一種智能化消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

創(chuàng)新者：江興剛 唐緒偉

一種智能化消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

創(chuàng)新者：江興剛 唐緒偉

經(jīng)過(guò)對(duì)高層建筑的火警的剖析，設(shè)計(jì)了一種智能型二線制火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。詳細(xì)論述了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖、硬件組成及實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)信息及時(shí)傳遞、火災(zāi)的預(yù)防、無(wú)人值守等功能，解決了傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的智能化程度，拓寬了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，為系統(tǒng)在工程實(shí)踐中應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

隨著我國(guó)城市人口的不斷增長(zhǎng)，迫使城市建筑往縱深發(fā)展，導(dǎo)致高層建筑急劇增多。同時(shí)，高層建筑已成為城市發(fā)展和科技水平高低的重要標(biāo)志，各級(jí)政府大力推行、支持高層建筑的投建，給消防控制系統(tǒng)帶來(lái)了極大的發(fā)展空間，由于傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面存在誤報(bào)率高、反應(yīng)滯后。為改善該狀況，提出了一種基于二線制的智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。解決了傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的漏報(bào)和誤報(bào)問(wèn)題，提升了系統(tǒng)的安全可靠性。

高層建筑火災(zāi)危害現(xiàn)狀分析

根據(jù)我國(guó)對(duì)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，超過(guò)10層的住宅建筑或超過(guò)24m高的其他民用建筑為高層建筑。當(dāng)前高層民用建筑消防安全狀況主要表現(xiàn)在：1）業(yè)主的消防安全意識(shí)淡薄，主管部門的監(jiān)督不到位。業(yè)主未到消防部門審批，就大量使用易燃材料裝修，給隱患重重的高層建筑增添了新的安全隱患，且整改困難。同時(shí)，消防部門也不能及時(shí)監(jiān)督管理到位。2）消防設(shè)施施工過(guò)程中大多以次充好，質(zhì)量和數(shù)量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化要求。在監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)，施工方為了追求利益的最大化，盡量壓縮系統(tǒng)一次成本，從而導(dǎo)致高層建筑的消防設(shè)施數(shù)量短缺、性能低劣等違規(guī)行為。3 ）多產(chǎn)權(quán)的高層建筑消防安全問(wèn)題尤為突出。物業(yè)公司和業(yè)主的消防安全責(zé)任不明確，協(xié)調(diào)統(tǒng)管缺失，難以確定主體，消防執(zhí)法難以落實(shí)到位。4） 火災(zāi)時(shí)撲救難度大。高層建筑層數(shù)多、規(guī)模大、人員相對(duì)比較集中、疏散難度大，且室內(nèi)可燃裝飾材料多。消防部門因經(jīng)濟(jì)勢(shì)力弱和技術(shù)條件差等因素的制約，導(dǎo)致登高車輛不足且伸展高度難以延伸至樓頂，導(dǎo)致了高層建筑火災(zāi)撲救難度的增加。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成

智能消防系統(tǒng)由火災(zāi)感應(yīng)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、電話廣播系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，原理圖如圖2所示。

感應(yīng)器、火災(zāi)報(bào)警與警報(bào)設(shè)備及輔助功能裝置等組成火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。感應(yīng)器系統(tǒng)由感溫、感煙和感光等火災(zāi)感應(yīng)器將現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，經(jīng)二總線方式傳輸?shù)交馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器，在控制器顯示屏中顯示出火災(zāi)發(fā)生的位置、時(shí)間、地點(diǎn)等相關(guān)內(nèi)容并加以記錄。自動(dòng)噴淋、消火栓、防排煙、通風(fēng)空調(diào)、防火卷簾等相關(guān)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，依據(jù)聯(lián)動(dòng)狀態(tài)以自動(dòng)或者手動(dòng)的方式被啟動(dòng)。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖2　系統(tǒng)原理圖

該系統(tǒng)以煙感和差定溫感應(yīng)器為主，采用無(wú)極性、二總線方式連接。連接導(dǎo)線選用1.5mm2的雙絞線，采用穿金屬管或阻燃管方式布線。手動(dòng)報(bào)警按鈕采用機(jī)械結(jié)構(gòu)自鎖，減少人為誤觸發(fā)現(xiàn)象。感應(yīng)器、手報(bào)、消火栓、輸入輸出等模塊內(nèi)置單片機(jī)，完成報(bào)警檢測(cè)和通信功能，設(shè)備的地址碼、設(shè)備類型等信息存儲(chǔ)在內(nèi)置E2PROM中，其中，地址碼可由電子編碼器現(xiàn)場(chǎng)編碼或修改；均采用無(wú)極性的總線方式和無(wú)源輸出模式。其中，總線選用2.0mm2的雙絞線。

圖3　系統(tǒng)動(dòng)作結(jié)構(gòu)原理圖

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、防火卷簾系統(tǒng)、消防電梯系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、強(qiáng)電切換系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)動(dòng)作原理圖如圖3所示。

消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系是消火栓手動(dòng)報(bào)警按鈕動(dòng)作后，啟動(dòng)消火栓泵，消火栓泵啟動(dòng)信號(hào)反饋到消防控制室，啟動(dòng)該防火分區(qū)和有關(guān)相鄰分區(qū)的聲光報(bào)警器、火災(zāi)應(yīng)急廣播。

消火栓泵啟動(dòng)方式有兩種： 一是直接啟動(dòng)消火栓泵，同時(shí)將信號(hào)傳送到火災(zāi)報(bào)警控制設(shè)備； 二是啟泵信號(hào)先傳送到消防控制中心，經(jīng)火災(zāi)報(bào)警控制設(shè)備啟動(dòng)消火栓泵這兩種做法各有優(yōu)劣： 第一種方式能夠減少中間環(huán)節(jié)，及時(shí)便捷啟動(dòng)消火栓泵，啟泵的可靠度高，但容易誤操作，且布線多施工復(fù)雜； 第二種方式布線少，施工簡(jiǎn)單，可先確認(rèn)火災(zāi)后啟泵，避免誤操作，但在無(wú)人值班的情況下，可能會(huì)延誤啟泵，在設(shè)有控制室的控制中心報(bào)警系統(tǒng)中，人員值班可靠，確認(rèn)火災(zāi)及時(shí)，可以采取第二種方式，在其他情況下，應(yīng)采用第一種方式。

自動(dòng)噴淋與消火栓系統(tǒng)

系統(tǒng)管路分為獨(dú)立的噴淋管道和消火栓管道。噴淋系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程是由于噴淋頭炸裂或末端試水引起噴淋管中水流動(dòng)，從而使管中壓力下降導(dǎo)致壓力開關(guān)動(dòng)作，啟動(dòng)噴淋泵；消火栓系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程是由于按壓了消火栓按鈕直接啟動(dòng)消防泵。

自動(dòng)防排煙系統(tǒng)

當(dāng)一個(gè)報(bào)警區(qū)域中有兩個(gè)煙感給出報(bào)警信號(hào)時(shí)，風(fēng)口和相應(yīng)排煙風(fēng)機(jī)被啟動(dòng)，當(dāng)溫度達(dá)到280℃時(shí)排煙防火閥自動(dòng)關(guān)閉，聯(lián)動(dòng)停止排煙風(fēng)機(jī)；正壓送風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)一個(gè)報(bào)警區(qū)域中有兩個(gè)煙感給出報(bào)警信號(hào)時(shí)，當(dāng)溫度未達(dá)到70℃時(shí)，防火閥打開并啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī)，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，送風(fēng)防火閥自動(dòng)關(guān)閉并停止正壓送風(fēng)。

應(yīng)用

基本情況

系統(tǒng)應(yīng)用于華盛集團(tuán)公司的華盛家園中，小區(qū)共有三棟高層，其中一號(hào)樓高90m，地上三十二層，地下兩層，其中一樓是商場(chǎng)、門面及消防控制中心；一層至四層是商場(chǎng)，五層至三十二層為住宅區(qū)域；二號(hào)樓一層樓是物業(yè)管理中心， 二層至十八層為住宅區(qū)域；三號(hào)樓一層為售樓部和迎客大廳，二層至十八層為住宅區(qū)域，頂層為電梯機(jī)房和消防水箱間；地下一層為大型停車庫(kù)、配電房；地下二層為儲(chǔ)藏室、生活泵房、消防泵房、消防水池等。

報(bào)警區(qū)域和感應(yīng)區(qū)域的劃分

系統(tǒng)報(bào)警區(qū)域共劃分為十一個(gè)回路。一號(hào)樓的一層至九層為第一回路；十層至二十二層為第二回路；二十三層至三十二層為第三回路；商場(chǎng)一層至二層為第四回路、三層至四層為第五回路；一號(hào)樓的負(fù)一層為第六回路；二號(hào)樓和三號(hào)樓的負(fù)一層為第七回路；二號(hào)樓的一層至十八層為第九回路；三號(hào)樓的一層至十八層為第十回路；整個(gè)小區(qū)的負(fù)二層為第十一回路。因該小區(qū)有效空間很小，所以劃為一個(gè)報(bào)警區(qū)域，兩個(gè)防火分區(qū)。

消防控制室設(shè)在一號(hào)樓一層?xùn)|面靠南位置，面積為五十平方米，有一個(gè)直通室外的出口和一個(gè)供風(fēng)入口，室內(nèi)加裝了獨(dú)立的空調(diào)裝置?；馂?zāi)報(bào)警控制器、聯(lián)動(dòng)控制子站、電源子站采用單排布置。在系統(tǒng)中還設(shè)置了LCD顯示裝置、消防電話系統(tǒng)、火災(zāi)廣播系統(tǒng)。整個(gè)機(jī)組的前后均留有2m的過(guò)道，便于通風(fēng)和維修，底邊為換風(fēng)裝置且保持標(biāo)準(zhǔn)的安全距離，左右距離墻壁大于3m。

結(jié)束語(yǔ)

本文以華盛集團(tuán)的消防系統(tǒng)為例，闡述自動(dòng)火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)的組成原理，實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)施過(guò)程。通過(guò)近兩年的試運(yùn)行，通過(guò)對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析，該種智能消防報(bào)警系統(tǒng)具有實(shí)用、推廣價(jià)值，為其他消防報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了參考依據(jù)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.10.023