摘要 根據我國《火災自動報警系統設計規范》GB50116—98,結合國內民用建筑火災自動報警系統的常規設計特點,以及大量的工程預、決算表,解析建筑面積與火災自動報警系統的關系。最后提出一套火災自動報警系統的投資估算方法。
關鍵詞 消防 報警 估算 面積
概述
本文所講的估算與預算完全不同,是在設計圖還未定稿或根本就未出圖之前,往往有些投資方要求供貨方或設計方估算出一個大概的消防工程造價金額。本文僅探討消防報警工程的投資估算方法,希望能對投資者、規劃者或設計者有所幫助。
根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116—98(以下簡稱《規范》),火災自動報警系統(以下簡稱報警系統)至少有自動和手動兩種觸發裝置,自動觸發裝置就是人們所指的火災探測器(以下簡稱探測器),有感煙探測器(以下簡稱煙感),有感溫探測器(以下簡稱溫感)等等;手動觸發裝置,顧名思義,就是人為動作的手動火災報警按鈕(以下簡稱手報);報警系統至少有一臺火災報警控制器(以下簡稱控制器),包括消防供電單元:有警報裝置,最常用的是消防警鈴:絕大部分報警系統有系統布線。
要提請非專業人士注意的是,報警系統的選用一定要以一個品牌為主,也就是以一個廠家為主,不能煙感選這一廠家,溫感選那一廠家,控制器再找另一家。用戶可不管這些控制器、溫感、煙感或手報究竟是不是出自一家之手,總之,只認準一家。
1.報警探測部分
在大部分民用建筑場所,報警系統探測部分用的最多的是煙感,其次是手報、溫感。報警探測部分可能還存在信號模塊,就是將諸如消火栓按鈕動作信號、空調系統中防火閥的動作信號、水噴淋系統水流指示器的動作信號等等信號,轉換成報警系統認可的探測信號。探測器還有紅外光束探測器、紫外火焰探測器、可燃氣體探測器、防爆探測器等等。有些生產報警系統產品的廠家不一定生產紫外火焰探測器、防爆探測器等探測器,通過信號模塊,就可能實現不同廠家報警產品的配套使用。估算時,一探測單位稱作一報警點,報警點數量稱作報警點數。
1.1煙感
為了便于解析,下面從模擬建造一座賓館著手討論。在賓館或辦公寫字樓等建筑,探測器用的最多的也是煙感。對火災初期有陰燃階段,產生大量煙和少量熱,很少或沒有火焰輻射的場所,報警系統探測器用煙感最合適。現假定:一投資者要建造一座賓館,大部分客房平均為28m2一間,總建筑面積30000㎡,設計工作尚未開始。
根據《規范》,一只煙感的保護面積在60~120㎡之間,由于賓館的大部分房間頂高不超過6m,且大部分的房頂為平頂(本文所指的房頂全部為平頂結構),一只煙感的保護面積最大只能取到60㎡。根據《規范》報警系統探測區域內的每個房間至少應設置一只探測器,套房中不能二間房間合用一只探測器。在寬度小于3 m的內走道頂棚上設置煙感至少15 m一只,賓館的內走道寬一般在2 m左右(大于3m的內走道按房間對待),一只煙感用在內走道上的保護面積平均不足30 ㎡,本文也取28 ㎡。在賓館或類似賓館建筑的辦公寫字樓中,存在大空間用房,如歌舞廳、健身房、設備層等場所,一只煙感的保護面積理論上可達60㎡。可實際上受種種條件的局限,一只煙感的保護面積可用足60 ㎡的幾乎沒有。尤其是當 房頂不裝飾吊頂時,受房梁的影響,一只煙感的保護面積遠遠小于60 ㎡。很多場所,如小辦公室、服務人員用房、層樓配電間、樓層空調間、卡拉oK廳的調音間等等,設計面積都小于30 ㎡,也只能是一只房間布置一只煙感。權衡煙感的平均利用率,經100份報警系統工程預、決算表統計,一只煙感的保護面積平均約為37 ㎡。經30份賓館、招待所、醫院、辦公寫字樓報警系統工程預、決算表統計,一只煙感的保護面積平均約為26 ㎡。這里,以上述大部分客房平均28 m一間為由,取平均一只煙感D6保護面積為28 ㎡。
1.2手報
根據《規范》,報警系統須設置手報,每個防火分區至少設置一只手報。從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一只手報的距離不大于30 m。手報宜設置在公共活動場所的出入口。通常,手報設置在賓館的走廊、電梯廳、安全通道出入口及賓館大廳等處。由于各建筑物各層面的使用分隔不同,疏散通道設計不同,手報的布置很難找到規律。
下面畫二個簡圖,舉二個簡單的列子;
圖1表示在56 m走廊中設置2只手報,走廊的一邊是墻和窗,另一邊是房間。走廊和樓梯間不設置探測器,11間客房和電梯間共設置12只煙感,手報與煙感用量比1:6。
圖2表示在56 m走廊中設置2只手報,走廊二邊是客房,走廊設4只煙感,再加25間客房和電梯間共設置煙感30只,手報與煙感用量比1:15。
手報既不能以面積來攤派,又不能享用探測器已經保護的面積。經多年的實踐和統計,在報警系統工程估算中,引用一個比例值,及有多少個探測器就會有多少個手報。經100份報警系統工程預、決算表統計,手報與煙感用量比約為1:8.5。經30份有關賓館、酒店、商用辦公寫字樓報警系統工程預、決算表統計,手報與煙感用量比約為1:12.7。
這里,手報與煙感用量比取1:10。
做統計時有施工圖或竣工圖,有明確的信號模塊定量。這里,投資者只知道自己要建造的建筑物總面積為30000㎡,其它未定,為此將手報與煙感用量比值適當取小。也可以一開始就將一只探測器攤派的保護面積值適當取小。
1.3溫感
根據《規范》在賓館的廚房、汽車庫或地下汽車庫等,有蒸汽、或濕度較大的場所,探測器選擇使用溫感。根據經驗,賓館餐廳小包房等頂棚高度不足2.5m,且經常有用火鍋的現象,最好選擇使用溫感。溫感的這種用法是比較普遍的,不局限于賓館。根據《規范》,一只溫感的保護面積在20~40㎡之間,但一只溫感能用足保護面積為40㎡的房間必須其房頂為大于30°斜頂,這種現象不普遍。大量的統計證明,平均一只溫感的保護面積與煙感一樣不會達到《規范》所允許的上限,溫感的保護面積平均比煙感小。在估算時,對溫感的用量計算、保護面積,可等同煙感一樣處理。因為,設置一只溫感的總費用比設置一只煙感的總費用要低。這有二個半原因,一是各地方性安裝人工管理部門所制定的定額人工費溫感比煙感低;二是攤派在一只溫感上的布線費用低,還有半個原因是,不少廠家溫感的售價比煙感低。當應該設置溫感的面積之和占這一建筑總面積15%以上時,可將溫感的用量單獨算。經20份汽車庫報警系統預、決算統計,平均一只溫感的保護面積約15㎡。當建筑物溫感用量占系統一半時,可以溫感為主導作估算,并將手報與探測器之比值減小。比如,汽車庫的手報與探測器之比可取1:20。再比如,設有大量RTV、KTV小包房的酒樓,因小包房抽煙現象嚴重,宜設溫感,且房間分隔都比較小,探測器多,但手報用量不會多。在相同面積的前提下,建造一座室內汽車庫的報警系統比建造室內自行車庫投資要高,因自行車庫可用煙感作探測保護。
1.4其它探測器
在賓館,或設有餐飲服務的辦公寫字樓,還需考慮可燃氣體探測器(煤氣探測器)數個。有些場合,還須使用紅外光束探測器,等等。煤氣探測器的設置通常是在煤氣表房、廚房間或煤氣管道井等處,實際使用時大都是按不足30 ㎡布置一只。這樣,在報警系統工程估算中,將可燃氣體探測器視作煙感,按單位面積攤派。這種估算方法其最大的誤差是在探測器的售價,至于人工費以及布線方面的投入相差不多。目前,如果煙感按300元一只計,煤氣探測器與煙感的價格比約在4:1至6:1之間(這里已考慮包括一個信號轉換接口設備)。經多年的實踐經驗和統計,在賓館、在設有餐飲服務的辦公寫字樓、行政綜合樓等民用建筑,煤氣探測部分占一幢大樓報警系統總投資的比例很小。當氣體探測器、光束探測器、防爆探測器等此類探測器數量占煙感數量之比大于2%時,可將此類探測器的報警設備費按上述信息加系數后,再視作煙感計。
至于在報警系統探測部分中還應考慮的其它視作探測器的信號模塊、接口模塊等已作為煙感、手報、溫感等按攤派面積計入在內。為此,煙感攤派面積應適當取小或手報與探測器的比例值適當取小。實際上,上述探測器的估計數,應該說已是報警系統的報警點數。當估算時決定溫感視煙感計,手報與煙感之比值為1:10,本假定的建筑,其報警點數為;
(30000 ㎡÷28 ㎡/點)×(1+1/10)≈1072+108=1180點(報警點數至少為1)。
當估算時已知這30000 ㎡中有二層共6100 ㎡的地下車庫,本建筑報警點數為:
(23900 ㎡÷28 ㎡/點) ×(1+1/10)+(6100㎡ ÷15 ㎡/點) ×(1+1/20) ≈1368點。
一只報警點的設備費用估算,不能說一只煙感最低價是多少,或一只溫感最低價是多少,因為如上所述,一只報警點它可能是煙感、可能是溫感、可能是手報、也可能是信號模塊等等。作為報警點,本文提供一個較經濟的估算價:為一個報警點計300元。這意味著,投資300元肯定能選購到既符合消防要求又經濟實用的煙感、溫感、手報、信號模塊等常用的報警設備。
如果投資者對消防設備要求較高,估算時,一報警點可以按每50元加高一個檔次,如350元、400元、一直到900元以上。當投資者在做早期估算時,一個報警點的設備價如按900元計的話,那么,報警系統主設備就可以選用全進口的地球上最先進的火災報警系列產品。
一個報警點,除了報警設備費用之外,還有設備安裝費用。作為安裝施工費用,在我國各省、市、地區并不統一。即是一個省內,各市、地區也有不同。但它不象主設備那樣從300元到900元可由投資者任意選擇,要依據建造物當地的安裝人工定額計算。奇怪的是,上海,是國內公認的平均工資較高的城市之一,而報警系統設備的上海安裝人工定額卻不是國內最高的。但不論哪一地區,作為.報警系統人工費計算,系統主設備的選用與人工費幾乎無關,一個報警點經濟也可,豪華也可,安裝費用不變。本文以上海“九三定額、三類安裝工程”標準為基礎,結合已掌握的一些各地資料,再按筆者曾多年在各地從事消防工程實施工作的經驗,以煙感為系統主要探測設備,按中等水平平衡定量。
一報警點的設備安裝費用為200元/只(直轄市或相當于省會市可乘系數1.1)。
為了設置一個報警點,必須有相應的電線、電線管、接線盒等施工安裝材料費用和施工安裝人工費用。以上所指的電工材料費用,隨著改革開放,地區之間的差價越來越小。其定量,本文作如下解析。
根據《規范》,煙感的保護半徑最大為9.9m,溫感的保護半徑最大為6.3m。限于篇幅,本文不介紹在哪一種情況下《規范》允許一只探測器的保護面積用足其上限。實際上,設計院的工程師們在設計時,要考慮留有設計余量和避免探測死角的問題,不可能取到上限值。但考慮到電線管在一建筑物中的上下左右布線走向不一定都是直線等種種因素,再將系統引線部分考慮在內,每一報警點攤派的電線管以煙感的最大保護半徑9.9m計最為適宜(不妨就以10m計)。根據《規范》,報警系統布線,最好是用電線管DG系列和雙色雙絞電線RVS系列。作為二總線探測回路,電線管規格用DGl5就足夠了,但考慮到系統小而施工成本卻不小,系統大就會用到大于DG20的電線管而施工成本卻不大,估算時,電線管規格統一為DG20。根據《規范》,總線回路電線規格為耐壓500V、1.0m㎡的絕緣導線就足已符合要求。但設計院考慮,到布線施工中電線的機械抗拉強度,一般選用1.5m㎡的RVS雙色雙絞線。這樣,每一報警點攤派的電線管DG20計10m、攤派的電線RVSl.5雙色雙絞線以電線管的1.3倍計、攤派的接線盒至少為一只、攤派的接線箱為1/20只(不足一只按一只計),等等。
經計算,安裝施工一只報警點的材料費與人工費的合計(布線費)約為220元。
計一個報警點設備費為300元,報警設備安裝費200元,布線費220元,合計720元。
設置一報警點的投資額,較經濟的估算為720元/只。
報警系統以溫感為主導,溫感以270元/只計,電線管以7m/只計,設置一報警點估算價為600元/只。
2. 報警警報部分
根據《規范》,每個防火分區至少設置一個火災警報裝置。由于這一特點與手報相同,工程師們往往將火災警報裝置的數量設置與手報相同。現已投入使用的報警系統,最常見的現象是,走廊墻壁離地約1.4m高的地方有一只手報,手報上方約0.7m的地方(天花板下)就會有一只消防警鈴(或聲光報警器)。對防火要求較高的建筑,不僅有消防警鈴,還要有消防廣播喇叭音箱。由于消防上允許消防廣播系統平時可與大樓背景音響系統共用,只要在緊急情況下能保證將背景音響系統強行切入消防控制中就符合要求。為此,當大樓對背景音響的要求較高的話,如星級賓館,其擴音功放設備和喇叭音箱要求相當高,價格上下差距也很大,可以不作為消防系統工程這一部分預算。一般的廣播系統,比如所用的喇叭音箱為3w功率、市場上售價一只約在70~99元之間,所用的消防廣播擴音功放設備為300w功率以下、市場上售價總價不到9000元一臺的,這樣的消防廣播系統,可與報警系統作為一個整體估算計入消防投資預算中。消防警鈴通常用的是一種工作電壓24V、直徑150mm的圓形紅色電鈴,市場上售價一只約在110~190元之間。聲光報警器通常用的是一種工作電壓24V、外觀為矩形,既能閃爍紅光又能鳴叫的電鈴,市場上售價一只約在210~290元之間。相比之下,喇叭音箱似乎比消防警鈴成本要低,其實不然,因廣播有擴音設備。不論是設置消防警鈴、聲光報警器還是消防廣播喇叭音箱,不論報警系統的規模大小,估算時統稱警報裝置單元,定量與手報相同,但布線與手報不同。手報的布線視作探測器,攤派在手報上的電線及電線管規格與系統大小有關,而攤派在警報裝置上的電線及電線管規格與系統大小無關。手報與手報之間的距離最長是30m,布線卻按10m/只計。警報裝置與警報裝置之間的距離按30m計,攤派在一個警報裝置上的電線管計15m,電線管規格DG15,不論報警系統大小,用在警報裝置上的電線始終只有二根,RV2×1.5雙股線為電線管長度的1.2倍,接線盒至少一只,等等。
一只警報裝置單元報警設備費,估算價為160元。
為設置一警報裝置的布線費,估算價為290元。
小計,設置一單元警報裝置,估算價為450元/只。
當系統既有消防警鈴又有消防廣播時,定量加一倍。
3. 報警控制部分
隨著消防報警技術的迅速發展,現在可以說,任何一幢大樓均能找到一臺適合該大樓的火災報警控制器。當然,從某種實際出發,業主或設計院考慮一幢大樓用多臺控制器作保護也是常見的。本文只考慮一幢大樓(或一座規模不太大的建筑群)只用一臺控制器,而且,控制器包含所有符合《規范》要求的消防報警及聯動控制功能,包括消防供電單元。
在估算時,控制器的安裝人工費可忽略不計,因為一臺最小工作容量的控制器其市場價遠遠大于其安裝調試費用,好比買一臺空調機廠家會提供免費安裝一樣。控制器的價格同探測器一樣,在相同工作容量和功能的前提下,價格相差也很多,本文提供一個求出較低估算價的參考方法。
隨著多線制控制器逐步被淘汰,二總線制控制器現已幾乎占據統治了當前的消防報警技術領地。所謂二總線,就是控制器與探測器或被控設備的電連接線只有二根。更確切的說,控制器的一路報警控制總線為二根線,二路報警總線就要為四根線。控制器的工作容量就視其設計最多有幾路總線,每一路總線可接受報警信號或發出控制信號最多有多少點而定。復雜的是,各生產廠家對一路總線的容量設計不是統一的。如果不局限于從賓館或類似賓館建筑的角度出發,一路總線的容量可從一個報警點至幾百個報警點任意選擇,常見的一路總線有16點、32點、64點等等(不一定均為2的n次方)。各生產廠家對一路總線的容量設計雖然不統一,但為了標準化,大都有一個規律,就是按一路總線的控制器作為基本的標準機型,而后,二路總線就加插一塊電路板,三路總線就再加插一塊電路板。限于機箱箱體和現代電子器件等因素的局限,一臺控制器最多的設計容量究竟有多大,由各廠家先是通過市場調查,然后各自發揮水平確定(當然,控制器具體的設計與制造并非以上所寫的那樣簡單)。無疑,控制器的售價規律是,容量大,價格高。估算時,我們不得不將復雜的問題簡單化,并按比較經濟的原則去考慮。
報警控制部分在估算時,將報警控制回路中的控制器件(又稱控制模塊)與報警控制器一并考慮在內,估算時統稱控制部分。控制部分的價格估算,可依系統的報警點數而定。大量的、不同的報警系統工程預、決算表明,在控制部分上的耗資與報警點數成正比,但求不出這樣的一個確切的比例值。通過大量的統計工作后發現,估算時,按20個報警點搭配一個單元控制部分是比較適宜的。這也好比一個500㎡ 的建筑,須布置報警點共20點,須設置一個控制單元(好比僅一路總線的控制器一臺,電源一組,控制模塊數個)。這樣一個單元控制,與300元為一只報警點等同水準,估算價為8000元。如果一個500 ㎡的建筑實際報警點不足20點,也要按8000元計,如果一個500 ㎡的建筑實際的報警點為21點,控制部分就要按二個8000元計,依此類推。這里已將控制部分所有存在的接線、材料、人工費、設備費等統統考慮在內。如果一報警點設備以50元為加高一檔水準,一單元控制設備就要以2000元為加高一檔。
4. 其它
當建造的是高層賓館或商業寫字樓等高樓,還要設置層樓復示器(簡稱樓顯)。樓顯的報警顯示功能與消防中心的報警控制器相仿,但它沒有對消防相關設備的控制權,比如它不能控制防火排煙閥的開或關,等等。樓顯大致有二種,一種為指示燈矩形排列的標準機,價格低,約3000~6000元/臺(以煙感在300~400元/只之間為水準),本文不土張使用這種設備。本文主張用另一種非標準機,模擬地圖式樓顯,它的非標準就在于面板要根據層樓地形、房間分隔,按縮小比例設計制作,其煙感位置、手報位置、水流指示器的位置等等,一目了然反映在面板上,確實起到“復示”作用,可以制作的非常漂亮,但價格顯然要高,約6000~9000元/臺。對樓顯的定量,最簡單的方法就是一個樓層一臺。但有些高層的裙房面積較大,當一個樓面估算報警點超過99點,該樓面最好以二臺樓顯計。因為,標準機樓顯的報警點一般不大于99點。它的布線線制可按四總線計,電線規格用RVVP4X1.5較好,豎向立管長度很容易定量,樓顯安裝的位置與布線豎井越近越節省。
最近,有人用CRT彩色顯示系統取代樓顯,這種做法在高層的樓層越多越經濟。這種做法必須經當地消防部門同意。CRT彩色顯示系統可很方便的與樓宇自控聯機。它的費用,可按市場上較好的辦公電腦以及配套17英寸以上顯示器為準。
消防電話系統。防災要求高的建筑須設置獨立的消防電話系統,最好向電話局申請一直線號,以便能迅速與消防部門聯系。除了這筆費用外,投資者如愿意,所有電話這一專業的技術,可以全盤應用到消防電話系統,消防電話的設備費完全可在電話設備市場上尋覓。經濟的方法是,手報選擇帶有電話插孔的型號,這樣,保安執勤人員帶著手提電話巡邏時,在建筑物內任何一個角落,30m內必能與消防控制中心取得聯系。帶有電話插孔的手報價格與不帶有電話插孔的手報價格相差不大,系統的布線,相當于加上一整套消防警報裝置的布線。消防電話系統,一般配備二只手提電話,消防中心設置消防電話總機,必須設置的分機有總經理辦公室、保安總監辦公室、大樓電話總機間、消防水泵房、自備發電機控制室、配變電室、消防電梯機房、中央空調主控室、消防排煙系統、正壓送風系統,等等與消防聯動有關的值班室,作為賓館,最好各客房層每層設一只消防電話分機。
5. 總結
本文所開始的起點,是以賓館的大部分客房平均28 ㎡一間為基礎,得出28 ㎡攤派設置一只探測點。要是建造的是一座類似賓館的寫字樓,只不過大部分房間里安排的不是床和床頭柜,而是辦公桌和文件柜,用房分隔面積會大一些。當大部分的房間均大于30 ㎡時,建筑物越大,按28 ㎡攤派設置一只報警點誤差也就越大,可按大于28 ㎡攤派設置一只報警點考慮。比如層高不超過6m的大空間的平頂廠房、倉庫或教學樓,除了應考慮房梁、立柱對探測器的影響,總的來說平均一只探測器的保護面積也許要比用在賓館里要大。
作為投資者,可以為節省投資按自己的意愿選擇報警系統的設備,但不可按自己的意愿選擇報警系統的設計。消防,必須符合有關規范。關鍵是,對一只報警點攤派面積的估算,請參照《規范》,以及本文中已有的信息,并留有充分的余地,以免估算誤差偏大,影響決策。
最后,列舉二個例子加以說明。
例子一。已知建造的賓館為星級賓館,建筑總面積30000 ㎡中有二層共6100 ㎡的地下車庫,建筑中至少有車庫值班室、總經理室、保安總監、電腦房、自備發電機房、大堂值班、消防水泵房、等等(消防電話分機,計28部),樓層18層(含地下二層)。本投資者消防意識很強,不僅要設置樓層復示器,還要設置CRT,消防警鈴,消防廣播,消防電話系統全用上。但系統設備選用經濟可靠的。
計算:
探測部分,(23900 ㎡÷28 ㎡/只)×(1+1/10)≈854+86=940只,
940×720元/只=676800元,
(6100 ㎡÷15㎡/只)×(1+1/20) ≈407+21=428只,
428×600元/只=256800元,
676800元+256800元=933600元;
報警點數,940+428=1368點(只);
警報部分,(86+21)× 2 ×(160+290)元=96300元;
控制部分,報警點數/20×8000元=1368點/20×8000≈69×8000元=552000;
樓顯部分,(16層+2層×2)× 6000元/層=120000元(見注1):
電話部分,(28只分機+2只手提電話)×200元/只+1臺小總機×6000元/臺 =6000元+6000元=12000元,
電話布線=(手報數+分機數)×(警鈴布線費)=135×290元=39150元,12000元+39150元=51150元;
CRT部分,IBM奔三電腦一臺,配置17英寸顯示器,A3彩打及50幅報警地形圖制作,計50000元,
總計:50000+51150+120000+552000+96300+933600≈180萬元。
注1:二層地下車庫的報警點數為428點,如按照99點為一臺樓顯,應須5臺樓顯,但考慮到二只樓面用5臺樓顯難以分配,不如一樓面二臺,東西分配設置(或南北分配),到具體設計時可能會有所調整,如估算遇巧準確,到具體實施時,專業廠家完全有能力解決。
例子二。已知建造的廠用綜合辦公樓建筑面積2400 ㎡,辦公室分隔大部分為6×7的42 ㎡一間,除食堂用少量溫感,大部分用煙感,選用較經濟的系統。一只探測點攤派的保護面積取37 ㎡,手報與煙感之比值取1:8(見注2)。
計算:
探測點=2400 ㎡÷37 ㎡/只=65只;
手 報 =65只×1/8=9只;
報警點=65只+9只=74只
警報單元= 9只
控制單元=74點×1/20點/只=4只:
費 用 =74只×720元/只+9只×450元/只+4只×8000元/只=89330元。
注2:作為大部分辦公室為42 ㎡的辦公樓,總是存在小面積分隔的用房。根據筆者經驗,一只煙感能攤派保護面積達到40 ㎡的,多數為廠房或倉庫。當攤派到一只煙感的保護面積較大時,手報與煙感的比值也應適當加大。
本文所估算的費用已包括:系統調試開通費、工程管理費、運輸費、工程稅金、甚至包括必要的業務招待費、以及消防審查或消防驗收等所有消防報警工程費用。不考慮:為競標各報警設備廠家或消防施工隊自愿讓利的因素。