消防系統(tǒng)在建筑智能化中的優(yōu)化設(shè)計研究

(中航物業(yè)管理有限公司濟(jì)南分公司,山東濟(jì)南 250013)

0 引言

由于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料設(shè)備轉(zhuǎn)型升級使很多不同類型的燃?xì)饣馂?zāi)、化學(xué)火災(zāi)、固體火災(zāi)、液體火災(zāi)開始出現(xiàn)，如此復(fù)雜的消防情況使得各行各業(yè)在建設(shè)工程設(shè)計時開始注重消防系統(tǒng)在建筑智能化中的不斷優(yōu)化、完善。本文通過總結(jié)當(dāng)下發(fā)展特點深入探究消防系統(tǒng)其在建筑智能化中的完善方案。

1 目前建筑消防發(fā)展情況

火災(zāi)是災(zāi)害的一種，按照火災(zāi)分類的規(guī)定，火災(zāi)分為A、B、C、D、E、F六類。

A固體火災(zāi)、B液體火災(zāi)、C氣體火災(zāi)、D金屬火災(zāi)、E電氣火災(zāi)、F烹飪物火災(zāi)。發(fā)生火災(zāi)的常見原因主要包括：用電、吸煙不慎、生活用火不慎、生產(chǎn)作業(yè)不慎、玩火、放火、雷擊。據(jù)官方統(tǒng)計2019年全年共接報火災(zāi)23.3萬起，亡1335人，傷837人，直接財產(chǎn)損失36.12億元。值得關(guān)注的是，電氣引發(fā)的火災(zāi)居高不下，已查明原因的火災(zāi)中有52%系電氣原因引起，尤其是各類家用電器、電動車、電氣線路等引發(fā)的火災(zāi)越來越突出。

火災(zāi)都有起因，分析火災(zāi)原因，了解火災(zāi)發(fā)生特點，為了更有針對性的運用技術(shù)措施，進(jìn)行建筑防火設(shè)計，從而達(dá)到防火、滅火的目的。防火的基本方法：控制可燃物、例如：采用水泥代替木材建造房屋；隔絕助燃物、例如對于活潑金屬可采用與空氣隔絕；控制引火源、例如：禁止明火、消除靜電。滅火的基本方法：冷卻滅火、隔離滅火、窒息滅火、化學(xué)抑制滅火。例如：用水撲滅固體物質(zhì)火災(zāi)，主要通過冷卻作用實現(xiàn)；采用泡沫系統(tǒng)覆蓋于燃燒物質(zhì)表面，主要通過隔離作用實現(xiàn)；采用二氧化碳、氮氣、蒸汽滅火，主要通過窒息作用實現(xiàn)；采用干粉、七氟丙烷滅火主要通過化學(xué)抑制作用實現(xiàn)。

消防即消除火災(zāi)、防止火災(zāi)，現(xiàn)代建筑消防以預(yù)防為主、防消結(jié)合的方針，堅持政府領(lǐng)導(dǎo)，部門監(jiān)督、單位負(fù)責(zé)、公民參與的原則開展防火滅火工作。在建筑防火設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計，主要包括兩大部分：主動防火、被動防火[1]。主動防火主要是利用建筑內(nèi)的消防設(shè)施，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)、滅火器等。被動防火主要是利用建筑本體防火，例如：建筑耐火等級、防火間距、防火分區(qū)、防火分隔設(shè)施等。

2 目前消防系統(tǒng)特點

2.1 控制單元相對獨立

消防控制系統(tǒng)主要由火災(zāi)報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動系統(tǒng)、電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)、可燃?xì)怏w報警等系統(tǒng)組成，各個系統(tǒng)功能有所不同。火災(zāi)報警系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收火災(zāi)探測器的報警信號，消防聯(lián)動控制器負(fù)責(zé)進(jìn)行邏輯判斷執(zhí)行操作指令驅(qū)動相關(guān)消防設(shè)備動作。電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)負(fù)責(zé)對建筑內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備過熱、漏電引起的電氣火災(zāi)。可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)負(fù)責(zé)對容易產(chǎn)生可燃?xì)怏w的部位進(jìn)行監(jiān)測，及時探測可燃?xì)怏w濃度，防止可燃?xì)怏w引起火災(zāi)。例如火災(zāi)報警探測器檢測到火災(zāi)，通過總線回路將信號送至火災(zāi)報警主機，火災(zāi)報警主機接收到火災(zāi)報警信號后，火災(zāi)報警主機啟動全樓聲光報警器，同時由消防聯(lián)動控制器根據(jù)內(nèi)部邏輯程序聯(lián)動送風(fēng)閥、排煙閥、送風(fēng)機、排煙機開啟，切斷著火層非消防用電、電梯迫降至首層，啟動應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志、消防廣播。

2.2 多種功能探測器組合應(yīng)用

消防控制系統(tǒng)不僅僅只使用一中火災(zāi)探測器，而是根據(jù)不同場所采用不同類型功能的探測器組成，例如根據(jù)火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范要求經(jīng)常產(chǎn)生可燃?xì)怏w的場所采用一氧化碳火災(zāi)探測器、吸煙室采用感溫探測器、超過12m空間采用線型光束火災(zāi)探測器。各種不同的探測器能夠通過內(nèi)部裝置的感應(yīng)芯片檢測到不同類型火災(zāi)的物理特性，進(jìn)而采取應(yīng)對方案。如感煙探測器、火焰探測器、一氧化碳探測器、感溫探測器等綜合使用。因為發(fā)生火災(zāi)所呈現(xiàn)出的情況不同，有的會伴有聲音；有的會呈現(xiàn)出高溫、火光等；有的則會產(chǎn)生大量的煙霧，只有使用多樣化的探測器才能及時監(jiān)控火災(zāi)情況，幫助系統(tǒng)及系統(tǒng)控制工作人員及時做出判斷，采取有效的措施。

2.3 多種功能滅火設(shè)施組合應(yīng)用

消防滅火設(shè)施主要包括消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、泡沫滅火等系統(tǒng)，各系統(tǒng)滅火系統(tǒng)通過電氣回路設(shè)計與消防控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)[2]。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，通過火災(zāi)報警控系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)及時啟動各系統(tǒng)滅火設(shè)施。建筑設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范要求設(shè)置不同類型的滅火設(shè)施，例如根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范要求一類高層公共建筑應(yīng)設(shè)置消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)。通過不同功能的滅火設(shè)施共同作用，可以更加快速的進(jìn)行滅火、控火。

2.4 智能網(wǎng)絡(luò)覆蓋

目前消防控制系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合后開始實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由用戶信息傳輸裝置、報警傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心以及火警信息終端等幾部分組成。是通過將火災(zāi)報警技術(shù)、信息通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機控制技術(shù)和多媒體顯示、局域/廣域網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等多種傳輸方式結(jié)合，實時采集監(jiān)控現(xiàn)場的各類火災(zāi)報警信號、故障信號、圖像信息，并及時地將上述信息傳送到遠(yuǎn)端的報警檢測中心的設(shè)備。在建筑內(nèi)部通過安裝城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)β?lián)網(wǎng)用戶的建筑消防設(shè)施進(jìn)行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)用戶的火災(zāi)報警信息、建筑消防設(shè)施運行狀態(tài)以及消防安全管理信息的接收、查詢和管理，為聯(lián)網(wǎng)用戶提供信息服務(wù)。

3 建筑智能化系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 建筑智能化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

建筑智能化是利用通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等，通過對建筑和建筑設(shè)備的自動檢測與優(yōu)化控制、信息資源的優(yōu)化管理，實現(xiàn)對建筑物的智能控制與管理，以滿足用戶對建筑物的監(jiān)控、管理和信息共享的需求，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。工程架構(gòu)設(shè)計是智能化設(shè)計的基礎(chǔ)工作環(huán)節(jié)，在設(shè)計時參照智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求系統(tǒng)配置應(yīng)以信息化應(yīng)用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、機房工程等設(shè)計要素展開，且與建筑基礎(chǔ)設(shè)施相對應(yīng)主要包括信息接入系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、移動通信信號覆蓋系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、安全防范綜合管理系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)及機房工程。進(jìn)行智能化系統(tǒng)集成時應(yīng)采用信息資源共享和協(xié)同運行的架構(gòu)原則，主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括總線型架構(gòu)、樹形架構(gòu)、星星架構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等等，這些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)根據(jù)各個不同的系統(tǒng)采用不同的架構(gòu)，可以實現(xiàn)智能控制與集中式管理，更適合應(yīng)用在智能化建筑中。例如：在進(jìn)行系統(tǒng)總集成時總集成的PC電腦端可采用總線型結(jié)構(gòu)或樹型結(jié)構(gòu)作為根部，將各個系統(tǒng)電腦PC端作為總線型結(jié)構(gòu)或樹型結(jié)構(gòu)的子節(jié)點，接入總系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)又可采用滿足各自需的拓?fù)浼軜?gòu)，例如：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的火災(zāi)探測器可采用環(huán)形總線架構(gòu)，建筑設(shè)備管理系統(tǒng)采用DDC或PLC控制時，控制器可采用環(huán)形總線架構(gòu)。各個子系統(tǒng)的不同的單元模塊、各個節(jié)點都可以作為子節(jié)點，保證環(huán)環(huán)相扣，信息傳輸通暢。這樣能夠有效保證當(dāng)其他系統(tǒng)、設(shè)備出現(xiàn)問題時不受影響，各個系統(tǒng)還可以設(shè)置成各自獨立平臺，每個平臺下設(shè)各自管理的子系統(tǒng)。

總而言之，在進(jìn)行建筑智能化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計時要堅持滿足信息化應(yīng)用需求，支持智能化系統(tǒng)的信息關(guān)聯(lián)和功能匯聚、可持續(xù)發(fā)展。

3.2 消防控制系統(tǒng)在建筑智能化中優(yōu)化設(shè)計分析

就建筑整體而言消防系統(tǒng)僅作為智能化建筑的一個分項，從安全角度出發(fā)消防系統(tǒng)又是重中之重，關(guān)系到人員、財產(chǎn)及建筑的整體安全[3]。消防控制系統(tǒng)功能較多、整體較為龐大包含電系統(tǒng)、水系統(tǒng)等，且消防系統(tǒng)獨立成一專業(yè)，近年來國家開考一級消防工程師執(zhí)業(yè)資格考試，充分說明消防專業(yè)的重要性。在建筑智能化設(shè)計時應(yīng)根據(jù)智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按照公共安全系統(tǒng)宜包含火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)和應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行劃分。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留與建筑設(shè)備管理系統(tǒng)互聯(lián)的通信接口，宜與安全技術(shù)防范系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，納入智能化系統(tǒng)集成，且智能化系統(tǒng)集成時應(yīng)遵循火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范和建筑防火設(shè)計規(guī)范的要求。參照規(guī)范在實際應(yīng)用中進(jìn)行智能化系統(tǒng)集成時往往只對消防控制系統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進(jìn)行集成，只提供顯示相關(guān)報警信息不控制相關(guān)滅火設(shè)施聯(lián)動，消防聯(lián)動控制由其消防聯(lián)動控制器及本地相關(guān)消防設(shè)施進(jìn)行實現(xiàn)，主要防止人為誤操作造成設(shè)備聯(lián)動。

在整體智能化集成時可采用集成系統(tǒng)平臺包括設(shè)施層、通訊層的方式進(jìn)行。設(shè)施層主要包括納入集成的智能設(shè)施及應(yīng)用程序，向最終用戶提供實時數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲、查詢分析、電子地圖、報警管理、事件管理、聯(lián)動管理等功能。當(dāng)出現(xiàn)報警或故障時，系統(tǒng)可通過語音或數(shù)字通信等方式及時通知相關(guān)人員。通訊層主要包括標(biāo)準(zhǔn)化、非標(biāo)準(zhǔn)化、專用協(xié)議的數(shù)據(jù)通信，通信接口應(yīng)支持RS232/485、TCP/IP、BACNET、MODBUS等通信協(xié)議；視頻流應(yīng)支持API、控件通信；數(shù)據(jù)庫應(yīng)支持ODBC等通信方式，這些通信均為開放式協(xié)議通信便于各個子系統(tǒng)的互聯(lián)互通數(shù)據(jù)調(diào)用。

4 結(jié)語

各個行業(yè)的發(fā)展都要與科技時代發(fā)展趨勢緊密結(jié)合，消防工程作為社會發(fā)展中的重要安全保障，應(yīng)該通過進(jìn)一步優(yōu)化總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、完善相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計、搭建系統(tǒng)全面的監(jiān)測平臺來及時消除火災(zāi)隱患，降低火災(zāi)對其自身發(fā)展的影響，達(dá)到防火控火的目的。除此之外，消防系統(tǒng)作為智能建筑設(shè)計一個分項在應(yīng)用消防控制系統(tǒng)時還要根據(jù)服務(wù)對象自身需求變化及時進(jìn)行調(diào)整，做到符合規(guī)范、功能實用、安全高效、經(jīng)濟(jì)合理。