火控制装置和水灭火控制、火警事故广播通信柜等。大多数控制中心报警系统由两种组成方式：一是由火灾探测器与报警控制器单独构成探测报警系统，然后再配以单独的联动控制系统，形成控制中心报警系统。系统中的探测报警系统和联动控制系统之间，可以在现场设备或部件之间相互联系，也可以在消防控制室产生联动关系。二是以带联动控制功能的报警控制器为控制中心，既联系火灾探测器，又联系现场消防设备，联动关系是在报警控制器内部实现的。这两种方式各有特点，第一种方式是国内多年来一直应用的，联动控制部分能形成独立的系统，组成灵活，工程适用性强，便于不同厂家的探测报警系统和联动控制系统之间互配。第二种方式是近几年发展起来的，系统简单，但目前国内仅限少数厂家能生产。
自动灭火系统独立设置与安装的情况场合并不多见，以往仅设置火灾自动报警系统而无自动灭火系统的情况与场合也越来越少。一般常见火灾自动报警与自动灭火联动控制系统，有两者组合和两者合一类型，后者是当前发展的方向。
1  火灾自动报警与自动灭火多线制联动控制器组合方式
多线制联动控制器一般操作简单、安全可靠，缺点是外部连线多，适用于外控设备数量少或要求高可靠性的重要外控设备。例如HJ-1810联动控制器，通过RS-232通讯接口与1501系列火灾报警控制器配合，外控容量为16路，通过被驱动的继电器触点，输出DC+24V，再通过中间继电器或双切换盒，控制外控消防设备动作，各路均有启动状态指示灯。通过按动面板上的停止按钮，提供DC+24V，经中间继电器盒或双切换盒，可使外控设备停机，各路均有停止状态指示灯。在壁挂式1810型中，只有4路设停止按钮和停止反馈指示灯。
2  火灾自动报警与总线制联动控制器组合方式
总线制联动控制器将控制、返回集中在一对总线上，与多线制联动控制器相比简化布线，其优点不言而喻。例如ZN917联动控制器，其总线容量为96。
值得指出：有些总线制联动控制器除了总线输出控制方式外，还有多线输出控制方式。例如HJ-1811联动控制器除总线总量为128外，还有16组多线制输出。
3  火灾自动报警与联动控制合为一体方式
国内外先进的通用火灾报警（联动）控制器均是集报警和联动控制于一体，可实现手动或自动联动、跨区联动、设置防火区域，使火灾报警和联动控制达到最佳的配合，符合最新火灾报警和联动控制国家消防标准。
第三节  消防系统集成
智能建筑一般用于高可靠性、高安全性、舒适性强、反映要求灵敏的对象，强调在满足智能建筑提出的基本要求前提下，火灾自动报警系统能与BAS各子系统有机地联系在一起并发挥作用。在智能建筑中，火灾自动报警系统是BAS的子系统，是智能建筑防火安全的关键。
国际上通常定义BA系统包括FA与保安自动化系统（SA），这样内涵简单概括，通俗易懂，且利于全面理解“智能建筑”定义的内涵。尽管对于智能建筑的定义与分类众说纷纭，但一切属于特定建筑物中的公共设施的自动化与控制部分都属于楼宇自动化的概念基本一致。因此，建筑设备自动化系统功能上应包括建筑物管理子系统（空调、冷热源、电力及照明、给排水、电梯、消防）、安保子系统、能源管理子系统。通过中央监控系统，智能防火系统可使建筑物配电、照明、灯光、音响与广播，电梯与装置实现联动控制，还进一步与整个建筑物的通信、办公和保安系统联网，实现建筑物的综合自动化。
智能防火系统作为楼宇自控系统的一部分，在智能建筑中既可与保安系统，其它建筑的智能防火系统联网通信，并向上级管理系统报警和传递信息，为城市消防调度指挥系统、城市防火管理系统与城市综合信息管理网络的联网运行提供火灾及楼宇消防系统状况的有效信息，并与城市其他管理中心共享数据和信息，其重要性不言而喻。
国外著名消防自动化系统厂商及其产品无不都可作为楼宇自控系统（BAS）的一部分或子系统实现上述功能。例如美国江森公司METASYS系统，属子系统集成模式的计算机网络系统，内含自动化系统（FAS）；霍尼韦尔EXCEL5000系统，内含消防自动化系统（FAS）和保安系统（SMS），也属子系统集成模式的计算机网络系统，并有集成系统管理软件包，系统结构软、硬件模块化，冗余、热备份，系统可靠性高，还有系统自诊断，系统可维修性强， 缺点在于图形界面还未中文化，集成系统造价高。
消防自动化系统纳入建筑设备自动化系统之中的广度与深度国内外差异很大。一般而言， 国内智能建筑中消防自动化系统大多呈独立状态，自成体系，并未纳入BAS中。这种自成体系的消防系统与楼宇、保安等系统相互独立，互联性差，当发生全局事件时，不会形成其他系 统配合联动和集中解决事件的功能。
第二种国内智能建筑中消防自动化系统也呈独立状态，自成体系，但已具备与楼宇自控系统联网的功能。这种类型情况比较复杂，大多为进口产品系统及少数国产系统，其中确已实现与楼宇自控系统联网功能，例如德国安福（effeff）公司智能防火系统的GEMAG网络；英国精灵（GENT）公司的智能防火系统可与卓灵（Trend）公司BAS联网，因两家公司同属英国MK集团；瑞士西伯乐斯（CERBERUS）公司防火系统可与兰吉尔（Lardis＆Gyr）公司楼宇自控S600系统联网，又可与驷法（Staefa）公司的MS2000系统联网，因三家公司重组为瑞士Electrowatt集团现又归属为西门子楼宇科技。美国爱德华（Andover）公司防火系统与其公司的IBAS系统可联网。英国塞切威尔（Satchwell）公司BAS2000系统利用其网关（Gateway）可与其他厂家FAS联网。美国新普利斯（Simplex）防火系统4100系列产品通过其网络上RS485接口与BAS联网，使后者及时了解现场情况，同时也将火灾报警信号送给安防系统，打开现场监控摄像系统密切注视火情。上述例举的实现联网功能在国内确已成功地投入运用。总之，美国、欧洲等国消防自动化系统产品与其他厂家的BAS联网功能实现较易，而日本的消防自动化系统产品与其他厂家的BAS联网功能实现较难，例如进口较多的日本能美（Nohmi）公司、日探（Nittan）公司等产品本身系统先进性、独立性较强，但不易纳入BAS，即使它们都具备联网能力，如有RS485、232接口等，但通信协议不一也无法实现联网功能。
第三种国内智能建筑中已将消防自动化系统作为BAS的子系统纳入，由于近几年来内含FAS的BAS完整地进入国内市场，已被采用。例如上海的金茂大厦，包括FAS在内的20个弱电子系统，从设计方案上实现一体化集成的功能。
火灾报警控制器实现数据通信标准化是火灾自动报警系统与智能建筑数据共享和有机联系的基础。智能建筑火警信息数据共享可改变火灾自动报警系统自成封闭体系现状，促进相应技术和产品发展，实现楼宇集中管理系统直接采集火灾参数、监测火灾状况和联动控制消防设备。
因此，消防系统集成能力高低可按如下内容评定：
（1）消防系统与中央信息管理子系统联网，以实现火灾参数动态监测；综合消防管理能力。
（2）消防系统作为BA一个子系统，实现自动报警、灭火、消防联动等的各项功能。
（3）消防系统为单独系统，但应留有接口，使其与BA系统联网。
第四节  系统与设备原理
1  主要结构形式
（1）多线制系统结构
多线制系统特点是控制器采用电流信号巡检且探测器和控制器之间采用硬线对应连接关系，线制为an+b（n是探测器；a=1；b=1,2,4）。先进的多线制系统采用数字编码技术，最少线制是n+1。多线制系统由于设计、施工 和维护复杂，已逐步淘汰。
（2）总线制系统结构
总线制系统结构的核心是采用数字脉冲信号巡检和数据压缩传输，通过收发码电路和微处理机实现探测器与控制器的协议通信和系统检测控制。总线制系统结构一般是二总线、三总线或四总线，探测器与控制器、功能模块与控制器之间都采用总线连接称为全总线制，其工程布线灵活，可模块联动或硬线联动消防设备，抗干扰能力强，误报率低，系统总功耗小。
（3）集中智能系统结构
集中智能系统结构一般采用总线制和通用控制器，特点是火灾探测器仅完成火灾参数的有效采集、变换和传输，控制器采用计算机技术实现火灾信号识别、数据集中处理储存、系统巡检、报警灵敏度调整、火灾判定和消防设备联动等功能，并配以区域显示器完成分区声光报警，可以满足智能建筑的基本要求。
（4）分布智能系统结构
分布智能系统结构是在集中智能系统基础上形成的，它将火灾探测信息的基本处理、环境补偿、探头污染检测和故障判断等功能由控制器返回给现场火灾探测器，免去控制器大量的信号处理负担，使之能从容实现系统巡检、消防设备监控、联网通信等功能，提高了系统巡检速度、稳定性和可靠性。显然，分布智能方式探测器提高了输出数据的有效性，能满足智能建筑的性能并对火灾探测器设计提出了更高要求，为兼顾火灾探测的及时性和可靠性，必须采用专用集成电路设计技术（ASIC）来降低分布智能式探测器成本，提高性能价格比。
（5）网络通信系统结构
网络通信系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，它是将计算机数据通信技术应用于火灾报警控制器，使控制器之间能够通过Ethernet、Token Ring、Token Bus等网络通信协议，以及专用通信线或总线（RS232、422总线、485总线）交换数据信息，实现火灾自动报警系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功能。因此，网络通信系统结构配以分布智能数据处理方式，能适应智能建筑火灾自动报警系统的发展需要，并能适应智能建筑楼宇设备监控与管理系统和城市消防数据通信系统的建设与发展的需要。
2  典型系统
根据智能建筑结构形成、保护等级、昼夜管理方式等的不同，智能建筑火灾自动报警系统在实现控制中心报警系统设计形式并具备智能建筑中系统结构要求时，呈现下列应用形式：
（1）中控机应用形式
它由集中智能报警通用控制器、楼层显示器、类比探测器及模块连接的普通探测器构成，总线制，也可支状布线，系统基本容量500编码点左右并可扩展成系列。系统中探测器采集现场参数及特征，控制器存储火灾特征数据并可对采集数据集中进行多级类比判断处理，识别并判定火灾。
（2）主从机应用形式
主子机系统应用形式如图3所示，它是由集中控制器加区域控制器，或是由通用控制器加功能从机（完成楼层显示和区域管理功能，或仅完成区域管理功能），并配以类比式或分布智能式探测器和模块连接的普通探测器构成，总线制，多机大容量，适于大型工程，系统火灾信息处理采用集中智能或分布智能方式。
（3）无主网应用形式
它采用网络通信及总线制系统结构，特点是系统中探测器一般采用类比式或分布智能式；通用控制器基本功能或基本配制相同，既可作上级管理主机使用（需扩展功能或与消防中心计算机连接）也可作区域报警从机使用；通用控制器之间数据通信要求高，多采用与系统配套的专用传输网络实现数据通信（如effeff公司的GEMAG网络，Johnson Controls METASYS网络等），并且在联网的多台通用控制器中，可根据建筑物结构和消防控制中心设置的实际需要，设定其中一台为上级管理控制器，通过其功能扩展（如增设扩展板、中心联机板、人机界面卡等），实现系统综合信息处理，同时保留其基本控制器功能。一般无主网应用形式中通用控制器之间采用支状或环状联接，可与楼层显示器配合分区；通用控制器基本容量多采用小容量标准化设计方案（如99报警地址+99模块地址），互联控制器数量在30台左右，消防设备或由消防中心联动控制台集中联动或是由分散设置的控制器和模块联动。
所谓网络型火灾报警控制系统，即由多个区域报警控制器组成的一个基于某种网络通讯方式的局域网系统。网络中每个区域控制器与其所控设备组成一个相对独立的报警区域，控制器之间通过局域网进行数据交换，完成交互的显示和控制功能。
第五节  相关的主要标准与规范简介
1  国家标准和规范
国家的标准、规范有《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《火灾自动报警系统施工验收规范》和《消防联动控制设备通用技术条件》等。其中对于工程项目直接相关的是GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》，它对原GBJ116-88《规范》作了全面修订，共包括10章108条正文和5个附录。篇幅比原《规范》增加，内容充实，是自动消防系统技术规范中的一本很重要的技术规范，作为强制性国家标准发布实施，以保持其权威性和连续性。
该《规范》新增补的“系统保护对象分级及火灾探测器设置部位”的规定，是根据火灾自动报警系统设计的特点编写的。系统保护对象分级的目的在于区别不同保护对象 ，在设计上提出不同要求，包括探测器的设置部位、报警区域和探测区域的划分、系统基本形式、消防联动控制、火灾探测器的保护面积等。由于保护对象千差万别，情况复杂，所以对保护对象的3个级别未包括的具体建筑，可按类比原则，参照《规范》中表列类似 建筑，确定其保护等级。这一章内容同《建规》、《高规》等现行消防基本规范的有关原则基本一致，，而且更加细化、具体化、更具有针对性和可操作性。
该《规范》突出了消防控制室功能和消防联动控制功能要求，强调了消防控制设备的控制原则，应根据建筑形式，工程规模、管理体制及功能要求，综合确定控制方式，规定单体建筑宜集中控制，大型建筑宜采用分散与集中相结合控制，这也符合一般自动控制系统设计的通行原则。
该《规范》发布实施后，与其配套的国家标准GB50166-92《火灾自动报警系统施工及验收规范》也应作相应的修订补充，以利于火灾自动报警系统技术规范全面协调贯彻实施。
GB16806-1997《消防联动控制设备通用技术条件》中第4.2.14条款规定“消防联动控制设备”采用总线控制方式时，还应至少设有六组直接输出接点。国产产品基本上都符合这一要求，而有些国外产品还需修改方可符合这一要求。
2  地方标准与规范
全国不少省市都在国家标准、规范的基础上，自行制定若干地方标准与规范。有些地方标准与规范比有关国标更加具体和细化。例如（江苏省和四川省地方标准都明确规定智能建筑中火灾探测器应选用模拟量探测器，这适应当前的技术进步和消防实际工作的需要。
《上海市建筑物智能化工程系列标准》（含设计标准、工程施工及验收规范、系统验收标准和系统评估标准）正在拟定之中。《上海市智能建筑等级评估试行办法》、《上海市智能建筑检验及登记评估细则（试行）》和《上海市智能住宅小区功能配置试点大纲》都于今年上半年发布实施，其中都有火灾自动报警系统与消防联动控制系统的相关内容。