基于火災自動報警系統的民用建筑電氣安全分析與優化

劉志敏

(山西華鼎建筑設計有限公司，山西 運城 044000)

電氣火災是導致財產損失和人員傷亡的重要原因之一。隨著科技的不斷進步和社會的快速發展，民用建筑電氣安全問題日益凸顯。為了提高電氣安全性并減少火災事故的發生概率，火災自動報警系統成為一種十分重要的解決方案。這一系統可以實時監測和檢測火災的發生，并通過及時、準確的報警功能將信息傳輸到相關的監控中心，以便迅速采取行動，目前已經被廣泛應用。

1 火災自動報警系統在電氣安全中的作用

1.1 自動火災檢測和報警功能

火災自動報警系統的關鍵作用之一是自動火災檢測和報警功能。該系統通過使用多種傳感器和探測器，能夠實時監測建筑內部環境的溫度、煙霧、氣體濃度等指標。一旦系統檢測到異常火災特征，如溫度升高、煙霧濃度上升等，它將立即觸發警報，發出聲光信號以及實時向周圍人員發送警報信息。這種自動檢測和報警功能，大大提高了火災的及時性和準確性，減少了人為差錯可能帶來的延誤，提供了更有效的火災預警和應對。

1.2 火災信息傳輸和處理

除了自動火災檢測和報警功能，火災自動報警系統還扮演著重要的信息傳輸和處理的角色。一旦系統觸發報警，它將立即將警報信息傳輸到相關的監控中心和消防部門，以便迅速采取行動。在信息傳輸方面，火災自動報警系統具備多種通信手段，包括有線通信、無線通信和互聯網傳輸等。這種多樣化的通信方式增加了系統的穩定性和可靠性，確保了警報信息能夠準確、及時地傳送。在信息處理方面，火災自動報警系統能夠對傳輸過來的信息進行實時處理。它首先對來自各種傳感器和探測器的數據進行分析和判斷，識別是否為真實的火災信號。一旦確認為火災，系統將立即啟動應急預案，包括通知消防部門和相關人員進行緊急疏散和滅火。同時，系統還能夠記錄和存儲火災發生時的關鍵信息，提供后續的回放和分析，為火災事故的調查和改進提供一定的依據。

2 火災自動報警系統的性能評估分析

2.1 系統可靠性和靈敏度

系統的可靠性和靈敏度是評估火災自動報警系統性能的重要指標。可靠性指系統正常工作的概率，而靈敏度則是指系統對火災信號的敏感程度。

為了評估系統的可靠性，可以使用故障樹分析(FTA)等方法。通過對系統中各個關鍵組件的故障概率和影響進行分析，得出整體系統的可靠性水平。同時，還可以進行一些實際測試，如冗余性測試、電源故障測試等，檢驗系統在不同條件下的工作表現。為了評估系統的靈敏度，可以進行實驗室環境和現場測試。實驗室環境下，可以模擬火災場景，通過控制燈光、溫度、煙霧等因素，測試系統是否能夠及時、準確地檢測到火災信號并發出報警。現場測試則可以在實際建筑物中進行，檢驗系統在真實環境中的工作性能。某火災自動報警系統性能評估數據(可靠性和靈敏度)如表1所示。

表1 某火災自動報警系統性能評估數據(可靠性和靈敏度)

表1顯示，該火災自動報警系統具有較高的可靠性和靈敏度，可確保在火災發生時能夠及時檢測到并發出準確的報警信號。誤報率和漏報率也處于較低水平，維護和檢測間隔合理，能夠保證系統的長期正常運行。

2.2 報警誤報率和漏報率

火災自動報警系統的性能評估中，報警誤報率和漏報率是重要考察指標。報警誤報率是指系統錯誤地將非火災事件誤報為火災，而漏報率則是指系統未能及時發現并報警真實的火災事件。為了評估系統的報警誤報率和漏報率，本研究參考XM小區2019～2022年期間實際使用中的數據統計和測試，用于評估系統的報警誤報率和漏報率。XM小區2019～2022年火災自動報警系統性能評估數據(誤報率和漏報率)如表2所示。

表2 XM小區2019—2022年火災自動報警系統性能評估數據(誤報率和漏報率)

表 2顯示，系統的報警誤報率為2%，表示系統在一定程度上存在將非火災事件誤報為火災的情況。漏報率為1%，表示系統在一定程度上未能及時檢測并報警真實的火災事件。而報警準確率達到97%，表明系統的報警功能在大部分情況下是準確可靠的。通過對真實火災數量、誤報數量和漏報數量的統計，可以計算出系統的報警誤報率和漏報率。同時，還需要對誤報和漏報的原因進行詳細分析，并改進系統的算法和檢測機制，以進一步降低誤報率和漏報率。

2.3 系統響應時間

系統響應時間是指從火災事件發生到系統觸發報警的時間間隔。較短的響應時間可以快速啟動緊急預案，提供更及時的警報和行動[1]。為了評估系統的響應時間，可以進行實驗室和現場測試。在實驗室環境中，可以通過模擬火災事件，記錄系統觸發報警的時間。在現場測試中，可以在真實的建筑環境下進行，模擬實際火災場景，然后記錄系統從檢測到火災到觸發報警的時間。某火災自動報警系統性能評估數據(系統響應時間)如表3所示。

表3某火災自動報警系統性能評估數據(系統響應時間)

表3顯示，系統的平均響應時間為12s，最大響應時間為20s，最小響應時間為8s。這表明系統在不同測試條件下，能夠在可接受的時間范圍內觸發火災報警。根據評估結果，如果系統的響應時間超過預定的標準，就需要進一步分析和改進系統的設計和性能。可以通過改進傳感器的靈敏度、優化報警信息的傳輸和處理流程等方式來提高系統的響應速度。

2.4 系統維護和檢測

火災自動報警系統的性能評估還包括對系統的維護和檢測[2]。在系統維護方面，定期的維護保養可以確保系統各個組件的正常工作和可靠性。維護工作包括清潔探測器、更換電池、檢查和校準傳感器等。某火災自動報警系統維護和檢測評估數據(系統維護和檢測)如表4所示。

表4 某火災自動報警系統維護和檢測評估數據(系統維護和檢測)

表4顯示，系統的維護和檢測周期為每6個月一次，定期更換電池、清潔探測器以及校準傳感器。這些維護和檢測工作的定期進行，可確保系統各個部件的正常工作并保持系統性能穩定。此外，在系統維護和檢測中，記錄的完整性也是一個重要的評估指標。記錄所有的維護和檢測工作可以提供對系統性能變化的追蹤和分析，以便及時發現問題并采取相應的修復措施[3]。

3 基于火災自動報警系統的民用建筑電氣安全優化策略

3.1 火災自動報警系統的設計與部署

合理的設計和布局可以提高系統的效率和覆蓋范圍，確保火災信號能夠及時被檢測并報警。

首先，設計時需要根據建筑物的特點和用途確定系統布局和傳感器數量。采用適當數量和類型的傳感器，可以實現對不同火災特征的準確檢測，例如溫度、煙霧或氣體濃度等。布置傳感器時，要考慮建筑物內不同區域的特殊要求，如天花板、墻壁、通風孔等位置。其次，考慮到火災自動報警系統的覆蓋范圍，需要進行信號傳輸和聯動。傳輸距離和信號質量等因素需要考慮，以確保報警信息能夠可靠傳輸到監控中心。合理的信號傳輸方案可以包括有線連接、無線通信、互聯網傳輸等。最后，系統設計還需要考慮誤報率和漏報率之間的平衡。通過合理設置傳感器的靈敏度和算法的設定，可以在盡量避免誤報的同時，提高系統的漏報率，保持系統的準確性和可靠性[4]。

綜合考慮這些因素，可以使用以下公式評估火災自動報警系統的設計與部署。

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能夠有效監測到的區域面積與總建筑面積之間的比例。通過計算有效覆蓋率可以評估系統的布局和傳感器設置是否合理，并提供參考，以便優化系統的設計與部署[5]。

3.2 系統的升級和改進

為了進一步優化民用建筑的電氣安全性，火災自動報警系統可以通過升級和改進來提高其性能和功能。通過對火災自動報警系統的升級和改進，可以提高系統的檢測能力、通信能力和應急響應能力，進一步提高民用建筑的電氣安全性。這些技術和策略的應用將為預警和應對火災提供更高的準確性和可靠性，保護居民和財產的安全。

一方面，技術升級與改進。引入先進的技術可以提高火災自動報警系統的檢測和保護能力。例如，采用多傳感器融合技術，結合溫度、煙霧、氣體等多種傳感器數據，可以提高火災的準確性和靈敏度。同時，引入圖像處理和人工智能技術，例如使用深度學習算法進行圖像識別，可以提高系統對煙霧和火焰的檢測能力，減少誤報率和漏報率。同時，可以采用可靠的通信技術和網絡架構，如物聯網(IoT)、無線傳感器網絡等，可以實現火災自動報警系統之間的數據共享和聯動。通過遠程監測和管理，可以實時獲得系統狀態和報警信息，減少故障發生的風險，并及時采取措施進行修復。

另一方面，遠程監控與管理。引入遠程監控功能，建立中央監控系統并與報警系統連接，實現對系統狀態、事件記錄和故障診斷的遠程監控與管理。通過實時監控系統的運行，可以及時發現故障，并進行遠程修復和升級，提高系統的可用性和穩定性。同時，可以結合自動化技術與其他設備的聯動，如滅火裝置等，可實現對火災的快速響應。例如，當火災報警觸發時，系統可以自動啟動噴水系統、切斷非消防電力供應等操作，以最大限度降低火勢蔓延的風險。

3.3 電氣系統的定期維護和檢查

通過定期的維護和檢查措施，可以保持火災自動報警系統的良好狀態，提高電氣系統的可靠性和安全性。定期的維護和檢查不僅能夠發現和解決潛在的問題，還能延長系統的使用壽命，減少故障和事故的風險。

1)在系統運行中，需要定期對火災自動報警系統進行維護和保養，清潔探測器、更換電池、檢查和校準傳感器等。定期維護可以確保系統各個組件的正常工作，減少故障的發生和影響。

2)需要定期對建筑物的電氣設備進行檢查和維護，包括電線、插座、開關箱等。檢查過程中，應注意損壞、老化、松動等問題，并及時進行維修和更換。

3)需要檢查系統連接和信號傳輸。定期檢查火災自動報警系統的連接和信號傳輸，確保傳輸通道和設備的穩定性。包括有線連接、無線傳輸等方式的檢查和測試，以保證報警信息能夠及時、準確地傳遞給監控中心和相關人員。

4)結合收集的數據，要建立系統維護記錄和故障分析的機制，定期記錄維護工作和檢查結果。通過對數據的分析，可以及時發現系統的問題和趨勢，為后續的維護和改進提供依據。

4 結語

在現代社會中，民用建筑電氣安全至關重要。通過分析了火災自動報警系統在提高電氣安全性方面的價值，深入分析了該系統的關鍵作用，包括火災檢測、信息傳輸和處理。為了優化電氣安全，提出了綜合策略，包括系統設計、升級、維護和緊急培訓。這些建議不僅有助于提高火災安全性，還為民用建筑中的居民和工作人員提供了更安全的環境。在不斷發展的社會中，電氣安全始終是一項迫切的任務，而火災自動報警系統是實現這一目標的重要工具。我們期待這些策略能夠廣泛應用，確保人們在建筑內部擁有更高水平的安全保障。