1、概述

火与人类有着密切的联系，是人类生存必不可少的物质条件。火虽然能造福于人类，但使用或控制不当也会给人类带来巨大的灾难。在人们经历了一次次火灾的教训和付出血的代价后，人们逐渐研究、发明并不断完善了消防系统，它是控制火灾和战胜火灾的最有效的方法之一。其目的是在火灾发生初期，通过火灾自动报警系统，发出声响警报信号和采取初期灭火措施，尽可能将火情消灭在萌芽状态；而在火灾发生后，再通过一系列联动控制指令和消防指挥系统，自动控制和统一指挥人员的疏散和火灾的扑救工作。

随着人们对火灾危害性了解的深入和科学技术的发展，人们逐渐学会使用仪器(如火灾探测器和火灾自动报警控制器等)探测和检测火情，自动确认火灾并发出火灾报警信号，同时统一组织人员进行人工灭火工作。

2、消防系统的作用

随着高层建筑和大型公共建筑的大量增加，其火灾因素较多、灭火难度较大，同时由于高科技和计算机技术的飞速发展，也给消防技术带来契机。所以先进的、控制功能齐全的消防自动化系统正在逐渐形成，它将火灾自动报警系统、防排烟系统、通风空调系统、自动灭火系统等与火灾有关的建筑设备和设施融为一体，自动完成消防的防火和灭火工作。

消防系统的作用是完成自动报警、确认火灾，发出警报、指挥灭火、联动启动防火减灾设备、切断非消防电源、封闭防火分区、启动灭火设备等，以实现和满足建筑智能系统的消防功能。

1)自动报警和指挥灭火。自动报警和指挥灭火的任务主要由火灾自动报警与联动系统完成，系统负责火警的监控、报警、火灾确认、火灾警报的发出，联动有关设备和消防指挥工作，并能迅速有效地组织非消防人员的安全疏散和消防人员的灭火救灾工作。其目的是尽可能将火灾引起的损失降低到最低限度，同时向当地消防部门“119”发出火灾报警和救灾请求。

2)联动启动防灾与减灾设备。当火灾确认后，火灾自动报警与联动系统就会自动启动防灾与减灾设备。如联动消防广播等通信设施、启动电动防火门、启动正压送风设施、启动防排烟设施、封闭着火分区、切断非消防电源、将非消防电梯降至首层(简称电梯归首)、启动备用电源及应急事故照明系统等。

3)联动启动自动灭火系统。在联动启动防灾与减灾设备的同时，自动启动自动灭火系统及设备。如自动启动室内消火栓水灭火系统的消防水泵、自动喷淋水灭火系统、卤代烷与二氧化碳等气体灭火系统，自动进行灭火工作。

综上所述，消防系统的主要作用和功能是：由火灾探测器自动捕捉(由手动报警按钮及人工巡视辅助)火灾探测区域内火灾发生时的烟雾、温度或火焰光等火灾参数，从而发出火灾报警信号；经火灾报警控制器确认后发出声、光等火灾警报信号；同时通过联动系统的输出接点，控制启动防灾减灾设备和自动灭火系统的运行；并通过消防广播和消防电话等通信设施统一指挥人员疏散和火灾扑救工作。

3、消防系统构成：

民用建筑消防和隧道消防的区别：

民用建筑消防是根据建筑防火规范要求，按其使用性质、火灾危害性、疏散和扑救难度等进行分类，而不同类别的建筑具有相应的防火要求(包括耐火等级要求、防烟要求、排烟要求，火灾报警系统的设置等)，从而设置不同的消防系统。

公路消防的设置是依据隧道防火等级而设置不通的消防系统。隧道按防火等级分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。

消防系统分别由火灾自动报警系统、灭火系统及联动控制构成。

火灾自动报警系统：

火灾自动报警系统

分布式光纤火灾探测系统(多应用于隧道消防)

灭火系统：

消火栓系统、水成膜泡沫灭火系统(多应用于隧道消防)、消防给水、灭火器配置、自动喷淋灭火系统、气体灭火系统、消防车

消防电气：

消防电源及其配电、火灾应急照明及指示标志

消防联动系统：

闭路电视系统联动控制(多应用于隧道消防)、交通信号系统联动控制(多应用于隧道消防)、通风排烟系统联动控制、照明系统联动控制、自动喷林灭火系统联动控制(多应用于民用建筑消防)、消防广播、消防电话联动控制(多应用于民用建筑消防)、消防电梯联动控制(多应用于民用建筑消防)

防火分区隔断：

防火门、防火卷帘门、防火包、防火堵料

隧道内装：

防火涂料、瓷砖

4、系统功能

4.1灭火系统：

4.1.1、消火栓系统

隧道消火栓系统和房建消火栓系统，在系统组成上相差不大。其主要区别在于二者的水压及给水方式上稍有差距。如：隧道消火栓系统要求采用双口双阀室内消火栓，水枪充实水柱不应小于13m，水带长度不超过30m。(在此只介绍隧道消火栓系统)

水是一种既经济又有效的灭火剂，所以这种灭火剂（与水接触能引起燃烧爆炸的物品除外）用来扑救火灾最为广泛。由于消防用水对水质没有特殊要求，即除了城市水厂或工业企业中经过水处理后的给水可作为消防给水之外，天然水源或消防水池均可。利用天然水源作为消防水源时，为确保供水的可靠性，应在天然水源地修建消防取水码头或取水井。

为了既保障灭火用水，又能方便维护管理与节约投资，消防给水管道应尽量和生产、生活给水管道合并，当然合并不经济或技术上不可能的情况下，也可设置独立的消防给水系统。

隧道消防给水应采用常高压或临时高压给水系统。

隧道内的消火栓设设置间距应不大于50m，消火栓栓口直径应为65mm，水枪喷嘴口径不小于19mm，每根水带长度不应超过30m

?隧道消火栓系统图：

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4.1.2、水成膜泡沫灭火系统

由单体水成膜泡沫供给设备、移动式泡沫枪等组成，与消火栓系统配合使用的灭火装置。主要用来扑灭隧道内汽车燃油产生的火灾。

4.1.2.1水成膜泡沫灭火剂的组成

水成膜泡沫，又称“轻水”泡沫，英文简称AFFF。主要由氟碳表面活性剂组成，并添加泡沫稳定剂、防腐剂等成分。水成膜泡沫灭火剂除含有普通水成膜泡沫液的成分外，还添加有高分子聚合物。氟碳表面活性剂具有显著降低表面张力的能力，具有高耐热、耐化学制剂的性能，与碳氢表面活性剂复配使用，表现出良好的协同效应，既能有效降低溶液的表面张力，也能降低油的界面张力。

4.1.2.2水成膜泡沫灭火系统一般设计规则

????按照隧道规范要求，并考虑一辆车的影响长度，隧道分区距离为25～50 m，距离具体选多长，根据当地消防水源的情况和成本而定，系统设计流量为两个区流量，以保证车辆处于两个区时，能更好灭火。同时隧道内泡沫灭火系统必须与火灾自动报警系统、CCTV可视系统相结合，并与防排烟实现联动，以保证隧道的安全。

4.1.3、消防给水

民用建筑消防消火栓系统水源多接于市政自来水管道；隧道消防用水在没有市政自来水可利用时，可采用地下水或天然水源。宜利用重力流供水，当无条件设置高位水池时应采用自动加压供水。给水管道宜采用热镀锌钢管或无缝钢管。高位水池应设水位遥测装置

消防给水管道应布置成环状。隧道内给水管道应在最高部位设置自动排气阀，应根据需要设置自动伸缩器(如安装柔性接头)。环状管网入口干管上、泡沫灭火装置进水支管上，应设置管道过滤器(如安装过滤阀门)。

4.1.4、灭火器配置

4.1.4.1配置原则

灭火器配置根据火灾种类(分为：A、B、C、D、E共5类)和危险等级进行配置。

灭火器配置场所的火灾种类应根据该场所内的物质及其燃烧特性进行分类。工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：严重危险级、中危险级及轻危险级。

4.1.4.2灭火器配置场所的火灾种类可划分为以下五类：

A类火灾：固体物质火灾。

B类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。

C类火灾：气体火灾。

D类火灾：金属火灾。

E类火灾(带电火灾)：物体带电燃烧的火灾。

4.1.4.3灭火器的选择应考虑下列因素：：

l????????灭火器配置场所的火灾种类；

l????????灭火器配置场所的危险等级；

l????????灭火器的灭火效能和通用性；

l????????灭火剂对保护物品的污损程度；

l????????灭火器设置点的环境温度；

l????????使用灭火器人员的体能。

4.1.5、自动喷淋灭火系统

4.1.5.1、系统组成及基本形式

根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式。它由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀组和供水设备组成。湿式报警阀的上下管网内均充以压力水。当火灾发生时，火源周围环境温度上升，导致水源上方的喷头开启、出水、管网压力下降，报警阀阀后压力下降致使阀板开启，接通管网和水源，带动水力警铃发出报警信号。

4.1.5.2、系统示意图

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1闭式喷头2火灾探测器3水流指示器4水力警铃5压力开关6延迟器7过滤器8截止阀9压力表10湿式报警阀11闸阀12截止阀13放水阀14火灾自动报警控制器15电磁阀和末端实验装置16排水管

4.1.6、气体灭火系统

4.1.6.1、系统组成及基本形式

以气体作为灭火介质的灭火系统称为气体灭火系统。为保护一些不能用水扑救部位的避免火灾损失，广泛使用了气体消防。如电信机房、广播电视设备、发电机房、电气设备房、变压器、油断路器、电动机、内燃机、电气机车、图书档案楼、科研试验楼、贵重仪器设备房、大型船舶、油品厂房等场所。 气体灭火系统包括卤代烷（当前改用替代物）、二氧化碳、惰性气体及烟雾灭火系统。

气体灭火系统的贮存容器、容器阀、连接软管、单向阀、集流管和框架（或支架）等部件通常是组合在一起的，总称为贮存装置，无管网灭火装置的贮存装置一般由贮存容器、容器阀和支架等部件组成。

　１)、管网灭火系统由灭火剂贮存装置、规定和喷嘴等组成。

　２)、无管网灭火装置是将灭火剂贮存容器、控制阀门和喷嘴（或带较短的管道）等组合在一起的一种灭火装置。

　３)、全淹没系统是由灭火剂贮存装置，在规定的时间向防护区喷射灭火剂，使防护区内达到设计所要求的灭火浓度；并能保持一定的浸渍时间，以达到扑灭火灾，并不在复燃的灭火系统。

　４)、局部应用系统是由一套灭火贮存装置，在规定的时间内直接向燃烧着的可燃物表面喷射一定量灭火剂的灭火系统。

　５)、单元独立系统是指用一套灭火剂贮存装置保护一个防护区的灭火系统。它是由灭火剂贮存装置、管网和喷嘴等组成。

　６)、组合分配系统是指一套灭火剂贮存装置保护多个防护区的灭火系统。是由灭火剂贮存装置、选择阀、管网和喷嘴等组成。

4.1.6.2、系统示意图

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??1七氟丙烷储瓶2汇流管3高压软管4单向阀5释放阀6启动装置7七氟丙烷喷头8火灾探测器9火灾报警及灭火控制设备10七氟丙烷输送管道11探测与控制线路

4.1.7、消防车

消防车应具备喷水、泡沫、喷水雾多用途水枪。

4.2消防电气：

4.2.1?消防用电设备应按一级负荷要求供电

消防用电设备的供电应符合下列规定：

消防用电设备应由2个独立电源供电。

l????????设置不间断电源或应急电源装置，其持续供电时间 不小于30min。

l????????消防用电设备应设置专用的供电回路，其配电设备应设有明显标志。

l????????重要的消防用电设备不宜设置过载保护装置；消防电源不应安装漏电保护装置。

4.2.2、火灾应急照明及指示标志

4.2.2.1下列部位应设置火灾应急照明：

l????????隧道及其横洞内。

l????????消防控制室、消防设备用房、水泵房、配电室等。

l????????隧道内附属用房的安全疏散通道。

l????????独立避难间、专用避难疏散通道及其前室。

l????????民用建筑的公共区域

4.2.2.2指示标志设置应符合下列规定：

l????????应采用单面或双面显示的电光标志。

l????????标志面板及箱体应采用耐腐蚀的不燃烧材料制作，防护等级不应低于现行国家标准<低压电器外壳防护等级>中规定的IP65的要求。

l????????隧道内的标志照度不应小于100Lx。

4.3消防联动系统：

4.3.1、闭路电视系统联动控制

火灾报警后，闭路电视画面自动切换至报警点附近，确认报警，将现场图像在显示屏上放大，并自动录像。

4.3.2、交通信号系统联动控制

火灾发生并经确认后，洞外信号灯自动转变为红灯、车道指示器为红“X”，将车流阻止在隧道外，并通过可变情报板发布火灾事故信息(如：显示火灾信息、相应位置的疏散要求、禁止通行以及配合车辆疏散和灭火救援确定相应交通控制措施等信息)，有线广播发布疏散信息，指导被困人员进行疏散

4.3.3、通风排烟系统联动控制(以隧道通风排烟为例)

隧道通风设计必须考虑火灾工况及其对策，并应根据隧道长度、平曲线半径、纵坡、交通条件、自然条件、环境条件和火灾危险性等因素进行防排烟设计。

隧道防烟排烟方式的选择应综合考虑各通风方式的特点、排烟效果、工程造价、技术难度和运营维护等因素，可采用纵向式、半横向式、横向式以及在这三种基本方式基础上的组合通风方式。风机选择可采用离心式风机或排烟轴流风机，一般采用射流风机。

针对火灾发生地点，制定相应的通风排烟方案。当发生火灾后，可自动执行通风排烟方案。

4.3.4、照明系统联动控制

1）民用建筑消防应急照明联动控制：

消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。

2）隧道消防应急照明联动控制：

值班人员确认火灾发生后，照明执行火灾状态照明方案，即全部灯具打开，达到******亮度，以利于隧道内车辆、人员疏散。

4.3.5、自动喷林灭火系统联动控制

消防控制设备对自动喷水灭火系统应有下列控制、显示功能:控制系统的启、停； 显示消防水泵的工作、故障状态； 显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态.

4.3.6、消防广播、消防电话联动控制

消防控制室应设置火灾警报装置与应急广播的控制装置，其控制程序应符合下列要求：

(1)二层及以上的楼房发生火灾，应先接通着火层及其相邻的上下层；

(2)首层发生火灾，应先接通本层、二层及地下各层；

(3)地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层；

(4)含多个防火分区的单层建筑，应先接通着火的防火分区及其相邻的防火分区

4.3.7、消防电梯联动控制

消防控制室在确认火灾后，应能控制电梯全部停于首层，并接收其反馈信号。

4.4防火分区隔断：

4.4.1、防火门、防火卷帘门

主要用于防火分隔。

防火门、防火卷帘门应划分为甲、乙、丙三级。其耐火极限：甲级应为1.20h；乙级应为0.90h；丙级应为0.60h。

4.4.2、防火包、防火堵料

线缆跨越防火分区时，必须穿钢管、桥架敷设，并用不燃材料进行封堵。防火包、防火堵料用于在紧急情况下实现对火灾的隔断。

4.5隧道内装

其作用是对隧道衬砌体进行防火保护，在火灾发生时，使隧道的钢筋混凝土结构在耐火极限内不被破坏，从而大大提高钢筋混凝土的耐火时间，减少维修费用，缩短工程修复时间。

4.5.1、防火涂料

隧道拱部涂高温隔热防火涂料。防火涂料采用无机绝热材料为主的水硬性防火涂料，其耐火极限实验条件为：采用碳氢时间～温度曲线作为耐火试验的升温曲线，拱形混凝土含水率为6%；燃烧持续60分钟内要求混凝土衬砌表面温度不超过380℃，衬砌内25mm处钢筋温度不超过250℃，混凝土不爆裂。

防火涂料可采用喷涂、摸涂、滚涂、刮涂和刷涂等方法中的任何一种或多种方法施工(一般采用喷涂施工)，并能在通常的自然环境条件下干燥固化。

4.5.2、瓷砖

为提高隧道衬砌防火能力和提高隧道照明水平，节约能源，隧道可进行内装设计，一般在隧道两边墙各贴3.5m高的瓷砖。