火灾自动报警导线选型及线路敷设问题

jek9528

火灾自动报警导线选型及线路敷设问题 [复制链接]

2. 1 　导线选型
    2. 1. 1 　导线型号
    对火灾自动报警系统的信号传输线路及联动控制线路的导线，在许多设计中选用耐火导线或电缆，我们认为这种选型既缺乏规范依据，又增加了工程造价。GB 5011621998《火灾自动报警系统设计规范》中，对火灾自动报警系统的导线做出规定，归纳如下:
    ①导线应为铜芯电线或电缆；
    ②系统传输线路和50 V 以下供电控制线路的绝缘电压不低于AC250 V ；采用220 V/ 380 V 供电的控制线路的绝缘电压不低于AC500 V ；
    ③系统传输线路的“ + ”极应选用红色导线，“ - ”极应选用蓝色导线；同一工程中相同用途导线的颜色应一致。该规范是火灾自动报警系统设计的基本规范，即最低要求规范，许多行业规范对此有一些更详细、更严格的规定。J GJ / T 1621992《民用建筑电气设计规范》在导线选择及线路敷设一节中规定，超高层建筑内的电力、照明、自控线路应采用阻燃型电线和电缆；重要消防设备的供电回路，宜采用耐火型电缆。对于一类高层建筑，对应上述项目的导线选型的用词，分别改为“宜”和“有条件时可采用耐火电缆”。而对于二类高层和低层建筑内的消防用电设备，宜采用阻燃型电线和电缆。
    从上述规范的规定中我们清楚地看出，对于超高层建筑内的重要消防设备(消防水泵、消防电梯、防排烟风机等设备) 的供电回路，才做出了宜采用耐火型电缆的规定。因此，对于包括超高层建筑在内的火灾自动报警系统的导线，只要选用阻燃型导线或电缆即可满足规范规定。在规范规定范围内，设计人员为了自身设计的安全性或者对规范把握不准而人为提高标准的做法，是以牺牲经济指标为代价的一种行为，而设计文件的经济指标，也是设计工程中应当遵循的一项准则。因此，这种人为提高配线标准的做法不应提倡。
    2. 1. 2 　导线规格
    火灾自动报警系统的信号传输导线，主要是信息传递的通道，能量传输的作用稍次，单就载流量而论，选用1.5 mm2 的铜芯导线足矣，因为国产报警系统回路的最大工作电流不超过1 A (进口系统报警回路的工作电流更小) ，而回路设备的工作电压范围又很宽，通常在16～30 V 之间，在多数系统规定的回路导线最大长度范围内(通常为1 200～1 500 m) 1.5 mm2 及以下的铜线均能满足要求，而且多数产品制造商在其设计手册中也都有回路设备接线端子的最大连接导线的截面积≤1.5 mm2 的规定。但是导线截面的下限，必须按GB 5011621998 的规定，满足敷设时机械强度的要求。对于联动控制的外控电源线，应根据负载情况进行必要的计算。联动控制系统的电源电压多数为DC24 V ，由于其工作电压低，因此回路电压降是供电的主要矛盾。通常情况下，联动电源的负载主要是直流继电器、电磁阀(如雨淋阀的驱动电磁阀、防排烟风阀的脱扣电磁阀、预作用系统的排气电磁阀等) 、警报装置及区域显示器等器件。其中，电磁阀的工作电流较大，通常1～115 A 左右，而其端电压的要求多数为≥85 %Ue ，即最大电压降为15%，此时回路的最大阻值为:
R = 24 ×0. 15/ 1. 5 = 2. 4 Ω ，
直流供电半径r = RS/ (2ρ)
式中: r ———直流供电半径，m；
R ———回路导线的总电阻，Ω；
S ———导线的截面积，mm2 ；
ρ———导线电阻率，mm2·Ω/ m。
    如果电源线采用1.5mm2 的铜芯导线，在不计导线连接接触电阻的条件下，最大供电半径为:rmax = 2.4 ×1.5P(2 ×0. 01724) ≈ 104 m
    实际上，由于施工质量的原因，实际工程中的导线接触电阻是不可以忽略不计的。因此，在建筑面积1.5万m2 及以上的工程中， 联动电源采用单回路1.5 mm2的铜芯导线供电时，系统最远点的阀类设备的动作是不可靠的，这就是为什么在消防检测或验收过程中，经常出现防排烟阀动作不正常的重要原因。
    根据上述分析，建议在设计较大工程的联动电源时，可采取下列措施:
    ①竖井内的干线选用2.5mm2 及以上截面的铜芯导线；
    ②层用电源线选用1. 5 mm2 截面的铜芯导线，但应环形布线或采用215 mm2 截面的铜芯导线(要符合产品设计手册对连接导线截面的要求) ；
    ③特殊情况下，可以双向供电，在系统的最远处，增加一套直流供电装置。
    2. 2 　导线的布线方式
    目前，火灾自动报警系统的布线方式大体可分为两种方式，一种为水平布线方式，另一种为垂直布线方式。
水平布线方式:所有回路干线、联动电源干线等均在弱电井内垂直敷设，而在平层内所有线路均不穿越本层，且所有导线均汇接于本层的接线箱内。此种布线方式完全符合GB 5011621998《火灾自动报警系统设计规范》和GB 506621995《火灾自动报警系统施工及验收规范》中的规定，同时也符合J GJ / T 1621992《民用建筑电气设计规范》中的规定。这种布线方式具有布线清晰明了、运行维修方使的特点，应该广泛被采用。
    垂直布线方式:除了在弱电竖井有垂直敷设的导线外，在平层中也有穿越本层的导线，通常情况下，这种布线方式的设计者，把各层竖向安装位置相同的联动模块的回路线和电源线垂直敷设，其理由是:
    ①提高系统的安全性从GB 5011621998《火灾自动报警系统设计规范》中第10.2.1 条和第10.2.2 条可以看出，联动控制的导线敷设比信号传输线路的敷设要求高，因此应该把模块回路单独布线。
    ②节省导线，可降低工程造价。
    实际上，上述两种理由都是不充分的，存在概念不清的问题。
    首先，GB 5011621998《火灾自动报警系统设计规范》是各种火灾自动报警系统的统一规范，它不仅适用于控制中心报警系统、集中报警系统，也适用于区域报警系统。就火灾自动报警系统的产品特点而言，有报警、联动分离系统，又有报警、联动一体化系统，因此对于区域报警系统和报警、联动分离系统中的报警系统，其导线的敷设方式可以按GB 5011621998《火灾自动报警系统设计规范》中的第10.2.2 条的规定，采用比联动控制系统导线敷设标准较低的标准敷设导线。但对于报警、联动一体化系统而言，回路总线中不仅传输报警信息，而且传输控制命令信息；就控制器的硬件而言，我们无法把报警功能和联动功能分开，那种通过把联动模块与报警器件分回路、分卡布线，试图提高系统可靠性的做法，也是一种误解。按照公安部网站上公布的火灾处理程序规定，值班人员在确认火灾后，应将火灾报警控制器置于自动状态，使系统联动。而联动控制的条件就是报警信息，请问，报警系统工作不可靠，联动控制的依据是什么? 由此可见，对于报警联动一体化系统，所有的导线均应按照联动控制的标准敷设。
    其次，为了限制系统的故障范围，每层或每个防火分区至少应设置一个短路隔离器。如果模块采用垂直布线，隔离模块如何设置? 如果每一个竖向布线回路均设置一个短路隔离器，其结果是一旦隔离器动作，将会使该工程的某项联动功能全部失灵，后果更为严重。而在水平布线时，即使本层的短路隔离器动作，在火灾确认后，需要联动的相关部位设备，如切断非消防电源、接通应急广播、打开相邻楼层的正压送风阀等仍然可以联动。
    垂直布线确实可以节省一部分联动电源线，但是增加了一趟垂直敷设的保护管，综合计算，经济效果不明显，况且该种布线方式给维护带来了较大的不便。
    由此可见，垂直布线对于提高系统的安全性无任何益处，同时经济效果也不明显，因此这种布线方式不宜提倡。