次懷春

山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 山西 太原 030032

當(dāng)前，傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)存在著設(shè)計(jì)不當(dāng)、基礎(chǔ)參數(shù)選擇不精確、配套設(shè)施不完善、與消防聯(lián)動(dòng)控制之間的邏輯關(guān)系不清等問(wèn)題。當(dāng)明確火災(zāi)發(fā)生位置后，還存在無(wú)法第一時(shí)間判斷出火災(zāi)的嚴(yán)重程度、影響范圍等問(wèn)題，進(jìn)而無(wú)法制定出合理的救援方案。因此，火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)不僅要努力爭(zhēng)取寶貴的救援時(shí)間，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)為下一步行動(dòng)提供良好條件，從而有效避免更嚴(yán)重的事故發(fā)生。對(duì)此，本文開(kāi)展針對(duì)大型建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)研究。

1 大型建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 消防貯水池設(shè)置

消防貯水池與各個(gè)消防給水裝置，例如加壓水泵、閉式自動(dòng)噴水裝置、室內(nèi)消火栓、微型自動(dòng)掃描滅火裝置的三套穩(wěn)壓裝置等集中安設(shè)在大型建筑的專(zhuān)用消防水池及水泵房?jī)?nèi)[1-3]?？蓪⑾蕾A水池分設(shè)為三格，并保證其總有效容積大于1 500 m3。各個(gè)消防給水裝置中的加壓泵以3臺(tái)為一組，其中2臺(tái)作為備用加壓泵。每個(gè)裝置的3臺(tái)加壓泵分別從3個(gè)水池內(nèi)吸水，為貯水與供水提供充足的水量條件。2座消防專(zhuān)用水箱安裝在大型建筑屋頂?shù)乃溟g當(dāng)中，并保證每座有效容積在47.5 m3以上，其中用于消防貯水的有效容積應(yīng)大于35 m3，冷卻塔補(bǔ)水應(yīng)大于12.5 m3。

1.2 室內(nèi)外消火栓設(shè)置

室外消火栓采用低壓制消火栓類(lèi)型，管網(wǎng)沿大型建筑周邊環(huán)狀布置，通過(guò)從大型建筑周邊道路下的給水管引入2條DN200 mm供水管直接供水。由于大型建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)的撲救用水量較大，因此，僅僅依靠供水管提供水資源是十分有限的。當(dāng)給水管網(wǎng)供水量不足時(shí)，還需要通過(guò)室外消防供水泵自水池抽水提供并補(bǔ)充消防用水量。在大型建筑的6.40 m平臺(tái)及±0 m地面上均設(shè)置室外地下式消火栓，每個(gè)消火栓設(shè)DN65 mm和DN100 mm型號(hào)栓口各1個(gè)，6.40 m平臺(tái)消火栓連接管道非埋地部分為干式[4]。室外消火栓距路邊不大于2 m，距建筑物外墻不小于5 m。

室內(nèi)消火栓采用臨時(shí)高壓制類(lèi)型消火栓，豎向不分區(qū)，管網(wǎng)立體成環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，消火栓栓口處的出水壓力大于0.4 MPa時(shí)，采用減壓措施，并將栓口處的出水壓力設(shè)置為0.25～0.35 MPa。除不宜用水撲救的部位外，按防火分區(qū)設(shè)置消火栓，保證每一點(diǎn)均有兩股密集射流不小于 14.5 m的水柱同時(shí)到達(dá)，消火栓之間的距離應(yīng)保證不大于30 m。消火栓均設(shè)于組合式消防柜內(nèi)，消防柜寬、高尺寸為700 mm×1 800 mm，根據(jù)柜體設(shè)置位置及防火要求，柜體厚度可選擇280、240、200 mm和160 mm等規(guī)格[5]。當(dāng)消防柜設(shè)于管道井墻體時(shí)，其后壁構(gòu)造為2層鋼板內(nèi)夾防火材料，以保證墻體耐火時(shí)間要求。大型建筑±0 m層組合式消防柜采用白色鋼板箱，其他層根據(jù)裝飾要求確定組合式消防柜（鋼板）外涂顏色，但所有組合式消防柜必須有明顯的標(biāo)志。室內(nèi)消火栓安裝完成后，取屋頂層試驗(yàn)消火栓和首層2處消火栓做試射試驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求為合格。檢驗(yàn)方法為實(shí)地試射檢查，水槍充實(shí)水柱不小于13 m。

1.3 閉式自動(dòng)噴水裝置設(shè)置

閉式自動(dòng)噴水裝置包括濕式閉式自動(dòng)噴水裝置和干式閉式自動(dòng)噴水裝置2種，除不宜用水撲救和凈空高度大于12～18 m位置，以及已設(shè)置其他自動(dòng)滅火裝置部位外，大型建筑的室外汽車(chē)庫(kù)和空調(diào)機(jī)房設(shè)干式自動(dòng)噴水裝置，其余部位設(shè)濕式自動(dòng)噴水裝置[6]。噴頭的設(shè)置應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：

1）同一根配水支管上直立型、下垂型噴頭間距及相鄰配水支管的間距應(yīng)當(dāng)滿足表1所示的參數(shù)要求，且不宜小于 2.4 m。

表1 噴頭布置參數(shù)要求

2）閉式自動(dòng)噴水裝置的噴頭距離燈具和風(fēng)口之間距離不應(yīng)小于0.4 m。

3）噴頭上方濺水盤(pán)與大型建筑底面的距離應(yīng)當(dāng)超過(guò)75 mm，且不大于150 mm。

4）當(dāng)大型建筑中的梁、通風(fēng)管道、成排布置的管道結(jié)構(gòu)，以及橋架等障礙物的寬度大于1.2 m時(shí)，在其下方還應(yīng)當(dāng)增設(shè)適量噴頭裝置，并在其上方縫隙處安裝集熱板。

自動(dòng)噴水裝置采用臨時(shí)高壓制噴水型號(hào)，報(bào)警閥前水源側(cè)管網(wǎng)布置為網(wǎng)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，報(bào)警閥后側(cè)管網(wǎng)為枝狀結(jié)構(gòu)。每套報(bào)警閥控制噴頭數(shù)：濕式不超過(guò)800個(gè)，干式不超過(guò)500個(gè)。自動(dòng)噴水裝置的每個(gè)防火分區(qū)或每層的配水管上設(shè)水流指示器，報(bào)警閥和水流指示器前均設(shè)控制閥并為信號(hào)閥[7]。報(bào)警閥、水流指示器動(dòng)作時(shí)均向消防中心發(fā)出聲光信號(hào)。供水動(dòng)壓＞0.4 MPa配水管上的水流指示器前加減壓孔板。末端試水裝置試水接頭出水口流量系數(shù)等同于同樓層或防火分區(qū)內(nèi)的最小流量系數(shù)噴頭。流量系數(shù)K＝80噴頭，噴頭接管直徑DN15 mm，短立管直徑為DN25 mm。流量系數(shù)K＝115噴頭，噴頭接管直徑DN20 mm，短立管直徑為DN32 mm。閉式自動(dòng)噴水裝置共設(shè)11套濕式報(bào)警閥，1套干式報(bào)警閥和4套水泵接合器。閉式自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)加壓水泵3臺(tái)，兩用一備，設(shè)隔膜式氣壓罐穩(wěn)壓裝置1套。

2 大型建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 聯(lián)動(dòng)控制動(dòng)作設(shè)計(jì)

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生，系統(tǒng)中的任何一個(gè)具備報(bào)警功能的裝置開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，相應(yīng)防火分區(qū)的警鈴響起，相關(guān)聯(lián)動(dòng)控制同時(shí)進(jìn)入到工作狀態(tài)當(dāng)中，并通過(guò)設(shè)置的反饋信號(hào)傳輸?shù)较揽刂浦行?，顯示火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警人機(jī)交互界面。聯(lián)動(dòng)控制動(dòng)作具體流程如圖1所示。

消防控制中心內(nèi)通過(guò)對(duì)各個(gè)消防水泵的狀態(tài)檢測(cè)，顯示各個(gè)水泵的工作狀態(tài)，控制電磁閥動(dòng)作并接受相應(yīng)的反饋信號(hào)[8]。當(dāng)探測(cè)器等報(bào)警接收器發(fā)出相應(yīng)信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)各個(gè)探測(cè)器的數(shù)據(jù)判斷是否為火災(zāi)報(bào)警，根據(jù)數(shù)據(jù)異常情況，確定準(zhǔn)確的火災(zāi)區(qū)域，開(kāi)啟氣體滅火系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消防廣播、防火卷簾、門(mén)禁系統(tǒng)等控制功能，并做出相應(yīng)動(dòng)作，包括啟動(dòng)氣體滅火、啟動(dòng)噴水裝置、啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī)、關(guān)閉其他風(fēng)機(jī)、切斷非應(yīng)急電源、切換應(yīng)急廣播指導(dǎo)逃生、降火災(zāi)區(qū)域卷簾、讓所有逃生通道的門(mén)禁失效等[9]。最后當(dāng)判斷災(zāi)情結(jié)束后，由管理人員對(duì)系統(tǒng)的集中報(bào)警控制器進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。

2.2 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

本文系統(tǒng)主要選用型號(hào)為FS4000的消防控制中心圖形顯示軟件來(lái)展現(xiàn)人機(jī)交互界面，該軟件主要包括計(jì)算機(jī)及相關(guān)的配套接口模塊等。對(duì)FS4000控制軟件設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限管理，將火災(zāi)監(jiān)控操作權(quán)限劃分為3個(gè)等級(jí)，分別為值班人員、管理人員和系統(tǒng)管理人員。本文系統(tǒng)操作權(quán)限及權(quán)限級(jí)別如表2所示。

圖1 聯(lián)動(dòng)控制動(dòng)作具體流程示意

表2中包括操作權(quán)限共5項(xiàng)，其中“×”表示為該等級(jí)沒(méi)有權(quán)限；“√”表示為該等級(jí)有權(quán)限。本文系統(tǒng)中的大部分操作均需要一定權(quán)限要求，通常情況下，只有打開(kāi)大型建筑平面圖、查找相關(guān)設(shè)備等操作不需要權(quán)限[10]。若想執(zhí)行相應(yīng)的權(quán)限操作，則需要具備對(duì)應(yīng)的權(quán)限，進(jìn)入系統(tǒng)的方式為選擇系統(tǒng)菜單中的操作人員進(jìn)入指令，再通過(guò)輸入對(duì)應(yīng)的登錄賬號(hào)和密碼確定即可。

表2 本文系統(tǒng)操作權(quán)限及權(quán)限級(jí)別

3 試驗(yàn)論證分析

為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的大型建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)具有更高的實(shí)用性，從而滿足對(duì)大型建筑火災(zāi)救援的需要，將本文系統(tǒng)與傳統(tǒng)消防系統(tǒng)進(jìn)行仿真對(duì)比試驗(yàn)。首先利用仿真試驗(yàn)軟件，構(gòu)建2座高度、占地面積等參數(shù)完全相同的大型建筑設(shè)施，并分別在對(duì)應(yīng)的A、B、C、D、E等5個(gè)位置，添加固體物質(zhì)火災(zāi)、可熔化固體物質(zhì)火災(zāi)、氣體火災(zāi)、金屬火災(zāi)、帶電火災(zāi)等5種不同類(lèi)型火災(zāi)的相關(guān)參數(shù)，模擬實(shí)際大型建筑物的火災(zāi)事故，再分別利用本文系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)2座大型建筑的火災(zāi)進(jìn)行滅火動(dòng)作。設(shè)置本文系統(tǒng)為試驗(yàn)組，傳統(tǒng)系統(tǒng)為對(duì)照組。比較試驗(yàn)組與對(duì)照組發(fā)現(xiàn)滅火及完成滅火后的用時(shí)，并繪制成如圖2所示的試驗(yàn)結(jié)果。

圖2 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

由圖2中的2條數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，試驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警的用時(shí)在0.40～0.70 s范圍內(nèi)，而對(duì)照組發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警的用時(shí)在1.00～2.40 s范圍內(nèi)，因此試驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警用時(shí)明顯小于對(duì)照組。同時(shí)，本文仿真試驗(yàn)選擇了5種不同類(lèi)型的火災(zāi)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)照組在對(duì)D位置的金屬火災(zāi)類(lèi)型較為敏感，而對(duì)其他4種類(lèi)型火災(zāi)反應(yīng)速度較慢，而對(duì)照組對(duì)不同火災(zāi)類(lèi)型的反應(yīng)速度相差不大。因此通過(guò)試驗(yàn)證明，本文提出的大型建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)可以有效縮短發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的報(bào)警用時(shí)，進(jìn)一步為火災(zāi)救援提供條件。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從硬件與軟件2個(gè)方面出發(fā)，開(kāi)展了大型建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)研究，并采用設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)的方式驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具備一定的作用。在后期的發(fā)展中應(yīng)加大該系統(tǒng)在大型建筑火災(zāi)防治中的應(yīng)用，建設(shè)全面化火災(zāi)預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)在火災(zāi)工程中的多種外界影響數(shù)據(jù)。

本文屬于探索性技術(shù)研究，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)受到科學(xué)技術(shù)、消防設(shè)備制造技術(shù)等諸多因素的影響，只有緊隨時(shí)代的腳步，在不斷的實(shí)踐中完善系統(tǒng)的功能，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在建筑行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。