張文輝， 曹 磊， 歐陽偉

(1. 北京國安電氣有限責(zé)任公司，北京 100093； 2. 中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100037； 3. 國家體育場有限責(zé)任公司，北京 100101)

0 引言

消防安全是建筑物公共安全的重要組成部分，其中“水安全”又是消防安全的核心部分。簡單來說，消防水系統(tǒng)的安全就是確保消防水池(水箱)的水量和消防管網(wǎng)壓力能夠滿足消火栓救援射程、消防噴淋范圍要求。

智慧消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是指通過對消防管網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集和實(shí)時監(jiān)測，將管網(wǎng)內(nèi)消防水池(箱)水位、噸位、管網(wǎng)壓力、流量、末端壓力、水流、壓力開關(guān)、信號閥等數(shù)據(jù)上傳至主機(jī)，實(shí)時掌控消防管網(wǎng)狀態(tài)，消防管網(wǎng)狀態(tài)異常時消防中控室主機(jī)可即時報警，同時可將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至所在建筑物智慧消防管理平臺或云平臺。消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)使得消防水源保障更加可靠，有效地提高了消防日常管理水平，更有利于提升建筑物的火災(zāi)防控、應(yīng)急處置以及滅火救援能力。

1 智慧消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)介紹

以國家體育場項(xiàng)目為例，智慧消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由消防管網(wǎng)控制器、末端試水裝置及顯示裝置、智能末端試水裝置、消防水池(箱)水位探測器及顯示裝置、消防管網(wǎng)壓力探測器與顯示裝置、流量開關(guān)(流量計(jì))及顯示裝置、消防管網(wǎng)設(shè)備采集裝置組成。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)是以兩總線形式將消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、智能末端試水裝置、消防水池(箱)水位探測裝置、流量開關(guān)(流量計(jì))及顯示裝置、消防管網(wǎng)壓力探測裝置及可采集信號蝶閥、壓力開關(guān)、水流指示、等設(shè)備數(shù)據(jù)的采集裝置相連，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時上傳至消防管網(wǎng)監(jiān)控主機(jī)。

2 智慧消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

2.1 末端試水裝置監(jiān)測

末端試水裝置的監(jiān)測是由分別設(shè)置在水流指示器、報警閥、壓力開關(guān)、流量開關(guān)消防泵等處的智能末端試水裝置和信息采集裝置組成(圖1)，能夠監(jiān)測和采集上述設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)和動作信息，直觀顯示壓力信息，實(shí)現(xiàn)手動試水功能。通過檢測最不利點(diǎn)處的噴頭真實(shí)工作壓力是否達(dá)到規(guī)定值、監(jiān)測管道是否暢通等情況，在末端智能裝置上就地顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)可，當(dāng)被監(jiān)測部分發(fā)生短路或斷路時或數(shù)據(jù)異常時，故障燈亮起同時可就地報警；同時將數(shù)據(jù)和報警信息通過信號線上傳至消防管網(wǎng)系統(tǒng)控制器并通過總線傳至系統(tǒng)主機(jī)，當(dāng)恢復(fù)正常后自動解除報警。

圖1 末端試水裝置監(jiān)測

2.2 試驗(yàn)消火栓裝置監(jiān)測

試驗(yàn)消火栓的監(jiān)測(圖2)主要是在消火栓處設(shè)置高精度壓力敏感器件采集壓力數(shù)據(jù)，將消火栓管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時反饋，動態(tài)顯示消防管網(wǎng)壓力的變化情況，輸出精確的線性信號，再經(jīng)高性能電路轉(zhuǎn)換成控制設(shè)備所需要的信號；與之相連的壓力顯示裝置可實(shí)時顯示上傳來的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)異常時可就地報警，同時將數(shù)據(jù)和報警信息上傳至系統(tǒng)主機(jī)。

圖2 試驗(yàn)消火栓監(jiān)測

2.3 消防水池與高位水箱監(jiān)測

消防水池與高位水箱的監(jiān)測是在消防水池和高位水箱內(nèi)設(shè)置消防水池水位探測器(圖3)，用于監(jiān)測消防水池、高位水箱水位信息，將數(shù)據(jù)傳輸至就地顯示裝置和消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)控制器，當(dāng)數(shù)據(jù)異常時可就地報警。同時，通過在消防管路上安裝電磁流量計(jì)、壓力探測器等設(shè)備，可采集消防管網(wǎng)的流量和壓力，并將數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至控制器顯示，顯示裝置可單獨(dú)設(shè)置報警閥值和地址。

圖3 消防水池及高位水箱監(jiān)測

2.4 管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)

消防管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)，能夠?qū)F(xiàn)場管網(wǎng)壓力、消防水池水位、管網(wǎng)流量等探測器數(shù)據(jù)及信息實(shí)時反饋，可通過觸控屏等以指示燈、語音方式反饋管網(wǎng)系統(tǒng)的主要狀態(tài)和異常報警事件，同時可將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.5 智慧消防管理平臺

以國家體育場智慧消防管理平臺為例(圖4)，通過對場館消防系統(tǒng)管網(wǎng)信號蝶閥、閘閥、電動型末端試水裝置、流量檢測裝置、報警閥組、水流指示器、壓力開關(guān)等450多個終端設(shè)備進(jìn)行信號采集和數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)時掌握場館內(nèi)各個區(qū)域的消防用水狀態(tài)，如消防水池液位實(shí)時數(shù)據(jù)、噴淋管網(wǎng)壓力實(shí)時數(shù)據(jù)、消火栓管網(wǎng)壓力實(shí)時數(shù)據(jù)等。

圖4 智慧消防管理平臺

該平臺支持實(shí)時監(jiān)測室內(nèi)消火栓和自動噴淋系統(tǒng)水壓、高位消防水箱和消防水池水位、消防供水管道閥門啟閉狀態(tài)等。通過對所有報警、故障、啟停、屏蔽等信息進(jìn)行分析歸類，自動總結(jié)設(shè)備報警、故障比例，可實(shí)現(xiàn)對場館重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)部位的信息化、智能化、動態(tài)化的監(jiān)控，開展大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用；能夠快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常及故障，超過設(shè)置測量點(diǎn)的工作閾值會實(shí)時報警，并將信息實(shí)時傳輸至平臺、及時通知相關(guān)責(zé)任人，為場館消防水系統(tǒng)的維修檢查、設(shè)備保養(yǎng)等工作帶來便利，確保消防水系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時能夠發(fā)揮真正作用。其主要功能包括以下幾點(diǎn)。

(1)管網(wǎng)監(jiān)測：實(shí)時對所有的管網(wǎng)水壓流量進(jìn)行監(jiān)測、數(shù)據(jù)異常報警。當(dāng)水位或管網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生異常時，能夠迅速發(fā)出報警信息，及時排查消防水源隱患。(2)水池監(jiān)測：實(shí)時水位、水量監(jiān)測，展示消防水池水位數(shù)據(jù)，可在應(yīng)用端(客戶端)設(shè)置高低水位值，實(shí)時展現(xiàn)水位數(shù)據(jù)，報警時彈出窗口，發(fā)出報警音，通過平臺報警提示相關(guān)人員。(3)閥門監(jiān)測：實(shí)時動作信號監(jiān)測。(4)水泵監(jiān)測：實(shí)時對水泵柜動作電源監(jiān)測。(5)黑匣子：可實(shí)現(xiàn)365天全天候?qū)λ畨旱葦?shù)據(jù)進(jìn)行上傳至上一級消防管理平臺或云平臺，實(shí)現(xiàn)多方監(jiān)控。

3 結(jié)束語