地铁车站火灾自动报警系统设计

文／叶伟 广州地铁设计研究院股份有限公司 广东广州 510000

引言：

为保证地铁车站的消防安全，必须高度重视其火灾报警系统的设计工作。在地铁车站的火灾自动报警系统设计中，设计人员应严格遵守相关消防安全规范，并结合地铁车站的实际情况积极应用先进的自动化控制技术以及其他网络信息技术，合理设计地铁车站火灾报警系统结构，科学选择具有较好质量性能以及功能的消防安全设备，同时应充分考虑地铁车站与地铁轨道交通系统中地铁隧道以及其他部分之间的火灾报警要求。设计人员还应加强火灾自动报警系统与其他消防设施之间的联动设计，以确保能够在发出警报后的最短时间内及时启动消防设备并开展消防救援工作，为地铁车站的安全运行以及广大乘客的生命财产安全提供更加可靠的保障，从而推动我国城市地铁系统的健康有序发展。

1、地铁车站火灾自动报警系统设计概述

在地铁车站火灾自动报警系统的设计中，一般应由火灾探测设备、报警设备、报警控制设备和相关辅助性设备等共同构成自动火灾报警系统。火灾报警系统能够对监测区域内火灾发生时所产生的热量或烟雾进行探测及数据采集，然后对所采集的信号进行转换处理，使其成为能够被报警控制系统所识别的信号，从而自动发出火灾报警信息。在火灾自动报警系统设计方案中，热量以及烟雾等信息的采集以及信号转换应由火灾探测设备完成，而火灾报警控制设备则应主要负责信号接收以及与报警设备的联动控制。

在地铁车站火灾自动报警系统的设计工作中，设计人员应坚持以预防为主的基本原则，通过防范以及消防灭火等多项技术措施的综合应用为地铁车站提供更加可靠的保护。同时，在地铁车站火灾自动报警系统的设计中，设计人员应将车站本身、区间、场段以及控制中心等区域均纳入考虑范围内，以全面提高地铁车站的消防安全能力。此外，在地铁车站火灾自动报警系统设计中，设计人员还应严格遵守消防安全设计规范，优化自动火灾报警系统结构，提高系统运行的稳定性以及可靠性，使系统组网更加灵活，从而使系统能够更好地适应多种工况条件下的火灾自动报警要求。如图1。

图1 地铁线路火灾自动报警系统全线组网方案

2、地铁车站火灾自动报警系统设计分析

在地铁车站火灾自动报警系统设计中，设计人员应科学构建系统网络结构，以提高系统的火灾自动探测以及自动报警能力。地铁车站火灾自动报警系统一般包括各类型火灾探测设备、系统的输入输出模块、手动报警装置、隔离模块和消火栓按钮等，各功能模块以环状网络结构与火灾报警控制装置相连接，以实现对地铁车站站厅以及相关区域的火灾探测以及自动报警功能。如图2。

图2 典型车站火灾自动报警系统网络构成方案

2.1 自动化地铁车站报警系统中火灾探测子系统设计要点分析

在自动化地铁车站火灾报警系统设计中，火灾探测器不仅是构成自动报警系统的关键性环节，而且其质量性能也直接关系到火灾报警系统能否正常发挥其功能。因此设计人员在自动化地铁车站火灾报警系统的设计工作中应严格遵守消防设计规范要求，充分了解地铁车站的实际运行状态以及环境条件等各项要素，并根据地铁车站不同功能区域消防安全重点的不同选择相应的探测器设备。在自动化地铁车站火灾报警系统设计中，设计人员应充分考虑探测区域高度因素，在不同高度空间内设置相应类型的探测设备，以确保能够及时、有效地感知火灾风险。

2.1.1 地铁车站设备区及办公区域自动火灾报警系统设计

在地铁车站的自动火灾报警系统设计中，设计人员可以在车站的办公区域以及部分设备用房中设置感烟探测设备。感烟探测设备在探测火灾发生初期所产生烟雾时具有较好的探测效果，且能够有效探测烟雾产生的多种场所类型。但由于感烟探测设备有限，探测半径一般在5.8m 以内，因此在设置感烟探测设备时，设计人员应根据房间的具体面积合理确定感烟探测设备的布设位置以及布设数量。同时，在地铁车站的计算机房以及变配电室等重要控制设备用房内，还应设置气体灭火装置。由于空气流速以及环境相对湿度均较大，火灾发生时所产生的气体烟雾难以及时被感烟探测装置所感知，因此在地铁车站的洗手间以及茶水间等区域内应选择温度探测装置等设备，以便通过探测温度变化等来确保火灾异常能够被尽早发现，从而及时发出自动报警信息，保证地铁车站的消防安全。

2.1.2 地铁车站设备区走廊区域火灾自动报警系统设计

虽然感烟探测装置也可以应用在地铁车站的走廊区域，但由于在走廊区域内通常布设有大量的专业线路，如在设计方案中采用点式探测设备类型会对探测效果以及后期的维护管理产生不利的影响，在管线下方设置探测设备会使探测设备无法对烟气传播方向上的具体浓度进行探测，而将探测设备布设在走廊空间的吸顶位置，则会增加设备的管理维护难度。因此在设计实践中，设计人员可以在地铁车站的走廊区域采用探测灵敏度更高、安装操作简便，能够更好适应众多管线存在环境的吸气式探测设备，这样既可以保证火灾探测的有效性，也可以通过空气采样管的设置降低维护管理的难度。

2.1.3 地铁车站公共区域自动火灾报警系统设计

在地铁车站火灾自动报警系统的设计工作中，虽然感烟探测装置也可以设置在地铁车站的公共服务区域，但设计人员应充分考虑公共区域的实际装修情况，如其吊顶部分的镂空率达到了30%以上时，火灾发生时所产生的烟气就不会聚集在吊顶位置；而当吊顶镂空率在15%以下时，则吊顶下方的烟气聚集现象会较为明显，因此在根据吊顶镂空率的不同特点选择相应感烟探测装置布设位置。在对地铁车站站台区域的板下电缆夹层空间进行自动火灾报警系统设计时，由于该区域空间通常呈狭长特点，一旦发生火灾，在初期就会形成较大的燃烧面，且探测装置的布设位置也会受到空间因素限制，因此设计人员应结合该区域特点以及后期的管理维护要求采用线形缆式的温度感应类型探测装置。为适应地铁车站公共区域空间面积较大的特点，设计人员也可以采用探测灵敏度更高且便于检修维护的吸气式探测设备，而吸气式探测设备的主机则应设置在地铁车站的走廊空间内。但在采用该设计方案时应注意，与感烟探测设备相比，吸气式探测设备难以对火灾发生位置进行准确定位，可以根据实际情况综合采用其他类型的火灾探测设备，以提高火灾探测效果。

2.1.4 地铁车站区间自动火灾报警系统设计

在地铁车站火灾自动报警系统的设计工作中，由于隧道区间贯穿连接了各个地铁车站，其一旦发生火灾也会对地铁车站的消防安全构成严重的威胁，因此设计人员还应考虑车站区间的自动化火灾报警需要，为地铁系统的安全运行提供可靠的保障。与地铁车站其他空间相比，隧道区间的空间面积有限，且存在复杂的电力、通信管线设施，不仅电磁干扰较强，还存在大量的粉尘，其运行工况条件较为恶劣，对普通火灾探测设备的灵敏度和有效性都会产生一定的影响，视频监测等技术设备无法应用于该区域。设计人员应根据地铁车站区间特点，可以采用感温光纤进行自动火灾报警系统的设计，其技术原理主要是对光纤在温度方面的敏感性特征的利用，通过隔离应变方式实时监测地铁车站区间环境的温度变化。感温光纤探测技术具有较高的探测灵敏度以及环境适应性，且能够实现对环境温度变化的精确测定，建设及维护检修较为便捷。

2.2 自动化地铁车站报警系统中输入输出子系统设计要点分析

地铁车站火灾自动报警系统中，输入输出模板的主要功能是对外部设备状态进行监测控制，设计人员应根据地铁车站火灾自动报警系统的实际情况合理确定输入输出模块参数，以确保外部设备的状态信息能够及时、准确地向系统报警主机传输。

2.3 自动化地铁车站报警系统中手动控制子系统设计要点分析

目前在地铁车站火灾自动报警系统的设计工作中一般可以采用带电话插孔或者无电话插孔的两类手动报警装置。如果在设计方案中采用的是配置有电话插孔的手动报警装置时，设计人员应将其与电话系统相连，且电话模块应带有电话地址，从而保证手动控制以及通话功能均能够实现。同时应保证每个防火分区最少设置一只手动报警按钮，并且从一个防火分区内的任何位置到最邻近的手动报警按钮的步行距离不应大于30m。在地铁车站火灾自动报警系统的消防电话设计中，应根据地铁车站的不同位置设置不同壁挂式或者插孔式电话。一般在与火灾报警系统联动的消防水泵房、车站配变电室以及计算机房、环控机房等重点区域应采用壁挂式电话方式，而在消火栓处及其他位置则可以选择插孔电话方式。

2.4 自动化地铁车站报警系统中消火栓控制子系统设计要点分析

在地铁车站火灾自动报警系统设计中，设计人员应在消火栓箱体内设置消火栓按钮，以便在火灾发生时能够及时启动消火栓，以降低火灾危害。设计人员应合理确定消火栓布设位置，优化消火栓启动方案，以简化控制操作，确保火灾报警信息能够及时准确发出。

2.5 自动化地铁车站报警系统中隔离子系统设计要点分析

在地铁车站火灾自动报警系统的设计方案中，设计人员应根据系统结构特点以及地铁车站电路布设、运行情况等多种因素，合理设置隔离模块，每只短路格力模块保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等消防设备的总数不超过32 点；总线传阅防火分区时，应在穿越处设置总线短路隔离模块。现场部件出现故障时，短路隔离模块可对故障部件进行隔离，最大限度保障系统整体功能不受故障部件的影响。

3、自动化地铁车站火灾报警系统联动设计分析

在地铁车站的火灾自动报警系统设计工作中，设计人员还应使火灾报警系统能够与消防电源、消防自动喷淋系统、门禁、自动售检票、防排烟设备、照明、广播、电梯、防火卷帘等各个系统实现自动联动控制，以便及时发布火灾警报，引导人员疏散，并立即启动消防灭火设施，从而最大限度降低火灾风险以及灾害损失，保证人民群众的生命财产安全。如图3。

图3 消防联动控制流程图

3.1 合理确定火灾报警系统联动条件

设计人员在地铁车站的火灾自动报警与其他相关系统的联动设计中，还应适当增设手动控制功能，以避免出现误报误动作的情况。在系统联动设计中，设计人员应合理设定火灾判定特点，以提高火灾判断的准确性。目前根据消防安全设计规范要求和设计实践经验，一般应在满足同一防火分区内有2 个自动报警设备发出报警信息的；或在同一防火分区内有1 个自动报警设备和1 个手动报警设备发出报警信息的；或者结合气体灭火系统综合判定有火灾发生的；或者以人工现场确认方式判定有火灾发生这4 个条件中的任意一个时，即可判定发生火灾，自动发出火灾报警信息并启动各联动系统，从而及时开展消防救援工作。

3.2 地铁车站火灾自动报警系统联动接口设计要点

为实现地铁车站火灾自动报警系统与其他消防安全系统之间的联动，设计人员应加强联动接口设计。通常地铁车站火灾自动报警系统是以通信协议方式来实现与环境与设备监控系统以及综合监控系统之间的信息通信的。而MODBUS RTU 协议以及MODBUS TCP/IP 协议是目前比较常用的通信协议，其分别用于地铁车站火灾自动报警系统和环境设备监测控制系统以及综合性监控系统之间的信息交互。在联动设计方案中应采用双机冗余方式设置这2 个联动接口，以确保其具有较高的容错率以及稳定性。而在设计气体灭火系统和地铁车站火灾自动报警系统间的联动接口时，则应采用光纤通信方式。

3.3 地铁车站火灾自动报警系统联动功能设计要点

地铁的消防联动控制核心环节就是地铁车站的火灾报警系统与消防安全系统的联动控制。在地铁车站火灾自动报警系统联动消防系统的设计中，设计人员应合理选择消防泵以及喷淋系统的启动方式，一般可根据实际情况采用自动启动、手动启动以及消火栓按钮启动等。在地铁车站火灾自动报警系统联动通风空调系统设计中，设计人员应按照消防安全要求合理设计通风空调系统的防排烟模式，并与环境设备控制系统进行联动控制。此外，在联动设计方案中，火灾自动报警系统还应与地铁车站的门禁、自动售检票设备、垂直电梯、防火卷帘门、消防广播、CCTV等其他系统之间实现联动。

结语：

在地铁车站的自动化火灾报警系统设计中，设计人员应按照消防安全设计规范要求，结合地铁车站的实际情况不断优化系统结构，并通过各类消防安全设备的合理选择完善自动化火灾报警系统在探测感应、警报发出以及与其他消防设备联动启动等各方面的功能，从而确保地铁车站的运行安全，最大限度降低火灾损失和人员伤亡，为地铁系统的健康有序发展奠定坚实的基础，从而推动我国城市现代化公共交通事业的发展。