應用于配電箱中的電氣自動滅火系統(tǒng)消防安全評估

付延波 戴家慶 楊國慶

山東鑫泰新材料科技有限公司，中國·山東 濱州 256500

1 引言

當前中國城市化建設進程正在逐步加快，這就導致越來越多的人口開始流向大型城市，但是大型城市的土地面積也十分有限，一般高層建筑已經(jīng)無法承載如此龐大的人口數(shù)量。所以在城市與建筑行業(yè)發(fā)展過程中，超高層建筑的建設數(shù)量就增多了起來，通過超高層建筑建設可以有效緩解群眾居住問題，但是隨之而來的就是大量安全隱患問題。所以有關部門就將建筑消防安全問題重視了起來，并將現(xiàn)代化消防電氣技術應用了起來，進而有效降低超高層火災救助效率，為人民群眾生命安全保駕護航。

2 電氣自動滅火系統(tǒng)原理

2.1 電氣自動滅火裝置

論文研制的電氣自動滅火裝置通過測溫法檢測密閉空間內(nèi)的溫度來判斷火災是否發(fā)生，適用于配電箱、電表箱和電纜分支箱等密閉箱體空間。當探測到溫度超過160℃時，判斷有火災發(fā)生，將滅火氣體釋放到保護區(qū)空間，以一種全淹沒的方式進行滅火[1]。電氣自動滅火系統(tǒng)完整的滅火流程如圖1所示，當自動滅火裝置探測到溫度超過60℃時，通過物聯(lián)監(jiān)控模塊自動報警提示監(jiān)管人員。

圖1 電氣自動滅火系統(tǒng)的滅火流程

該配電膠發(fā)生劑是通過熱化學氧化還原反應生成的。滅火劑用量根據(jù)公式計算：

W=C2×KV×V

式中，W為滅火劑設計用量，kg；C2為滅火設計密度，kg/m3，對于配電箱應有C2≥140kg/m3；V為防護區(qū)凈容量，m3；KV為容積修正系數(shù)，當V＜500m3時KV=1.0；當500m3＜V＜1000 m3時KV=1.2。

2.2 消防電氣控制系統(tǒng)的各設備的布置

消防系統(tǒng)不只是灑水滅火這么簡單，其像是一個神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，而消防電氣技術就是支撐整個系統(tǒng)的核心技術，其中現(xiàn)場探測設備有煙、溫感火災探測器、手動報警按鈕、消防專業(yè)電話等。每一消防電氣的存在都有不同的應用特點，并且這些消防電氣也不是統(tǒng)一固定在一個位置的，這些設備會根據(jù)不同使用方式安放在建筑內(nèi)部不同的位置，比如建筑每一樓層中都會安裝煙感探測器，通過探測器的運行可以快速判斷出是哪一層出現(xiàn)的火災，有效解決了消防人員去到現(xiàn)場詢問消耗大量時間的問題。與此同時，建筑每層的樓梯出口處還會安裝手動報警按鈕，以保證在群眾撤離過程中可以通過按鈕報警，進而為消防人員提供更加準確的信息，因為疏散層按下報警按鈕就證明這一樓層已經(jīng)失火，這樣消防人員就可以根據(jù)失火樓層來制定相應的搶險計劃。

2.3 物聯(lián)監(jiān)控模塊

物聯(lián)監(jiān)控模塊提供兩路開關量輸入功能，可監(jiān)測滅火裝置狀態(tài)；提供兩路繼電器輸出功能，可連接報警控制回路。物聯(lián)監(jiān)控模塊采用現(xiàn)場總線通信技術，上位機管理軟件可以時刻監(jiān)控現(xiàn)場的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)報警信息。通過RS485接口，標準Modbus協(xié)議與各種標準系統(tǒng)相連。同時還具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時間，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為消除故障提供依據(jù)[2]。

2.4 關于消防廣播系統(tǒng)

由于超高層建筑信息傳遞速度較慢，所以在火災發(fā)生第一時間無法快速使整棟樓的群眾了解到火情。因此消防電氣技術根據(jù)中國消防廣播預設標準在超高層建筑中安裝了消防廣播系統(tǒng)。當火災探測器、手動報警按鈕或者其他觸發(fā)器報警時，消防主機收到報警信號后，立刻聯(lián)動消防廣播，以保證在火災發(fā)生第一時間整棟樓的群眾都可以了解到火情蔓延趨勢，同時還可以通過廣播系統(tǒng)來遠程指揮群眾有序撤離。該消防廣播系統(tǒng)在平時狀態(tài)會循環(huán)播放音樂，以方便維護巡檢人員檢查該廣播喇叭是否正常，一旦發(fā)生火災，廣播系統(tǒng)就會立刻播報疏散信息，有效地保證人民群眾的生命安全。

2.5 電氣自動滅火系統(tǒng)

將電氣自動滅火裝置與物聯(lián)監(jiān)控模塊連接，并且聯(lián)網(wǎng)接入消控中心，構(gòu)成了電氣自動滅火系統(tǒng)，并將其應用于配電箱中，各個設備之間的相互作用方式如圖2所示。對配電箱進行檢查，排除故障，預防電氣火災的發(fā)生；當自動滅火裝置探測到溫度超過160℃時，自動滅火裝置自動滅火，同時通過物聯(lián)監(jiān)控模塊自動報警，提示監(jiān)管人員火災的發(fā)生[3]。

圖2 電氣自動滅火系統(tǒng)應用于配電箱中的作用方式

3 消防電氣聯(lián)動系統(tǒng)控制

消防電氣技術可以有效控制火情蔓延的主要原因還要歸功于消防電氣自動聯(lián)動控制系統(tǒng)，因為一般情況下消防電氣都是在檢測到火情后自動運行，只有極特殊情況下才會需要遠程控制。并且這一系統(tǒng)自動化運行的方式十分有序，當檢測到不同的火災強度時系統(tǒng)就會發(fā)出相應的控制指令，當收到控制指令后消防電氣就會自動運行，其自動運行的模塊主要分為以下幾點。

3.1 防排煙系統(tǒng)

在火場中最致命的不是火而是煙，很多人在火災中喪生都是因為被煙霧迷倒從而葬身火海。所以在消防電氣技術中就加入了防排煙系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在未發(fā)生火災時會保持常閉狀態(tài)，但是一旦系統(tǒng)檢測到火情，通過與消防主機聯(lián)動同時打開送風閥和排煙閥后，送風機與排煙風機也會迅速聯(lián)動起來，以保證火場中的煙霧可以被不斷排出，進而保證人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

3.2 電氣消防安全評估指標體系

用分層體系構(gòu)建電氣消防安全評估指標體系F，其中一級指標包括電氣系統(tǒng)安全性F1、防火能力F2、滅火能力F3、安全疏散能力F4、安全管理F5和群集特征F6[4]。而安全疏散能力表示疏散通道和疏散設施等，安全管理包括管理制度、日常管理工作和管理人員素質(zhì)等，群集特征包括人流密度和人員安全意識等，但是在此指標體系中作簡略處理不再考慮。電氣火災消防設施F31的下級指標中，將電氣自動滅火裝置和物聯(lián)監(jiān)控模塊分開考慮，而物聯(lián)監(jiān)控模塊與電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的功能類似，可以將其作為同一個指標考慮[5]。

3.3 提升技術水平，引入先進設備

在建筑物中火情預報工作都是通過一些設備進行檢測的，這些設備檢測的結(jié)果會直接影響到消防聯(lián)動系統(tǒng)的設計，若有偏差可能會造成很大的影響，所以要不斷提升檢測的技術水平，引進先進的檢測設備，保證在檢測中能夠得到更加精確的結(jié)果，根據(jù)這樣的結(jié)果設計出的消防聯(lián)動系統(tǒng)會更為有效，還可以保障該建筑中企業(yè)財產(chǎn)以及員工的安全問題。

4 結(jié)語

論文介紹了一種電氣自動滅火系統(tǒng)的工作原理，并將其應用于配電箱中，分析了設備之間的相互作用方式，介紹了完整的滅火流程。構(gòu)建了針對電氣火災風險的電氣消防安全評估模型，該模型的評價指標體系充分考慮了電氣火災發(fā)生所涉及的各種因素，并利用層次分析法確定各等級指標的權重，利用分層加權法構(gòu)造出整個建筑的電氣消防安全評估模型。最后對某高校配電箱安裝電氣自動滅火系統(tǒng)前后的安全效能進行了分析，可知安裝電氣自動滅火系統(tǒng)能極大地提高建筑電氣安全水平，且安全水平的提高與自動滅火系統(tǒng)的安裝覆蓋范圍成正比。