淺談大空間移動式智慧消防報警滅火係統設計分析

　　簡婷 

　　韦德1946网址  上海嘉定201801 

　　摘要：文章主要針對高大空間建築，分析了火災發生初期如何實現快速報警與(yu) 快速滅火。通過借助設置在建築防火分區內(nei) 的火警探測器與(yu) 軌道式、地麵式及無人機智慧滅火機器人，能夠在火災影響範圍不大的情況下，及時發現火災著火點，並迅速撲滅，從(cong) 而減少人員和財產(chan) 損失。同時，在報警與(yu) 滅火的過程中，智慧滅火機器人把相關(guan) 數據資料和圖像監視資料快速遠傳(chuan) 至消防控製室與(yu) 城市管理，方便各指揮部門開展各項工作。 

　　關(guan) 鍵詞：智慧消防；滅火機器人；獨立滅火係統；穩定信息回路；火災快速報警 

0引言 

　　建築物火災每年給國家和人民造成了巨大的損失，如何有效防止火災發生，或在發生火災後的時間內(nei) 將火撲滅，是急需解決(jue) 的問題。而且高層、高層建築及大型商場、醫院等公共場所等的消防報警滅火係統尤為(wei) 重要。目前，火災預警及滅火方式除了人力滅火，主要的就是應用火災自動報警聯動控製係統和自動噴淋係統。在大空間的防火分區內(nei) ，一旦出現火情，在著火範圍不大的情況下，應立即用大空間移動式智慧消防報警滅火係統迅速將火撲滅；因為(wei) 一旦形成大麵積、大範圍的火情，撲救難度將成倍增加，即使火災撲滅了，造成的損失也是巨大的。大空間移動式智慧消防報警滅火係統由火警探測器與(yu) 軌道式、地麵式及無人機智慧滅火 機器人構成。 

　　1.1 自動滅火係統和消火栓滅火係統的缺陷 

　　目前，自動滅火快速方式主要還是以自動噴淋為(wei) 主(或大麵積采用水炮自動滅火方式)；消火栓由專(zhuan) 業(ye) 人員手動操作，滅火方式基本屬於(yu) 被動式。早期的大麵積滅火方式是通過自動噴淋方式，當燃燒位置的溫度達到 68℃時，自動噴淋噴頭內(nei) 的水立即噴灑向著火處進行滅火；而當消控接受火警信號後，立即啟動相關(guan) 報警及聯動係統，當相關(guan) 消防專(zhuan) 業(ye) 人員根據火災報警情況到達火場，操作消火栓，啟動消火栓泵時，已經花費了較長的時間，火勢很可能已經快速蔓延，而火勢一旦擴大就很難得到有效控製。而且很多建築內(nei) 的噴淋及消防管道因為(wei) 長期沒有使用，存在積髒或腐蝕現象，使發電機無法正常啟動，或需要較長時間才能正常啟動；還有水泵損壞、電纜接頭損壞、控製屏線路損壞等問題，使整個(ge) 係統不能正常運行，無法及時進行滅火。尤其在老舊建築物中，消防滅火係統老化，如果任何一個(ge) 環節維修不到位，都無法進行有效滅火。 

　　1.2 智慧消防報警滅火係統的優(you) 點 

　　如何應對突發火警，可以通過在同一個(ge) 防火分區內(nei) 建立多個(ge) 獨立滅火係統的主動式滅火裝置，在防火分區內(nei) 的某個(ge) 地方發生火情時，這些滅火裝置立即主動出擊，能在短時間內(nei) 進行智能判斷且快速滅火。在日常生活中，這些智慧滅火設備在各防火分區中處於(yu) 充電待命狀態，一旦接收火警指令，就會(hui) 以秒計時，迅速到達現場對火情進行智能化判別，再采用合理的方式滅火，使火情在短時間內(nei) 得到有效控製。 

2 智慧型多功能綜合滅火機器人的主元件組成 

　　智慧型多功能綜合滅火機器人可分成三類：空中軌道式、地麵行走式以及無人機值守型等。在實際使用過程中，三類機器人各有千秋，這三類智慧滅火機器人均擁有獨立滅火係統，可設定自動智慧模式，或在消防控製統一控製協調下(消防指令可設優(you) 先級)協同滅火。三類機器人的外觀和內(nei) 部元件均為(wei) 耐火或防火型材質(防爆區內(nei) 機器人均由防爆元件製成)，保證在有效滅火時間內(nei) ，設備均可正常工作；三類智慧滅火機器人均由 3 個(ge) 關(guan) 鍵主元件組成。 

　　2.1 旋轉追蹤主元件基本構件 

　　(1)紅外熱成像光電技術檢測傳(chuan) 感器；(2)單點式紅、紫外探測器或紅紫外複合探測器；(3)小水柱霧化噴頭(噴射小水柱及顆粒霧)；(4)消防泡沫噴頭(或其他滅火器材，如超細幹粉、二氧化碳等)；(5)高清攝像頭(攝像頭上方同時安裝 LED 高光束燈光)；(6)與(yu) 消防相關(guan) 的各種傳(chuan) 感器(如溫度探測傳(chuan) 感器、氣體(ti) 探測傳(chuan) 感器等)；(7)人體(ti) 感應探測器、人臉識別係統、抓捕繩及噴射劑。以上所有元件均為(wei) 旋轉追蹤器的重要構件。 

　　2.2 控製裝置與(yu) EPS、UPS電源主元件 

　　控製裝置與(yu)  EPS、UPS 電源主元件包括微計算機係統，自備電源係統，廣播喇叭、紅藍火警燈閃爍裝置，液位傳(chuan) 感器(檢測自身水池水位)，係統自巡檢故障檢測係統，無線信號接收、發射係統等等。 

　　2.3 消防滅火器材主元件 

　　消防滅火器材主要包括小型加壓泵(或雙加壓泵)、超小型消防水箱、泡沫消防元件、超細幹粉、二氧化碳等小型、輕型滅火器材。 

3 獨立式火災探測器 

　　目前，在建築防火分區內(nei) ，火災探測器是固定式均勻布置的，在火警發生時進行報警，存在一定的滯後性，如何解決(jue) 這一問題，文章提出如下解決(jue) 方案。 

　　3.1 高靈敏複合型火災探測器。 

　　它是一個(ge) 獨立式的火災報警小係統，將高靈敏探測器及地址定位編碼與(yu) 防火分區內(nei) 的區域火警係統無線連接。它由多種複合型火災探測器、定位裝置、自備電源及接收發射器等元件組成，底座可以臨(lin) 時安裝或固定安裝。在防火分區內(nei) ，針對火災危險等級比較高或火災隱患比較大的場所，高靈敏複合型火災探測器可以實現火警快速定位與(yu) 報警。 

　　3.2 無人機飛行式火災探測器。 

　　其工作原理與(yu) 高靈敏複合型火災探測器一樣，但它的機動性更強，火災報警的瞬間響應更快。飛行式火災探測器可編程設定巡航高度及自動避開障礙物，如在夜間、無人的空間，可依需求，設置在 2 ～ 2.5m 處進行巡檢。此外，其配置上還增加了一些元件，如人臉識別係統、警示燈、麥克風與(yu) 報警廣播喇叭等，可進一步保衛巡檢機器飛行器。

　　3.3 壁掛式負壓型搖頭火災探測器。 

　　針對一些空間比較高的區域，待煙上升至頂棚時，所需時間較長，火勢已經發展到一定規模。如何快速探測燃燒產(chan) 生的煙霧，設計一種壁掛式負壓型搖頭火災探測器，主探測器固定在設備的處，其采用高靈敏多種複合型探測器，並配置攝像頭，主探測器周邊為(wei) 葉片式風扇，葉片旋轉產(chan) 生負壓。在室內(nei) 無風情況下，可布置此類探測器，在探測器附近產(chan) 生負壓小空間，若附近產(chan) 生煙霧，由於(yu) 負壓存在，煙霧快速到達火警探測器位置，探測器可在短時間內(nei) 迅速完成報警。監控視頻可遠傳(chuan) 監控室或消防控製室，以便管理人員觀察現場情況。 

　　3.4 落地式可移動火災探測器。 

　　落地式可移動火災探測器安裝在支架上，在室內(nei) 根據家具靈活放置。主支架類似為(wei) 照相機三角支架，頂端為(wei) 高靈敏複合型火災探測器。探測器可依現場情況加配攝像頭、麥克風等設備，與(yu) 區域報警器無線連接(自備定位裝置及 UPS 電源) 

4 安科瑞智慧消防監控雲(yun) 平台介紹與(yu) 選型 

　　4.1平台簡介 

　　安科瑞智慧消防綜合管理雲(yun) 平台基於(yu) 物聯網、大數據、雲(yun) 計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，並對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過雲(yun) 平台進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所”和危化品生產(chan) 企業(ye) 無法有效監控的空白，適應於(yu) 所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“係統化”、用電管理的實際需求。 

　　從(cong) 火災預防，到火情報警，再到控製聯動，在統一的係統大平台內(nei) 運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平台直觀地看到每一棟建築物中各類消防設備和傳(chuan) 感器的運行狀況，並能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nei) ，相關(guan) 報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guan) 人員。同時，通過自動消防滅火控製裝置啟動自動滅火設備和消防聯動控製設備，有效解決(jue) 用電單位電氣線纜老舊，小微企業(ye) 無專(zhuan) 業(ye) 電工、肉眼無法直觀係統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除隱患，安科瑞智慧消防監控雲(yun) 平台結構如下圖所示： 

       4.2 平台功能 

　　(1) 平台登陸 

　　用戶登錄成功之後進入頁，如圖所示。主要展示的內(nei) 容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備台賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建築模型，任何傳(chuan) 感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。 

       (2) 實時監控 

　　智慧用電子係統可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子係統，實現對相關(guan) 消防係統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置 

       (3) 隱患管理 

　　隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為(wei) 了係統在產(chan) 生報警或隱患後，係統可以針對工程人員派發工單，處理完以後工程人員能夠在係統中填寫(xie) 相關(guan) 工單任務記錄，以供曆史查詢。隱患統計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，並能夠自定義(yi) 時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現 

       (4) 統計分析 

　　統計分析包括數據匯總和分析報告，數據匯總以曲線和表格形式顯示各個(ge) 月份的報警和故障記錄，同時顯示控製日誌，支持按照控製類和參數設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控製的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體(ti) 概況和設備回路特征分析。 

       (5) 運維管理 

　　根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為(wei) 不同角色，係統支持巡檢計劃和巡檢日曆，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。 

       (6) 手機APP功能 

　　手機APP軟件具有ioses版本和安卓版本，並與(yu) 電腦終端係統的數據同步，能展示剩餘(yu) 電流、溫度、電壓、電流等電氣參數的實時監測數據及變化曲線、曆史數據與(yu) 變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現遠程複位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控製記錄進行查詢； 

        4.3配置 

　　4.3.1平台服務器：建議按照我方配置購買(mai) ，或者客戶自己租用阿裏雲(yun) 資源。 

　　硬件配置清單：(如申請阿裏雲(yun) 可忽略) 

　　4.4係統現場硬件配置清單： 

　　注：以下配置為(wei) 針對1個(ge) 回路選型，其中剩餘(yu) 電流互感器應根據現場回路電流大 

　　4.5產(chan) 品選型 

　　電氣火災監控探測器 

5 結論 

　　(1)軌道式、地麵式或無人機智慧機器人都有一個(ge) 共同特點，均為(wei) 獨立式智慧滅火係統設備。機器人均采用防火及耐火性能比較好的產(chan) 品，可接近火源，在接到火警信號時，以時間到達著火點，在火勢處於(yu) 萌芽狀態時把火撲滅。 

　　(2) 在高科技產(chan) 品日新月異發展情況下，各種形式的高可靠性智慧滅火機器人的技術在不斷完善。智慧滅火機器人在高大空間建築及人員密集公共場所可以發揮非常重要的作用，而且在數字城市、智慧城市的發展建設中，設置智慧型多功能綜合報警滅火係統，可以實現快速報警、快速滅火，防止火災蔓延，更有效地保障人員及財產(chan) 。
 

參考文獻 

　　[1] 熊忠榮.大空間移動式智慧消防報警滅火係統設計分析. 

　　[2] 天津消防研究所. 建築設計防火規範(2018 年版):GB 50016—2014[S]. 北京: 中國計劃出版社,2018. 

　　[3] 沈陽消防研究所. 火災自動報警係統設計規範:GB 50116—2013[S]. 北京: 中國計劃出版社,2013.嚴(yan) 霄鳳，張德馨.大數據研究山.計算機技術與(yu) 發展，2013. 

　　[4] 安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) ，2020.06版. 

作者簡介：簡婷,女,韦德1946网址，主要從(cong) 事智慧消防監控係統