导读：火灾自动报警系统是保障人身安全和财产安全的重要设施。本文对比二线制与四线制火灾自动报警系统及设备特点，梳理泰和安、利达等厂商常用设备的静态电流与报警电流参数；分析二线制系统I/O模块选型要点，探讨线路电压损失要求与线缆截面选择、校验方法，给出降低线路电压损失的设计建议，并对二线制系统应用中的问题进行思考。

引言

火灾自动报警系统一般采用四线制系统，即总线+电源线的形式，总线主要为通信功能，对于所需电流大的火灾自动报警设备单独设置电源线。近年来，二线制火灾自动报警系统（以下简称“二线制系统”）产品逐步进入市场，系统布线所需导线根数为2根，信号线与电源线合并使用，在提供通信功能的同时供电。现已有不少项目采用了二线制系统，通过消防验收并稳定运行。二线制系统能有效节约成本，安装维护简捷，是火灾自动报警系统一个重要的发展方向。相比原有的四线制系统，二线制系统其产品特点、系统组成等都有很多不同，若设计人员没有深入了解，很容易造成设计错误。本文通过对比二线制系统和四线制系统的产品特点，分析二线制系统设备选型，探讨线路电压损失问题，并提出问题与思考，以期对二线制系统设计提供参考建议。

二线制系统及设备特点

火灾自动报警系统的四线制系统为总线+电源线的形式，系统布线所需导线根数为4根，感烟火灾探测器、感温火灾探测器、手动报警按钮等所需电流极小的火灾报警设备，只需总线提供通信功能，对于输入/输出模块（以下称“I/O模块”，输入模块称“I模块”）、声光警报器等所需电流大的火灾自动报警设备，除需总线提供通信功能外，还需单独设置电源线。二线制系统的信号线与电源线合并使用，在提供通信功能的同时供电，系统布线所需导线根数为2根。

市面上二线制火灾报警产品有很多，但其实现方式不尽相同，目前市面上大多数厂商都采用“信号线类”技术实现二线制，省去了电源线，这种技术的特点是增强信号线的驱动能力，降低设备的功耗。摘录泰和安、利达的四线制、二线制常用火灾报警设备的静态电流（表中简称“静态”）、报警（动作）电流（表中简称“报警”）等参数列于表1。静态电流和报警（动作）电流是火灾报警设备的重要参数。静态电流是指设备在没有信号输入时的本身消耗电流。报警（动作）电流是指设备报警（动作）时的消耗电流。通过表1及查阅文献，对比各火灾报警设备厂商样本上的设备参数，可知二线制系统产品有以下特点：

a. 降低了感烟火灾探测器和感温火灾探测器的功耗，报警电流由原来的1.5～2 mA降低到0.2～0.5 mA。

b. 原有声光警报器的报警电流大多在30～50 mA左右（部分为50～90 mA，甚至有产品超过了100 mA），多数厂家降耗后，报警电流可以做到8 mA、9 mA（部分≤5 mA）。

c. 原火灾显示盘的报警电流大多在50～100 mA左右，新的二线制系统产品基本都≤10 mA。

d. 四线制的I/O模块，同一个模块可输出DC 24 V的有源持续电压信号（通常电流≥0.5 A），也可以输出DC 24 V的无源信号（少数产品可以输出交流无源信号）。二线制的I/O模块，无源输出和有源输出属于不同模块。二线制I/O模块（无源输出）输出DC 24 V的无源信号（少数产品可以输出交流无源信号）。二线制I/O模块（有源）中，有些只提供DC 24 V的有源脉冲信号（如青鸟消防的JBF5142模块，产品的脉冲电流为1.5 A左右，时间为几十ms）或只提供DC 24 V的有源持续电压信号（如泰和安的TX3206模块，产品的最大可输出电流有限，40 mA左右），有些可提供DC 24 V的有源脉冲信号和有源持续电压信号两种选择（如青鸟消防的JBF5155模块）。

综上，二线制系统降低了火灾时大电流设备的功耗，并将I/O模块输出DC 24 V电流控制的联动设备优化为无需模块输出电源控制，或采用电容储能放电提供设备所需的脉冲电源。如此，系统的静态电流和报警（动作）电流值得到优化，采用信号线就可以完成通信+供电的功能，从而省去电源线，实现二线制系统。

二线制系统设备选型

二线制系统设备选型时应注意区别四线制和二线制产品。如感温火灾探测器、感烟火灾探测器、手动报警按钮等小电流设备，大多数厂商的二线制和四线制的产品是一致的，如有不同，选择二线制产品即可。声光警报器、火灾显示盘、I/O模块等需要选择二线制产品，注意设计时无需再单独配置电源线。二线制系统设备选型中，因I/O模块的报警电流较大，对线路的电压损失贡献明显，同时I/O模块的类型需要根据被控设备类型相应选择，选型时应特别注意。下面将二线制系统I/O模块的选型总结如表2所示，供设计参考。

注：1）断路器也可配置DC 24 V分励脱扣附件，但所需脉冲电流较大，通常I/O模块（有源脉冲）不能满足要求，故一般选择AC 220 V分励脱扣附件，I/O模块切非信号经中间继电器接入控制电路。切非的分励脱扣附件完成脱扣功能仅需脉冲电压，故为了降低线路报警电流，不推荐采用I/O模块（有源持续）。也有I/O模块（无源输出）可提供AC 220 V无源触点或其他交流电压触点，可直接入分励脱扣控制电路实现切非，但产品较少。

2）16D303-2《常用风机控制电路图》、16D303-3《常用水泵控制电路图》中消防风机和消防水泵控制电路图“消防联动”含自锁环节，I/O模块（有源持续）或I/O模块（有源脉冲）均可。但因考虑消防风机和消防水泵重要性，推荐采用I/O模块（有源持续）。

3）16D303-2、16D303-3中消防风机和消防水泵控制电路图中“消防联动”环节适配的中间继电器为DC 24 V，电流约为40 mA。

二线制系统线路电压损失

线路电压损失要求

电压偏差是衡量电能质量的一个重要指标，电压过高会影响设备的寿命，电压过低会影响设备的正常运行。火灾自动报警系统设备的工作电压，关系到设备能否正常运行，故线路电压损失问题不可忽视。同时，线路的电压损失也是系统线缆截面积选择、线缆传输距离确定等的重要依据。

GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》（以下简称《火规》）第4.1.2条条文说明：……除容量满足受控消防设备同时启动所需的容量外，还要满足传输线径要求，当线路压降超过5%时，其直流24 V电源应由现场提供。

GB 26851-2011《火灾声和/或光警报器》第4.3条规定：火灾声和/或光警报器应能在制造商规定的供电电压上、下限值（如未规定，则上、下限参数分别为额定工作电压110%和85%）之间保持正常工作状态，基本功能应符合4.1的要求。

消火栓按钮、手动报警按钮、感烟火灾探测器等产品也有与火灾声和/或光警报器相同的电压波动试验要求。I/O模块产品在产品规范中未有电压波动试验要求，但GB 16806-2006《消防联动控制系统》第4.10条规定了模块在制造商规定的供电范围下应能正常工作。查阅各火灾报警厂商样本，有关感烟火灾探测器、感温火灾探测器、手动报警按钮、模块等的工作电压都能满足额定工作电压（DC 24 V）85%～110%的要求，甚至可以做到在更严苛的电压条件下正常工作，如泰和安的I/O模块为DC 15～28 V，利达的I/O模块为DC 14～28 V。由火灾自动报警系统I/O模块供电的设备，DC 24 V中间继电器、加压送风口、电动防火阀、电磁阀等均可在额定电压75%～80%左右的条件下可靠工作。

笔者认为，《火规》4.1.2条条文说明要求的电压损失5%较严苛，工程中很难满足，且二线制系统产品及I/O模块供电的设备可以在更严苛的电压条件下正常工作，故可以参考火灾报警产品规范的电压波动试验推荐值，线路的电压损失要求按15%执行。

线缆选择

由于双绞线比平行导线具有更好的信号传输能力和抗干扰性能，为了保障系统的可靠运行，火灾自动报警系统的信号线必须使用双绞线。线缆截面积选择，应满足线路电压损失要求。根据《工业与民用供配电设计手册》（第4版）表9.4-3，直流电源的电压损失公式如下式所示：

式中：ΔU%——线路电压损失百分数；P——有功功率，W；L——火灾自动报警系统回路长度，m；C——功率因数为1时的计算系数，根据《工业与民用供配电设计手册》（第4版）表9.4-4查询，线路标称电源24 V，导体工作温度为50 ℃时，C为0.15；S——线芯标称截面积，mm2；UN——线路电压，V；I——线路电流，A。

下面以实际项目进行线路电压损失计算。

某住宅小区项目，距离消防控制室传输距离最远的一栋楼地上为26层，采用了两条二线制报警总线回路，14F到屋顶层为一条回路，消防控制室到14F线路传输距离为300 m，14F到屋顶层火灾报警设备最末端线路传输距离为50 m。标准层每层为1个短路隔离模块、6个感烟火灾探测器、2个手动报警按钮（带电话插孔）、2个声光警报器、2个消火栓按钮、1个I/O模块（有源脉冲，控制正压风口）；屋顶层为1个短路隔离模块、4个感烟火灾探测器、2个I/O模块（无源输出，控制电梯降首）、1个I/O模块（有源持续，控制消防风机启动）。考虑16层发生火灾，所在楼层探测器全部报警，2个手动报警按钮启动，2个消火栓按钮按下动作，全楼声光警报器启动，15～17F正压风口动作（但其余层考虑模块为充电状态，故计算为全部），电梯降首，屋顶消防风机启动。采用利达二线制产品，线路报警电流计算为505.3 mA。考虑线路电压损失范围为15%，简化计算，将所有设备视作在最末端一处，经式（1）、（2）计算，干线（消防控制室到楼层电井）采用2.5 mm2截面积的RVS线，末端采用1.5 mm2截面积的RVS线可以满足要求。

地下室距离消防控制室传输距离最远的一个防火分区，消防控制室到配电间的距离为250 m，配电间到防火分区火灾报警设备最末端距离为100 m。该防火分区有5个短路隔离模块，114个感烟火灾探测器，6个感温火灾探测器，6个手动报警按钮（带电话插孔），6个声光警报器，13个消火栓按钮，1个广播模块，4个I模块（2个接收水流指示器和信号阀，2个接收280 ℃阀信号），4个I/O模块（无源输出，控制防火卷帘），2个I/O模块（有源持续，控制消防风机启动），1个火灾显示盘。考虑该防火分区火灾，防火分区的10个火灾探测器报警，1个手动报警按钮启动，2个消火栓按钮按下动作，声光警报器启动，防火卷帘、防火阀、消防风机等全部动作。采用利达二线制产品，经计算，线路报警电流I=272.7 mA。考虑线路电压损失范围为15%，简化计算，将所有设备视作在最末端一处，经式（1）、（2）计算，消防控制室至防火分区末端采用1.5 mm2截面积的RVS线可以满足要求。

线缆截面积校验

关于线缆的截面积选择，实际工程中逐个计算火灾报警回路的电压损失工作量较大，工程中可用不同火灾报警回路长度、导线截面积条件下可允许的最大报警电流，校验选用的线缆截面积是否满足要求。经式（1）、（2）计算，可得线路电压损失允许15%时，不同火灾报警回路长度、导线截面积条件下可允许的最大报警电流，将所有设备视作在最末端一处（推荐按此原则考虑，可为火灾自动报警系统留有裕量），结果列于表3，工程中可参考表3进行线缆截面积校验。

降低线路电压的办法

火灾自动报警系统设备的工作电压，关系到设备能否正常运行，工程设计应尽可能降低线路电压损失，可采用以下方法：

a. 合理规划火灾自动报警系统线路路由，缩短系统传输距离。

b. 选择报警电流小的火灾自动报警品牌或设备。

c. 结合被控设备特性，减少I/O模块（有源持续）的数量，尽可能选择I/O模块（无源输出），如防火卷帘、电梯降首、电动挡烟垂壁选择I/O模块（无源输出）进行控制。

d. 增加导线截面积。

e. 增加中继模块或就地设置DC 24 V电源。

f. 提高DC 24 V电源输出端的输出电压。

g. 必要时部分所需电流较大的设备仍采用四线制系统。

存在的问题和思考

二线制系统产品从首次发布到目前短短几年时间，已有不少落地项目，通过消防验收并稳定运行，市场发展前景巨大，但还存在一些问题和需要思考的地方：

a. 部分厂商二线制和四线制产品及系统不能完全兼容，建议厂商予以优化改进。

b. 现行《火规》及其他规范中，规范正文并未对火灾自动报警系统线路允许的电压损失值提出要求，仅在《火规》条文说明中有5%的要求，关于线路电压损失允许值取值工程中也存在争议，如果按5%要求，二线制系统的应用将受较大限制。

c. 二线制系统产品，暂无专用的国家规范对产品进行限制要求。如I/O模块（有源脉冲）产品，产品报废期限内，大电容的充放电次数、储能放电的放电电流值和放电时间缺乏国家规范要求，各厂商产品参数参差不齐。同时，二线制系统也无相关图集与之匹配。

d. 对于需要脉冲电流供电及控制的设备（如加压送风口、电动排烟口、电动防火阀等），二线制系统采用I/O模块（有源脉冲），模块采用大电容储能放电，输出脉冲电流让其动作，当未接收到受控设备的反馈信号时，模块重复输出。根据GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》，加压送风口、排烟口、排烟阀应在防火分区内火灾确认后15 s内开启，而I/O模块（有源脉冲）一旦首次动作失败，将充电储能，重复动作时间长达几十秒，采用I/O模块（有源脉冲）是否满足规范要求，有待商榷。

e. 为降低线路电压损失，二线制系统的I/O模块应尽可能使用I/O模块（无源输出），国标图集关于消防风机、消防水泵的控制电路图，对应为I/O模块（有源持续）或I/O模块（有源脉冲），采用I/O模块（无源输出）暂无适配的国标图集控制电路图供选择，需要设计调整控制电路图。

结语

选用二线制系统时，应注意设备选型，特别注意I/O模块应根据被控设备类型相应选择，关注线路电压损失问题，合理选择线缆截面，并尽可能降低线路电压损失。二线制系统能有效节约成本，安装维护简捷，虽然存在一些问题，但简洁化、节能化必然是未来火灾自动报警系统发展的重要方向，二线制相比四线制火灾自动报警系统，更加简洁、节能，在国家大力提倡节能的方向下，二线制火灾自动报警系统有着广阔的发展空间。

本文载于《建筑电气》2023年第1期《二线制火灾自动报警系统设计探讨》，详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。作者信息：刘正华，男，四川中泰联合设计股份有限公司，工程师。更多精彩内容，敬请关注《建筑电气》杂志2026年第9期。