智能建筑防火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孫利生 劉怡

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，智能化建筑不斷增多，智能化建筑防火問(wèn)題開(kāi)始受到人們的關(guān)注。智能建筑作為一個(gè)現(xiàn)代化的建筑體系已廣泛應(yīng)用于多層、高層、超高層的住宅、寫(xiě)字樓及綜合樓工程中，智能建筑中的防火設(shè)計(jì)在控制火災(zāi)的發(fā)生及發(fā)生火災(zāi)后的報(bào)警方面起了很大的作用。所以，現(xiàn)在的防火設(shè)計(jì)從防火體系過(guò)去那種簡(jiǎn)單、被動(dòng)的消防體系演變?yōu)樽詣?dòng)探測(cè)、自動(dòng)報(bào)警的智能化的消防系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能建筑；防火系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引 言

火災(zāi)對(duì)于智能建筑的影響較大，因此，智能建筑防火設(shè)計(jì)問(wèn)題成為人們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象?；馂?zāi)是發(fā)生頻率較高的災(zāi)害。無(wú)論電器設(shè)備、裝修材料、室內(nèi)陳設(shè)都可能引發(fā)樓宇火災(zāi)，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，尤以高層和超高層建筑損失最大。所以，智能建筑的防火系統(tǒng)技術(shù)在高層及超高層的防火設(shè)計(jì)中得到了廣泛采用。

1 智能建筑及其特點(diǎn)

智能建筑的概念起源于美國(guó)，但是，至今，智能建筑還沒(méi)有一個(gè)明確的定義。美國(guó)智能建筑學(xué)會(huì)定義“智能建筑”是將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)服務(wù)、運(yùn)營(yíng)及其相互聯(lián)系全面綜合并達(dá)到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。智能建筑一般具有三個(gè)條件：①采用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)大樓內(nèi)的各種設(shè)施，包括消防、保安、氣溫、濕度、燈光等，創(chuàng)造舒適的環(huán)境；②具有良好的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；③可提供現(xiàn)代化對(duì)外通訊手段和辦公條件，可及時(shí)獲得全球性金融商業(yè)情報(bào)、科技情報(bào)和各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的最新信息，有利于及時(shí)處理商貿(mào)業(yè)務(wù)的高速?zèng)Q策與競(jìng)爭(zhēng)。

綜合來(lái)講，智能建筑有以主幾個(gè)特點(diǎn)：①智能建筑是計(jì)算機(jī)和信息處理等高技術(shù)與建筑藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可創(chuàng)造出安全，有宜于健康和提高工作效益，舒適的辦公環(huán)境。②在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用開(kāi)放式，大跨度框架結(jié)構(gòu)，以滿足多種用戶對(duì)不同環(huán)境功能要求，并通過(guò)結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（SCS或PDS）全面實(shí)現(xiàn)建筑自動(dòng)化（BA）、通訊自動(dòng)化（CA）和辦公自動(dòng)化（OA）。③利用新技術(shù)最大程度地節(jié)能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，如火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用環(huán)境自適應(yīng)調(diào)整和消防設(shè)備優(yōu)化控制，空調(diào)系統(tǒng)采用最佳啟?？刂啤⒃O(shè)定值自控和節(jié)能優(yōu)化控制等。④智能建筑隨各國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化背景不同而體現(xiàn)出差異，如美國(guó)主要發(fā)展出租型智能建筑，日本多為大企業(yè)自用的智能化辦公樓，泰國(guó)則更重于適應(yīng)旅游需要的智能型建筑。⑤智能建筑隨高技術(shù)發(fā)展，而不斷完善功能。

2 智能建筑中火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的性能要求

首先，智能建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式以及它的劃分和設(shè)置，從設(shè)計(jì)而言一般分為三種：區(qū)域火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、集中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。就以現(xiàn)在的智能建筑從其基本特點(diǎn)來(lái)看，最適應(yīng)的方式是控制中心報(bào)警系統(tǒng)。從劃分和設(shè)置方面來(lái)看有探測(cè)區(qū)域的劃分與探測(cè)器的設(shè)置，報(bào)警區(qū)域的劃分和報(bào)警控制器的設(shè)置，消防連動(dòng)設(shè)備及其控制。當(dāng)然提出火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮它在聯(lián)接界面上智能建筑的適應(yīng)性。其次，智能建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：根據(jù)被保護(hù)對(duì)象發(fā)生火災(zāi)是燃燒的特點(diǎn)，確定火災(zāi)探測(cè)器的類型；根據(jù)劃分報(bào)警區(qū)域設(shè)置區(qū)域報(bào)警控制器；根據(jù)消防設(shè)備確定聯(lián)動(dòng)控制方式；根據(jù)防火滅火要求來(lái)確定按照火災(zāi)探測(cè)器的總數(shù)和其他報(bào)警裝置（如手報(bào)）數(shù)量，確定火災(zāi)報(bào)警控制器的總?cè)萘浚桓鶕?jù)防火要求的聯(lián)動(dòng)控制方式確定報(bào)警和聯(lián)動(dòng)的邏輯關(guān)系。最后還要考慮火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的適應(yīng)性。

智能建筑的核心，是采用開(kāi)放式大跨度框架結(jié)構(gòu)和設(shè)置3A系統(tǒng)，其中，BA系統(tǒng)由火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等組成，智能建筑發(fā)生火警時(shí)，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)要及時(shí)探測(cè)、鑒別并啟動(dòng)通訊系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)外報(bào)警，根據(jù)各樓層人員情況顯示最佳疏導(dǎo)、營(yíng)救方案，同時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉不必要的電力系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)，并根據(jù)火災(zāi)狀況分配供水系統(tǒng)，啟動(dòng)防排煙設(shè)施等。因此，從消防安全需要出發(fā)，智能建筑中火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用規(guī)范要求的控制中心報(bào)警系統(tǒng)模式，并應(yīng)具備以下性能要求：①具有模擬量火災(zāi)控測(cè)方式和總線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)控測(cè)器或傳感器能采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并有效傳輸；②火災(zāi)報(bào)警可靠及時(shí)，誤報(bào)率低，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，兼容性強(qiáng)；③具有數(shù)據(jù)共享、電源與設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和消防設(shè)備優(yōu)化管理功能；④具有良好的人機(jī)對(duì)話界面和系統(tǒng)軟件，綜合管理和服務(wù)能力強(qiáng)。智能建筑并不在于是否擁有最先進(jìn)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、保安系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，而在于這些系統(tǒng)在滿足智能建筑基本要求的前提下是否有機(jī)地聯(lián)系在一起并發(fā)揮作用。

3 智能技術(shù)在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國(guó)已建成或在建的高層建筑中，智能防火系統(tǒng)有較廣泛的應(yīng)用，如北京光大大廈、長(zhǎng)城飯店、交通部辦公樓、上海展覽中心、錦江飯店、廣東國(guó)際大廈等建筑已達(dá)到樓宇設(shè)備自動(dòng)化，即實(shí)現(xiàn)中央電腦控制系統(tǒng)，其防火子系統(tǒng)亦采用集中智能型，具有設(shè)備監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)通訊能力。

3.1 智能建筑火災(zāi)探測(cè)技術(shù)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測(cè)器的選用及其報(bào)警器的配合是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。先介紹一種國(guó)外最新設(shè)計(jì)的新型分布式智能火災(zāi)探測(cè)報(bào)警探頭，探頭自帶CPU，具有智能型，能獨(dú)立地探測(cè)火災(zāi)。據(jù)探測(cè)到的火災(zāi)特點(diǎn)與探頭內(nèi)儲(chǔ)的預(yù)置火災(zāi)特性曲線參數(shù)進(jìn)行比較，能準(zhǔn)確地進(jìn)行災(zāi)探測(cè)、排除干擾，及時(shí)診斷判定、自動(dòng)報(bào)警、選擇消防控制。另外，分布式智能火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，在每個(gè)火災(zāi)探測(cè)器或火災(zāi)傳感器上都有一個(gè)原始的微處理器代探測(cè)器的電子線路進(jìn)行參數(shù)處理并進(jìn)行必要的分析判斷，提高探測(cè)器的有效數(shù)據(jù)輸出。在智能建筑中，采用分布式智能火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，能較好地協(xié)調(diào)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，消滅或消除誤報(bào)或不報(bào)現(xiàn)象，及時(shí)傳輸信息功能。如圖2所示為其原理圖：

此探測(cè)器具有靈敏度自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)診斷、自動(dòng)報(bào)警功能。內(nèi)設(shè)的微處理器，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器本身對(duì)信號(hào)進(jìn)行不間斷的真正智能模擬處理，當(dāng)靈敏度閾值超出允許范圍時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行干擾參數(shù)計(jì)算，調(diào)整報(bào)警靈敏點(diǎn)，使之適應(yīng)探測(cè)器所處環(huán)境，完成靈敏度自動(dòng)調(diào)我自動(dòng)診斷功能是采用綜合診斷方式進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，通過(guò)自動(dòng)修正檢測(cè)值，確保對(duì)探測(cè)器電氣性能進(jìn)行診斷，確定老化程度；自動(dòng)報(bào)警功能是通過(guò)自動(dòng)修正靈敏度、補(bǔ)償環(huán)境條件變化，消除干擾和集灰影響，使其長(zhǎng)期內(nèi)免維護(hù)，當(dāng)自動(dòng)修正無(wú)法滿足要求時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維護(hù)。

3.2 智能型數(shù)據(jù)總線布置

探測(cè)器探測(cè)的信息，通過(guò)數(shù)據(jù)線適時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸尤為重要。選用的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)采用智能型數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，以提供系統(tǒng)報(bào)警信息的準(zhǔn)確性和適時(shí)性。智能型數(shù)據(jù)總線同時(shí)也可以傳遞系統(tǒng)所有的操作數(shù)據(jù)、程序和指令，以及探測(cè)器狀態(tài)，分析數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)總線提供系統(tǒng)的探測(cè)器和控制器模塊二線制連接，同時(shí)傳輸工作電壓和數(shù)據(jù)通訊，智能數(shù)據(jù)總線綜合布置具有兼容性、先進(jìn)性、開(kāi)放性、靈活性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

4 消防聯(lián)動(dòng)、模塊化控制區(qū)域控制器或中央控制

其接受到火災(zāi)信號(hào)要及時(shí)地啟動(dòng)消防栓和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、防火卷簾和警鈴動(dòng)作、聯(lián)動(dòng)控制。系統(tǒng)可把輸入模塊作為一個(gè)主模塊，在系統(tǒng)中獨(dú)占用一個(gè)地址號(hào)，主模塊可串接多個(gè)普通底座的各種類型的探測(cè)器，也可連接感溫探頭，以及其他設(shè)備。把輸出模塊作為控制模塊，通過(guò)編程與若干探測(cè)器建立邏輯“或”門(mén)。當(dāng)其中一個(gè)探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，即啟動(dòng)控制模塊盒控制有關(guān)消防設(shè)備動(dòng)作。在系統(tǒng)中可布置檢測(cè)點(diǎn)模塊，對(duì)所有連接的設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)量的監(jiān)控，并反饋消防設(shè)備動(dòng)作信號(hào)。如圖3所示，防排煙模塊控制方式。消防中心接收到火警信號(hào)后，產(chǎn)生排煙風(fēng)機(jī)和排煙閥門(mén)動(dòng)作信號(hào)，經(jīng)總線和控制模塊驅(qū)動(dòng)各設(shè)備動(dòng)作，并接受其反饋信號(hào)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，智能建筑是未來(lái)建筑的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展有著重要的影響。智能建筑是利用系統(tǒng)集成方法，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，并隨著現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展不斷完善其自身的功能。智能建筑的不斷出現(xiàn)，促使火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)向著ASIC應(yīng)用和分布智能型防火系統(tǒng)方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)參數(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)共享、設(shè)備優(yōu)化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊和防火綜合管理等功能。

參考文獻(xiàn)

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