1引言

    火災自動報警系統作為現代建筑中重要的消防安全設施正日益得到廣泛的應用和重視，但是在實際使用中存在的某些問題也頗令人深思，如：國內消防電子產品行業近十幾年來雖然產品有了很大改進、質量不斷提高、檢驗認證制度日臻完善，但是系統在使用中出現的各種問題和事故卻仍然不少。以筆者多年從事火災自動報警系統工程調試及驗收的體會：這其中誠然有產品尚須改進和完善之處，但是消防工程中所存在的諸多問題也不容忽視。這里略舉某企業在客戶檔案中所記錄的幾個實例。

    例1：同批出廠檢驗合格的產品用于某建筑，一些總線制產品安裝在相距控制器較近的某回路上出現故障，檢查這些故障點處的接線及工作電壓均正常，如果將這些工作不正常的產品與另一回路相距控制器較遠且工作正常的等數量規格產品調換(包括回路板)后，情況則反之。

    例2：同批出廠型號及配置基本相同的兩套系統分別安裝在同一地區兩棟大樓內，其一工作十分穩定，兩年來無一次報修，而另一套系統卻經常損壞，甚至一年數次發生大面積損壞。

    例3，幾個卷簾門控制模塊安裝在系統某回路上距離控制器約400-500m，平時工作正常，而且單獨或當該回路上啟動模塊數量較少時這幾個模塊均能正常啟動，但是當該回路上的6個聲光報警器全部報警加上17個輸出模塊啟動后，再啟動這幾個卷簾模塊時則不動作，造成受控卷簾門該降而不降。以上3例看似與產品性能質量有關，但是經廠方與施工方查明驗證：均系系統管線施工問題所造成，將以上工程管線施工問題解決后，系統恢復正常，目前尚未出現上述異常情況。

    據了解，目前國內多數消防電子產品生產企業和消防工程公司每年都會或多或少地收到用戶類似的事故報告和維修請求。關于火災自動報警系統施工中所存在的問題及其危害早已引起國內有關部門及人士的高度重視，正如北京市消防局趙英然在《論消防工程專業施工的幾個基本問題》中所說：“消防工程不同于一般工程，它是安全工程。從目前情況看，大部分消防工程專業施工企業只滿足消防功能，忽視施工的安裝質量，這個問題非常嚴重，往往導致系統運行不可靠，甚至發生燒毀設備的嚴重事故。”叫解決火災自動報警系統施工中存在的諸多問題，應從規范修訂、工程設計、施工質量以及驗收把關等方面進行系列改進和優化整合。

    2關于管路的敷設

    火災自動報警系統施工中關于管路的敷設要求在我國GB50016-2003{建筑設計防火規范}(以下稱《建規》)、GB50045—95《高層民用建筑設計防火規范》(以下稱《高規》、GB50116—98《火災自動報警系統設計規范》(以下稱《設計規范》以及GB50166—1992《火災自動報警系統施工及驗收規范》(以下稱《施工驗收規范》)中都作了大同小異的規定，如在《設計規范》中：

    第10．2．1條火災自動報警系統的傳輸線路應采用穿金屬管、經阻燃處理的硬質塑料管或封閉式線槽保護方式布線。

    第10．2．2條消防控制、通信和警報線路采用暗敷設時，宜采用金屬管或經阻燃處理的硬質塑料管保護，并應敷設在不燃燒體的結構層內，且保護層厚度不宜小于30mrn。


當采用明敷時，應采用金屬管或金屬線槽保護，并應在金屬管或金屬槽上采取防火保護措施。采用經阻燃處理的電纜時，可不穿金屬管保護，但應敷設在電纜豎井或吊頂內有防火保護措施的封閉式線槽內。

    在《施工驗收規范》中還作了如下規定：

    第2．2．1條應符合現行國家標準《電氣裝置工程及施工及驗收規范》的規定。

    第2．2．6條敷設在多塵或潮濕場所管路的管口和管子連接處，均應作密封處理。

    第2．2．8條管子入盒時，盒外側應套鎖母，內側應裝護口，在吊頂內敷設時，盒的內外側均應套護口。

    從以上規定條款可以看出：有關規范中對管路的敷設要求主要側重于保護消防配電導線免受機械損傷及其阻燃等作用，卻忽略了一個重要方面：即導線管路應兼有屏蔽和泄放強電、漏電、靜電、雷電及電磁干擾的作用。由于規范中對管路敷設在許多場合不要求采用金屬管或封閉式金屬線槽，而塑料管不能起到屏蔽電。磁干擾和泄放雷電、靜電、漏電等作用，另外對于室外以及地下建筑的管路敷設要求在上述規范中未作十分有效的規定。

    有些設計部門照搬處方式規范，而對規范中沒有明確要求的則應采用性能化設計理念，個別施工方為了降低工程造價而忽視施工質量。如：在室外低洼潮濕甚至在沿海富含腐蝕性地下鹽水地區，仍采取在無密封措施的塑料或金屬管中穿配電導線的作法(注：即使按規范要求對管路的管口和管子連接處采取了密封措施，也無法解決管路中間有裂縫和耐腐蝕等問題)。

    關于建筑物內的敷管質量及現狀也令人堪憂：一方面是規范中的有關要求尚有欠妥之處，造成目前暗敷設管路大多采用塑料管，對管路中應選用何種材質的接線盒也未作明確規定；另一方面施工方不按有關規范要求施工，對明敷設管路也選用塑料管，或者雖然采用了金屬管，但在管路的交接處卻采用塑料接線盒，或在管(槽)與接線盒接口處不加鎖母進行連接和護口保護，使管路多處斷開，沒有形成整體貫通。將這樣的管路即使在控制器入口端接地，也起不到應有的防雷擊、抗電磁干擾等作用。現代建筑中各種強電、通訊、控制等各種管線交織縱橫，免不了有些管線與火災自動報警系統的弱電通信及控制管線交叉或并行，這些強電或載波通訊線路對附近的消防配電線路會產生較強的輻射電磁場或電脈沖耦合干擾，從而影響火災自動報警系統的弱電通信和控制，使系統工作異常。雖然有關國標中對一些主要消防電子產品也作了類似技術要求和檢驗，但主要側重于產品本身的檢測，受干擾的導線長度一般在1－5m。另外當消防敷設管路與穿在其中的配電導線之間絕緣電阻過低或短路時，對塑料管或沒有整體貫通的金屬管來說，線與管間的絕緣電阻究竟如何又很難檢測并發現短路問題，如果遇有附近強電線路漏電或靜電放電以及雷擊或雷電感應等情況，由于系統管路不能有效屏蔽和泄放入地，一旦串入火災自動報警系統將造成無法估量的后果——輕則系統出現故障、漏報、誤動、失控等現象，重則造成設備損壞或系統癱瘓。所以對火災自動報警系統管路的敷設要求應作如下改進：

    (1)室內火災自動報警系統的配電線路無論明敷還是暗敷，均應在有防火保護措施的金屬管或封閉式金屬線槽內敷設；當采用礦物絕緣類屏蔽電纜時，可直接敷設。

    (2)敷設在室外或潮濕場所的配電線路應采用阻燃或耐火屏蔽電纜(注：通信線應采用雙絞線屏蔽電纜)，敷設在電纜井或電纜溝內的屏蔽電纜可不采取防火保護措施。

(3)對同一回路金屬管連接處應采用金屬接線盒連接，管子入盒時，盒外側應套金屬鎖母將管子鎖緊，內側應裝護口；金屬線槽交接處應采用U型鍍鋅金屬槽且兩邊各用兩個金屬螺釘母連接，待管線敷設好后，要扣好線槽頂端的屏蔽蓋；火災自動報警系統工程中所用的接線盒均應采用金屬接線盒；屏蔽電纜中間若有接線頭，應將接線頭及外屏蔽層焊接后采取絕緣、防潮、防腐處理。

    (4)金屬管(槽)以及電纜屏蔽層應在消防控制中心的入口端會同控制器機殼與保護地良好連接，有關保護地及接地電阻等要求應符合《設計規范》中5·7款之規定。

    火災自動報警系統工程中另一個常見問題是：某些建筑不設有消防專用地線或者設有不合格的地冀：致使系統接地端要么懸空，要么只好接在暖氣管、水管或市電“0”線上，不僅保護作用大打折扣，還會引入雷電或其它強電擊毀設備，也增加了電擊傷人的危險。

    3關于導線的敷設

    火災自動報警系統配電導線的敷設要求在《建規》、《高規》、《設計規范》和《施工驗收規范》中除作了應穿管保護或采用阻燃電纜直接敷設外，還作了其它相應規定，如《施工驗收規范》中：

    第2．2．3條在管內或線槽內的穿線，應在建筑抹灰及地面工程結束后進行。在穿管前，應將管內或線槽內的積水及雜物清除干凈。

    第2．2．3條不同系統、不同電壓等級、不同電流類別的線路，不應穿在同一管內或線槽的同一槽孔內。

    第2．2．3條導線在管內或線槽內，不應有接頭或扭結。導線的接頭，應在接線盒內或用端子連接。

    第2．2．3條火災自動探測報警系統導線敷設后，應對每回路的導線用500V兆歐表測量絕緣電阻，其對地絕緣電阻不應小于20MΩ。

    以上條款對確保導線敷設質量起到了一定作用，但是在實際施工中仍存在較多問題，主要集中在以下幾個方面：

    3．1在穿線前，不將管內或線槽內的積水及雜物清除干凈、也不用銼刀將線槽或管頭處的毛刺清除、管子入盒時盒外側不套鎖母、內側不裝護口，致使穿線時劃傷導線；對接線盒內的接線頭不焊接也不采用防水膠帶包裹，降低了導線接線頭處的防水和抗拉性能，而且增加了接觸電阻；在金屬管內設有接線頭，穿線時使接線頭處的包裹膠帶脫落造成短路；對敷設在室外或潮濕場所的導線不采用屏蔽電纜，而是將導線穿在防滲漏措施較差的金屬管或塑料管內；對埋人地下的屏蔽電纜接線頭，不做防水、防腐蝕和外屏蔽層連接處理。以上施工方法其結果不僅加速了導線老化，縮短了使用壽命，也使導線線與線間以及線與管間的絕緣電阻不合要求甚至短路，使系統無法正常工作。由于規范中對敷管允許采用塑料管或雖然用了金屬管卻沒有整體貫通，這樣即使線與管間發生了短路也很難檢測和排除。

    3．2將火災自動報警系統的探測總線與系統的電話線、廣播線以及集中機＼區域機、控制器＼樓層顯示器、消防中心＼滅火控制器間的通信線、多線聯動線、甚至非本系統的導線穿在同一管內或線槽的同一槽孑L內，形成交互干擾，使系統無法正常工作甚至損壞。

 3．3規范中對火災自動報警系統的配電導線在是否采用雙絞＼單根、多芯＼單芯以及軟＼硬等方面未作明確規定和要求，所以設計和施工部門在選用系統配電導線上有些盲目和隨意，有些地區甚至要求一概采用單根銅導線。

    目前國產火災自動報警系統已由早期的多線制改進為總線制，信號傳輸技術已由過去的開關式改進為數字式，而數字通信在二總線中傳輸時，要求二總線間的電容值越小越好，如果二總線間的電容值較大，信號傳輸中的波形畸變就越嚴重，這對系統通信尤其是遠程通信十分不利。經測試：兩根并行導線約400m其線間電容值就相當于1000m的雙絞導線(銅芯截面積均為1mi"n2)，數字通信波形在并行導線中僅傳輸300m其畸變程度就相當于1000m的雙絞導線，可見并行導線與雙絞導線對系統總線通信的影響差別之大。因此，火災自動報警系統的各類通信總線及探測總線均應采用雙絞多芯銅導線，對于承擔系統通信任務的電纜線亦應采用雙絞線屏蔽電纜，只有電源線或多線制控制線可采用單根多芯銅導線。強調采用多芯銅導線是因為多芯銅導線較柔軟，在穿線及接線過程中不易折斷和劃傷。

    3．4在消防工程調試及驗收中，有時會遇到上面例3的情況，究其原因是選用導線的銅芯截面過小使導線回路阻抗過大所致，此外由于導線選用不當還會造成系統總線制設備開機時即報大量故障的情況。有的設計和施工部門為了防止出現此類問題，又不顧實際需要一概選用銅芯截面過大的導線、或在某回路上本可敷設一對電源線卻多敷了幾對電源線，致使施工穿線發生困難并造成不必要的浪費。

    如何選用銅芯截面合適的導線?在目前處方式設計規范中不可能給出詳細的明示，應按照性能化建筑防火設計原則，從以下幾方面著手解決：

    3．4．1作為產品生產廠，應在產品說明書中給出系統設備的詳細技術參數和指標：包括系統各類通信總線的最大允許回路阻抗，各類總線回路的額定帶載量，以及各種總線制設備在監視＼報警＼啟動＼回答等不同情況下需要消耗的通信總線以及電源總線的最大工作電流，等等……

    關于系統各類通信總線的最大允許回路阻抗，目前國內廠家在其產品說明書中多數沒有直接給出或者給出的是總線回路額定通信距離，最大允許回路阻抗通常需要設計和施工部門綜合廠方給出的各設備工作參數以及總線回路帶載量等指標進行計算后間接得出。筆者認為：這一重要參數廠方在說明書中應盡可能直接給出、不便直接給出的也應給出實用計算方法(尤其是總線回路帶載量較大而且在額定帶載量范圍內允許不同耗電設備自由混接的火災自動報警系統)，以方便工程設計、施工、檢測和驗收。

    另外針對現場某些消防設備諸如卷簾門、送風機、排煙機、防火閥、電控防火墻等具有動作后自鎖功能的設備，廠方可將總線制輸出模塊設計成單脈沖控制啟動方式，以緩解同一總線回路上因模塊啟動數量過多使電源總線電壓下降過大的問題(注：此功能改進與現行GB16806—1997《消防聯動設備通用技術條件》中的相關要求不符，從實用角度出發應對該標準作相應修訂)。

    3．4．2作為設計和施工部門，應根據工程中系統設備的具體配置及傳輸距離等情況利用廠方提供的產品指標和參數進行相關計算后，來恰當地選擇各總線回路以及多線制聯動導線規格。

有些廠方給出的參數或指標如：總線最大允許回路阻抗或回路額定通信距離，是指一個總線回路在滿載最不利情況下的保底參數，實際工程應用中各總線回路在設備配置及距離等方面有很大差異，如果不考慮工程的具體情況，在管線選擇上盲目照搬指標參數或簡單地等同劃一，一是可能造成系統故障和失控，二是可能增加不必要的管線成本。

    系統的通信總線及探測總線應采用雙絞多芯銅導線。在選購通信導線前，應根據建筑平面圖計算本系統中各回路最遠點設備與控制器間的布線距離，確保最遠點通信導線的回路阻抗不大于廠方給定的參數(如：最大允許回路阻抗≤50Ω，折合成單根導線阻抗為≤25Ω)，通過計算來選購截面恰當的多芯銅導線。

    解：截面(m㎡)=銅的電阻系數×1000m／50Ω/2

    查《電工手冊》銅的電阻系數為0．0175Ω·m㎡／m，代入上式后得出0．7m㎡

    考慮在1000m導線上可能有若于接線頭和連接端子的接觸電阻，則該回路探測總線應選擇截面為1m㎡的雙絞多芯銅導線。

    電源總線可采用單根多芯銅導線，兩種顏色的單根銅導線應配對使用。在選擇電源導線前，應根據建筑平面圖以及各電源總線回路的帶載情況，先按以下公式計算出相應的電源總線最大允許回路阻抗：

    R(Ω)＝1·8×[(24V－18V)／電源總線上的最大工作電流（A）]

    式中：1．8為設備在某回路電源總線上等距離分布情況下的推導系數；24V是火災探測及消防聯動系統電源總線的標準DC供電電壓；18V是諸如總線制輸出模塊、卷簾門等模塊內通常設有DC24V繼電器，當電源總線上的電壓低于18V時，該繼電器將不動作。

    電源總線上一些常見的較大耗電設備有：10～15mA／輸出模塊、20～30mA／卷簾模塊、80～120mA／聲光報警器、100～150mA／火災顯示盤。

    舉例2：某總線回路上共接有5個四總線制聲光報警器和10個四總線制輸出模塊以及若干二總線制探測器、手動報警按鈕等設備，聲光報警器報警后消耗電源總線電流為100mA／個，輸出模塊啟動后消耗電源總線電流為10mA／-個，二總線制設備僅消耗探測總線電流而不消耗電源總線電流，現場該回路上輸出模塊與控制器問的最遠距離為1000m。求：以上條件下電源總線的最大允許回路阻抗為多少?應選擇截面積多大的多芯銅導線可確保遠端的輸出模塊能有效動作?

    解：電源總線上的最大工作電流(A)＝0．1×5＋0．01×10＝0．6(A)

    電源總線最大允許回路阻抗

    R＝1．8×[(24V－18V)／電源總線上的最大工作電流（A）]＝1．8×6V／0.6V＝18Ω

    選擇電源導線的銅芯截面應為：

    截面(m㎡)＝(銅的電阻系數×1000m)／(18Ω/2＝1．944m㎡

    考慮到導線上可能有若干接線頭及連接端子的接觸電阻，則該回路電源總線應選擇截面為2．5m㎡的單根多芯銅導線(當然選用截面為2．5m㎡的兩色雙絞多芯銅導線也是可以的)。

     筆者認為：設計部門在承接消防工程設計時，除完成當前要求的系統配置圖、管線施工圖等設計外，還應作出有關配電管線設計計算書提供給有關部門和施工單位，這對消防主管部門加強消防管理、搞好建審、驗收、檢測和監督，對正確指導施工方的材料選購及優化施工，推進我國性能化防火設計，將起到一舉多得的作用。