淺談建筑物消防系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)

張記磊

【摘要】 建筑物消防系統(tǒng)在不斷提高自身智能化程度的同時(shí)，還必須和建筑各智能化系統(tǒng)集成。本文結(jié)合自己的工作實(shí)踐對(duì)自動(dòng)化消防系統(tǒng)與智能建筑的其它子系統(tǒng)進(jìn)行了初步的探討，提出消防系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通訊同時(shí)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，使消防系統(tǒng)具有真正的智能化功能。

【關(guān)鍵詞】 消防自動(dòng)化； 智能建筑； 現(xiàn)狀； 集成化；

我國(guó)大中城市中高檔的賓館客房和智能住宅小區(qū)、商業(yè)用樓等建筑的防火安全工作，由于開展較早，技術(shù)力量較強(qiáng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全過(guò)程智能化。而中小城市中，由于這項(xiàng)工作起步較晚，各方面的技術(shù)力量都較弱，建筑中由于消防系統(tǒng)電氣安裝不合理而引起火災(zāi)或使小火蔓延成災(zāi)的案例很常見，消防系統(tǒng)智能化除了具備火災(zāi)初期自動(dòng)報(bào)警功能外，還要在消防中心的報(bào)警器上附設(shè)有直接通往消防部門的電話、自動(dòng)滅火控制柜、火警廣播系統(tǒng)等。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，立即在本層或本區(qū)域火災(zāi)報(bào)警器上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在總服務(wù)臺(tái)或消防中心的報(bào)警設(shè)備上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并顯示發(fā)生火災(zāi)的樓層、房號(hào)或區(qū)域的代號(hào)；啟動(dòng)火警廣播，組織人員安全疏散和啟動(dòng)消防電梯，隨后，報(bào)警聯(lián)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)滅火控制柜工作，啟動(dòng)防火門以封閉火災(zāi)區(qū)域，并在火災(zāi)區(qū)域自動(dòng)噴灑水或滅火劑滅火；其次開動(dòng)消防泵和自動(dòng)排煙裝置。在計(jì)算機(jī)程序的控制下，根據(jù)火警探測(cè)器提供的現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)信息，隨機(jī)采取各種有效的自動(dòng)滅火措施。消防人員可根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的情況，采取人工直接滅火或人工操作固定式滅火設(shè)備滅火。

1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)工作原理

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)是對(duì)建筑物內(nèi)火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警、撲救的系統(tǒng)。其工作原理是：當(dāng)建筑物內(nèi)某一現(xiàn)場(chǎng)著火或已構(gòu)成著火危險(xiǎn)時(shí)，各種對(duì)光、溫、煙、紅外線等反應(yīng)靈敏的自動(dòng)觸發(fā)器件（包括火災(zāi)探測(cè)器、水流指示器、壓力開關(guān)等），將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的實(shí)際狀態(tài)信息（煙氣、溫度、火光等）以電氣或開關(guān)信號(hào)形式立即送到報(bào)警器，報(bào)警器將這些信息與現(xiàn)場(chǎng)正常狀態(tài)進(jìn)行比較，若確認(rèn)已著火或即將著火，則輸出兩路信號(hào)：一路指令聲光顯示器動(dòng)作，發(fā)出音響報(bào)警，并顯示火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)地址（樓層、房間）。同時(shí)記錄時(shí)間，通知火災(zāi)廣播機(jī)工作，火災(zāi)專用電話開通向消防隊(duì)報(bào)警等；另一路指令設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器（繼電器、接觸器、電磁閥等），開啟各種消防設(shè)備，如噴淋水、噴射滅火劑、啟動(dòng)排煙機(jī)、關(guān)閉隔火門等。為了防止系統(tǒng)失靈和失控，在各現(xiàn)場(chǎng)附近還設(shè)有手動(dòng)開關(guān)，用以報(bào)警和啟動(dòng)消防設(shè)施。它是一種簡(jiǎn)單易行、報(bào)警可靠的觸發(fā)裝置。警報(bào)裝置是在確認(rèn)火災(zāi)后，用警鈴、警笛、高音喇叭等音響設(shè)備自動(dòng)或手動(dòng)向外界通報(bào)火災(zāi)發(fā)生，供疏散人群、向消防隊(duì)報(bào)警等用。

對(duì)一些建筑平面比較復(fù)雜或特別重要的建筑物，為了使發(fā)生火災(zāi)時(shí)值班人員能不假思索地確定報(bào)警部位，可采用火災(zāi)模擬顯示盤，它較普通火災(zāi)報(bào)警控制器的顯示更為形象和直觀。某些大型或超大型的建筑物，為了減少火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的施工布線，已廣泛采用總線制火警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器或中繼器。

2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)電源及線路敷設(shè)

電源是向觸發(fā)裝置、報(bào)警裝置、警報(bào)裝置提供電能的設(shè)備?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的電源應(yīng)由消防電源供電，還要由直流備用電源。合理確定消防用電設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)并保障其供電可靠性是電氣防火設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本問(wèn)題。高層建筑中的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)的防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電的負(fù)荷等級(jí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。此外還必須增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源是獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組。供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路，即設(shè)置了三個(gè)電源。目前我國(guó)生產(chǎn)的快速起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)15s內(nèi)自起動(dòng)，能滿足疏散照明和備用照明轉(zhuǎn)換時(shí)間要求，但不能滿足安全照明和需要快速轉(zhuǎn)換的備用照明的要求，需和蓄電池組合使用（蓄電池連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)少于20min），在大型、重要高層建筑中這種方式較常見。高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等的供電，應(yīng)在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各工程的實(shí)際情況，按樓層或按防火分區(qū)設(shè)置一臺(tái)總的雙電源自動(dòng)切換裝置，采用耐火耐熱配線分別引至各消防用電設(shè)備。

3 建筑物消防系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)

綜合布線系統(tǒng)是智能建筑消防系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)和骨架。它可以將建筑物中各種信號(hào)探測(cè)、區(qū)域信號(hào)、消防設(shè)施控制設(shè)備等聯(lián)結(jié)在一起，通過(guò)智能化布線系統(tǒng)接受不同指令運(yùn)行，同時(shí)將運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果通過(guò)布線系統(tǒng)反饋智能消防系統(tǒng)控制中心。充分考慮一體化的布線方式，施工中要求統(tǒng)一布線安裝、統(tǒng)一調(diào)試。在設(shè)計(jì)中不僅要解決語(yǔ)音、資料、圖像的信息傳輸線路的設(shè)計(jì)，也要綜合考慮各子系統(tǒng)的布線方式，目前國(guó)內(nèi)高層建筑中消防用電設(shè)備配電線路的敷設(shè)方式主要有以下幾種：

（1）普通電線電纜穿在金屬管或阻燃塑料管（氧指數(shù)≥35）內(nèi)并埋設(shè)在不燃燒結(jié)構(gòu)體內(nèi)，這是一種比較經(jīng)濟(jì)、可靠的敷設(shè)方式。但采用此種方式的線路走向會(huì)受到限制，而且穿管暗敷的不燃燒體保護(hù)層的厚度不宜小于3cm。這主要是依據(jù)我國(guó)消防科研所提供的鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋溫度與保護(hù)層厚度的關(guān)系曲線確定；

（2）將普通電線電纜穿金屬管或金屬線槽明敷，并在金屬管或金屬線槽上涂上防火涂料。采用這種敷設(shè)方式要注意電纜電線截面的選擇，因?yàn)榉阑鹜苛袭?dāng)受到火星或火種的作用時(shí)，很難被引燃。當(dāng)受到高溫和明火作用時(shí)，涂層能吸收熱量，形成致密的炭化泡沫，從而阻止熱量的傳遞，防止火焰直接燒到電纜，在一定條件下還可將火阻熄。同樣道理，電纜的散熱亦會(huì)受到影響，要降容使用；

（3）絕緣和護(hù)套為不延燃性材料的電線電纜敷設(shè)在電纜井內(nèi)。一般電纜井中不僅有消防用電設(shè)備的配電線路，還有其它用電設(shè)備的配電線路。由于電纜井空間小，電纜集中，一般用電設(shè)備的配電線路也應(yīng)采用阻燃電纜，若選用非阻燃性電纜則必須用防火隔板將其和消防用電電纜隔開。另外，由于豎井煙囪效應(yīng)，易使火勢(shì)擴(kuò)大，所以樓層間應(yīng)采用防火隔板、防火材料密封隔離，電纜電線在樓層間穿管時(shí)，兩端管口空隙要用防火材料封堵。

4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)控制模塊用途

在火災(zāi)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)中有各種類型的輸入、輸出控制模塊和信號(hào)模塊?？刂颇K的作用是控制各種聯(lián)動(dòng)設(shè)備的啟閉。如：水泵、防火門、通風(fēng)道、警鈴、廣播喇叭等。信號(hào)模塊的作用是，把各種開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)反饋到報(bào)警器，在報(bào)警器上顯示該開關(guān)設(shè)備的位置，從而了解火場(chǎng)的位置。各種控制模塊用途如圖3所示。使用這些控制模塊的目的，是利用模塊的編碼功能，通過(guò)總線制接線，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，減少系統(tǒng)接線。這些模塊也要占用報(bào)警器的輸出端口，在這一點(diǎn)上與配用編碼底座的探測(cè)器相同。模塊的連接方法與探測(cè)器的連接方法相同。

5.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的形式

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的形式?jīng)Q定于火災(zāi)報(bào)警控制器的類別和建筑物的復(fù)雜程度。目前國(guó)內(nèi)外工程所采用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)有三種基本形式，即：區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)各子系統(tǒng)中的設(shè)備均能通過(guò)控制模塊進(jìn)行遙控操作，也可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行操作。

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