淺談電氣火災監控系統在高層建筑的應用

摘要：通過(guò)介紹上海某高層建筑電氣火災監控系統設計情況，對電氣火災監控系統工作特點(diǎn)和具體設計內容進(jìn)行說(shuō)明，同時(shí)提出一些設

計過(guò)程中需注意的事項，供業(yè)內人士借鑒，以期增進(jìn)對電氣火災監控系統設計的重視，更加合理地應用電氣火災監控系統來(lái)預防電氣火災的發(fā)生。

關(guān)鍵詞:電氣火災監控系統；設計；圖紙

0、引言

隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用電量成倍增長(cháng)，電氣火災也隨之劇增，從而給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。據統計，電氣火災大部分是由電氣線(xiàn)路的接觸性電弧短路直接或間接引起的，其中配電線(xiàn)路老化、線(xiàn)纜絕緣破損、導線(xiàn)裸露造成漏電是主要原因。因此，對配電線(xiàn)路漏電引起的電氣火災隱患進(jìn)行及時(shí)有效的監控是防止電氣火災頻發(fā)的必要措施。目前，新建的高層建筑按照防火設計規范都要采用剩余電流式電氣火災監控系統，國內很多生產(chǎn)廠(chǎng)家已有比較成熟的系列產(chǎn)品。

下面對上海某高層建筑的電氣火災監控系統設計情況作一簡(jiǎn)單介紹。該項目為上海某機關(guān)的附屬用房，地上22層，地下1層，主要用電設施為照明用電、應急照明用電、空調用電及消防設施用電。本項目選用上海光華電控設備有限公司生產(chǎn)的GH1-EFM2100中央監控系統。

1、設計依據

(1)GB50016—2006建筑設計防火規范；(2)GB14287.1—2005電氣火災監控設備；(3)GB14287.2—2005剩余電流式電氣火災監控探測器；(4)GB14287.3—2005測溫式電氣火災監控探測器；(5)GB50045—95(2005版)高層民用建筑設計防火規范；(6)JGJ16—2008民用建筑電氣設計規范；(7)GB13955—2005剩余電流動(dòng)作保護裝置的安裝和運行。

2、系統的基本組成和設備選型

根據國家標準GB14287—2005《電氣火災監控系統》以及相關(guān)規范《電氣火災監控系統的設計方法》(暫行規定),電氣火災監控系統的基本組成應包括電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等3個(gè)*基本產(chǎn)品。

本項目選用的GH1-EFM2100中央監控系統由中央監控主機和現場(chǎng)器件(電氣火災監控器、電氣火災探測器)通過(guò)總線(xiàn)連接組成，可方便地配合工程電力系統設計，構成多級實(shí)時(shí)監控保護系統，能全面監控可能引發(fā)電氣火災和人身安全事故的電力系統各種異?；蚬收?，如漏電、過(guò)流、溫度過(guò)高、過(guò)電壓、欠電壓、中線(xiàn)電流過(guò)大、缺相和失電等。系統結構形式如圖1所示。

由圖中可以看出，中央監控主機設于消防控制室內，電氣火災監控器和探測器安裝在被監控的配電箱柜內，監控主機與監控器之間通過(guò)總線(xiàn)(超5類(lèi)UTP)進(jìn)行通信，而探測器與監控器之間通過(guò)內部信號總線(xiàn)相連。

電氣火災監控器種類(lèi)很多，其產(chǎn)品類(lèi)型和監控報警功能如表1所示。

根據每個(gè)配電箱需保護的配電回路情況，選擇表中不同類(lèi)型的監控器。本項目中選用的監控器類(lèi)型為GH1-B1和GH1-B2兩種。

同樣，電氣火災探測器也有幾種，其產(chǎn)品型號和采樣項目如表2所示。應根據配電回路需采樣的項目以及線(xiàn)路的類(lèi)型(指進(jìn)線(xiàn)或出線(xiàn)采用電纜還是銅排)來(lái)選擇相應的探測器，同時(shí)與相應的監控器配套組成1個(gè)監控節點(diǎn)。本項目中選用的探測器類(lèi)型分別為表2中的前3種型號，其電流規格分別對應于被控配電回路的電流值。

1. 探測器的點(diǎn)位分布

首先要分析低壓配電系統的相關(guān)圖紙，了解配電干線(xiàn)的形式和有關(guān)設備的負荷等級，根據分級保護的原則來(lái)確定需要監控的部位。本項目的配電干線(xiàn)為電纜放射式與樹(shù)干式相結合的形式，消防設備、應急照明和通信系統用電為一級負荷，其余為二級負荷。因此，除了部分PZ30箱外，所有配電箱柜均需安裝電氣火災探測器。具體包括各樓層的照明配電箱、應急照明配電箱、空調動(dòng)力配電箱和有關(guān)消防設備配電箱等。

1. 施工圖的設計

由于電氣火災監控系統是比較新型的工程內容，同時(shí)，國家相關(guān)規范還不是很完善，因此很多項目的電氣火災監控系統設計圖.紙不夠全面。筆者查閱了很多設計圖紙，發(fā)現問(wèn)題比較多，甚至有些項目只有一張電氣火災監控的系統圖再加上一點(diǎn)施工說(shuō)明，有些在配電柜系統圖上添加了監控器和探測器的內容，但是大部分缺少平面布置圖，這給現場(chǎng)施工帶來(lái)不少困難。根據筆者在該項目中設計和施工的經(jīng)驗來(lái)看，施工圖至少應該包括：電氣火災監控系統圖和設計說(shuō)明、被控配電柜系統圖、平面布置圖、火災監控節點(diǎn)圖等。

4.1電氣火災監控系統圖和設計說(shuō)明

應根據樓層情況，詳細反映系統的結構類(lèi)型和內容，每一個(gè)被控配電柜(即監控節點(diǎn))在系統圖中標明，盡可能將每個(gè)監控節點(diǎn)所選用的監控器和探測器規格型號標注清楚。同時(shí)要反映出中央監控主機的形式和位置，明確系統的容量和總線(xiàn)回路的數量等。系統圖的大致情形可參照圖1來(lái)布置。

設計說(shuō)明一般應包括：系統結構形式的說(shuō)明、系統總線(xiàn)的配管配線(xiàn)形式、管線(xiàn)敷設要求、監控器漏電流設定情況的說(shuō)明、現場(chǎng)監控器和探測器的安裝形式(柜內安裝或者柜外安裝)、有關(guān)安裝需注意的問(wèn)題等，另外需要做一張設備清單和圖例表。

4.2被控配電柜系統圖

該系統圖一般是在強電的配電柜系統圖基礎上進(jìn)行添加修改，*終與強電配電柜系統圖合用。其圖紙數量較多，每一個(gè)不同的配電柜均需出圖。完成后的配電柜系統圖如圖2所示，限于篇幅，圖中只顯示了該系統圖的局部?jì)热?。圖中已經(jīng)標明了該配電柜選用的監控器和探測器的規格型號。

圖2配電柜系統圖的局部圖形

4.3平面布置圖

平面布置圖也比較簡(jiǎn)單，一般在強電的配電平面圖基礎上繪制，將原圖中的橋架管線(xiàn)等刪除，只保留配電柜圖形和編號，再根據弱電井位置及各被控配電柜位置進(jìn)行管線(xiàn)連接。注意應與系統圖對照復核，不要遺漏配電柜。平面圖中的管線(xiàn)全部為統一形式(一般為KBG20線(xiàn)管和超5類(lèi)UTP線(xiàn)纜),因此可以省掉每處管線(xiàn)的標注，只需在圖紙下方做個(gè)管線(xiàn)敷設情況說(shuō)明即可。此處需強調的是，由于系統總線(xiàn)采用級聯(lián)方式，每個(gè)監控節點(diǎn)處只能有1個(gè)輸入和1個(gè)輸出，因此要合理安排總線(xiàn)的走向，既要節約投資，又要便于施工。

4.4火災監控節點(diǎn)圖

火災監控節點(diǎn)圖比較簡(jiǎn)單，數量也很少，主要是反映配電柜內監控器和探測器的安裝情況，如監控器的供電方式、探測器與監控器的信號線(xiàn)類(lèi)型等。一般應根據選用的監控器類(lèi)型分別繪制相應的節點(diǎn)圖。實(shí)際操作中一般將該圖放入電氣火災監控系統圖中，不單獨出圖。圖3為單回路監控器GH1-B1的節點(diǎn)圖。

5電氣火災監控系統的安裝

根據系統的特點(diǎn)，電氣火災監控系統的安裝一般可分為2部分，其一是監控器和探測器在配電柜內的安裝，其二是現場(chǎng)的管線(xiàn)敷設和接線(xiàn)。前者要與配電柜生產(chǎn)廠(chǎng)家密切配合，后者與一般的電氣安裝項目基本相同。

圖3火災監控節點(diǎn)圖

5.1監控器和探測器在配電柜內的安裝

由于監控器一般安裝在配電柜門(mén)上，而探測器要穿過(guò)配電回路并固定在柜內，因此*好把這2項設備交由配電柜廠(chǎng)家安裝。在確定好配電柜供應商后，施工單位應首先與配電柜廠(chǎng)家仔細復核配電柜系統圖，明確各配電柜中配電回路的形式(電纜型還是銅排型),提交監控器和探測器的規格型號以及外形尺寸。在配電柜的生產(chǎn)過(guò)程中，廠(chǎng)家就可以把這2項設備在柜內安裝固定好，作為1個(gè)成品配電柜送到施工現場(chǎng)，省掉工程現場(chǎng)的復雜安裝程序，同時(shí)避免了配電柜內線(xiàn)纜、銅排重新拆卸和安裝可能帶來(lái)的故障隱患。

5.2現場(chǎng)管線(xiàn)敷設和接線(xiàn)

相對于其他設備安裝工程來(lái)說(shuō)，電氣火災監控系統的現場(chǎng)安裝很簡(jiǎn)單。首先管線(xiàn)數量比較少，其次管線(xiàn)種類(lèi)單一。注意總線(xiàn)的管線(xiàn)不要與其他強電或弱電線(xiàn)路混在一起；超5類(lèi)UTP線(xiàn)纜敷設時(shí)，在配電箱內需預留足夠長(cháng)度；在壓接好RJ45水晶頭后，用測線(xiàn)儀測試線(xiàn)路，合格后在柜內綁扎好；柜門(mén)內側布置需美觀(guān)牢靠，不影響柜內元器件。據說(shuō)現在有些生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)始開(kāi)發(fā)用RS485總線(xiàn)來(lái)替代現有的超5類(lèi)UTP線(xiàn)纜，同時(shí)采用插接式端子塊接線(xiàn)，這將使得現場(chǎng)線(xiàn)纜的敷設和接線(xiàn)更為方便快捷。

6、安科瑞電氣火災監控系統

6.1概述

Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

6.2應用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、醫院、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。

6.3系統結構

6.4系統功能

1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

2）當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

3）通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

4）當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

6.5配置方案

7、結束語(yǔ)

通過(guò)對上海某項目電氣火災監控系統工程設計和安裝調試整個(gè)過(guò)程的總結，結合實(shí)施過(guò)程中遇到的各種情況，同時(shí)學(xué)習和研究國家相關(guān)規范，筆者對電氣火災監控系統工程的設計和施工有了比較清晰的認識。希望通過(guò)本文與業(yè)內人士交流，共同提高設計水平。

【參考文獻】

1. 徐錫生.淺談高層建筑電氣火災監控系統的設計.江蘇柏誠工程股份有限公司.

2. 安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門(mén)監控系統/消防設備電源監控系統/電氣火災監控系統選型手冊.2022.05版