基于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的民用建筑電氣安全分析與優(yōu)化

劉志敏

(山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西 運(yùn)城 044000)

電氣火災(zāi)是導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡的重要原因之一。隨著科技的不斷進(jìn)步和社會(huì)的快速發(fā)展，民用建筑電氣安全問(wèn)題日益凸顯。為了提高電氣安全性并減少火災(zāi)事故的發(fā)生概率，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)成為一種十分重要的解決方案。這一系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)火災(zāi)的發(fā)生，并通過(guò)及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)警功能將信息傳輸?shù)较嚓P(guān)的監(jiān)控中心，以便迅速采取行動(dòng)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在電氣安全中的作用

1.1 自動(dòng)火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)警功能

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵作用之一是自動(dòng)火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)警功能。該系統(tǒng)通過(guò)使用多種傳感器和探測(cè)器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)部環(huán)境的溫度、煙霧、氣體濃度等指標(biāo)。一旦系統(tǒng)檢測(cè)到異?；馂?zāi)特征，如溫度升高、煙霧濃度上升等，它將立即觸發(fā)警報(bào)，發(fā)出聲光信號(hào)以及實(shí)時(shí)向周圍人員發(fā)送警報(bào)信息。這種自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警功能，大大提高了火災(zāi)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，減少了人為差錯(cuò)可能帶來(lái)的延誤，提供了更有效的火災(zāi)預(yù)警和應(yīng)對(duì)。

1.2 火災(zāi)信息傳輸和處理

除了自動(dòng)火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)警功能，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)還扮演著重要的信息傳輸和處理的角色。一旦系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警，它將立即將警報(bào)信息傳輸?shù)较嚓P(guān)的監(jiān)控中心和消防部門，以便迅速采取行動(dòng)。在信息傳輸方面，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具備多種通信手段，包括有線通信、無(wú)線通信和互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)?。這種多樣化的通信方式增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，確保了警報(bào)信息能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地傳送。在信息處理方面，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能夠?qū)鬏斶^(guò)來(lái)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。它首先對(duì)來(lái)自各種傳感器和探測(cè)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，識(shí)別是否為真實(shí)的火災(zāi)信號(hào)。一旦確認(rèn)為火災(zāi)，系統(tǒng)將立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，包括通知消防部門和相關(guān)人員進(jìn)行緊急疏散和滅火。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠記錄和存儲(chǔ)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的關(guān)鍵信息，提供后續(xù)的回放和分析，為火災(zāi)事故的調(diào)查和改進(jìn)提供一定的依據(jù)。

2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的性能評(píng)估分析

2.1 系統(tǒng)可靠性和靈敏度

系統(tǒng)的可靠性和靈敏度是評(píng)估火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)?？煽啃灾赶到y(tǒng)正常工作的概率，而靈敏度則是指系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)信號(hào)的敏感程度。

為了評(píng)估系統(tǒng)的可靠性，可以使用故障樹分析(FTA)等方法。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)關(guān)鍵組件的故障概率和影響進(jìn)行分析，得出整體系統(tǒng)的可靠性水平。同時(shí)，還可以進(jìn)行一些實(shí)際測(cè)試，如冗余性測(cè)試、電源故障測(cè)試等，檢驗(yàn)系統(tǒng)在不同條件下的工作表現(xiàn)。為了評(píng)估系統(tǒng)的靈敏度，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可以模擬火災(zāi)場(chǎng)景，通過(guò)控制燈光、溫度、煙霧等因素，測(cè)試系統(tǒng)是否能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)并發(fā)出報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試則可以在實(shí)際建筑物中進(jìn)行，檢驗(yàn)系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境中的工作性能。某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(可靠性和靈敏度)如表1所示。

表1 某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(可靠性和靈敏度)

表1顯示，該火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具有較高的可靠性和靈敏度，可確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)檢測(cè)到并發(fā)出準(zhǔn)確的報(bào)警信號(hào)。誤報(bào)率和漏報(bào)率也處于較低水平，維護(hù)和檢測(cè)間隔合理，能夠保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期正常運(yùn)行。

2.2 報(bào)警誤報(bào)率和漏報(bào)率

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的性能評(píng)估中，報(bào)警誤報(bào)率和漏報(bào)率是重要考察指標(biāo)。報(bào)警誤報(bào)率是指系統(tǒng)錯(cuò)誤地將非火災(zāi)事件誤報(bào)為火災(zāi)，而漏報(bào)率則是指系統(tǒng)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警真實(shí)的火災(zāi)事件。為了評(píng)估系統(tǒng)的報(bào)警誤報(bào)率和漏報(bào)率，本研究參考XM小區(qū)2019～2022年期間實(shí)際使用中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和測(cè)試，用于評(píng)估系統(tǒng)的報(bào)警誤報(bào)率和漏報(bào)率。XM小區(qū)2019～2022年火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(誤報(bào)率和漏報(bào)率)如表2所示。

表2 XM小區(qū)2019—2022年火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(誤報(bào)率和漏報(bào)率)

表 2顯示，系統(tǒng)的報(bào)警誤報(bào)率為2%，表示系統(tǒng)在一定程度上存在將非火災(zāi)事件誤報(bào)為火災(zāi)的情況。漏報(bào)率為1%，表示系統(tǒng)在一定程度上未能及時(shí)檢測(cè)并報(bào)警真實(shí)的火災(zāi)事件。而報(bào)警準(zhǔn)確率達(dá)到97%，表明系統(tǒng)的報(bào)警功能在大部分情況下是準(zhǔn)確可靠的。通過(guò)對(duì)真實(shí)火災(zāi)數(shù)量、誤報(bào)數(shù)量和漏報(bào)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，可以計(jì)算出系統(tǒng)的報(bào)警誤報(bào)率和漏報(bào)率。同時(shí)，還需要對(duì)誤報(bào)和漏報(bào)的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并改進(jìn)系統(tǒng)的算法和檢測(cè)機(jī)制，以進(jìn)一步降低誤報(bào)率和漏報(bào)率。

2.3 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指從火災(zāi)事件發(fā)生到系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警的時(shí)間間隔。較短的響應(yīng)時(shí)間可以快速啟動(dòng)緊急預(yù)案，提供更及時(shí)的警報(bào)和行動(dòng)[1]。為了評(píng)估系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，可以通過(guò)模擬火災(zāi)事件，記錄系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警的時(shí)間。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，可以在真實(shí)的建筑環(huán)境下進(jìn)行，模擬實(shí)際火災(zāi)場(chǎng)景，然后記錄系統(tǒng)從檢測(cè)到火災(zāi)到觸發(fā)報(bào)警的時(shí)間。某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間)如表3所示。

表3某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)性能評(píng)估數(shù)據(jù)(系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間)

表3顯示，系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間為12s，最大響應(yīng)時(shí)間為20s，最小響應(yīng)時(shí)間為8s。這表明系統(tǒng)在不同測(cè)試條件下，能夠在可接受的時(shí)間范圍內(nèi)觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，如果系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間超過(guò)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，就需要進(jìn)一步分析和改進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能?？梢酝ㄟ^(guò)改進(jìn)傳感器的靈敏度、優(yōu)化報(bào)警信息的傳輸和處理流程等方式來(lái)提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

2.4 系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的性能評(píng)估還包括對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和檢測(cè)[2]。在系統(tǒng)維護(hù)方面，定期的維護(hù)保養(yǎng)可以確保系統(tǒng)各個(gè)組件的正常工作和可靠性。維護(hù)工作包括清潔探測(cè)器、更換電池、檢查和校準(zhǔn)傳感器等。某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè)評(píng)估數(shù)據(jù)(系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè))如表4所示。

表4 某火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè)評(píng)估數(shù)據(jù)(系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè))

表4顯示，系統(tǒng)的維護(hù)和檢測(cè)周期為每6個(gè)月一次，定期更換電池、清潔探測(cè)器以及校準(zhǔn)傳感器。這些維護(hù)和檢測(cè)工作的定期進(jìn)行，可確保系統(tǒng)各個(gè)部件的正常工作并保持系統(tǒng)性能穩(wěn)定。此外，在系統(tǒng)維護(hù)和檢測(cè)中，記錄的完整性也是一個(gè)重要的評(píng)估指標(biāo)。記錄所有的維護(hù)和檢測(cè)工作可以提供對(duì)系統(tǒng)性能變化的追蹤和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的修復(fù)措施[3]。

3 基于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的民用建筑電氣安全優(yōu)化策略

3.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與部署

合理的設(shè)計(jì)和布局可以提高系統(tǒng)的效率和覆蓋范圍，確?；馂?zāi)信號(hào)能夠及時(shí)被檢測(cè)并報(bào)警。

首先，設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和用途確定系統(tǒng)布局和傳感器數(shù)量。采用適當(dāng)數(shù)量和類型的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同火災(zāi)特征的準(zhǔn)確檢測(cè)，例如溫度、煙霧或氣體濃度等。布置傳感器時(shí)，要考慮建筑物內(nèi)不同區(qū)域的特殊要求，如天花板、墻壁、通風(fēng)孔等位置。其次，考慮到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的覆蓋范圍，需要進(jìn)行信號(hào)傳輸和聯(lián)動(dòng)。傳輸距離和信號(hào)質(zhì)量等因素需要考慮，以確保報(bào)警信息能夠可靠傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。合理的信號(hào)傳輸方案可以包括有線連接、無(wú)線通信、互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)取Ｗ詈?，系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需要考慮誤報(bào)率和漏報(bào)率之間的平衡。通過(guò)合理設(shè)置傳感器的靈敏度和算法的設(shè)定，可以在盡量避免誤報(bào)的同時(shí)，提高系統(tǒng)的漏報(bào)率，保持系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性[4]。

綜合考慮這些因素，可以使用以下公式評(píng)估火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與部署。

有效覆蓋率 = (被覆蓋面積 / 總建筑面積)× 100%

其中，有效覆蓋率表示系統(tǒng)能夠有效監(jiān)測(cè)到的區(qū)域面積與總建筑面積之間的比例。通過(guò)計(jì)算有效覆蓋率可以評(píng)估系統(tǒng)的布局和傳感器設(shè)置是否合理，并提供參考，以便優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與部署[5]。

3.2 系統(tǒng)的升級(jí)和改進(jìn)

為了進(jìn)一步優(yōu)化民用建筑的電氣安全性，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以通過(guò)升級(jí)和改進(jìn)來(lái)提高其性能和功能。通過(guò)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的升級(jí)和改進(jìn)，可以提高系統(tǒng)的檢測(cè)能力、通信能力和應(yīng)急響應(yīng)能力，進(jìn)一步提高民用建筑的電氣安全性。這些技術(shù)和策略的應(yīng)用將為預(yù)警和應(yīng)對(duì)火災(zāi)提供更高的準(zhǔn)確性和可靠性，保護(hù)居民和財(cái)產(chǎn)的安全。

一方面，技術(shù)升級(jí)與改進(jìn)。引入先進(jìn)的技術(shù)可以提高火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的檢測(cè)和保護(hù)能力。例如，采用多傳感器融合技術(shù)，結(jié)合溫度、煙霧、氣體等多種傳感器數(shù)據(jù)，可以提高火災(zāi)的準(zhǔn)確性和靈敏度。同時(shí)，引入圖像處理和人工智能技術(shù)，例如使用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行圖像識(shí)別，可以提高系統(tǒng)對(duì)煙霧和火焰的檢測(cè)能力，減少誤報(bào)率和漏報(bào)率。同時(shí)，可以采用可靠的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等，可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動(dòng)。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理，可以實(shí)時(shí)獲得系統(tǒng)狀態(tài)和報(bào)警信息，減少故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)。

另一方面，遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。引入遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，建立中央監(jiān)控系統(tǒng)并與報(bào)警系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、事件記錄和故障診斷的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行遠(yuǎn)程修復(fù)和升級(jí)，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。同時(shí)，可以結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)與其他設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，如滅火裝置等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的快速響應(yīng)。例如，當(dāng)火災(zāi)報(bào)警觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)噴水系統(tǒng)、切斷非消防電力供應(yīng)等操作，以最大限度降低火勢(shì)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 電氣系統(tǒng)的定期維護(hù)和檢查

通過(guò)定期的維護(hù)和檢查措施，可以保持火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的良好狀態(tài)，提高電氣系統(tǒng)的可靠性和安全性。定期的維護(hù)和檢查不僅能夠發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題，還能延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，減少故障和事故的風(fēng)險(xiǎn)。

1)在系統(tǒng)運(yùn)行中，需要定期對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，清潔探測(cè)器、更換電池、檢查和校準(zhǔn)傳感器等。定期維護(hù)可以確保系統(tǒng)各個(gè)組件的正常工作，減少故障的發(fā)生和影響。

2)需要定期對(duì)建筑物的電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，包括電線、插座、開關(guān)箱等。檢查過(guò)程中，應(yīng)注意損壞、老化、松動(dòng)等問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行維修和更換。

3)需要檢查系統(tǒng)連接和信號(hào)傳輸。定期檢查火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的連接和信號(hào)傳輸，確保傳輸通道和設(shè)備的穩(wěn)定性。包括有線連接、無(wú)線傳輸?shù)确绞降臋z查和測(cè)試，以保證報(bào)警信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞給監(jiān)控中心和相關(guān)人員。

4)結(jié)合收集的數(shù)據(jù)，要建立系統(tǒng)維護(hù)記錄和故障分析的機(jī)制，定期記錄維護(hù)工作和檢查結(jié)果。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問(wèn)題和趨勢(shì)，為后續(xù)的維護(hù)和改進(jìn)提供依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代社會(huì)中，民用建筑電氣安全至關(guān)重要。通過(guò)分析了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在提高電氣安全性方面的價(jià)值，深入分析了該系統(tǒng)的關(guān)鍵作用，包括火災(zāi)檢測(cè)、信息傳輸和處理。為了優(yōu)化電氣安全，提出了綜合策略，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、升級(jí)、維護(hù)和緊急培訓(xùn)。這些建議不僅有助于提高火災(zāi)安全性，還為民用建筑中的居民和工作人員提供了更安全的環(huán)境。在不斷發(fā)展的社會(huì)中，電氣安全始終是一項(xiàng)迫切的任務(wù)，而火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要工具。我們期待這些策略能夠廣泛應(yīng)用，確保人們?cè)诮ㄖ?nèi)部擁有更高水平的安全保障。