隧道消防报警系统
技术方案书
上海能美西科姆消防设备有限公司 2009年 10月
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NOHMI SECOM 隧道火灾报警技术方案书
隧道火灾自动报警探测器选用
公路隧道地形复杂，结构封闭，交通量大，一旦发生火灾产生极大的危害性且逃生困难。所以其火灾自动报警探测器选用必须做到可靠、先进并具有高灵敏度和极低的误报率的特点，这样才能立足于防患未然及早期自救上。
公路隧道中最常见的火灾是汽车燃烧，其主要特征是耀眼的明火及强的辐射热（危险性在于汽车的动力燃料）且发展速度极快。公路隧道是一种特殊的建筑物，终年阴冷且保持一定的风速，常年保持的风速为（2-10米/秒）,并且一年四季的季节变换,环境温度变化较大,给测温方式检测火灾带来不稳定性及滞后性。感温线型探测器安装于隧道顶部，感温线型探测器达到报警温度时则火灾已发展到相当规模，不利于早期消防灭火。交通部重庆公路科学研究所曾在该所的200米实验隧道中作火灾试验，当时环境温度为3℃，作点火试验用的汽油完全燃烧，隧道顶部的温度最高只能上升到9℃。双波长火焰探测器在风速小于12米/秒的工况下，监视半径30-40米内，对0.5平方米的油池火灾30秒内报警。由于监视半径较大，所以能检测三车道或四车道隧道。
由于线型感温探测器安装于隧道顶部，给检修调试带来困难（需要登高设备且影响交通），成本高且不便。作为危险大的重点工程，消防设施应定期检测设备功能的完好情况，以期真正发生火灾时发挥应有作用，最大限度地减少损失。双波长火焰探测器安装在隧道侧壁，且有专用便携式试验器，能低成本地随时维护和试验探测器功能的情况。
常用的隧道火灾自动探测器按检测原理可分为二类 1． 2．
线型感温探测器 点型感光探测器
线型感温探测器主要产品包括线性感温电缆；空气管差温探测器；分布式光纤感温探测器。点型感光探测器主要产品有双波长火焰探测器。
线性感温电缆属于电缆产品，一般安放在隧道车道上部，当发生火灾时，只有在隧道内燃烧使空气温度升到特定值时而引起报警，由于隧道内交通量大，风速大，
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污染严重这就必然存在以下缺点：测温反应时间长，报警点和实际着火点位置有误差，维护困难（需封闭隧道并附加登高设施）。感温电缆主要适用于电缆沟和电缆桥架等场所，感温电缆附在被保护的电缆上和电缆沟内，用以保护动力电缆和控制电缆，不是用于公路隧道火灾报警的探测器。上海延安隧道曾使用过该产品，但效果不理想，深圳梧桐山隧道早期使用点式探测器而后将其淘汰改为缆式线型感温探测器，但效果均不理想。现有些设备厂家利用合金属的温度和电阻对应关系来线性测量温度来达到报警功能，它不但保持感温电缆的应用缺点，而且隧道环境较差，合金属由于气候变化、潮湿、腐蚀的原因，经过一段时间的运行后，它的物理特性也会产生不同程度的漂移从而影响设备正常功能。故现今在现代隧道中一般考虑不设置线性感温电缆。
空气管差温探测器曾是高速公路隧道应用较多的产品，它是一种从西德引进的技术，在国内有开发的类似产品。当发生火灾时，敏感元件铜管内空气受热膨胀。利用该推力转化为开关量电信号报警。近几年来先后在重庆的中梁山隧道、缙云山隧道、广东清远-连县高速公路的焦冲隧道、石仓岭隧道、浙江甬台温高速公路的大溪岭-湖雾岭隧道（4.12km）等应用。应用实践证明：该产品的质量也未过关：产品的可靠性、稳定性，灵敏度调节难以稳定，容易产生误报警，延迟或超报警，使得管理部门很头疼。前几年实施的中梁山隧道、缙云山隧道的自动火灾报警系统已经瘫痪，造成极大的浪费。目前未实施的隧道如即将实施的深圳大梅沙隧道已把设计的该方案列入二期工程范围，以期待更成熟的产品。
分布式光纤感温探测器是一种现进的光纤技术应用于测温的产品，可替代感温电缆应用于特殊的工艺场合，可精确测定温度值，且本质防爆。可适用于封闭的动力电缆隧道的温度监测、化工厂的输油管线的温度监测及其他环境温度对其影响较小的场所进行温度监测。工程应用中必须紧靠需检测的过热源,且随着一年四季的气温变化须做灵敏度和报警阙值的调整。但如感温电缆敷设于公路隧道顶部，那么它仍然保持感温电缆的缺点，由于隧道内风速大，离检测源远，所以测温反应时间长且不稳定，系统的灵敏度和报警阙值调试调整困难，灵敏度调整过高则易误报，灵
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敏度调整过低则易漏报，报警点和实际着火点位置有误差。维护困难：公路隧道环境很脏,隧道营运一段时间后，光纤探测器表面会粘附汽车尾气的油污及灰尘，使感温效果更差，由于正常通车状态下也不便清洁，每隔3年须更换激光发光源，维护费用高。总体造价比线性感温电缆和空气管差温探测器高许多。
双波长火焰探测器是专为公路隧道开发设计的专用火灾报警探测器。该探测器利用火的特定波长，及火焰闪烁频率判定火灾，不受隧道内风速影响，响应速度快，它安装在隧道侧壁易维护。日本是个多山的岛国，隧道相当多。早在1958年关门海底隧道初次设置空气管感温探测器，随后的铃鹿隧道，日本坂隧道的重大火灾使日本政府相当重视。在大量的车辆燃烧实验基础上，于1979年开发双波长火焰探测器，并取得良好应用效果。1981年在日本的《公路隧道消防设施设置标准》中制订了应用双波长火焰探测器标准。日本的90%的隧道采用该产品，在浙江甬台温猫狸岭、牛官头隧道群中成功地应用，随后的重庆石黄隧道、宁波常洪隧道、杭州绕城高速公路黄鹤山隧道及温州黄泥岭、朴头岭隧道都得到各方好评。
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火灾自动报警系统配置及设计方案
系统设计依据：
根据公路隧道的特点和自动消防报警系统设备技术要求，结合日本能美产品的特性进行设计。
该设计方案符合中华人民共和国之条例及规范包括：
《国际电二协会标准》IEC
《火灾自动报警系统设计规范》 (GB50116-98) 《火灾自动报警系统施工验收规范》GB50166-92
《火灾自动报警系统安装使用规范》(中国工程标准化委员会标准) 参考日本道路公团的《公路隧道消防设施设置标准》
隧道地形复杂，交通量大，一旦发生火灾产生极大的危害性。所以其火灾自动报警系统设计必须做到可靠、先进并具有集成性和可扩展性的特点，这样才能立足于防患未然及早期自救上。
本公司为隧道推荐上海能美西科姆消防设备有限公司生产的R23Z火灾自动报警系统及RDCZ002-D双波长火焰探测器。 综合盘和安装在隧道内连接至消防主机， 一. 设备说明
1. 主机：
主机为R23Z系列，本项目共使用的规格：R23Z-M为壁挂式联动型主机。 消耗功率：250VA
外形尺寸为920mm×490mm×150mm（高×宽×厚）。 防护等级：IP20
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注：主机若置于无人值班的变电所内需将主机的防护等级提高到IP55或以上。 2. 综合盘：
综合盘内含双波长火焰探测器（RDCZ002-D）1个，隧道专用型手动报警按钮[FMT13ZZ（防水型）]1个，专用转换模块，接线端子1排。
外形尺寸为650mm×400mm×150mm（高×宽×厚）。 防护等级：IP55 3. 避雷箱：
避雷箱用于按放系统信号线、电话线的避雷器件的专用箱，一般按放在离主机进线的5m处。
外形尺寸500mm×400mm×150mm（高×宽×厚）。 防护等级：IP65
二. 其他说明
因仅有隧道的长度而再无其他具体的资料，故主机的安置位置暂定为各洞口的变电所内，该变电所距隧道洞口不应超过50m。否则系统配置将有可能作调整。
设计方案中在隧道内每隔50米设置一台综合盘，内置双波长火焰探测器、手动报警按钮、指示灯。所有综合盘连接至火灾报警控制器。总线上需设置避雷器。
配置说明(主要产品功能描述)
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1.R23火灾报警控制器
火灾报警控制器安装于消防报警控制室内，为二总线制智能型火灾报警控制器，最大容量为1020点。
主电源为~220V/50HZ,备用电源为ＤＣ24Ｖ铅酸电池。主机内部带有备用电池和浮充电电路，在主电源断电时应能自动切换。使用温度范围０℃∽４０℃，最大相对湿度９５％（非结露状态）。计算机存储应用程序和数据，如：故障、延时、自动试验、设备所在地名称、联动逻辑等，这样一旦图纸发生变化，便于修改并且存储可靠不丢失数据。
R23系统主机应具备自动试验功能和自动诊断功能，能够自动定时进行系统的检查，及时发现系统中存在的问题。包括：
对智能型探测器的输出值进行监视； 对总线设备的监控；
定期每周进行全系统的自动试验功能。
R23系统可以通过手动启动每个智能型探测器的动作试验，可以不用逐个加烟、加温进行试验。
R23主机对发生故障的设备进行隔离，同时在发生火灾时，发生部分故障但未丧失主要功能的设备能正常动作（因故障丧失主要功能的设备除外）。同时，在修复或更换后系统能够自动识别并取消对该设备的隔离，自动进入正常监视状态。具备火灾探测报警、防排烟联动、煤气报警、广播切换等联动设备自动控制、接点监视等多种功能，R23主机可在其液晶屏上同时显示火警、联动及系统操作菜单。
在发生火警、故障时，系统能用多个窗口显示火警和故障地址，并用汉字液晶显示详细地点，用汉字打印上述信息，同时汉字提示发生火警、故障和电话通讯请求。
消防主机（R—23Z）的技术参数: 主机形式：柜式，壁挂式。
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系统数/点数：1/255、2/510、3/765、4/1020。 主电源：AC220V＋10%、－15%，50Hz。 备用电源：DC24V、18Ah 。
消耗功率：监视—123VA、报警—215VA 。
LCD显示：320×240dot，火灾显示窗×2、可燃气体×1、终端设备显示窗×3。 主音响：中文语音报警
传输距离：2总线，Max传送距离2Km、Max总延长距离3Km。 总线形式：分支或环路配线
火灾断定：预警（数值可变），报警（数值可变），联动（数值可变）。 输出接点：故障无电压c接点×1，可编程无电压a接点×3。 显示盘数量：30台。
通讯形式：显示盘—RS485、楼宇管理—RS232/ RS485 、联动柜—RS485。 手动回路：16个
网 络：可最大64台控制器组网（可以光纤或双绞线连接） 。 打印机：16×16dot，12列简体汉字，热敏打印方式。 历史记录：2000条（其中1000条为火警专用）
环境条件：使用温度范围：0 ～ 40度；使用湿度范围：95%RH。
尺寸（宽×厚×高）： 柜机：550×300×1800（含底座）； 壁挂：490×150×
920。
质 量：柜机：约70Kg；壁挂：约20Kg。
2. RDCZ002-D双波长火焰探测器
火焰探测器不受交通风和换气风影响，设置在隧道侧墙上，间隔50m设置一
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台综合盘（内含双波长探测器，隧道专用手报），保护半径为30-40米。0.5m2汽油火灾在30秒内报警。
技术参数
工作电压：DC24V±10% 监视电流：7mA 报警电流：65mA 工作温度：-30 ～ 50℃ 相对湿度：0 ～ 95%（无凝露） 防护等级：IP65
连接线缆：3根：P（红）线，24V；C（白）线，0V；PA（黑）线，信号。 灵敏程度：0.5m2试验盘，2升车用汽油，风速12m/s以下， 30秒内发
现。
监视范围：0%污损率，r = 45m；50%污损率，r = 32m。 监视角度：水平左右为180°，上下为120°。 质 量：约2.9Kg
3. FMT13ZZ 型手动报警按钮加防水组件
设置在综合盘上，防水防腐蚀，可反复使用。 技术参数:
工作电压：DC24V （S+，S-） 监视电流：0.25mA 报警电流：3mA 工作温度：-20 ～ 70℃
相对湿度：10 ～ 95%（无凝露）
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防护等级：增加密封组件，可达IP65。 结构特点：带触点开关、带指示灯。
使用方式：地址设定器设定地址，按钮式（可复位重复使用） 质 量：约620g 4. 综合盘
综合盘为露出型或埋入型，尺寸400×650×150。
技术参数:
信号电压：DC24V 工作电压：DC24V
报警设备：双波长探测器1个，地址型手报1个。 工作温度：-30 ～ 50℃ 相对湿度：0 ～ 95%（无凝露） 防护等级：IP65 设置间隔：50米
外形尺寸：650 mm（高）×400mm（宽）×150mm 安装方式：墙面安装或预埋安装 质 量：约17Kg
5. 电源盘（TYBZ—50）
每隔一公里设置一台电源箱，为综合盘供电。 技术参数：
输入电压：AC220V（＋10%，－15%） 额定输出：DC24V/2A 功率损耗：50VA 工作温度：-30 ～ 50℃
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（厚）NOHMI SECOM 隧道火灾报警技术方案书
相对湿度：0 ～ 95%（无凝露） 防护等级：IP65
设置间隔：1000米（常规） 控制数量：20套（标准）
外形尺寸：500 mm（高）×400mm（宽）×150mm （厚） 安装方式：墙面安装或预埋安装 质 量：约13Kg
6．避雷器箱（FZLZ—2200）
两回路消防报警控制器配一台避雷器箱，用于保护消防报警控制器的信号回路。 技术参数：
保护类型：信号回路 回路数量：信号2回路 工作温度：-30 ～ 50℃ 相对湿度：0 ～ 95%（无凝露） 防护等级：IP65
配置数量：2传输回路/台
外形尺寸：500 mm（高）×400mm（宽）×150mm （厚） 安装方式：墙面安装或预埋安装 安装位置：距消防主机5米内 质 量：约13Kg
7．点型光电感烟探测器（FDK38ZZ）
可安装在变电所，监控中心管理楼及需要防火保护工作间等。
技术参数： 工作电压：DC24V 监视电流：0.25 mA
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报警电流：1.85 mA 灵敏度调节：3.0 ～ 17.2% 温度范围：-20 ～ 50℃
相对湿度：20 ～ 95%（无凝露） 配底座：FZB013-2KA（露出型） 质 量：约140g（含底座）
综合盘（火灾探测器+手动报警装置）
1． 概要及构成
综合盘由火灾探测器和手动报警装置组成。火灾探测器在车道隧道内自动探测发生的火灾，然后将发生位置报警于防灾中心，手动报警装置是对火灾及事故等
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的手动报警，由以下内置构成。
机器构成名称 安 装 箱 火灾探测器 手动报警装置 中继器 防浪涌组件 端子台
2． 构成机器规格 2-1．安装箱
（1）材 质
主 材 冷轧钢板
（2）涂 装 ·内 面 烘漆 ·外 面 烘漆 2-2．火灾探测器 1． 1．型 式
RDCZ002-D型辐射式火灾探测器（二波长式散射型） 2. 规 格
数量 1个 1台 1台 1台 1套 1组 记事·图形编号 13
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（1）主要回路零件
1）检出素子：光学区域过滤太阳电池及焦电素子 2）信号发报机构：半导体及断电器 （2）机 能 1）输入电压
DC24V -10%，+10%
2） 消耗电流 ·警戒时：7mA
·动作时：65mA（脉冲状）
3） 信号发报回路的接点规格 无电压a接点方式
接点容量：DC100V，0.5A、AC200V，0.5A（抵抗负荷）
4） 动作确认灯的规格 自己保持暗点灯型
5） 避雷保护
电源线（P-C）之间安装避雷装置
6） 使用温度范围 -30℃—+50℃
7） 监视范围
视角范围:水平方向左右各90°,共180° 0% 污损率，监视半径为 40米 50% 污损率，监视半径为 30米
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（3）灵敏度
前项监视范围，0.5m2（0.7m×0.7m试验盘）的汽油火灾（车用汽油
2升以上），在30秒以内发现。
而且，燃烧时风速12m/s以下，受光窗口的污损率为光学减光率50%
以下。
（4）不动作条件
以下受光照时情况，受光不动作。
·用温度2,856±50K的白热电球照明5,000LX ·用灯照明10,000LX ·用荧光灯照明10,000LX ·用自然光照明10,000LX
·用回转灯照明1,000LX(赤、黄、绿、青、紫) （5）探测器本体构造
1）探测器由电气零件、印刷板、壳体组成。
壳体包括受光窗口，球体状动作确认灯，接插配成。
2） 壳体由铝合金铸造而成。 3） 火灾探测器本体为防水构造。
（6）探测器引线
0.5mm23芯的塑料绝缘体VCTF。 （7）其他（遮光板）
遮光板为了避开太阳光的直射，安装于探测器受光窗口的一侧，左侧
安装RDCZ002-DC-R型，右侧按扎RDCZ002-DC-L型。
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8） 监视范围
[水平方向的监视范围]
受光窗口的正面左右各90°，宽25m及半径30m，包围的范围。
探测器
[垂直方向的监视范围]
受光窗口正面各60°，宽10m及半径30m，包围范围。
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RDCZ002-D型双波长辐射式火灾探测器
说 明
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书
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能 美 防 灾 株 式 会 社
[1]概要
这里介绍的RDCZ002-D型双波长火灾探测器，能自动检测公路、隧道内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告隧道管理事务所。
此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且还具有除太阳直射光以外，白天的日光、白炽灯、水银灯、荧光灯、纳灯等人工照明灯等都不会使检测器动作的特点。
对此探测器的可信赖性，我们已在众多使用中心隧道中做了现场试验，在实施环境条件下，已确认没有发生误报或失报火灾的情况，并且不受电气干扰的影响。在结构上充分做到了防水、防尘、防锈。
另外，此探测器如有关隧道内通报设备的调查研究报告：（1980年10月高速公路调查会）所述，分析调查了隧道内汽车火灾情况，充分考虑了为安装在隧道内的各种限制条件，借鉴了以前辐射式检测器的多年经验而研制出来的。 [2]特长
RDCZ002-D型双波长火灾探测器具有以下特长。
（1） 因为一个探测器的监视火灾区域大，所以可以加大安装探测器的间隔，
这样可以大量减少安装探测器的数量。
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（2） 即使车道数量多，隧道宽度大也可以毫无影响地检测火灾（可以4车
道）。
（3） 因排出废气和灰尘，使探测器受光窗（光学减光率）污损50%时，仍
能检测火灾，所以可以减少清扫受光部的次数。
（4） 因为此探测器灵敏度高，除太阳的直射光以外，其他的日光、汽车车顶
灯光、荧光灯、纳灯、旋转灯（红、黄、蓝、绿、紫等各种颜色）等都不会使探测器动作。
注）隧道洞口处要安装遮光板，用以阻挡太阳的直射光。
[3]检测原理
本检测器检测火灾灵敏度很高，但不受日光及人工照明光的影响，不会因此而动作。其设计的基本结构如下： （1）
捕捉火焰特有的燃烧变化频率
火灾的火焰一边燃烧一边放射的光，是按周期变化。利用这样现象，通过探测器的电带状过滤器检测火焰特有的频率（1-15HZ），这是判断发生火灾的因素之一。 （2）
捕捉火灾特有的光谱分布特性
火灾的火焰所放射出的光的光谱分布情况与自然光或各种人工照明灯光
（环境光）的光谱分布情况不同。
探测器对一般照明用环境光的光学输入相对光谱和车辆火灾或汽油火灾时
检测器的相对光谱比较，利用这个特性，探测器利用对于不同波长带域各具灵敏度的二个检测元件，比较辐射光的输入值，做为检测火灾的判断因素之一。
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探测器探测出火灾并发出信号，必须要满足上述（1）、（2）两个判断
因素，所以才能检测出高灵敏度、可信赖的火灾。
[4]线路构成 （1）
检测线路
如果用方框图来表示检测线路的电路构成的话。把由同一监视方向（右眼
或左眼监视领域）来的辐射火焰的光，通过光滤波器引到对不同波长带各具灵敏的2种检测元件。由各检测元件将光信号转换电信号后，通过电子回路狭光带滤波器检测出火焰所特有的具有浮动频率的信号，进行交流放大，放大的各信号再进行整流、平滑，再用比较电路判断Pα/Pβ。判断结果达到规定标准时，延迟回路动作，待动开关回路，发出动作信号。 （2）
动作显示
动作显示是用动作确认灯的亮灯、灭灯进行确认。当探测器送出动作信号
期间，动作确认灯与该输出继电器的动作同步高亮度闪烁。当向探测器的辐射光消失时，动作确认灯就变成自保暗灯。
自保暗灯亮灯，可通过探测器试验或探知器电源再接通解除。
《能美双波长火焰探测器设计要领及验收方法》
能 美 防 灾 株 式 会 社
[1] 概要
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这里介绍的RDCZ002-D型双波长火焰探测器，能自动检测公路、隧道内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告隧道管理事务所。
此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且还具有白天的日光、白炽灯、水银灯、荧光灯、纳灯等人工照明灯等都不会使检测器误动作的特点。 [2] 设计指导（建议）
根据《日本道路公团隧道设计要领》的要求，并结合日本能美防灾株式会社的双波长探测器的特性，制定该产品的设计方法。
1． 设置间距：每隔50米设置一台双波长火焰探测器（隧道宽度<12米，如隧道过宽，则须适当缩短设置间距） 2．安装高度：通常为检修道上方1.5— 2 米
该设置间距在确保全监视保护下，降低工程造价。合理的安装高度减缓污染，方便维护。
[3] 验收方法
根据《日本道路公团隧道设计要领》的要求,RDCZ002-D型双波长火焰探测器的特点及高速公路隧道内发生火灾的机理,制定该产品的验收方法。 1． 试验设备：RDCZ002-D型双波长火焰探测器的模拟火灾试验器一套 点火容器0.5平方米一个; 秒表
汽油; 1.5米点火杆一根；引燃棉纱若干；打火机
2．试验方法:
在火灾自动报警主系统正常的前提下,在隧道内用RDCZ002-D型双波长火焰探测器的模拟火灾试验器对每个探测器进行点检试验,并作好试验记录。
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使用点火容器放置于车道不同的位置，倒入2L的汽油，用点火杆点燃点火容器内的汽油，同时按下秒表计时，待探测器确认灯动作，结束计时，作好试验记录。 3．验收方法：
模拟试验及点火试验中探测器动作时间均不得大于30秒。在车道最不利的位置点火，应有相邻探测器报警。点火试验采用随机抽样检查，抽样数量不得低于总数量的20%。
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