淺談建筑物消防系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)

? 目前，我國(guó)大中城市中高檔的賓館客房和智能住宅小區(qū)、商業(yè)用樓等建筑的防火安全工作，由于開(kāi)展較早，技術(shù)力量較強(qiáng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全過(guò)程智能化。而中小城市中，由于這項(xiàng)工作起步較晚，各方面的技術(shù)力量都較弱，建筑中由于消防系統(tǒng)電氣安裝不合理而引起火災(zāi)或使小火蔓延成災(zāi)的案例屢見(jiàn)不鮮。

??? 消防系統(tǒng)智能化除了具備火災(zāi)初期自動(dòng)報(bào)警功能外，還要在消防中心的報(bào)警器上附設(shè)有直接通往消防部門(mén)的電話(huà)、自動(dòng)滅火控制柜、火警廣播系統(tǒng)等。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，立即在本層或本區(qū)域火災(zāi)報(bào)警器上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在總服務(wù)臺(tái)或消防中心的報(bào)警設(shè)備上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并顯示發(fā)生火災(zāi)的樓層、房號(hào)或區(qū)域的代號(hào)；啟動(dòng)火警廣播，組織人員安全疏散和啟動(dòng)消防電梯，隨后，報(bào)警聯(lián)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)滅火控制柜工作，啟動(dòng)防火門(mén)以封閉火災(zāi)區(qū)域，并在火災(zāi)區(qū)域自動(dòng)噴灑水或滅火劑滅火；其次開(kāi)動(dòng)消防泵和自動(dòng)排煙裝置。在計(jì)算機(jī)程序的控制下，根據(jù)火警探測(cè)器提供的現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)信息，隨機(jī)采取各種有效的自動(dòng)滅火措施。消防人員可根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的情況，采取人工直接滅火或人工操作固定式滅火設(shè)備滅火。

1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)工作原理
　　火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)是對(duì)建筑物內(nèi)火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警、撲救的系統(tǒng)。其工作原理是：當(dāng)建筑物內(nèi)某一現(xiàn)場(chǎng)著火或已構(gòu)成著火危險(xiǎn)時(shí)，各種對(duì)光、溫、煙、紅外線(xiàn)等反應(yīng)靈敏的自動(dòng)觸發(fā)器件(包括火災(zāi)探測(cè)器、水流指示器、壓力開(kāi)關(guān)等)，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的實(shí)際狀態(tài)信息(煙氣、溫度、火光等)以電氣或開(kāi)關(guān)信號(hào)形式立即送到報(bào)警器，報(bào)警器將這些信息與現(xiàn)場(chǎng)正常狀態(tài)進(jìn)行比較，若確認(rèn)已著火或即將著火，則輸出兩路信號(hào)：一路指令聲光顯示器動(dòng)作，發(fā)出音響報(bào)警，并顯示火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)地址(樓層、房間)。同時(shí)記錄時(shí)間，通知火災(zāi)廣播機(jī)工作，火災(zāi)專(zhuān)用電話(huà)開(kāi)通向消防隊(duì)報(bào)警等；另一路指令設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器(繼電器、接觸器、電磁閥等)，開(kāi)啟各種消防設(shè)備，如噴淋水、噴射滅火劑、啟動(dòng)排煙機(jī)、關(guān)閉隔火門(mén)等。為了防止系統(tǒng)失靈和失控，在各現(xiàn)場(chǎng)附近還設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，用以報(bào)警和啟動(dòng)消防設(shè)施。它是一種簡(jiǎn)單易行、報(bào)警可靠的觸發(fā)裝置。警報(bào)裝置是在確認(rèn)火災(zāi)后，用警鈴、警笛、高音喇叭等音響設(shè)備自動(dòng)或手動(dòng)向外界通報(bào)火災(zāi)發(fā)生，供疏散人群、向消防隊(duì)報(bào)警等用。
對(duì)一些建筑平面比較復(fù)雜或特別重要的建筑物，為了使發(fā)生火災(zāi)時(shí)值班人員能不假思索地確定報(bào)警部位，可采用火災(zāi)模擬顯示盤(pán)，它較普通火災(zāi)報(bào)警控制器的顯示更為形象和直觀。某些大型或超大型的建筑物，為了減少火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的施工布線(xiàn)，已廣泛采用總線(xiàn)制火警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器或中繼器。

2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)電源及線(xiàn)路敷設(shè)
　　電源是向觸發(fā)裝置、報(bào)警裝置、警報(bào)裝置提供電能的設(shè)備?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的電源應(yīng)由消防電源供電，還要由直流備用電源。合理確定消防用電設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)并保障其供電可靠性是電氣防火設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本問(wèn)題。高層建筑中的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)的防火門(mén)、窗、卷簾、閥門(mén)等消防用電的負(fù)荷等級(jí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。此外還必須增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源是獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組。供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專(zhuān)門(mén)饋電線(xiàn)路，即設(shè)置了三個(gè)電源。目前我國(guó)生產(chǎn)的快速起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)15s內(nèi)自起動(dòng)，能滿(mǎn)足疏散照明和備用照明轉(zhuǎn)換時(shí)間要求，但不能滿(mǎn)足安全照明和需要快速轉(zhuǎn)換的備用照明的要求，需和蓄電池組合使用(蓄電池連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)少于20min)，在大型、重要高層建筑中這種方式較常見(jiàn)。高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等的供電，應(yīng)在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各工程的實(shí)際情況，按樓層或按防火分區(qū)設(shè)置一臺(tái)總的雙電源自動(dòng)切換裝置，采用耐火耐熱配線(xiàn)分別引至各消防用電設(shè)備。
　　消防用電設(shè)備的配電線(xiàn)路，除了有可靠的電源外，還要有可靠的配電線(xiàn)路，才能保證對(duì)消防用電設(shè)備安全可靠供電。在高層建筑中，電線(xiàn)、電纜的布線(xiàn)范圍廣，一旦著火，易形成“導(dǎo)火鏈”作用，造成火勢(shì)蔓延。因此在工程設(shè)計(jì)中，用于消防控制、消防通信、火災(zāi)報(bào)警以及用于消防設(shè)備(如消防水泵、排煙機(jī)、消防電梯等)的傳輸線(xiàn)路均應(yīng)采取穿管保護(hù)。管線(xiàn)可使用金屬管、PVC (聚氯乙烯)硬質(zhì)或半硬質(zhì)塑料管及封閉式線(xiàn)槽等，使系統(tǒng)有較強(qiáng)的抵御火災(zāi)能力，即使在火情嚴(yán)重的情況下，仍能保證消防系統(tǒng)安全可靠地工作。消防系統(tǒng)中對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的耐熱要求如圖1所示。其中包括六個(gè)組成系統(tǒng)。所謂防火配線(xiàn)是指由于火災(zāi)影響，室內(nèi)溫度高達(dá)840℃時(shí)，仍能使線(xiàn)路在30min內(nèi)可靠供電。所謂耐熱配線(xiàn)是指由于火災(zāi)影響，室內(nèi)溫度高達(dá)380℃時(shí)，仍能使線(xiàn)路在15min內(nèi)可靠供電。為了保證線(xiàn)路的耐熱性能，許多工程中都規(guī)定使用耐高溫導(dǎo)線(xiàn)(一般使用耐105℃高溫的導(dǎo)線(xiàn))，或使用阻燃型、防火型的線(xiàn)纜。提高消防用電設(shè)備配電線(xiàn)路的供電可靠性，主要從兩方面人手，首先是選擇可靠的電纜，其二是選擇可靠的敷設(shè)方式及敷設(shè)路徑。PVC阻燃電纜，其耐受溫度為110℃-140℃。此種類(lèi)型電纜在受到火燒或高溫作用時(shí)難起火、難微燃、當(dāng)火源移開(kāi)后能停止燃燒或微燃，對(duì)預(yù)防初期火災(zāi)有效，一般用于防火要求較低的線(xiàn)路。云母型耐火耐熱電纜，屬無(wú)機(jī)電線(xiàn)電纜之一，它以云母作絕緣耐火層，在900-1000℃火燒或高溫輻射作用下1h仍然有效。但在高溫作用下，云母不粘結(jié)，耐火性能受到影響，為此一般用于高溫生產(chǎn)車(chē)間。銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜，其纜芯為銅芯，絕緣物為氧化鎂，護(hù)套為無(wú)縫銅管。由于銅熔點(diǎn)為1083℃，氧化鎂熔點(diǎn)為2300℃，故能經(jīng)受1000℃內(nèi)火災(zāi)(火焰或輻射)熱的作用，經(jīng)90min燃燒仍然有效。同時(shí)，銅套和氧化鎂無(wú)老化、延燃性，不產(chǎn)生煙霧和毒性氣體，和同截面電纜相比，外徑小載流量大。如：，當(dāng)負(fù)荷電流為70A時(shí)，選用銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜，其截面為10mm2,外徑為12．7mm；采用聚氯乙烯護(hù)套鋼絲鎧裝電纜，截面為25mm2，外徑為32mm。綜上所述，可以看出銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜是一種防火性能好、載流量大的電纜。雖然銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜價(jià)格較貴，但綜合考慮其敷設(shè)方式、載流等原因，總投資增加有限，且防火性能大大提高。普通的電線(xiàn)電纜由于老化、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行等原因，都易引起火災(zāi)，而且其絕緣層和護(hù)套均是易燃物，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，危及人身安全。筆者認(rèn)為，在高層建筑中一般用電設(shè)備配電線(xiàn)路也宜選用阻燃型電線(xiàn)電纜，對(duì)消防用電設(shè)備配電線(xiàn)路應(yīng)優(yōu)先選用銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜?？稍诮ㄖ蹴攦?nèi)明設(shè)。在高層建筑的吊頂內(nèi)通常有風(fēng)管、水管、電氣管架等，采用銅芯銅套氧化鎂防火電纜，不僅可以減少電氣管架在吊頂內(nèi)占的空間，并可免去由于采用普通電纜所需的防火橋架而導(dǎo)致吊頂?shù)讟?biāo)高降低或樓層層高增高的影響，而且敷設(shè)方便，防火性能好。