亓硕曦
中交机场勘察设计院有限公司，广州市，510230
摘要：随着我国社会经济水平不断提升，高层与超高层建筑的数量也在增加，很多大型建筑的内部空间结构复杂，现代化设备种类多样，火灾风险较大。本文将结合大空间火灾勘测的重要性，讨论灭火系统管理、电气设备选择、探测系统分类、工作原理分析等消防水炮灭火技术特点，为提高防火安全性做出有效参考。
关键词：大空间火灾；火灾探测；消防水炮；灭火技术
1 引言：
近几年，大空间建筑在我们的生活中开展占据越来越重要的地位，其具有美观、实用、多功能等优势。大空间建筑的净空达为12m以上，没有明确的实体分离，单层面积大。例如：体育馆、机场、电影院、音乐厅、会议大厅等等。但是因为此类建筑的主体结构复杂，所以对消防系统的设计要求也更加严格。
2 大空间火灾探测的重要性
大空间建筑的内部结构相对复杂，尤其是现代化建筑对功能性和外观审美性的要求更高，只有掌握大空间火灾探测的特点，才能做好灾前预警，保障建筑使用的安全性。首先，大空间建筑物的内部空间宽阔，不能用简单的几何尺寸来进行量化消防指令。而且此类建筑内部人员流动密集，无法实现空间隔离，疏散速度相对较慢。其次，大空间建筑一旦发生火灾，扑救难度很大，室内堆放物品更多，氧气充分，当火灾发生后，热对流速度加快，燃烧范围大，也会增加救援难度。而且很多现代化的建筑材料在燃烧后，会快速生成二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等有毒物质，人体吸入后休克乃至死亡。最后，大空间建筑多为钢结构，虽然钢材自身无法燃烧，但是钢的耐火性很低，发生火灾后，室内温度不断上升，钢结构的承载效果降低。当温度达到550℃时，结构抗火强度会降低50%。当温度达到600℃时，钢材的强度和承载效果基本消失。所以没有任何保护的钢材，其耐火极限只有15-20分钟。因此，使用科学合理的火灾探测技术十分重要。根据大空间建筑的功能性和实际面积确定消防系统设计，以中控计算机为主，不断完善各部门的安全控制功能，确保各个子系统在发生灾情后能够做到紧密配合[1]。
3 火灾探测及消防水炮灭火技术分析
3.1选择合适探测技术
火灾发生后会快速产生烟雾，然后发生电磁辐射和红外线。统计发生大空间火灾情况可知，电磁辐射涵盖了UV、IR以及其他可见光。因此目前市面上使用的火灾探测技术分为：温度探测；火焰探测；烟感探测。温度探测技术就是通过感知火灾温度来探测火源位置，在物质燃烧过程中，会散发出大量的热能，通过辐射或其他介质传导在空气中。该技术在小范围内使用效果较好，但是在大空间建筑中，温度上升速度慢，等到温度探测系统感知到火情时，并激发报警装置时，火势已经蔓延十分激烈。因此，该技术在大空间建筑内使用有很大的局限性。火焰探测技术在探测速度和探测距离上有很大的优势。因为辐射距离较远，而且不受环境影响，所以火焰探测技术在大空间建筑的消防系统中使用较为频繁。常见火焰探测方法有：紫外探测；单波段红外探测；双波段紫外探测；三波段红外探测等等。烟感探测技术就是利用烟感探测器来定位火源，分为：点型感烟探测器；光线型感烟探测器；吸气感烟探测器等等。但是因为火灾在刚发生时，烟雾很难被空气稀释，所以无法达到烟雾探测器报警值域。因此大空间建筑内不宜使用点型感烟探测器，可采用副作用小、灵敏度高的吸气式探测器来代替。
3.2消防水炮工作原理
与传统消防灭火系统相比来说，消防水炮的流量更大、射程更远，在室内使用的水炮流量可高达30L/s，最远射程可达到50m-55m。而且消防水炮还能实现对火源的自动定位，特别是近几年一些新开发出来的消防水炮系统能够对大空间建筑火灾进行及时抑制，提高灭火效率，保障人们生命财产安全。大空间消防灭火系统是由自动跟踪定位射流灭火系统与固定消防灭火系统构成的。一般我们将自动跟踪定位射流灭火系统叫做消防水炮或者高空消防水炮。其利用了数字图像和红外线对火源进行定位，检测火源温度和发生范围，然后再启动自动控制模式实现灭火操作。首先，在建筑内发生火灾后，红外线启动传感装置，对建筑范围内超标温度信号进行检测，一旦检测到灾情，会立刻上传中控系统发起警报，借助网络通信系统向附近控制箱或消防局报警。然后开启喷水装置，灭火设备内的水平定位系统和垂直定位系统会对直接对准火源，然后扑灭。完成灭火后，检测系统会暂时停止喷射，然后在火源周围进行二次检测，确认没有超标信号后，进入待机状态。
3.3消防水炮分类特点
消防水炮的种类较多，按照喷射内容物可划分为：消防水炮；消防泡沫炮；消防干粉炮等。按照安装结构来划分可分为：可移动消防炮；室外固定消防炮；按照管理方式可划分为：感应灭火消防炮；遥控消防炮；气控炮；电控炮等。在对大空间建筑进行消防系统设计时，要根据建筑特点和消防需求来选择合适的消防水炮，做好分类管理，这样才能确保消防效率。一般来说，遥控消防灭火系统会设置在火灾风险系数较高的位置，例如：易燃易爆物堆放位置、有害气体存放处；高度在8m以上的空间等等。移动消防灭火系统可以人工操作，灵敏度较高，所以通常在消防车行驶不到的地方使用。室内室外固定炮的喷射速度较快，而且不用额外配备消防水带，只需要几个工作人员就可以完成操作，对突发性事故的适用性较强，能降低消防人员工作压力。大空间消防水炮系统大多是由管道、消防泵、探测装置、水炮等部分组成。一旦发生火灾，要立刻找到起火位置，然后使用自动化喷水扑灭，此类消防炮的适用范围为人流密度较大且疏散效率低的场所，例如：体育馆、电影院、音乐厅、会议中心、大型商场等等。另外，要使用符合消防规范的喷射介质，例如：当固定可燃物燃烧时需要使用消防水炮；在甲乙丙类液体燃烧时，需要使用泡沫炮；液化石油气或天然气燃烧时，就要使用干粉炮[2]。
3.4电气线路设备选用
在选择电气线路设备时，要严格遵循《自动跟踪定位射流灭火系统设计、施工及验收规范》及《固定消防炮灭火设计规范》等相关文件的要求。确保系统设计符合国家行业标准。首先，要选择消防电源，配合使用经过阻燃处理的电缆和线路。消防系统中的控制设备要对应配备SPD电涌保护器。不能使用漏电保护开关。接地设备的阻值要在4Ω以下，如果使用公共接地设备，其阻值要在1Ω以下。控制线路要使用220v/380v交流供电，铜芯绝缘导线或铜芯电缆的电压等级应在500v以上。信号传递线路要选择穿金属管或者密闭的金属线槽保护模式对线路进行布局。做好防火保护操作，保护层尺寸要大于30mm。
4 结论：
综上所述，为满足人们生活生产的需求，越来越多的大空间建筑如雨后春笋般拔地而起。大型建筑为我们的生活带来了很多便利，推进了城市化建设。我们在享受的同时，也要注重消防安全设计，提高对火灾预警的重视。提高消防水炮系统的自动化程度，不断更新消防技术，为人们的生命财产安全保驾护航。
参考文献：
[1] 侯晓静,毛文锋,郑毅,等.面向火灾事故现场的消防水炮射流轨迹预测技术综述[J].工业安全与环保,2020,46(03):42-44+53.
[2] 夏云帆,张善文,李孟丽,等.多自由度快速响应精确定位式泡沫—水两用消防炮台机构设计与研究[J].农业装备技术,2019,45(06):35-37.