為什么火警系統總線短路隔離器保護的設備數是32點?
《消防設施通用規范》GB 55036-2022第12.0.4 條:“火災自動報警系統總線上應設置總線短路隔離器,每只總線短路隔離器保護的火災探測器、手動火災報警按鈕和模塊等設備的總數不應大于32點”。其條文說明解釋為:設置總線短路隔離器的目的是為了“減少系統設備或回路總線短路故障的影響范圍,有效降低系統的故障風險”。這條說明的表達方式很熟悉,雖然解釋了,但感覺解釋得不夠意思。
我就想知道為什么是32點。取個整30點不行嗎?定為33點不行嗎?
都說現在的AI很強大,于是我換著不同問句去問了AI,它給的回答基本就是:“32點是經過大量實驗和工程實踐驗證的更佳 平衡點。若點數過多,故障影響范圍過大,會降低系統可靠性;若點數過少,則會導致隔離模塊數量增加,提高成本和系統復雜度”。顯然這個答案不能讓我滿意,還是自己動手動腦,給自己的問題想答案吧。
一、 標準中的相關規定
通規這個條文源自《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-2013的3.1.6條?!痘鹨帯分斑€有兩個版本。在GBJ 116-88版中,沒有相應的條文,也沒有出現短路隔離器的詞匯。在GB 50116-98版中,依然沒有相應的條文,但在條文說明的附圖里,出現了隔離模塊的圖例,也僅此圖示例而已。

在《火災報警控制器通用技術條件》GB 4717-93中:“4.2.1.14 采用總線傳輸信號的火災報警控制器,應在其總線上設有隔離器,當某一隔離器動作時,火災報警控制器應能指示出被隔離的火災探測器、手動報警按鈕等部件的部位號”。
在《火災報警控制器》GB 4717-2005中:“5.2.4.9 任一故障均不應影響非故障部分的正常工作”;“5.2.4.10 當控制器采用總線工作方式時,應設有總線短路隔離器。短路隔離器動作時,控制器應能指示出被隔離部件的部位號。當某一總線發生一處短路故障導致短路隔離器動作時,受短路隔離器影響的部件數量不應超過32 個”。
《火災報警控制器》GB 4717-2024中延用了2005版中的這兩條要求。
在《消防聯動控制設備通用技術條件》GB 16806-1997中:“4.2.12消防聯動控制設備采用總線控制方式時應設有總線隔離器。當隔離器動作時被隔離保護的輸入輸出模塊不應超過個32個”。
在《消防聯動控制系統》GB 16806-2006中:“4.2.3.6 任一故障均不得影響非故障部分的正常工作”;“4.2.3.7 總線式消防聯動控制器應設有總線短路隔離器,一個短路隔離器保護的部件不應超過32個。當短路隔離器動作時,消防聯動控制器應顯示被隔離部件的部位”。
從以上 標準的相關條文來看,正式提出32點要求是在1997年的產品標準中,設計規范則是在2013年提出的要求。除了《火規》上的條文說明外,沒有更多的解釋,找不到我想要的答案。
二、它山之石
在GB 50116-98和GB 50116-2013的條文說明中,都提到“參考德國標準和英國規范制定”,那不妨去看看國外的規范有沒有關于32點更多的解釋。
由于查找國外標準的歷史版本比較難,也就不追求版本更迭的差異了,能說明問題就好。
歐洲標準EN 54-17:2005,有了短路隔離器的標準和術語:
短路隔離器
可插入火災探測和報警系統傳輸回路中的設備,以限制該傳輸回路線間低并聯電阻故障的范圍。
注:短路隔離器可以是物理上獨立的設備,也可以集成到其他設備(例如,集成到感煙探測器或探測器底座中)。

歐洲標準EN 54-2:1997中,有如下術語和相關規定:
點(point)
連接到探測回路上能夠傳輸或接收與火災探測相關信息的組件(包括 EN 54-1圖1 中的 A 和 D 項)。
(A:automatic fire detection function;D:manual initiating function)

附件H(資料性)傳輸路徑的完整性
如果制造商的資料說明一個探測回路可能連接超過 32 個火災探測器和/或手動報警按鈕,那么 12.5.2 條款要求是必須指定并提供相應措施,以確保探測回路的短路或斷路故障不會阻止超過 32 個以外火災探測器和/或手動報警按鈕的火警指示。實際上,在探測回路發生故障時可能失效的更大 區域或點位數在安裝指南中定義。如果制造商給出上述說明,那么為了符合該歐洲標準,它需要證明其限制故障后果的能力。例如,它可以
——指定探測回路應采用環形接線方式;
——在CIE上提供探測回路接口,能夠獨立為回路的兩端供電并接收信號;
——提供可在探測回路上安裝的設備,該設備能夠自動隔離短路故障。

歐洲標準EN 54-2:1997+A1:2006中,附錄H做出了修訂:
12.5.2 是關于在 CIE 中提供一種功能以限制探測回路和其他傳輸回路中發生故障的后果。可接受的故障范圍在 火警系統規劃、設計和安裝指南(技術規范)等中規定,并且不同 可能不同。相關的措施可以是由制造商聲明連接到傳輸回路的更大 點數(例如,探測回路上的點應僅覆蓋一個區域),或者是僅執行某些功能的組件可以連接到傳輸回路。如果使用物理措施,應至少采取以下措施:
——相關的探測回路或傳輸回路應能夠以環形接線安裝,
——CIE的接口應能夠獨立地從環路的兩端供電并接收信號,
——應有兼容設備可用于安裝在探測回路或傳輸回路上,該設備能夠自動隔離短路故障。設備可以物理集成在其他由 EN 54 適當部分涵蓋的組件上。

德國標準VDS 2095en:2005中有如下相關規定:
應確保單一故障(傳輸回路上的斷線、短路或一個類似故障,例如信號傳輸故障)不會導致比以下任一故障更嚴重的后果
——更大 1600平方米的探測區域失效,或
——一個探測區域中的32個自動火災探測器或10個手動報警按鈕的功能失效,或
——該傳輸通道上的功能組失效

歐洲標準CEN/TS 54-14:2018中有如下相關規定:
采用耐火電纜時,任一個傳輸回路上的單一故障不能阻礙
a)單個探測區域允許面積之外區域的火災報警信號,或
b)單個報警區域允許面積之外區域的火災警報信號;或
c)建筑物所有警報器的運行(即至少保留一個警報器運行)
回路設計應確保在發生單次電纜短路或斷路故障時,探測區域內失效的探測器不超過32個,或失效的手動報警按鈕不超過10個。
系統設計應確保任何一個傳輸回路上的兩個故障不能導致超過10000平方米樓層或超過5個主要防火分區內的探測器、手動報警按鈕或警報器故障,以較小者為準。

英國標準BS 5389-1:2002有如下規定:
a) 包含手動報警按鈕、火災探測器、警報器或其組合的一個回路上的故障,不應影響其他回路。
c)火災自動報警回路上的單個短路或斷路故障,既不應使超過2000平方米的區域失去保護,也不應使建筑物超過一層加上緊鄰其上層的最多五個設備(自動探測器、手動報警按鈕、警報器或其組合)以及緊鄰其下層的五個設備失去保護。
注1c)和 d)中提到的面積相對武斷;就c)來說,這個推薦值是基于多年傳統火災報警系統中的慣例和實踐。工程判斷可以認為,在特定系統中該面積的小幅增加不會顯著影響系統完整性,但這種情況應被視為是與該標準推薦值的偏差。

三、給自己的答案
上述標準都要求對火警系統傳輸回路采用短路隔離器進行故障隔離,但故障范圍的具體要求并不完全相同。BS標準以故障影響區域的面積作為限值,VDS和CEN標準則還增加了探測器的32點要求。作為保證傳輸回路功能完整性的措施,這些標準都推薦采用環形接線方式。
那為什么要對探測設備進行32個點的限制呢?
我們知道,火警系統從誕生到現在,經歷了技術的更新和產品的升級。早期傳統的非尋址報警系統采用多線制,一個探測區域采用一個回路,失火情況下,CIE上顯示的是該探測區域的報警信號,具體是該區域內哪一位置失火,是需要現場查找和核實的。為了能夠快速查找到火情,需要將探測區域限制在一定的面積內,比如BS標準規定為更大 2000平方米。一個回路上的故障也就最多會影響這個探測區域,于是將一個探測區域作為可接受的故障范圍成為了共識。(也就是英國更大 為2000m2,實際的探測區域小,故障范圍就?。?/span>
那么原則上一個探測區域內的探測器數量也就可以估算出來,假如以最常見的感煙探測器的保護面積60m2~80m2作為測算,探測器的數量就在25~33個之間,32點就在這個范圍內。限制一個回路的探測器數量本質上就是限制故障區域的面積。
當火警系統發展到可尋址系統時,由于CIE可以準確定位每一個報警的探測器,對于探測區域面積的限定已經沒有傳統多線制那么重要。考慮到工程的習慣和規范的連續性,探測區域的概念延續了下來。根據產品的通信協議,大多數可尋址系統一個回路可以帶多達250個設備,其保護的區域大于傳統的探測區域面積,從安全可靠的角度出發,允許的故障范圍大小也一并延續了下來。
為什么定的是32點而不取整為30點?猜測一下,更大 可能是跟計算機二進制有關。對于二進制來說,32等于2的5次冪,它就是二進制的整數,應該是早期方便在CIE上的計數和顯示。也是考慮工程的習慣和規范的連續性,32點作為標準推薦值延續了下來。
正如上面提到的BS 5389-1中的注1所說,對于2000m2這個數值,根據具體情況,少量的增加并不一定會造成更大的危害,那么隔離的探測器為33點時,也是在標準允許的偏差之內。
32點也并不是所有地方統一的標準值,比如NFPA72在2013版中要求是不超過50個可尋址設備,2016后修改為不超過一定面積的特定區域,比如一個樓層。不過50個可尋址設備是包括輸入輸出模塊的,而以上歐洲標準中的32點是探測器數量。聯動模塊是另外的要求,比如是按防火分區控制。
四、后話
以上就是我給自己想出的答案,也不知道是不是貼近事實。國外標準畢竟不是母語,理解起來難免會有偏差和誤解,況且也都在更新版本,很難溯源。不揣冒昧,拋磚引玉了。
回過頭看看國標32點的要求,和上述國外標準內容,好像有點關系,又關系不多。僅從實際結果來看,限制的故障范圍應該更小。
國標32點的要求是強制性條款,必須嚴格執行。而它的初衷和細節考慮,既然找不到更多的書面解釋,還是不瞎猜了吧。



蘇公網安備32058102002172號
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