論新型智能消防系統(tǒng)在大空間建筑中的應(yīng)用

●張志剛，徐海煒

(齊齊哈爾市消防支隊(duì)，黑龍江齊齊哈爾 162400)

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑水平的提高，大空間建筑(如體育館、候機(jī)廳、大型商場、工業(yè)廠房、儲(chǔ)存?zhèn)}庫等)不斷增多，由于大空間建筑的獨(dú)特性，一些傳統(tǒng)建筑消防設(shè)施很難全面滿足其安全要求，埋下了較大的火災(zāi)隱患。目前亟待對(duì)大空間建筑常用消防設(shè)施的有效性進(jìn)行深入探討，并針對(duì)該類建筑的消防特點(diǎn)甄選適用的消防系統(tǒng)，以保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

一、傳統(tǒng)消防設(shè)施存在的問題

(一)防火墻與防火卷簾

為有效的把火災(zāi)控制在較小范圍內(nèi)，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求在建筑物內(nèi)劃分防火分區(qū)，通常采用防火墻和防火卷簾來劃分防火分區(qū)。但對(duì)于大空間建筑卻有很多不適于的情況。對(duì)大空間工業(yè)廠房而言，因成套設(shè)備生產(chǎn)線的工藝要求，如果用防火墻把廠房一分兩半，則截?cái)嗔诉B貫的生產(chǎn)線設(shè)備，也有礙物料及半成品、成品的運(yùn)輸，是不可行的設(shè)計(jì)方案;防火卷簾，在面對(duì)大跨度建筑時(shí)也存在問題:大跨度建筑一般單跨可達(dá)36m以上，定制這樣大跨度的防火卷簾，不但成本很高，而且在卷簾收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里，可靠性差，非常不適用。

(二)獨(dú)立水幕系統(tǒng)

用獨(dú)立的水幕作防火分隔是防火墻或防火卷簾的常用替代方案。但是，單獨(dú)水幕作防火分隔也有三大難題:(1)需水量太大，水池造價(jià)高。以跨度36m計(jì)算，水幕供水量為2L·s－1·m－1，按消防歷時(shí)2h考慮，水幕貯水量應(yīng)為518m3，再加上室內(nèi)外消火栓的貯水量，則消防水池容量大導(dǎo)致造價(jià)較高。(2)水幕啟動(dòng)時(shí)，大量的水突然噴泄而下，可能對(duì)水幕下方昂貴的生產(chǎn)設(shè)備造成較大的損失。在火災(zāi)不嚴(yán)重的情況下，貿(mào)然啟動(dòng)水幕可能造成的損失會(huì)比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格掌握水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)。(3)系統(tǒng)維護(hù)工作繁重，難以試水方式檢驗(yàn)水幕系統(tǒng)的可靠性。理論上，如果先安裝消防設(shè)施，再安裝其他設(shè)備，則有機(jī)會(huì)在水幕安裝完畢，其他設(shè)備還末安裝時(shí)進(jìn)行水幕試水。但在工程實(shí)踐中，通常把消防設(shè)施安裝排在后面。這樣在水幕安裝完畢后無法進(jìn)行試水實(shí)驗(yàn)，很難保證在關(guān)鍵時(shí)刻水幕正常工作。目前水幕試水的問題只好在技術(shù)上近似解決。在設(shè)計(jì)時(shí)，可在消防泵房水幕泵的出水管上設(shè)試水管及試水閥門(便于平時(shí)檢驗(yàn)水幕泵的工作狀態(tài))，但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞、噴水是否均勻就無法測試了。

(三)普通閉式系統(tǒng)

現(xiàn)行《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.1條規(guī)定凈空高度在12m以內(nèi)的非倉庫類高大凈空?qǐng)鏊稍O(shè)置閉式系統(tǒng)，該規(guī)定是針對(duì)普通閉式噴頭而言的。而對(duì)于大空間建筑，火災(zāi)時(shí)煙氣在熱對(duì)流的作用下流動(dòng)至上層的時(shí)間長，造成上層空間升溫較慢，會(huì)導(dǎo)致普通噴頭響應(yīng)時(shí)間過長，延誤了滅火時(shí)機(jī)。且普通閉式噴頭在大空間的特殊環(huán)境中，噴射出的水滴在到達(dá)火焰之前會(huì)被蒸發(fā)掉或被吹離火焰，有效水量大為減少，只能起到控制火災(zāi)而不能壓制火災(zāi)。因此，在大空間建筑內(nèi)采用普通閉式系統(tǒng)達(dá)不到很好的滅火效果。

(四)雨淋系統(tǒng)

《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.5條規(guī)定:“具有下列條件之一的場所，應(yīng)采用雨淋系統(tǒng):室內(nèi)凈空高度超過本規(guī)范第6.1.1條規(guī)定，且必須迅速撲救初期火災(zāi)?！庇纱丝稍O(shè)置雨淋滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)在其保護(hù)區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)大面積的噴水滅火，降溫及滅火效果均非常顯著，適用于過大面積的滅火。但該系統(tǒng)存在雨淋閥多、報(bào)警閥多、系統(tǒng)管線復(fù)雜，造成施工安裝困難，維護(hù)管理困難，且破壞建筑的整體美觀性;而其自動(dòng)控制部分要求也很高，需要有很高的可靠性，管網(wǎng)在任何時(shí)候壓力波動(dòng)變化不能過大，不允許誤動(dòng)作或不動(dòng)作。另外，作為開式系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)雨淋閥開啟后，被保護(hù)區(qū)域內(nèi)所有噴頭一起噴水，對(duì)于大空間建筑，會(huì)造成系統(tǒng)用水量大，容易造成水災(zāi)，水漬損失大。

綜上種種，解決大空間建筑自動(dòng)消防新的整體方案亟待開發(fā)，以解決工程設(shè)計(jì)和施工的現(xiàn)實(shí)問題。

二、新型智能消防系統(tǒng)在大空間建筑中的應(yīng)用

(一)自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)

自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)，是一種智能型的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)由消防水箱、水泵、系統(tǒng)附件、供水管網(wǎng)、智能型電動(dòng)閥、總線控制裝置等組成。其工作過程是:平時(shí)系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài)，當(dāng)滅火系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，對(duì)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行掃描對(duì)準(zhǔn)火點(diǎn)定位，然后報(bào)警、啟泵、開閥、噴水滅火。滅火后系統(tǒng)恢復(fù)到監(jiān)控狀態(tài)，如有復(fù)燃，系統(tǒng)重復(fù)以上過程，直至將火徹底撲滅。由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，賦予了系統(tǒng)一定的智能，它能對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行感知并作出反應(yīng)，經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、判斷、確認(rèn)后，實(shí)施滅火。因而，在出現(xiàn)火情時(shí)能及時(shí)探測，準(zhǔn)確定位，快速滅火。

該系統(tǒng)開啟迅速，智能型噴頭在可控區(qū)域內(nèi)一旦發(fā)現(xiàn)火情，啟動(dòng)時(shí)間≤20s，與普通噴頭相比較，智能消防系統(tǒng)可提前開啟約60s左右。并且順應(yīng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展趨向，具有射流密集有力、噴射強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，而且具有模擬人工擺動(dòng)掃射滅火功能。該智能系統(tǒng)不僅具有較大的覆蓋面積(最大保護(hù)半徑可達(dá)到15m以上)，且具有較高的豎向保護(hù)范圍(最大保護(hù)高度可達(dá)到20m以上)，特別適用于大空間場所，解決了傳統(tǒng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)大空間滅火難的問題。東北林業(yè)大學(xué)體育館采用了該套消防系統(tǒng)，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)施工方便、智能經(jīng)濟(jì)、用水量少，滅火效果好，是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)很好的補(bǔ)充。遼寧省制定了《大空間自動(dòng)掃描定位噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》。

(二)大空間智能消防水炮滅火系統(tǒng)

自動(dòng)消防炮系統(tǒng)的特點(diǎn)是將圖像識(shí)別技術(shù)運(yùn)用于火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展的全過程，具備監(jiān)控系統(tǒng)的功能，對(duì)被保護(hù)場所進(jìn)行無死角可視圖像監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)可視化報(bào)警，能夠有效發(fā)現(xiàn)早期火災(zāi)火焰和火災(zāi)煙氣;并能根據(jù)著火點(diǎn)遠(yuǎn)近及大小自動(dòng)修正消防炮的噴射點(diǎn)角度，進(jìn)行空間定位、定點(diǎn)滅火，保證消防炮的定位準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)智能化控制。自動(dòng)消防水炮滅火系統(tǒng)具有現(xiàn)場控制和遠(yuǎn)程控制功能，并具備以下控制方式:(1)自動(dòng)控制方式?；馂?zāi)發(fā)生后，可視煙霧探測系統(tǒng)和圖像火焰探測器對(duì)著火區(qū)域進(jìn)行探測并向消防中心報(bào)警;報(bào)警信號(hào)傳給消防水炮中央控制系統(tǒng)，由主機(jī)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行分析判別后，確定著火點(diǎn)，同時(shí)，對(duì)應(yīng)著火區(qū)域的兩臺(tái)消防水炮自動(dòng)指向著火點(diǎn)，自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，打開電動(dòng)閥，向著火點(diǎn)噴水滅火。(2)手動(dòng)控制方式。當(dāng)前端探測器報(bào)警后，值班人員通過被強(qiáng)制切換過來的彩色畫面，通過控制室的中心手動(dòng)操作盤控制消防水炮瞄準(zhǔn)著火點(diǎn)，啟動(dòng)消防泵，打開電動(dòng)閥噴水滅火。(3)現(xiàn)場應(yīng)急控制。當(dāng)現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后，通過消防水炮現(xiàn)場手動(dòng)操作盤控制消防水炮瞄準(zhǔn)著火點(diǎn)，啟動(dòng)消防泵，打開電動(dòng)閥噴水滅火，也可以通過消防水炮遙控器對(duì)炮的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行遙控操作。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，值班人員在控制中心借助監(jiān)視圖像控制消防水炮的俯仰、水平回轉(zhuǎn)及啟動(dòng)消防泵，打開電動(dòng)閥向火源點(diǎn)噴水滅火。(4)手動(dòng)控制和現(xiàn)場應(yīng)急控制具有優(yōu)先權(quán)。由于僅對(duì)火災(zāi)區(qū)域噴灑滅火，減少了對(duì)無火災(zāi)區(qū)域的影響，很大程度上減少了火災(zāi)造成的損失。另外消防炮的射程遠(yuǎn)(可達(dá)50m，甚至更遠(yuǎn))，所以控制的范圍大，適合于大空間消防要求。

(三)大空間智能主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)包括:(1)智能型滅火裝置(大空間智能滅火裝置、自動(dòng)掃描射水滅火裝置、自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火裝置)，該裝置包括智能型紅外探測組件、大空間大流量噴頭、電磁閥;(2)信號(hào)閥組;(3)水流指示器;(4)供水管道及供水設(shè)備。與消防水炮相比，智能型主動(dòng)滅火裝置就好比縮小的和分散的微型水炮，流量、水壓較小，因此滅火裝置容易結(jié)合建筑要求布置，管路也較少，便于鋪設(shè);相對(duì)于噴淋系統(tǒng)而言，智能型自動(dòng)滅火裝置就好比可以轉(zhuǎn)動(dòng)的噴頭，直接面對(duì)火源噴水，因此使用的水量較小，針對(duì)性強(qiáng)，縮短了滅火時(shí)間。東莞大劇院等多個(gè)大型工程均采用此系統(tǒng)。廣東省頒布了《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。該系統(tǒng)的采用為大空間消防提供了更為有效的手段。

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