論新型智能消防系統在大空間建筑中的應用

●張志剛，徐海煒

(齊齊哈爾市消防支隊，黑龍江齊齊哈爾 162400)

隨著我國國民經濟的發展和建筑水平的提高，大空間建筑(如體育館、候機廳、大型商場、工業廠房、儲存倉庫等)不斷增多，由于大空間建筑的獨特性，一些傳統建筑消防設施很難全面滿足其安全要求，埋下了較大的火災隱患。目前亟待對大空間建筑常用消防設施的有效性進行深入探討，并針對該類建筑的消防特點甄選適用的消防系統，以保護人民生命財產的安全。

一、傳統消防設施存在的問題

(一)防火墻與防火卷簾

為有效的把火災控制在較小范圍內，《建筑設計防火規范》要求在建筑物內劃分防火分區，通常采用防火墻和防火卷簾來劃分防火分區。但對于大空間建筑卻有很多不適于的情況。對大空間工業廠房而言，因成套設備生產線的工藝要求，如果用防火墻把廠房一分兩半，則截斷了連貫的生產線設備，也有礙物料及半成品、成品的運輸，是不可行的設計方案;防火卷簾，在面對大跨度建筑時也存在問題:大跨度建筑一般單跨可達36m以上，定制這樣大跨度的防火卷簾，不但成本很高，而且在卷簾收放時很難控制，容易卡在滑槽里，可靠性差，非常不適用。

(二)獨立水幕系統

用獨立的水幕作防火分隔是防火墻或防火卷簾的常用替代方案。但是，單獨水幕作防火分隔也有三大難題:(1)需水量太大，水池造價高。以跨度36m計算，水幕供水量為2L·s－1·m－1，按消防歷時2h考慮，水幕貯水量應為518m3，再加上室內外消火栓的貯水量，則消防水池容量大導致造價較高。(2)水幕啟動時，大量的水突然噴泄而下，可能對水幕下方昂貴的生產設備造成較大的損失。在火災不嚴重的情況下，貿然啟動水幕可能造成的損失會比局部火災的損失更大。因此需嚴格掌握水幕的啟動時機。(3)系統維護工作繁重，難以試水方式檢驗水幕系統的可靠性。理論上，如果先安裝消防設施，再安裝其他設備，則有機會在水幕安裝完畢，其他設備還末安裝時進行水幕試水。但在工程實踐中，通常把消防設施安裝排在后面。這樣在水幕安裝完畢后無法進行試水實驗，很難保證在關鍵時刻水幕正常工作。目前水幕試水的問題只好在技術上近似解決。在設計時，可在消防泵房水幕泵的出水管上設試水管及試水閥門(便于平時檢驗水幕泵的工作狀態)，但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞、噴水是否均勻就無法測試了。

(三)普通閉式系統

現行《自動噴水滅火系統設計規范》第6.1.1條規定凈空高度在12m以內的非倉庫類高大凈空場所可設置閉式系統，該規定是針對普通閉式噴頭而言的。而對于大空間建筑，火災時煙氣在熱對流的作用下流動至上層的時間長，造成上層空間升溫較慢，會導致普通噴頭響應時間過長，延誤了滅火時機。且普通閉式噴頭在大空間的特殊環境中，噴射出的水滴在到達火焰之前會被蒸發掉或被吹離火焰，有效水量大為減少，只能起到控制火災而不能壓制火災。因此，在大空間建筑內采用普通閉式系統達不到很好的滅火效果。

(四)雨淋系統

《自動噴水滅火系統設計規范》第4.2.5條規定:“具有下列條件之一的場所，應采用雨淋系統:室內凈空高度超過本規范第6.1.1條規定，且必須迅速撲救初期火災。”由此可設置雨淋滅火系統。該系統在其保護區內可實現大面積的噴水滅火，降溫及滅火效果均非常顯著，適用于過大面積的滅火。但該系統存在雨淋閥多、報警閥多、系統管線復雜，造成施工安裝困難，維護管理困難，且破壞建筑的整體美觀性;而其自動控制部分要求也很高，需要有很高的可靠性，管網在任何時候壓力波動變化不能過大，不允許誤動作或不動作。另外，作為開式系統，發生火災雨淋閥開啟后，被保護區域內所有噴頭一起噴水，對于大空間建筑，會造成系統用水量大，容易造成水災，水漬損失大。

綜上種種，解決大空間建筑自動消防新的整體方案亟待開發，以解決工程設計和施工的現實問題。

二、新型智能消防系統在大空間建筑中的應用

(一)自動掃描定位噴水滅火系統

自動掃描定位噴水滅火系統，是一種智能型的自動噴水滅火系統。系統由消防水箱、水泵、系統附件、供水管網、智能型電動閥、總線控制裝置等組成。其工作過程是:平時系統處于監控狀態，當滅火系統發現火情時，對啟動系統進行掃描對準火點定位，然后報警、啟泵、開閥、噴水滅火。滅火后系統恢復到監控狀態，如有復燃，系統重復以上過程，直至將火徹底撲滅。由于采用了計算機技術，賦予了系統一定的智能，它能對周圍環境進行感知并作出反應，經計算機分析、判斷、確認后，實施滅火。因而，在出現火情時能及時探測，準確定位，快速滅火。

該系統開啟迅速，智能型噴頭在可控區域內一旦發現火情，啟動時間≤20s，與普通噴頭相比較，智能消防系統可提前開啟約60s左右。并且順應自動噴水滅火系統的發展趨向，具有射流密集有力、噴射強度大等優點，而且具有模擬人工擺動掃射滅火功能。該智能系統不僅具有較大的覆蓋面積(最大保護半徑可達到15m以上)，且具有較高的豎向保護范圍(最大保護高度可達到20m以上)，特別適用于大空間場所，解決了傳統自動噴水滅火系統大空間滅火難的問題。東北林業大學體育館采用了該套消防系統，實踐證明，該系統施工方便、智能經濟、用水量少，滅火效果好，是自動噴水滅火系統很好的補充。遼寧省制定了《大空間自動掃描定位噴水滅火系統設計規程》。

(二)大空間智能消防水炮滅火系統

自動消防炮系統的特點是將圖像識別技術運用于火災發生、發展的全過程，具備監控系統的功能，對被保護場所進行無死角可視圖像監控，實現可視化報警，能夠有效發現早期火災火焰和火災煙氣;并能根據著火點遠近及大小自動修正消防炮的噴射點角度，進行空間定位、定點滅火，保證消防炮的定位準確，實現智能化控制。自動消防水炮滅火系統具有現場控制和遠程控制功能，并具備以下控制方式:(1)自動控制方式。火災發生后，可視煙霧探測系統和圖像火焰探測器對著火區域進行探測并向消防中心報警;報警信號傳給消防水炮中央控制系統，由主機對火災進行分析判別后，確定著火點，同時，對應著火區域的兩臺消防水炮自動指向著火點，自動啟動消防泵，打開電動閥，向著火點噴水滅火。(2)手動控制方式。當前端探測器報警后，值班人員通過被強制切換過來的彩色畫面，通過控制室的中心手動操作盤控制消防水炮瞄準著火點，啟動消防泵，打開電動閥噴水滅火。(3)現場應急控制。當現場人員發現火災后，通過消防水炮現場手動操作盤控制消防水炮瞄準著火點，啟動消防泵，打開電動閥噴水滅火，也可以通過消防水炮遙控器對炮的運動進行遙控操作。當發生火災時，值班人員在控制中心借助監視圖像控制消防水炮的俯仰、水平回轉及啟動消防泵，打開電動閥向火源點噴水滅火。(4)手動控制和現場應急控制具有優先權。由于僅對火災區域噴灑滅火，減少了對無火災區域的影響，很大程度上減少了火災造成的損失。另外消防炮的射程遠(可達50m，甚至更遠)，所以控制的范圍大，適合于大空間消防要求。

(三)大空間智能主動噴水滅火系統

智能型主動噴水滅火系統包括:(1)智能型滅火裝置(大空間智能滅火裝置、自動掃描射水滅火裝置、自動掃描射水高空水炮滅火裝置)，該裝置包括智能型紅外探測組件、大空間大流量噴頭、電磁閥;(2)信號閥組;(3)水流指示器;(4)供水管道及供水設備。與消防水炮相比，智能型主動滅火裝置就好比縮小的和分散的微型水炮，流量、水壓較小，因此滅火裝置容易結合建筑要求布置，管路也較少，便于鋪設;相對于噴淋系統而言，智能型自動滅火裝置就好比可以轉動的噴頭，直接面對火源噴水，因此使用的水量較小，針對性強，縮短了滅火時間。東莞大劇院等多個大型工程均采用此系統。廣東省頒布了《大空間智能型主動噴水滅火系統設計規范》。該系統的采用為大空間消防提供了更為有效的手段。

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