建筑消防系统的智能化设计解析

建筑消防系统的智能化设计解析

目前，我国大中城市中高档的宾馆客房和智能住宅小区、商业用楼等建筑的防火安全工作，由于开展较早，技术力量较强，火灾自动报警及联动灭火系统已实现全过程智能化。而中小城市中，由于这项工作起步较晚，各方面的技术力量都较弱，建筑中由于消防系统电气安装不合理而引起火灾或使小火蔓延成灾的案例屡见不鲜。

消防系统智能化除了具备火灾初期自动报警功能外，还要在消防中心的报警器上附设有直接通往消防部门的电话、自动灭火控制柜、火警广播系统等。当发生火灾时，立即在本层或本区域火灾报警器上发出报警信号，同时在总服务台或消防中心的报警设备上发出报警信号，并显示发生火灾的楼层、房号或区域的代号；启动火警广播，组织人员安全疏散和启动消防电梯，随后，报警联动信号驱动自动灭火控制柜工作，启动防火门以封闭火灾区域，并在火灾区域自动喷洒水或灭火剂灭火；其次开动消防泵和自动排烟装置。在计算机程序的控制下，根据火警探测器提供的现场火势信息，随机采取各种有效的自动灭火措施。消防人员可根据火灾发生的情况，采取人工直接灭火或人工操作固定式灭火设备灭火。

火灾自动报警及联动灭火系统是对建筑物内火灾进行

监测、控制、报警、扑救的系统。其工作原理是：当建筑物内某一现场着火或已构成着火危险时，各种对光、温、烟、红外线等反应灵敏的自动触发器件(包括火灾探测器、水流指示器、压力开关等)，将现场检测到的实际状态信息(烟气、温度、火光等)以电气或开关信号形式立即送到报警器，报警器将这些信息与现场正常状态进行比较，若确认已着火或即将着火，则输出两路信号：一路指令声光显示器动作，发出音响报警，并显示火灾现场地址(楼层、房间)。同时记录时间，通知火灾广播机工作，火灾专用电话开通向消防队报警等；另一路指令设于现场的执行器(继电器、接触器、电磁阀等)，开启各种消防设备，如喷淋水、喷射灭火剂、启动排烟机、关闭隔火门等。为了防止系统失灵和失控，在各现场附近还设有手动开关，用以报警和启动消防设施。它是一种简单易行、报警可靠的触发装置。警报装置是在确认火灾后，用警铃、警笛、高音喇叭等音响设备自动或手动向外界通报火灾发生，供疏散人群、向消防队报警等用。

对一些建筑平面比较复杂或特别重要的建筑物，为了使发生火灾时值班人员能不假思索地确定报警部位，可采用火灾模拟显示盘，它较普通火灾报警控制器的显示更为形象和直观。某些大型或超大型的建筑物，为了减少火灾自动报警系统的施工布线，已广泛采用总线制火警系统、数据采集器或中继器。

电源是向触发装置、报警装置、警报装置提供电能的设备。火灾自动报警系统中的电源应由消防电源供电，还要由直流备用电源。合理确定消防用电设备的负荷等级并保障其供电可靠性是电气防火设计中的一个基本问题。高层建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。此外还必须增设应急电源。常用的应急电源是独立于正常电源的发电机组。供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路，即设置了三个电源。目前我国生产的快速起动柴油发电机，可实现15s内自起动，能满足疏散照明和备用照明转换时间要求，但不能满足安全照明和需要快速转换的备用照明的要求，需和蓄电池组合使用(蓄电池连续供电时间不应少于20min)，在大型、重要高层建筑中这种方式较常见。高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。在设计中应根据各工程的实际情况，按楼层或按防火分区设置一台总的双电源自动切换装置，采用耐火耐热配线分别引至各消防用电设备。

消防用电设备的配电线路，除了有可靠的电源外，还要有可靠的配电线路，才能保证对消防用电设备安全可靠供

电。在高层建筑中，电线、电缆的布线范围广，一旦着火，易形成“导火链”作用，造成火势蔓延。因此在工程设计中，用于消防控制、消防通信、火灾报警以及用于消防设备(如消防水泵、排烟机、消防电梯等)的传输线路均应采取穿管保护。管线可使用金属管、PVC(聚氯乙烯)硬质或半硬质塑料管及封闭式线槽等，使系统有较强的抵御火灾能力，即使在火情严重的情况下，仍能保证消防系统安全可靠地工作。消防系统中对导线的耐热要求如图1所示。其中包括六个组成系统。所谓防火配线是指由于火灾影响，室内温度高达840℃时，仍能使线路在30min内可靠供电。所谓耐热配线是指由于火灾影响，室内温度高达380℃时，仍能使线路在15min内可靠供电。为了保证线路的耐热性能，许多工程中都规定使用耐高温导线(一般使用耐105℃高温的导线)，或使用阻燃型、防火型的线缆。提高消防用电设备配电线路的供电可靠性，主要从两方面人手，首先是选择可靠的电缆，其二是选择可靠的敷设方式及敷设路径。PVC阻燃电缆，其耐受温度为110℃-140℃。此种类型电缆在受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、当火源移开后能停止燃烧或微燃，对预防初期火灾有效，一般用于防火要求较低的线路。云母型耐火耐热电缆，属无机电线电缆之一，它以云母作绝缘耐火层，在900-1000℃火烧或高温辐射作用下1h仍然有效。但在高温作用下，云母不粘结，耐火性能受到影响，为此一

般用于高温生产车间。铜芯铜套氧化镁绝缘电缆，其缆芯为铜芯，绝缘物为氧化镁，护套为无缝铜管。由于铜熔点为1083℃，氧化镁熔点为2300℃，故能经受1000℃内火灾(火焰或辐射)热的作用，经90min燃烧仍然有效。同时，铜套和氧化镁无老化、延燃性，不产生烟雾和毒性气体，和同截面电缆相比，外径小载流量大。如当负荷电流为70A时，选用铜芯铜套氧化镁绝缘电缆，其截面为10mm2,外径为12．7mm；采用聚氯乙烯护套钢丝铠装电缆，截面为25mm2，外径为32mm。综上所述，可以看出铜芯铜套氧化镁绝缘电缆是一种防火性能好、载流量大的电缆。虽然铜芯铜套氧化镁绝缘电缆价格较贵，但综合考虑其敷设方式、载流等原因，总投资增加有限，且防火性能大大提高。普通的电线电缆由于老化、过负荷运行等原因，都易引起火灾，而且其绝缘层和护套均是易燃物，燃烧时会产生有毒气体，危及人身安全。笔者认为，在高层建筑中一般用电设备配电线路也宜选用阻燃型电线电缆，对消防用电设备配电线路应优先选用铜芯铜套氧化镁绝缘电缆。可在建筑吊顶内明设。在高层建筑的吊顶内通常有风管、水管、电气管架等，采用铜芯铜套氧化镁防火电缆，不仅可以减少电气管架在吊顶内占的空间，并可免去由于采用普通电缆所需的防火桥架而导致吊顶底标高降低或楼层层高增高的影响，而且敷设方便，防火性能好。