電氣自動化控制（智能化）在消防工程中的應(yīng)用研究

黃海成

摘要：在實(shí)際消防工程項(xiàng)目中，消防設(shè)備自動化控制的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛?；诖?，本文從火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)等方面入手，分析了電氣自動化技術(shù)在消防工程中的應(yīng)用要點(diǎn)和應(yīng)用情況，并闡述了電氣自動化控制系統(tǒng)的組成和功能，以促進(jìn)自動化控制技術(shù)在消防工程中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；智能化；消防工程

引言

隨著城市化建設(shè)工作不斷推進(jìn)，對城市安全的重視程度也隨之提高，而消防工程作為其中的核心，相應(yīng)的技術(shù)、手段亦隨之升級。消防工程是關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要工程，其安全性和可靠性至關(guān)重要。電氣自動化技術(shù)的引入和普及，智能化消防系統(tǒng)、消防設(shè)備自動化控制、消防聯(lián)動控制等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為消防工程的安全性和可靠性提供了有力保障，使消防工程的整體水平得到提高，為國家消防事業(yè)的發(fā)展帶來了極大的促進(jìn)作用。

一、電氣自動化控制在消防工程中的應(yīng)用

（一）火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)是用來發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的自動報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)在消防工程中的應(yīng)用可以有效減少火災(zāi)的發(fā)生，并為人們提供及時的自救和逃生機(jī)會。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展。目前，我國已經(jīng)開始將火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)納入消防工程建設(shè)，這不僅有利于減少火災(zāi)發(fā)生頻率，還有利于保證消防工程質(zhì)量。

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)主要包括探測器、警鈴和聲光警報(bào)器等。在日常生活中，經(jīng)?？吹胶芏嘟ㄖ锇惭b了各種類型的火災(zāi)探測器。這些探測器主要包括煙霧探測器、 CO氣體探測器和紅外探測器等。它們可以準(zhǔn)確探測到不同類型的火災(zāi)，并及時報(bào)警，撲滅初期火災(zāi)，降低火災(zāi)發(fā)生后造成的損失。需要注意的是，一般情況下，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)需要和消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動控制，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對多個消防系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)和資源共享，提高消防工程效率和安全性。在實(shí)際消防工程項(xiàng)目中，消防聯(lián)動控制的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。以某大型工業(yè)園區(qū)為例，該園區(qū)采用了消防聯(lián)動控制系統(tǒng)，包括火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)會立即發(fā)出報(bào)警信號，并啟動相應(yīng)的應(yīng)急處理措施。同時，自動噴水滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)也會根據(jù)火災(zāi)情況自動啟動相應(yīng)的滅火裝置，對火災(zāi)進(jìn)行及時有效撲滅。此外，該園區(qū)還采用了智能巡檢系統(tǒng)，可以實(shí)時監(jiān)測消防設(shè)施的狀態(tài)和運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。又如：在高層建筑中，將火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和消防設(shè)備及自動化控制系統(tǒng)聯(lián)動，該建筑采用消防設(shè)備自動化控制系統(tǒng)，包括自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、防火門系統(tǒng)等。自動噴水滅火系統(tǒng)的水泵和閥門可以通過自動化控制系統(tǒng)以及火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動啟動和關(guān)閉，確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時啟動噴水滅火裝置。消火栓系統(tǒng)則可以通過自動化控制系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測消火栓的狀態(tài)和水壓情況，確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時提供有效的滅火水源。防火門系統(tǒng)則可以通過自動化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防火門的自動關(guān)閉和狀態(tài)監(jiān)測，確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時隔離火源，防止火勢蔓延。

（二）自動噴水滅火系統(tǒng)

自動噴水滅火系統(tǒng)是一種比較先進(jìn)的滅火系統(tǒng)，是由火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)和供水系統(tǒng)等組成。它具有自動啟動功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并啟動噴水滅火；它具有自動報(bào)警功能，可以及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并通知消防人員滅火；它還具有自動報(bào)警和控制功能，可以實(shí)現(xiàn)消防人員與火災(zāi)的有效隔離。此外，它還具有自動控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對噴頭的控制。現(xiàn)階段，消防噴水系統(tǒng)的形式朝著多元化方向發(fā)展，除了常規(guī)的雨淋系統(tǒng)之外，水幕系統(tǒng)在不斷推廣。比較而言，水霧可以有效降低空氣溫度，抑制空氣中的有害物質(zhì)、有害氣體濃度。以某高層辦公樓為例，該建筑采用了濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。火災(zāi)發(fā)生時，系統(tǒng)迅速啟動，噴頭根據(jù)火源位置自動開啟，有效控制了火勢蔓延。據(jù)統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)發(fā)生后5分鐘內(nèi)，系統(tǒng)成功將火勢控制在起火區(qū)域，避免了更大損失。噴頭選型與布置：應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性以及空間高度等因素，選擇合適的噴頭類型和布置方式。例如，在高層辦公樓中，應(yīng)采用快速反應(yīng)噴頭，并根據(jù)樓層高度和火災(zāi)危險性進(jìn)行合理布置。不僅如此，還需要確保管網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，管道直徑、長度以及閥門設(shè)置等均需經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算，以保證系統(tǒng)在水力學(xué)性能上的優(yōu)越性。同時，應(yīng)避免管道出現(xiàn)死水區(qū)或過大的水頭損失。水泵選型與設(shè)置最為關(guān)鍵，需要根據(jù)系統(tǒng)的流量和壓力要求選擇合適的水泵，并確保水泵在系統(tǒng)啟動時能夠迅速達(dá)到額定工作狀態(tài)[1]。

（三）防煙排煙系統(tǒng)

防煙排煙系統(tǒng)是為了防止火災(zāi)在建筑物內(nèi)蔓延，防止煙氣擴(kuò)散，保護(hù)人員安全而設(shè)置的。通常采用機(jī)械排煙方式，控制系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時，可以自動打開防排煙口，并控制送風(fēng)口關(guān)閉，以達(dá)到排煙效果。電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)分為以下幾種：一是機(jī)械排煙系統(tǒng)；二是自然排煙系統(tǒng)；三是機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)；四是排煙窗。在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通過設(shè)置自動調(diào)節(jié)排煙窗的風(fēng)機(jī)，可以保證火災(zāi)發(fā)生時，排煙窗能自動打開或關(guān)閉。在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，除了以上介紹的幾種控制方式外，還可以通過電氣自動化控制在火災(zāi)發(fā)生時自動關(guān)閉防排煙閥來實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制防煙排煙系統(tǒng)的自動切換功能。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)和火災(zāi)危險性進(jìn)行合理劃分防煙分區(qū)。每個防煙分區(qū)應(yīng)具有獨(dú)立的排煙系統(tǒng)，以確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠有效控制煙霧擴(kuò)散[2]。

二、智能化在消防工程中的應(yīng)用

（一）火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)

在消防工程中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并報(bào)警。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，工作人員可以根據(jù)火災(zāi)報(bào)警信號進(jìn)行火災(zāi)的準(zhǔn)確判斷，并迅速采取措施消除火災(zāi)。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。如：西門子Sinorix系列火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，具有高性能、高可靠性和易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，該系統(tǒng)采用智能探測器和模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活配置。

（二）消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

在消防工程中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，這對提高消防工程的可靠性和安全性非常重要。消防聯(lián)動控制系統(tǒng)是一種分布式智能控制系統(tǒng)，主要由消防設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備、控制設(shè)備和中央管理設(shè)備組成。中央管理設(shè)備是整個系統(tǒng)的核心部分，包括電源管理和通信管理兩個部分。

（三）人員定位和安全疏散系統(tǒng)

在人員定位和安全疏散系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人員定位和安全疏散功能，在發(fā)生火災(zāi)時可以迅速找到疏散人員并進(jìn)行緊急疏散，降低人員傷亡率。如：某建筑中應(yīng)用的海思Hi3516EV300系列智能攝像頭，具有高清畫質(zhì)、智能分析和人臉識別等特點(diǎn)。該攝像頭可與RFID讀卡器進(jìn)行聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)人員定位和跟蹤。

（四）滅火救援系統(tǒng)

在滅火救援系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)滅火救援工作的自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。滅火救援工作是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的工作?，F(xiàn)階段，很多消防隊(duì)伍都配置了智能化技術(shù)體系，如大疆經(jīng)緯M300 RTK無人機(jī)搭載紅外熱成像相機(jī)和高倍數(shù)光學(xué)變焦相機(jī)等設(shè)備，可對火場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和火情分析，為救援人員提供準(zhǔn)確的信息支持[3]。

（五）防火安全監(jiān)控系統(tǒng)

在防火安全監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)隱患的實(shí)時監(jiān)測、預(yù)警、報(bào)警和控制，從而確保消防工程安全、穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

三、電氣自動化控制在消防工程中的應(yīng)用框架

在現(xiàn)代社會中，電氣自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的重要組成部分，在提高人們生活質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。電氣自動化控制技術(shù)是一項(xiàng)新型技術(shù)，其應(yīng)用范圍越來越廣。同時，隨著電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)越來越先進(jìn)和完善。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要不斷探索新技術(shù)和新方法，充分發(fā)揮電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢[5]。

（一）系統(tǒng)配置框架

電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)可采用 PLC、觸摸屏、聯(lián)動模塊、手動控制按鈕等。PLC控制器通過通信模塊與火災(zāi)報(bào)警控制器連接，通過模擬量輸出模塊采集各種火災(zāi)報(bào)警信號，并將接收到的信號轉(zhuǎn)換成4-20 mA信號送至火災(zāi)報(bào)警控制器。在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，可以使用觸摸屏對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，還可以使用手動控制按鈕進(jìn)行設(shè)備自動切換。在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通常采用具有多種輸入輸出接口的模塊（電動防火閥、電動排煙閥、排煙風(fēng)機(jī)等），通過這些模塊組成不同的控制系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各設(shè)備之間的聯(lián)動。同時，在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中還可以設(shè)置各種形式（常開、常閉、可編程等）的輸出模塊，以滿足不同場合下各種不同功能要求，如：報(bào)警輸出、聯(lián)動輸出、手動控制輸出等。以某建筑工程項(xiàng)目為例，在構(gòu)建消防工程體系過程中，采用分布式控制系統(tǒng)架構(gòu)，由中央控制器、區(qū)域控制器和執(zhí)行器組成。中央控制器負(fù)責(zé)全局監(jiān)控和調(diào)度，區(qū)域控制器負(fù)責(zé)各自區(qū)域的監(jiān)控和控制，執(zhí)行器負(fù)責(zé)具體設(shè)備的執(zhí)行。借助工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各控制器之間的實(shí)時通信和數(shù)據(jù)共享[6]。

（二）系統(tǒng)控制要點(diǎn)

1.防排煙閥控制。防排煙系統(tǒng)主要由防火閥、排煙風(fēng)機(jī)、防煙排煙系統(tǒng)控制柜（簡稱防煙排煙控制柜）、手動閥門、手動按鈕以及相關(guān)的控制箱、電控設(shè)備組成。在消防控制室內(nèi)，有一組與消防聯(lián)動控制器相連的火災(zāi)報(bào)警控制器，用于接收火災(zāi)報(bào)警信號，并反饋到消防控制室的監(jiān)控主機(jī)。另外，還有一套與消防聯(lián)動控制器相連的手動控制閥門設(shè)備，用于控制防火閥、排煙風(fēng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備動作。防煙排煙系統(tǒng)控制柜一般位于消防控制室內(nèi)，主要負(fù)責(zé)接收火災(zāi)報(bào)警信號，并將信號反饋給消防控制室的監(jiān)控主機(jī)，同時也接收來自聯(lián)動控制器發(fā)出的信號。根據(jù)防煙排煙系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)要求，在火災(zāi)發(fā)生時，防排煙閥會在一定時間內(nèi)自動開啟或關(guān)閉。

2.排煙風(fēng)機(jī)控制。

在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通常采用機(jī)械排煙方式，即通過設(shè)置機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)對排風(fēng)口的調(diào)節(jié)。在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，設(shè)置一臺或多臺機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，能根據(jù)現(xiàn)場情況自動啟動或停止排煙風(fēng)機(jī)，保證排煙口的開啟和關(guān)閉。

在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇不同類型的機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)。比如，當(dāng)通風(fēng)管道內(nèi)煙溫達(dá)到70℃以上時，可以采用正壓送風(fēng)方式排煙；當(dāng)通風(fēng)管道內(nèi)溫度達(dá)到80℃以上時，可以采用負(fù)壓通風(fēng)方式排煙。另外，在電氣自動化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，還可以設(shè)置一些輔助控制功能，如故障報(bào)警功能、手動復(fù)位功能、復(fù)位操作等[7]。

結(jié)語

綜上所述，隨著電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電氣自動化技術(shù)在消防工程中的應(yīng)用越來越廣泛，而且在消防工程中的作用也越來越突出。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用大大提高了消防工程的管理水平和工作效率，保證了消防工程質(zhì)量。同時，電氣自動化技術(shù)也能有效降低消防工程施工成本。由于消防工程涉及范圍廣，所以在施工過程中要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，才能保證消防工程的質(zhì)量[8]。

參考文獻(xiàn)

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