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智能建筑中的火灾探测与消防联动系统分析

来源: 发布时间:2018-7-6 3:15:16

    智能建筑中的火灾探测与消防联动控制系统对建筑的安全起着非常重要的作用。智能建筑中的建筑设备自动化系统包括消防联动报警系统、安全防盗报警系统和门禁与对讲系统等。火灾的检测主要由火灾探测器(detector)检测,火灾探测器主要分为感烟探测器、感温探测器和感光探测器。发生火灾的前 3分钟内是灭火的最佳时期,这个时期可以比较容易消灭火灾,减小损失。因此,及时的进行灭火就显得非常重要,消防联动系统就是为了及时进行灭火而设置。人工消防与联动控制系统需要控制以下设备:消火栓、喷淋泵、喷雾泵、正压风机、防排烟风机、防火(fáng huǒ)阀、排烟阀、消防紧急断电系统、电梯迫降、防火卷帘门、可燃气体开关、紧急广播、消防通信设备及消防电源。 

2 火灾报警及消防联动系统的基本组成与性能特点 
    依据 2006年 7月在北戴河审议的《火灾探测报警及消防(xiāo fáng)联动控制系统设计规范》(GB 50116)规定,火灾监控与消防联动系统一般由火灾探测器、输入模块、输出模块、输入输出模块、隔离器(isolater)、各类火灾报警控制器和消防联动控制设备等共同构成。火灾探测报警与消防联动系统依据火灾探测器、消防联动设备与主报警控制器之间连接方式、数据处理方式及网络(network)通信方式等,有以下几种基本结构形式。 
2.1 多线制控制系统结构 
    这种结构是消防系统最早采用的结构形式。多线制系统是源于早期生产过程中的控制方式而开发出的控制系统结构,每个探测设备及报警按钮都有专门的连接线与火灾报警控制器连接,俗称 2N制,有时也设立一根公共导线,俗称 2N+1制。火灾报警控制器采用直流信号巡检每个火灾探测器及报警按钮,火灾探测器和火灾报警控制器之间采用直接连线一一对应连接关系,因此需要铺设大量的连线,施工布线工程量大、成本高、运行故障率高、维护及其复杂,这种结构目前已经基本淘汰。 
2.2 总线制控制系统结构
    总线制控制系统结构是采用总线挂接设备的方式,它采用设备编码信号巡检和数据编码传输的方式继续通信,火灾探测器及消防联动设备通过编码与译码电路与主报警控制器通信实现消防报警及联动的系统控制。当火灾探测器、手动报警器、消火栓按钮及消防联动设备与火灾报警控制器之间、各种功能模块(例如输入模块、输入输出模块等)与火灾报警控制器之间都采用总线连接时,称之为全总线制控制系统,其工程施工布(cloth)线简单、连接方便、维护容易、成本低、可靠性较高。 
2.3 分布式控制系统结构 
    分布式控制系统结构是在工业(industry)分布式控制系统思想上发展起来的,该系统是将火灾(fire accident)探测器的火灾信息处理程序、环境温度补偿和故障检测与判断等功能由区域报警器来执行,减轻火灾报警控制器大量的信号处理任务,使火灾报警控制器更加及时的执行火灾识别与确认、系统巡检、设备监控、数据通信等功能,提高了系统的巡检能力,也提高了系统工作的稳定性和火灾确认的可靠性。区域报警器承担着火灾的判断和报警信号的发送。火灾报警控制器确认火警有效后,依据软件编程的结果,及时启动消防联动设备进行消防泵加压、喷淋、排烟、关闭卷帘门等动作并根据应答信号进行动作执行的确认。分布式系统结构强调总线上的有效数据传输。分布式控制系统结构符合智能建筑系统集成(jí chéng)思想和综合布线的性能要求。这种结构可以极大的减小火灾的误报率,降低由于误报带来的损失(loss)。 
2.4 网络通信控制系统结构 
    网络(network)通信控制系统结构是在分布(cloth)智能系统及总线控制结构的基础上形成的,该系统将计算机数据通信技术(Technology)应用在火灾信息与联动信息的数据传输,使火灾报警及消防联动信息与检测设备(或区域报警器及联动设备)之间能够通过网络实现信息的数据传输,从而实现火灾监控与消防联动等功能。网络通信控制系统结构既可通过专用通信网络实现,也可用基于开放式的现场总线技术实现,再配以分布式数据处理方式,能适应高性能火灾监控系统的发展需要,也可为将来消防数据信息网络系统建设奠定基础并可以满足未来消防发展和集群管理的需要。 
3火灾报警及消防联动系统的设计分析 
    2006年 7月在北戴河审议的《火灾探测报警及消防联动控制系统设计规范》(GB 50116)规定要求,火灾探测报警及消防联动控制系统有三种基本设计形式:区域(zone)报警与消防联动系统、集中报警与消防联动系统和控制中心报警与消防联动系统。根据被保护对象的特点和要求,综合考虑建筑物的规模性质、火灾危险性、疏散和扑救的难易程度、火灾事故的可能后果等因素,确定相应的系统设计形式和设备类型。围绕智能建筑的安全要求,国家标准《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2006)强调(qiáng diào)系统集成及其实现,要求按照智能建筑甲、乙、丙三级设计标准,合理配置火灾探测与消防联动系统。综合考虑智能建筑特点和防火安全要求,智能建筑的设计在防火方面应满足以下要求:
(1)建筑物内的主要场所宜选择智能(intelligence)型火灾探测器;在单一型火灾探测器不能有效探测火灾的场所,可采用复合型火灾探测器;在一些特殊部位及高大空间场所宜选用具有预警功能的线型光纤感温探测器或空气采样烟雾探测器等。 
(2)对于重要的建筑物,火灾自动报警系统的主机宜设有热备份,当系统的主用主机出现故障时,备份主机能及时投入运行,以提高系统的安全性、可靠性。 
(3)应配置带有汉化操作的界面,操作软件的配置应简单易操作。
(4)应预留与建筑设备管理系统的数据通信接口,接口界面的各项技术指标均应符合相关要求。 
(5)应与安全技术防范系统实现互联,可实现安全技术防范系统作为火灾自动报警系统有效的辅助手段。
(6)消防监控中心机房宜单独设置,当与建筑设备管理系统和安全技术防范系统等合用控制室时,应符合本标准第 3.7.3条的规定。弱电系统电力应用按照电力输送功率的强弱可以分为强电与弱电两类。建筑及建筑群用电一般指交流220V50Hz及以上的强电。主要向人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,例如空调用电,照明用电,动力用电等等。 
(7)应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045和《建筑设计防火规范》GB 50016等的有关规定。
(8)公共安全系统宜包括火灾自动报警系统、安全技术防范系统和应急联动系统等。
    需要说明的是,智能(intelligence)建筑一般要求高可靠性、高安全性、舒适(Shu Shi)性强,其能源消耗高且有很大节能潜力。宿州地区弱电施工随着智能建筑的迅速兴起,弱电系统工程在建筑智能化工程建设中占据的地位越来越重要,弱电系统工程也越来越受到各方的重视。智能建筑不仅强调火灾监控系统的先进性,更强调火灾信息探测处理、系统结构和火灾识别及消防联动各系统工作的有效性。 
4 智能建筑中的火灾报警及消防联动控制系统
    根据智能建筑结构形式、消防(xiāo fáng)等级(class)、物业管理等方式的不同,有不同的报警及消防联动形式。下面分析两种常见的火灾报警及消防联动控制系统结构形式。 
4.1 自动报警与人工报警相结合,人工消防
    这种结构形式是最早期的消防系统。报警设备由各种火灾探测器来检测火灾并传输(shū)火灾数据给控制器,控制器接到火灾信号后发生报警信号,人工接到报警信号后,实施灭火行为。或者当人发现火灾时按动火灾报警按钮(botton)来产生报警信号。由于这种方法的缺点是人工灭火可能(maybe)错过最佳的灭火时机,造成火灾损失的加大,所以目前的消防报警系统已经不再使用这种方法,但是个别极小的报警系统仍然在使用这个方法。 
4.2 自动联动消防与人工消防共用
    这种报警控制方式是目前最常见的方式。宿州弱电集成夺控弱电集成在自身的网络和信息化基础上,以客户需求为核心,打造出一套DAN N2011弱电智能集成系统解决方案,在成本和功能需求上达到一个较为完美的统一。报警方式与第一种方式相同,火灾(fire accident)探测器检测火灾信号进行报警,或者人工发现火情进行人工报警。灭火(miè huǒ)方式则采用了自动消防(xiāo fáng)联动控制与人工控制功能相结合的方式,能够更加及时的进行灭火,减少火灾损失。
消防联动控制系统包括如下内容:
(1)消防泵、喷淋泵控制系统:在消防报警与消防联动控制器上手动控制水泵的启动、停止。也可以通过(tōng guò)消防主机接受消火栓按钮、压力开关信号自动启动。 
(2)防排烟系统:在消防报警与消防联动控制器上可以手动或通过程序编程使火灾探测器自动联动启动正压送风机或排烟风机,并能显示其工作状态。火灾探测器信号自动联动正压送风口、排烟口或电控防火阀。相关信号均能反应到消防报警与消防联动控制器上。 
(3)电控防火门、防火卷帘门控制:电控防火门、防火卷帘门可通过火灾探测器自动控制关闭。卷帘门通过感烟和感温探测器组合自动控制分两步降低,卷帘门两侧设声光警报装置。感烟、感温、防火门、防火卷帘门信号应送回到消防报警与消防联动控制器上。 
(4)非消防电源断电、应急照明控制:火灾时自动切断相关部位的普通照明和动力电源,启动应急照明,并接收相关动作信号。 
(5)电梯控制系统:火灾时通过探测器联动动作控制相关(related)电梯自动迫降并接受其返回信号。 
(6)气体灭火控制:通过感烟及感温探测器组合,对气体灭火区域进行报警探测,在感烟及感温探测器报警后,自动启动声光报警装置,启动气体灭火器瓶头阀,关闭防火门、防火阀、空调等,并接收相关动作信号。在消防报警与消防联动控制器上可以控制气体灭火系统的手动、自动状态。 
    人工消防灭火包括:人工控制设备进行灭火和人工现场灭火。例如北京国泰怡安公司生产(Produce)的 GK603型火灾报警控制器(联动型),既可以通过编程设置消防设备的联动灭火,也可以通过编程停止联动设备,而执行人工控制消防设备。 
5 结束语
    智能建筑的火灾探测与消防联动控制系统是一个比较复杂的控制系统,涉及的问题很多。每个智能建筑根据其范围的大小、功能的不同、建筑结构和风格的差异、建设地点的不同及特殊要求等因素需要进行具体设计。设计火灾探测与消防联动控制系统的意义在于降低(reduce)火灾损失,减少人员伤亡,该系统是智能建筑中非常重要的控制系统,在进行系统设计时必须考虑周全,满足国家相关要求,使智能建筑成为一个安全的工作、学习和休息的场所。
 

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