自動(dòng)化技術(shù)在消防工程中的應(yīng)用研究

摘要：當(dāng)前，火災(zāi)是現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)生頻率較高的災(zāi)害之一，不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響，同時(shí)給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來威脅。為了更好地應(yīng)對(duì)這一問題，減輕火災(zāi)帶來的損害，將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在消防工程中已經(jīng)成為當(dāng)前有效的手段之一。通過這樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、盡早控制等目的，減少火災(zāi)帶來的損傷，將經(jīng)濟(jì)損失降低到最低[1]。對(duì)此，本文就自動(dòng)化技術(shù)在消防工程中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，希望提供一些有價(jià)值的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；消防工程；應(yīng)用

一、自動(dòng)滅火系統(tǒng)

（一）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

該系統(tǒng)由多個(gè)關(guān)鍵部件構(gòu)建，其中的每一個(gè)部件都發(fā)揮著重要作用。首先，灑水噴頭是該系統(tǒng)的核心組件之一。它的設(shè)計(jì)精密，能夠在火災(zāi)發(fā)生后迅速開啟，噴灑出大量的水進(jìn)行滅火，有效控制火勢(shì)蔓延，從而實(shí)現(xiàn)滅火的目的。值得一提的是，經(jīng)過不斷創(chuàng)新發(fā)展，一些灑水噴頭還具有一定的火情監(jiān)測(cè)功能，能夠在火災(zāi)發(fā)生初期就發(fā)出預(yù)警，為人員安全撤離和成功滅火贏得寶貴時(shí)間。報(bào)警閥是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中的重要部件之一，在滅火過程中主要承擔(dān)傳遞火災(zāi)信號(hào)、控制水源的任務(wù)。報(bào)警閥主要有三種類型，分別是干式、濕式以及雨淋閥。每種滅火閥根據(jù)自身工作原理的不同，有著不同的作用和功能。其中，干式報(bào)警閥在日常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生后開啟，從而有效避免因長(zhǎng)期暴露在空氣中出現(xiàn)腐蝕等問題。濕式報(bào)警閥始終處于開啟狀態(tài)[2]。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，由于溫度逐漸升高，受到熱脹冷縮的影響，閥內(nèi)的水會(huì)因?yàn)榕蛎浂|發(fā)火災(zāi)預(yù)警機(jī)制。雨淋閥則與以上兩種不同，適用于大面積滅火，能夠在較短時(shí)間內(nèi)噴射出大量水，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行有效控制，減緩火災(zāi)蔓延趨勢(shì)。監(jiān)控器也是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中的重要部件之一。它的作用是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并且利用傳感器，收集和分析相關(guān)信息。檢測(cè)器能夠?qū)λ畨呵闆r、水流速度、水位高低等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保滅火系統(tǒng)始終處于最佳狀態(tài)。此外，檢測(cè)器還能夠?qū)⑹占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記錄，為后續(xù)火災(zāi)事故的排查工作提供有效助力。

總之，灑水噴頭、報(bào)警閥、檢測(cè)器三個(gè)部件構(gòu)成了自動(dòng)噴水系統(tǒng)。它們各自發(fā)揮著重要的作用，彼此之間相互配合，各司其職，使該系統(tǒng)具有行之有效的滅火特性。

（二）自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，人們的生活質(zhì)量也在不斷提高。各種基礎(chǔ)設(shè)施不斷建設(shè)，城市中高樓聳立。與此同時(shí)，火災(zāi)的影響也隨之增大，防火滅火工作逐漸成為難題之一。為了有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)，人們發(fā)明和創(chuàng)新了各種滅火系統(tǒng)和滅火工具，其中以液態(tài)水為滅火介質(zhì)的自動(dòng)噴火系統(tǒng)最為簡(jiǎn)單有效。然而，盡管它有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一定的局限性[3]。

以液態(tài)水為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)工作原理是通過噴灑大量的水，從而降低火災(zāi)溫度，控制火勢(shì)蔓延，從而達(dá)到滅火的目的。然而，這種方法并不適用于任何類型的火災(zāi)。例如，針對(duì)一些不易溶于水或者自身密度小于水的易燃物，如乙醇、汽油等，一旦著火，引發(fā)火災(zāi)，液態(tài)水滅火系統(tǒng)就無法充分發(fā)揮自身的作用，甚至還會(huì)產(chǎn)生相反的效果。當(dāng)液態(tài)水接觸到這些物質(zhì)時(shí)，不僅無法有效通過降低溫度，實(shí)現(xiàn)滅火的目的，而且還會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)擴(kuò)大。為了有效解決這一問題，科學(xué)家們開發(fā)出了新型水滅火系統(tǒng)，以空氣泡沫作為滅火介質(zhì)的自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的工作原理是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，該系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫。這些泡沫的燃點(diǎn)非常高，不易燃燒，通過噴灑的方式附著在火源上，隔絕空氣，從而實(shí)現(xiàn)滅火的目的。與靜態(tài)水滅火系統(tǒng)相比，自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)有著更高的適應(yīng)性和有效性，能夠根據(jù)不同的火災(zāi)類型，選擇適合的泡沫類型和泡沫濃度，從而有效應(yīng)對(duì)不同火災(zāi)情境。根據(jù)泡沫發(fā)泡的倍數(shù)不同，可以將其分為三個(gè)系統(tǒng)，分別是低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)、中倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)以及高倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)。具體來講，低濃度泡沫滅火系統(tǒng)因?yàn)闈舛容^低，產(chǎn)生的泡沫比較少，因此該系統(tǒng)往往會(huì)被運(yùn)用在小規(guī)模火災(zāi)中。中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生中等數(shù)量的泡沫，往往會(huì)被運(yùn)用在中等規(guī)?；馂?zāi)中。高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，覆蓋面積較大，具有良好的滅火效果，被廣泛運(yùn)用于大規(guī)模火災(zāi)中[4]。值得一提的是，自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)不僅對(duì)液體火災(zāi)有著良好的滅火效果，同時(shí)在固體物質(zhì)和氣體火災(zāi)中也能發(fā)揮出良好的滅火作用。由于其滅火效果比較顯著，適用的范圍相對(duì)廣泛。當(dāng)前水滅火系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代滅火體系的重要組成部分。

（三）低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)

當(dāng)前，低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛使用，并且成為消防設(shè)備家族的重要成員之一。它能夠被廣泛運(yùn)用到各種火災(zāi)情境中。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生泡沫混合溶液，與空氣融合后，體積會(huì)迅速膨脹。這些泡沫被稱為低倍數(shù)泡沫，有著強(qiáng)大的滅火性能，尤其是對(duì)一些汽油、乙醇、丙酮等液體燃料引發(fā)的火災(zāi)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)和作用[5]。因?yàn)榕菽哂蟹浅＊?dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫混合溶液，與空氣發(fā)生反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，迅速覆蓋火源，隔絕空氣，從而有效控制火勢(shì)。此外，泡沫在與火源接觸后會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量水蒸氣，進(jìn)一步降低溫度，實(shí)現(xiàn)滅火目的。

低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)一般會(huì)被布置在火災(zāi)發(fā)生頻率較高的位置，如機(jī)場(chǎng)、油田、化工廠等。這些場(chǎng)所中存在大量的易燃物質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，將會(huì)造成難以彌補(bǔ)的損失。因此，運(yùn)用低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)能夠?yàn)檫@些場(chǎng)所提供有效的安全保障。此外，該系統(tǒng)還被廣泛應(yīng)用到其他領(lǐng)域中。例如，被廣泛運(yùn)用在游輪、輪船上，由于部分輪船上的貨物具有一定的可燃性，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)將會(huì)迅速擴(kuò)大，若應(yīng)對(duì)不當(dāng)，將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此，低倍數(shù)自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)已經(jīng)成為船舶消防必備設(shè)備之一[6]。

二、消防自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用

（一）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

當(dāng)火災(zāi)事故發(fā)生后，隨著火勢(shì)的蔓延和擴(kuò)大，必然會(huì)產(chǎn)生高溫，空氣中二氧化碳的濃度急劇升高，一旦災(zāi)情形勢(shì)較為嚴(yán)重，各種指標(biāo)均超過報(bào)警系統(tǒng)的臨界值，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)被觸發(fā)，發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)，報(bào)警器接收到該信號(hào)后會(huì)迅速向消防安全中心發(fā)出警報(bào)，整個(gè)過程用時(shí)非常短。消防中心接到報(bào)警信息后，會(huì)迅速安排專業(yè)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)開展消防滅火處理。同時(shí)，發(fā)生火災(zāi)的周圍地區(qū)也會(huì)收到火災(zāi)預(yù)警提示信號(hào)。通過這樣的方式，提醒周圍人員迅速撤離至安全地帶，避免因火勢(shì)蔓延，造成較為嚴(yán)重的二次傷害。與此同時(shí)，各個(gè)緊急疏散通道也會(huì)開放，為人們提供快速撤離通道，避免踩踏、擁擠等事件的發(fā)生。

（二）火災(zāi)自動(dòng)控制系統(tǒng)

控制中心報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)高度集成且功能全面的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其核心組件有多種，如消防控制室的消防控制設(shè)備、區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)探測(cè)器等。除此之外，還有一種構(gòu)成方式，由火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域顯示器以及火災(zāi)探測(cè)器等構(gòu)成。該系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢(shì)在于功能非常全面，容量較大，能夠?qū)馂?zāi)進(jìn)行有效控制。當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被廣泛運(yùn)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中，并且發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前，最先進(jìn)的通用火災(zāi)報(bào)警控制器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制的有效融合，不僅能夠有效縮短操作流程，提升系統(tǒng)的可靠性，還能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，使聯(lián)動(dòng)控制和火災(zāi)報(bào)警高效配合。報(bào)警聯(lián)動(dòng)一體化系統(tǒng)是一個(gè)具有聯(lián)動(dòng)控制功能的報(bào)警控制器，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。它不僅與火災(zāi)探測(cè)器緊密連接，同時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)備連接在一起。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器感應(yīng)到火災(zāi)信號(hào)，報(bào)警控制器就會(huì)收到信號(hào)，從而啟動(dòng)報(bào)警程序，同時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)備發(fā)出聯(lián)動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)相應(yīng)滅火措施。具體來講，接收到火災(zāi)探測(cè)器的信號(hào)后，報(bào)警控制器會(huì)根據(jù)信號(hào)智能判定火情的位置以及大小，并且根據(jù)不同的情況采取適當(dāng)?shù)穆?lián)動(dòng)控制措施。例如，當(dāng)發(fā)生的火災(zāi)事故規(guī)模比較小，報(bào)警控制器可以啟動(dòng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，有效控制火情。當(dāng)火情較為嚴(yán)重，火勢(shì)有擴(kuò)大趨勢(shì)時(shí)，報(bào)警控制器可能會(huì)啟動(dòng)排煙系統(tǒng)、消防泵等設(shè)備，為控制和撲救火情做好準(zhǔn)備。此外，報(bào)警聯(lián)動(dòng)一體化系統(tǒng)還具備強(qiáng)大的靈活性和發(fā)展性。通過設(shè)置不同的防火區(qū)域，并且制定不同的聯(lián)動(dòng)策略，該系統(tǒng)能夠很好適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的建筑，滿足不同層次的消防需求。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，報(bào)警聯(lián)動(dòng)一體化系統(tǒng)也在不斷進(jìn)行升級(jí)和革新，滿足當(dāng)前不斷出現(xiàn)的消防需求。

（三）煙感式火災(zāi)探測(cè)器

當(dāng)前，煙感式火災(zāi)探測(cè)器被廣泛運(yùn)用，在火災(zāi)防控、預(yù)警方面發(fā)揮著重要的作用。這種火災(zāi)探測(cè)器主要適用于火災(zāi)前期，此時(shí)火勢(shì)相對(duì)較小，在一定程度上能夠順利將其撲滅。這種探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)在于靈敏度較高，能夠有效感知空氣中的煙霧顆粒，準(zhǔn)確對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行初步判定，從而及時(shí)發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)?？諝獠蓸訜煾刑綔y(cè)技術(shù)：通過對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行定時(shí)抽取，將抽取的空氣進(jìn)行檢驗(yàn)，探測(cè)此時(shí)空氣中的煙霧濃度是否正常。一旦發(fā)現(xiàn)空氣中的煙霧濃度超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警，對(duì)預(yù)防火災(zāi)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛普及，已經(jīng)成功進(jìn)入千家萬戶，極大提升了人們的生活質(zhì)量。與此同時(shí)，它也進(jìn)入到消防系統(tǒng)，將消防設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有效融合，構(gòu)建智能化的消防工作模式，極大提高消防工作效率。當(dāng)接收到災(zāi)情報(bào)警信息后，相關(guān)工作人員可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，做出最為快速、準(zhǔn)確的判斷，提出行之有效的處理方案，保證火災(zāi)能夠得到有效撲滅，極大提高消防工作效率。

（二）智能化

消防智能化系統(tǒng)的運(yùn)用能夠極大提升消防工作效果。通過智能技術(shù)，能夠有效開展火災(zāi)監(jiān)控和預(yù)防工作，減少資源浪費(fèi)。該系統(tǒng)能夠主動(dòng)對(duì)環(huán)境中的溫度、紅外線指數(shù)以及空氣情況進(jìn)行檢測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。此外，還能夠有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，能夠?qū)?zāi)情進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確的判斷，幫助消防人員掌握火災(zāi)規(guī)模、火勢(shì)蔓延方向等信息，為他們開展有效的消防救援工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）多樣化

多樣化主要是指火災(zāi)探測(cè)技術(shù)和設(shè)備連接方式多種多樣。當(dāng)前，火災(zāi)探測(cè)器種類比較多，常見的探測(cè)器類型有煙感、感溫、可燃?xì)怏w探測(cè)器等。此外，還有一些不常見的火災(zāi)探測(cè)器，如由納米材料制作而成的氣體探測(cè)器，性能十分優(yōu)越，化學(xué)活性較強(qiáng)，反應(yīng)狀況良好。當(dāng)前，無線通信技術(shù)蓬勃發(fā)展，可以將其運(yùn)用到消防中，借助技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將探測(cè)設(shè)備連接在一起，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅有效提升設(shè)備的靈敏性，同時(shí)還能夠使這些探測(cè)設(shè)備的信息傳輸更為迅速和準(zhǔn)確。

（四）高靈敏度

當(dāng)前的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)有了新的功能。預(yù)警系統(tǒng)有著強(qiáng)大的適應(yīng)能力、處理能力，配合空氣采樣技術(shù)、激光探測(cè)技術(shù)等，能夠確保消防系統(tǒng)更加高效、準(zhǔn)確做出判斷，從而有效提升火災(zāi)防控實(shí)效。

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