智能建筑火災自動報警系統的設計與研究

文/陳啟元 山東省青島市消防救援支隊 山東青島 266071

隨著環境問題的不斷加劇，我國越來越重視節能環保技術的開發。在建筑工程中，自動報警技術已經逐漸成為樓宇自動化系統必不可少的應用技術，利用自動報警技術，可以提升智能建筑的應用質量和安全性。現如今，各類新型技術不斷發展，如光纖、生物工程等，這些技術為自動化、智能化的研究注入了動力，對我國智能建筑的建設和發展有很大的促進作用。在智能建筑建設的過程中，火災報警系統是必不可少的建設內容，為了滿足智能建筑的要求，需要采用自動報警技術，通過自動報警、全程監控、信息建模等技術，對檢測、維修、控制等階段進行模擬，從而有效提升火災報警系統的工作效率。

1、消防火災事故統計要危險性分析

統計顯示，2018年我國接報火災事故超過16萬起，其中8月份火災高達1.42萬起，造成了147人傷亡，損失財產超過1億。與2017相比，2018年的火災數量和造成傷亡人數都有明顯下降，造成的經濟損失也隨之下降。但火災帶來的危害仍舊不能忽視，根據調查統計，引發火災的原因有很多，具體的種類和所占比例如下表所示：

根據調查，城市火災數量明顯高于農村。從火災場所的角度來看，住宅、大廈的火災事故較多，主要由電氣設備引發。從火災發生時間來看，火災事故的發生時間普遍集中在8：00-22：00，因為該時間短為生產、經營等活動的高峰期，在這個階段中，需要應用大量的電力，電氣設備會持續運作，如果操作不慎，很容易引發火災事故。針對火災事故發生的原因、分布特點等，要采取有效的防火工作。尤其在城市建筑中，為了減少火災問題，應該設置有效的火災報警系統。在智能建筑理念不斷發展的今天，要充分發揮報警系統的作用，就要積極應用火災自動報警系統，及時發現火災隱患，并盡早采取處理措施，有效降低火災事故帶來的危害問題[1]。

2、智能建筑火災自動報警系統設計

2.1 系統部件選擇及應用原理

火災自動報警系統由多個部件組成，其中包括火災探測器、報警裝置、輔助裝置等。利用火災探測器，可以在火災發生初期探測產生的各類物理量的多少，其中包括煙霧量、熱量等。探測器可以將數據轉變為電信號，再將電信號傳輸到控制器之中，然后發出警報聲或報警信號，在信號啟動之后，消防聯動設備會隨之啟動。具體原理如下圖所示：

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圖1 火災自動報警系統原理

根據上圖可以看出，利用火災傳感器可以探測出火災發生的相關信息，信息經過處理之后會傳輸到控制系統之中，然后由控制器發出相應的指令，其中包括滅火聯動、撥打火警電話等操作。控制器也可以將火災信息傳輸到消防中心，利用網絡技術實現信息的實時傳遞，管理人可以根據火警信息做出正確的消防決策，進而在第一時間進行滅火和救援活動。該系統應用了多項技術，其中包括FAS智能系統、網絡技術、自動化技術等，利用FAS智能系統實現消防系統與建筑其他系統的聯動繼承，進而強化報警和控制的能力范圍[2]。

2.2 自動報警系統設計方案

火災自動報警系統的設計包括軟件設計和硬件設計兩個方面。其中，軟件設計尤為重要。通過軟件設計，可以實現硬件數據的采集、收集和處理，是硬件系統中必不可少的組成部分之一[3]。所以，在軟件設計的過程中，設計內容可以分為三部分，分別是：初始化程序、數據接收和數據發射。在初始化程序方面，可以利用改程序進行硬件設施的初始化處理，其中包括控制MCU、RF芯片、單機片等，將這些軟件設施投入到報警系統之中，保障系統的良好運行，從而充分發揮報警系統的應用效用；在數據接收方面，軟件要具備相應的接收和處理功能，從而根據數據內容判斷火災狀態；在數據發射方面，其與接收過程相似，是數據傳輸功能的一種，可以處理系統中各個模塊的信息，再將處理過的信息發送給系統設備。通常將RF發射模塊、單片機、SPI等作為基礎設備進行數據的傳輸。

硬件設計也是報警系統設計中必不可少的內容，經過研究，自動報警系統的硬件可以分為數據收集、采集端兩個方面。數據收集主要進行各個系統中數據、信息的采集和傳輸，主要組成部分包括無線收發模塊、PC終端、異步串口等。其中，無線收發模塊與信息接入點類似，其可以將收集到的數據輸送給PC終端，然后通過PC終端的處理，再將信息以控制信號的形式發送出去。數據采集端主要用于采集建筑信息，組成部分包括無線收發芯片、SPI總線等，利用無線收發芯片、MUC可以將無線SPI總線連接在一起，進而組成有效的傳輸模塊。

此外，火災自動報警系統往往具有一定的預判功能。其可以收據各類有效信息，然后對信息進行處理和判斷，最后制定出詳細的信息報告。所以，雖然自動報警系統表面看起來功能單一，但其對信息的分析和處理過程十分復雜，且可以利用傳感器進行設備測試，然后根據測試進行分析火火災是否存在發生的可能性，并針具火災預發條件做出相應的處理判斷。

在實際應用的過程中，通過對故障檢測數值的分析，對該系統的運行情況進行反饋分析，并針對系統的缺陷和漏洞進行優化完善，從而保障報警工作的有效性。在我國智能建筑不斷發展的今天，火災自動報警系統不僅滿足了火災防控的要求，還符合了時代發展的趨勢，其可以降低建筑中的火災風險，進而減少事故的發生改立，對建筑的穩定運行有很大幫助，可以大力發展和推廣。

結語：

綜上所述，由于火災問題頻頻發生，且火災帶來的危害問題十分巨大，所以我國應該針對火災發生的原因采取有效的預防措施。調查顯示，城市建筑比較容易發生火災事故，為了減少火災問題，需要在建筑中安裝火災自動報警系統，加強對火災隱患的防控。