大跨度鋼結構廠房火災自動報警系統可靠性設計策略

溫磊

（北京市平谷區消防救援支隊，北京 101200）

大跨度的鋼結構廠房以建設周期短、造價低、輕質高強等優點被廣泛應用于工業建筑中，它們具有結構堅固、抗震性能好、空間利用率高、施工效率高等特點，是一種經濟有效、實用性強的建筑形式。但由于鋼結構的耐火性差，一旦發生火災，就會出現嚴重的安全問題。因此，預防火災對于大跨度鋼結構廠房具有重要意義。如果不能很好地預防、發現火災并及時處理，將會導致廠房倒塌、損失嚴重，甚至危及人員安全。綜上所述，有效地預防火災可以保障企業的正常運作，避免人員傷亡和經濟損失，提高施工安全性和建筑質量，也有利于企業的長期可持續發展。因此，在火災自動報警系統的設計方面，必須得到足夠的重視。

1 大跨度鋼結構廠房消防特點

大跨度鋼結構廠房空間寬敞，建筑面積大、高度高，因此，一旦發生火災，火勢容易蔓延。此外，由于廠房內部空間寬敞導致空氣流通性好，加之鋼結構的熱傳導性能比較強，火災發生后會導致室內溫度迅速上升。如果廠區內部運行有中央空調，廠房內部各區域的送風口會導致空氣對流程度加大，導致火勢容易蔓延至難以控制和撲滅的地步，從而對消防搶險工作造成極大的困難。廠房內往往存在大量易燃易爆物品，如油料、氣體、電器設備等危險品，一旦這些物質著火，火勢將更加猛烈。大跨度鋼結構廠房的結構相對比較復雜，如鋼架結構、鋼梁結構、鋼柱結構等，消防安全隱患較多，如自動噴水滅火系統的管道繞路，導致滅火效果不佳等。過大的建筑規模以及過于復雜的建筑結構還會導致人員疏散困難。此外，如果廠房環境條件惡劣，氣體濃度高、噪聲大、灰塵多等，也會給消防工作帶來不小的困難。

綜上所述，大跨度鋼結構廠房在消防特點上存在空間大、溫度高、易燃易爆危險品多、廠房結構復雜等方面的問題，給消防工作帶來了較大的困難。因此，在大跨度鋼結構廠房的消防工作中，必須加強對風險的評估和管控，并采取有效措施，確保消防設施的有效性和可靠性。本文將根據這些問題設計自動報警系統，以提高大跨度鋼結構廠房生產工作的安全性。

2 火災自動報警系統設計策略

2.1 報警區域和探測區域的規劃

在大跨度鋼結構廠房火災自動報警系統的設計中，合理規劃報警區域和探測區域對于提高火災預警能力、快速有效地響應火災事件至關重要。因此，首先應該將整個產業區域進行合理的規劃，不同區域按照不同的報警級別進行劃分，以便根據不同的災情程度進行相應的處理和處置。通常可以將廠房內劃分為生產區、辦公區、車間區等，每個區域應根據其特點選取相應的探測器。一個報警區域應當包含相鄰的幾個防火分區，以便火災自動報警系統能將其有機聯系起來，在遇到火情時實現快速響應，規避火災風險。同時，在規劃報警區域時，應根據大跨度鋼結構廠房的特殊情況進行設計。例如，在規劃生產區報警時，應對臨近的辦公區、休息室等人員集聚區域進行聯動和報警，保證及時疏散。此外，應在進出口設置相應的入侵探測器，以避免非法人員進入并引起火災事故。

2.2 探測器的選擇

點型感煙火災探測器主要通過檢測廠房內空氣中煙霧的濃度變化來判斷是否發生火災。其通常由感光元件、光源和信號處理電路組成。當煙霧從探測器的入口進入時，會散射光線并改變感光元件的光敏性能，從而探測到煙霧的存在。此時，探測器將發出報警信號，提示其附近可能出現火情。點型感煙火災探測器具有檢測速度快、操作簡便、準確性高等優點，主要適用于一般民用或工業建筑的火災檢測和預防，但對于一些存在大量煙霧、粉塵等的空間，應當考慮其他種類的探測器。

點型感溫火災探測器是一種用于檢測現場溫度變化的設備。其工作原理是利用探頭感應被檢測物體表面溫度變化，當溫度升高到探測器設置的警戒值時，探測器會發出聲光報警信號，提醒人們及時采取措施避免火災事故的發生。與點型感煙火災探測器相比，其應用范圍相對較小。但對于一些點型感煙火災探測器無法探測的特殊場所，以及火勢發展迅速、溫度在短時間內急劇升高的情況，點型感溫火災探測器則能夠充分發揮其優勢，對于提高火災預防和安全管理水平具有重要意義。

紅外光束感煙火災探測器主要由發射器、接收器、光學系統和信號處理電路組成。工作時，發射器發射的紅外光束經過光學系統聚焦后照射到接收器上，形成一個穩定的紅外光束通道。當光束中的紅外光線遇到煙霧后會發生散射，一部分光線會被接收器接收到，從而導致光束弱化。探測器通過檢測接收器接收到的光強變化來判斷環境中是否有煙霧，通過對其水平及垂直探測視角的選擇和調整，能夠實現對被保護空間曲面式覆蓋，有效提高探測的精度和準確性。圖像采集單元和火災分析平臺的協作能夠實現視頻采集、火災分析、火災報警等多種功能，具有靈敏度高、誤報率低、反應速度快等優勢，適用于大空間廠房、煙草倉庫、火車站、會展中心等需要長距離火災監測和自動報警的場所。

圖像型火災探測器是一種高效、智能的火災探測設備，采用視頻圖像探測原理對被保區域進行火災探測，具有火災探測和視頻監控雙重功能。其系統由圖像采集單元和火災分析平臺組成，通過高清晰度的視頻圖像采集和火災分析處理，能夠快速準確地檢測到火災隱患，及時發出報警信號，有效防范煙霧火災的發生。圖像型火災探測器適用于機庫、會展中心、商業中廳、火車站、飛機候機樓、變電站、換流站、管廊、隧道等高大空間特殊場所，具有探測范圍廣、反應速度快、精度高、誤報率低、可靠性強等特點。在實際的火災安全管理和預防工作中，圖像型火災探測器發揮著越來越重要的作用，將為各類高大空間特殊場所的火災安全提供更精準、更可靠的監測和保障。

吸氣式感煙火災探測器通過建筑內部布置的管路對現場空氣進行采樣，并對采樣的空氣樣本進行分析，以便在最短時間內發現火災的存在并提供快速準確的報警信息。同時，根據不同場所的實際情況，可以選擇靈敏式或一般式吸氣式探測器，并控制現場采樣管路的長度和溫度差等因素，以確保探測器的性能和穩定性。吸氣式感煙火災探測器是目前報警最迅速的探測器，在實際的火災安全管理和預防工作中具有重要的地位和作用。

2.3 火災報警控制器的選擇

一般來說，可供選擇的控制器類型有兩種，分別為傳統型和智能型。傳統型控制器主要用于簡單的報警控制系統，而智能型控制器則具有更高的功能和靈活性。在選擇控制器類型時，需要根據廠房的具體情況，并結合預算等因素進行綜合考慮。通道數是指控制器可控制的火災探測器數量，需要根據廠房面積、布局和防火要求等因素進行合理規劃和選擇。火災報警控制器的報警方式主要包括聲光報警、電話報警、網絡報警等方式。根據廠房的特點和使用要求，需要選擇合適的報警方式，以便及時、準確地提供報警信息。輸出信號是指控制器報警時，需要給其他設備傳遞的信號。例如，可以將報警信號輸出到消防控制室、自動滅火設備等設備上，以及與其他建筑控制系統進行聯動等。需要根據廠房的具體情況和需求進行選擇。此外，火災報警控制器需要具備系統自檢和故障報警等監測功能，以便及時發現探測器故障或系統問題，并及時調整和維修。最后需要注意的是，火災自動報警系統的設計需要符合相關法規和標準，同時應該由專業的消防安全公司或工程師進行規劃和設計，并在設計前進行現場考察和風險評估，以便制定合理、可行的防火方案。

2.4 系統布線

良好的系統布線設計可以提高火災自動報警系統的可靠性、穩定性，以及提高報警響應和反應速度，以下將從多個方面介紹需要考慮的因素。首先，布線路徑的選擇上需要合理、順暢，在保證探測器覆蓋范圍的前提下應盡量避免交叉、混亂的布線，以便以后的系統維護和升級。布線長度對系統的靈敏度和響應速度有著直接的影響。因此，在布線設計中需要注意合理控制布線長度，避免長度過長或過短的情況，同時需要注重排列方式和布局規劃，以優化布線效果。線纜是系統布線的主要選擇，其質量和差異直接影響整個系統的穩定性和可靠性。因此，在選擇線纜時需要強調其耐受溫度、耐磨損程度和抗干擾能力等關鍵特點，并根據現場環境的實際情況進行適當選擇和匹配。引線和接線是布線設計中的重要環節。在進行引線設計時，需要考慮到報警控制器和探測器之間的距離、方向和大小等因素，并根據這些因素選擇合適的引線長度和類型。在接線過程中，需要注意接點質量和穩定性，并盡可能避免焊接和其他易損部件的應用。布局規劃是整個布線設計的關鍵，需要綜合考慮防火要求、建筑結構、設備位置以及其他相關因素等。在進行規劃時，需要先確定布線區域范圍，然后按照一定的技術規范和安全標準，將探測器和報警控制器等系統設備合理安置，以達到最佳的報警效果和靈敏度。

2.5 系統供電方式

良好的供電方式可以提高系統的可靠性、穩定性和安全性，同時也能延長系統的使用壽命。火災自動報警系統的電源應當分為主電源和直流備用電源，還可根據廠房的實際情況和用途，結合預算等因素進行綜合考慮。除了實現各個系統的分別獨立供電外，可自動切換的雙電源供電和備電自動投入裝置能夠確保供電的高度可靠性。同時，將子系統與報警回路納入集中管理中，這樣可以避免子系統的故障影響主系統的正常運行，也避免主系統的故障影響子系統的正常運行，實現了兩個系統之間的相對獨立。在使用細節上，可以選取直流24V 消防專用電源供電，主電故障后備電源自動投入運行，從而提高系統的穩定性和安全性，減少因電源故障而停機的風險。穩壓和變頻技術是保證電源穩定性和效率的重※※要手段。穩壓技術可以有效地穩定輸出電壓和電流，避免因過高和過低的電壓而影響設備的運行和壽命。而變頻技術則可以實現電能節約，提高設備的安全性和穩定性。防雷保護是系統供電設計的重要方面。在設計時，需要選用具有較高防雷等級的供電保護設備，以保證設備的安全性和穩定性。同時，還應該采用適當的接地和隔離措施，提高系統的防雷能力。在設計時，需要考慮電源故障監測的功能和機制，并選擇具有高可靠性和靈敏度的電源監測裝置。通過對電源的監測，可以及時發現電源故障和異常情況，并進行快速處理。

3 結語

在大跨度鋼結構廠房中廣泛應用火災自動報警系統可以有效預防火災的發生，及時發現和處理火災事件，確保人員和財產的安全。未來，隨著科技的進步和智能化的發展，火災自動報警系統將逐步應用智能化、自動化和遠程操作等新技術，具有更高的可靠性、準確性和反應速度，以提高大跨度鋼結構廠房的安全性。同時，由于從市場需求、國家政策和環保趨勢等多方面因素考慮，大跨度鋼結構廠房已成為未來建筑發展的重要趨勢，因此，火災自動報警系統在其設計、建造和使用過程中具有十分廣闊的應用前景。隨著科技進步，火災自動報警技術將不斷升級和完善，為大跨度鋼結構廠房的安全運營提供更加完善、高效、安全的消防方案。