安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
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未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
0引言
綜合管廊，指建于城市地下，用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。統(tǒng)籌安排城市工程管線在綜合管廊內(nèi)的敷設(shè)，對集約利用城市建設(shè)用地，減少道路頻繁開挖，延長管線、路面使用壽命，提高資源有效利用率，有著顯著優(yōu)勢，具有重要的意義。
當(dāng)前，全國各地已建成一定體量的城市綜合管廊，但部分管廊缺乏養(yǎng)護(hù)，造成管廊設(shè)施損壞，使管廊安全運營存在隱患。因此，亟需對綜合管廊進(jìn)行提升改造。隨著綜合管廊運營經(jīng)驗的逐漸積累，規(guī)范不斷更新，綜合管廊設(shè)計理念也在不斷迭代。本項目以某沿海大型城市綜合管廊、電力隧道提升改造為例，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行概述，論述火災(zāi)自動報警系統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、圖像與線型光束復(fù)合型火災(zāi)探測器在沿海地區(qū)的應(yīng)用。
1設(shè)計條件
1.1項目概況
本項目針對某沿海城市已建成的綜合管廊及電力隧道（以下簡稱“綜合管廊”)進(jìn)行提升改造，使廊內(nèi)設(shè)施滿足日常運行需求?，F(xiàn)狀綜合管廊存在以下問題:
①現(xiàn)狀綜合管廊消防、監(jiān)控系統(tǒng)大部分未安裝。②部分綜合管廊由于建設(shè)年份較早，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB50838-2015)《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB51309-2018)等規(guī)范存在偏差，改造涉及部分需執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范。③部分綜合管廊建設(shè)完畢后，缺乏養(yǎng)護(hù)，已安裝的通風(fēng)、排水、照明系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)不同程度的損壞，管廊內(nèi)部分出現(xiàn)滲水、金屬設(shè)備腐蝕的情況。④項目所在地屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，受空氣中存在的鹽霧和水汽影響，綜合管廊內(nèi)濕度大，如圖1所示。一般金屬制品易腐蝕，為此，設(shè)備選型應(yīng)考慮防潮、防銹、防鹽霧，滿足沿海地區(qū)特殊的氣候條件使用要求。
本項目提升改造范圍，包括已建成的20.01km綜合管廊和21.03km電力隧道、一個主控中心(主消防控制中心)和一個分控中心(分消防控制中心)。按艙室分為雙艙綜合管廊、單艙綜合管廊、單艙電力隧道。入廊管線為:給水管道、中水管以及直飲水管、220kv及110kv高壓電纜、10kv中壓電纜、通信電纜。綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖如圖2~圖4所示。
現(xiàn)狀綜合管廊中，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)基本需新建，是本次提升改造的內(nèi)容之一。其特點是與安全緊密相關(guān)，子系統(tǒng)數(shù)量多，且需滿足長距離傳輸?shù)囊蟆?/span>
1.2綜合管廊火災(zāi)情況特點
綜合管廊艙室火災(zāi)危險性分類如表1所示，由表1可知，電力電纜火災(zāi)危險性等級高，應(yīng)引起足夠重視。電纜火災(zāi)具有如下特點:
（1）綜合管廊平時僅有少量工作人員巡查，火災(zāi)不易被察覺。
（2）電纜密集，一處電纜發(fā)生火災(zāi)時，容易引起周圍電纜燃燒。
（3）綜合管廊空間小，燃燒時有害氣體大量釋放聚集，給生命安全帶來嚴(yán)重威脅。
（4）綜合管廊狹長，大型設(shè)備不易進(jìn)場，外援撲救困難，災(zāi)后線路搶修和恢復(fù)需要較長的時間。
（5）綜合管廊作為高壓輸電線路、中壓配電線路、主線和支線通信光纜的輸送通道，線路數(shù)量多，服務(wù)范圍廣，遇到火情，容易造成大范圍停產(chǎn)停電的嚴(yán)重后果。
由此可知，設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，對綜合管廊安全運營意義重大。
2火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)形式的選擇
本項目包含一個主控中心和一個分控中心，故采用控制中心報警系統(tǒng)。
2.2火災(zāi)自動報警系統(tǒng)框架
（1）在主控中心、分控中心設(shè)置中心火災(zāi)報警控制柜，柜內(nèi)設(shè)置火災(zāi)報警聯(lián)動主機(jī)及各子系統(tǒng)主機(jī)；
（2）在綜合管廊含電力電纜艙室每4~8個防火分隔中，設(shè)置分區(qū)火災(zāi)報警控制器(聯(lián)動型)及各子系統(tǒng)分區(qū)主機(jī)，包括分區(qū)消防電話主機(jī)(含光端機(jī))、分區(qū)消防廣播主機(jī)(含光端機(jī))、分區(qū)防火門監(jiān)控器、分區(qū)消防電源監(jiān)控器、分區(qū)電氣火災(zāi)監(jiān)控器。每個防火分區(qū)設(shè)置超細(xì)干粉滅火控制器，分區(qū)應(yīng)急照明控制器按點位數(shù)量設(shè)置。根據(jù)回路數(shù)量和長度，設(shè)置分區(qū)分布式感溫光纖主機(jī)。圖5所示為某主干光纖環(huán)網(wǎng)火災(zāi)自動報警主機(jī)拓?fù)鋱D。
（3）火災(zāi)自動報警系統(tǒng)終端設(shè)備，設(shè)置在綜合管廊含電力電纜艙室的各防火分區(qū)內(nèi)，包括分布式圖像與線型光束復(fù)合型火災(zāi)探測器、點式感煙探測器、分布式線型感溫光纖、火災(zāi)報警按鈕、聲光報警器、消防廣播、消防電話、防火門模塊、消防電源監(jiān)控模塊、電氣火災(zāi)監(jiān)控模塊、應(yīng)急照明、消防聯(lián)動裝置等?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)終端系統(tǒng)設(shè)備連接如圖6所示。
2.3信息傳輸網(wǎng)絡(luò)
火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可靠運行，離不開穩(wěn)定的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，此處信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，是指實現(xiàn)控制中心和管廊分區(qū)主機(jī)之間和主、分控中心之間的通信。
光纖通信網(wǎng)絡(luò)具備較高的通信可靠性及較大通信帶寬，單模光纖信道應(yīng)用傳輸距離為2km。針對綜合管廊跨度較長、位置分散的特點，采用單模光纖環(huán)網(wǎng)通信是適合的。管廊分區(qū)主機(jī)與各防火分區(qū)內(nèi)報警及聯(lián)動設(shè)備，通常采用總線連接。
為提高傳輸可靠性，減少線路故障影響范圍，將綜合管廊劃分為6個主干光纖環(huán)網(wǎng)，如圖7所示。按照就近接入，其中，4個環(huán)網(wǎng)接入主控中心，2個環(huán)網(wǎng)接入分控中心，同時，在主分控間敷設(shè)獨立光纜，用于主分控間主機(jī)通訊。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的各子系統(tǒng)共用36芯光纜，可合理降低材料成本及人工成本，值得注意的是，考慮光纜芯數(shù)時，除各子系統(tǒng)需使用的光纖芯數(shù)外，建議為未來發(fā)展預(yù)留一定的備用芯數(shù)。
2.4火災(zāi)探測報警子系統(tǒng)
在綜合管廊進(jìn)料口夾層、通風(fēng)口夾層設(shè)置手動報警按鈕及火災(zāi)聲光報警器，綜合管廊每個防火分隔內(nèi)均勻設(shè)置手動報警按鈕(帶電話插孔)及火災(zāi)聲光報警器，防火分隔兩側(cè)各設(shè)置1套手動報警按鈕(帶電話插孔)、1套火災(zāi)聲光報警器。
關(guān)于火災(zāi)探測器的設(shè)置，相關(guān)規(guī)范要求有所不同，具體如表2所示.經(jīng)分析可知:①感煙探測器應(yīng)設(shè)置；②電纜表層感溫火災(zāi)探測器應(yīng)設(shè)置；③在設(shè)置有自動滅火系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)置空間感溫探測器。
本項目采用在艙頂設(shè)置分布式感溫光纖監(jiān)測空間溫度，通過Ｊ型膨脹鉤在艙頂?shù)跹b，與艙頂距離約10cm，沿管廊和設(shè)備夾層通長敷設(shè)于管廊頂部的中心位置，但應(yīng)避開局部熱源(如照明等)，分布式感溫光纖標(biāo)準(zhǔn)報警長度不大于3ｍ，每臺分區(qū)分布式感溫光纖主機(jī)出線回路應(yīng)不超過4個，所有回路總長不超過10km。分布式感溫光纖通過分區(qū)分布式感溫光纖主機(jī)，就近接入分區(qū)火災(zāi)報警控制器，同時，可通過分區(qū)分布式感溫光纖主機(jī)，上傳至主、分控中心內(nèi)的分布式感溫光纖主機(jī)。
在電力電纜表層設(shè)置線型感溫火災(zāi)探測器。
綜合管廊凈高按2.8ｍ計時，考慮安裝支架，圖探中心安裝高度約2.5m。如圖9所示，可覆蓋圖像探測器盲區(qū)，故按不超過,100ｍ間距布置，布置時，需根據(jù)平面彎折及縱向起伏布置探測器，以滿足保護(hù)面積全覆蓋的要求。
項目地處沿海地區(qū)，環(huán)境十分潮濕，常規(guī)護(hù)罩上的普通玻璃容易產(chǎn)生凝露和水霧。為了解決這個難題，本項目采用專用多層鍍膜玻璃，在保持鏡片不小80%的高透光率下，使水和油脂等大多數(shù)物體不易附著在玻璃上，大大降低凝露對探測器的影響，提高了探測器穩(wěn)定性，有效延長使用壽命。同時，要求防護(hù)等級為IP68以防潮、防銹、防鹽霧。
2.5防火門監(jiān)控子系統(tǒng)
分區(qū)防火門監(jiān)控器設(shè)置于投料口、通風(fēng)口夾層，每4~8個防火分隔設(shè)置１臺。防火門位于疏散通道上，需要設(shè)置用于反饋防火門開閉狀態(tài)的門磁開關(guān)。在常開防火門的地方安裝電動閉門器，發(fā)生火災(zāi)后由監(jiān)控模塊控制關(guān)閉防火門。消防控制室應(yīng)能顯示防火門工作狀態(tài)。
2.6應(yīng)急照明和疏散指示子系統(tǒng)
按照規(guī)范要求，設(shè)置在離地面8m及以下的燈具，需要使用電壓等級不大于DC36V的A型燈具。現(xiàn)狀應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)缺失破損較為嚴(yán)重，且電壓等級為AC220V，與現(xiàn)行規(guī)范不符，需按現(xiàn)行規(guī)范更換為DC36V燈具，燈具防護(hù)等級為IP65。
由于本項目設(shè)有消防控制室，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制型系統(tǒng)。
設(shè)置在有人值班的主、分控制室內(nèi)的應(yīng)急照明控制器起集中控制功能，其余設(shè)置在無人值班的管廊夾層內(nèi)。應(yīng)急照明控制器間，通過光纖組成環(huán)網(wǎng)。
每個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明集中電源。從分區(qū)應(yīng)急照明控制器至末端集中電源，通訊距離為1.5km，若超過需增加CAN中繼器。結(jié)合燈具數(shù)量和傳輸距離，合理設(shè)置分區(qū)應(yīng)急照明控制器。
2.7消防廣播子系統(tǒng)
本項目采用控制中心報警系統(tǒng)，故需設(shè)置消防廣播。消防廣播系統(tǒng)架構(gòu)分為三層：①主、分控中心內(nèi)設(shè)置消防廣播主機(jī)及光端機(jī)；②綜合考慮功率放大器的功率和線路損耗，合理設(shè)置分區(qū)消防廣播主機(jī)；③在含電力電纜的艙室內(nèi)、進(jìn)料口夾層、通風(fēng)口夾層內(nèi)設(shè)置消防廣播。消防廣播為吸頂安裝，消防廣播獨立穿管敷設(shè)。
消防廣播和分區(qū)消防廣播主機(jī)采用耐火廣播線線相連。分區(qū)消防廣播主機(jī)與控制室內(nèi)消防廣播主機(jī)由于距離較遠(yuǎn)，需通過光端機(jī)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，采用光纖傳輸。
2.8消防電話子系統(tǒng)
管廊內(nèi)應(yīng)設(shè)置通信系統(tǒng)，本工程將固定電話和消防專用電話合并，使用獨立的消防通訊系統(tǒng)，消防電話系統(tǒng)架構(gòu)分為三層:①主、分控中心內(nèi)，設(shè)置消防電話主機(jī)及光端機(jī)；②在管廊內(nèi)適當(dāng)區(qū)域，設(shè)置分區(qū)消防電話主機(jī)；③在夾層、管廊層內(nèi)，每隔100m設(shè)置消防電話分機(jī)，消防電話分機(jī)和分區(qū)消防電話主機(jī)。
2.9消防電源監(jiān)控子系統(tǒng)
針對每個防火分區(qū)消防電源進(jìn)行監(jiān)控，信號由分消防電源監(jiān)控器上傳至控制室內(nèi)防電源監(jiān)控器消防電源監(jiān)控器通過中文,實時顯示消防用電設(shè)備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)、故障報警信息，及被監(jiān)測電源的電壓。準(zhǔn)確顯示故障點的位置。
2.10電氣火災(zāi)監(jiān)測子系統(tǒng)
對每個防火分區(qū)電源總箱進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控，信號由分區(qū)電氣火災(zāi)監(jiān)控器上傳至控制室內(nèi)電氣火災(zāi)監(jiān)控器，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對受控對象配電箱的剩余電流和過電流溫度情況實施監(jiān)控，對配電線路的故障實施報警，并顯示其狀態(tài)，不切斷電源。
2.11超細(xì)干粉滅火子系統(tǒng)
超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)包括控制和管網(wǎng)布置兩部分，與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)相關(guān)的是控制部分，系統(tǒng)應(yīng)有自動控制方式，超細(xì)干粉自動滅火裝置的自動控制，在收到同一防火分區(qū)內(nèi)兩個獨立火災(zāi)報警信號后，才能啟動，并應(yīng)啟動延遲，延遲時間不大于30s，每個防火分隔為１個滅火分區(qū)，著火時，應(yīng)啟動著火點所在防火分隔及相鄰防火分隔的自動滅火裝置。
3安科瑞智慧消防平臺介紹
3.1平臺結(jié)構(gòu)
3.2平臺主要功能介紹
3.2.1首頁
用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設(shè)備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預(yù)警顯示。
3.2.2消防子系統(tǒng)
智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎(chǔ)信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節(jié)點顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。
消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，系統(tǒng)也能實時地發(fā)出警報，能讓相關(guān)人員及時維修維護(hù)，保障消防安全。
防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風(fēng)險閾值，APP、短信報警、電話報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災(zāi)隱情。
消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部件（如消防報警主機(jī)、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對各個部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示?？砷L期記錄電壓電流運行參數(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進(jìn)行分析，對可能產(chǎn)出問題的隱患進(jìn)行警示。
防火門子系統(tǒng)通過與門禁報警、視頻識別的關(guān)聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。
應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應(yīng)急燈具的實時監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)報警信息后，可調(diào)出報警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報警現(xiàn)場視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實現(xiàn)火災(zāi)報警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。
消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€建筑、項目節(jié)點的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。
3.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许椖康碾[患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計分析。
3.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報表和能耗預(yù)測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統(tǒng)計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗預(yù)測分析。
3.2.5手機(jī)APP
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等。
3.3配置
3.3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
3.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場硬件配置清單：
注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大
3.4產(chǎn)品介紹
電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
