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高大空间建筑的火灾自动报警系统设计

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：郭玉伟

[导读] 摘要：近年来，建筑火灾事故频发，不仅会导致严重的经济损失，还有可能造成人员伤亡，已经成为危害公共安全的主要事故类型之一。

        聊城市华鲁建筑设计院有限公司 252000
        摘要：近年来，建筑火灾事故频发，不仅会导致严重的经济损失，还有可能造成人员伤亡，已经成为危害公共安全的主要事故类型之一。火灾自动报警系统是一种建立在自动化技术基础上的可靠系统，可以在火灾发生之初有效报警，便于救援工作的顺利开展，从而有利于减少经济损失与人员伤亡。现对高大空间建筑的火灾自动报警系统设计要点进行了分析，通过合理设计，可确保火灾自动报警系统的使用功能，将火灾后果降至最低。
        关键词：高大空间建筑；火灾自动报警系统；设计
        高大空间建筑目前多用于高架仓库、体育场馆、展览馆以及工业厂房等领域。具有空间大、高度高以及跨度大等特点的高大空间建筑，通风性也比较好，因此一旦发生火灾，便会迅速蔓延，造成严重的后果，尤其是储存物资经济价值较高、人员比较密集的高大空间建筑，会导致巨大的经济损失与大量的人员伤亡。基于此，必须遵循国家相关规范标准的要求，对高大空间建筑的火灾自动报警系统进行合理设计。
        1.高大空间建筑中可供选择的探测器类型
        火灾自动报警系统设计中，火灾探测器是“重中之重”，直接影响着火灾自动报警系统的使用功能。对于高大空间建筑来说，由于其空间大、高度高，因此火灾发生后，烟雾在上升过程中会产生分层现象，而点型感烟火灾探测器通常是安装在顶棚上，烟雾无法到达该处，因此点型感烟火灾探测器不适合在高大空间建筑中应用。目前来说，高大空间建筑中，比较常用的火灾探测器主要包括以下几种：
        1.1红外光束感烟探测器
        这种探测器主要包括发射器、接收器两个部分。发射器的主要作用是发射红外光束，物体燃烧过程中会产生烟雾，烟雾会对红外光束造成遮挡、散射，减弱其光强度，使接收器接收到的红外光束辐射通量降低，当降低至设定感烟动作阈值之后，探测器便会自动报警。需要注意的是，要对发射器、接收器进行精确对准，以避免误报现象的出现。红外光束感烟探测器具有综合造价较低、保护范围较广以及安装简单便捷的优势，在无遮挡大空间的仓库、厂房以及博物馆等建筑中比较适合使用。但其也有一定的缺点，即灵敏度较低，因此在发生火灾的时候报警较晚；实际使用时，受到诸多因素的影响，会使发射器、接收器之间出现偏移，必须经常进行维护校准，不宜在蒸汽、粉尘、烟雾、油雾滞留以及易受日照及其他红外辐射源干扰、有剧烈震动的场所应用。
        1.2吸气式感烟探测器
        这种探测器主要是将采样管布设在被探测区域，采样管上存在采样孔，利用抽气泵经过采样孔对现场空气样本进行采集，然后用激光探测技术进行检测，判断其中的烟雾浓度，当烟雾浓度超出预定报警阈值之后，探测器便会自动报警。吸气式感烟探测器具有安装维护方便、报警时间早、灵敏度高、检测范围广、受探测环境影响较小等一系列优势，适用于需隐蔽探测、需早期报警、低温、人员不宜进入或建筑高度＞12m的场所。对于灰尘较大的场所，应选择自带清洗功能的吸气式感烟探测器，或者是增设过滤网。
        1.3图像型探测器
        这种探测器主要是依据火焰可见光的辐射特性、火灾发生初期烟雾的红外辐射特性，实现对火灾信号的识别、采集、判断以及报警。其具有烟雾探测、火焰探测的双重功能，且可以与视频监控系统联通，具备视频监控功能。图像型探测器适用于要求对火焰进行迅速报警、无阴燃阶段的液体火灾、火灾发生时存在强烈火焰辐射的场所。不可在受到太阳光及其他光源直射、可燃物无有机物及金属以及蒸汽、粉尘、烟雾、油雾滞留的场所中使用。现有的图像型探测器，探测距离为30~300m。在实际应用时，应考虑探测垂直、水平的视场角及探测器的探测距离，尽量选择报警时间短、探测距离长的图像型探测器。

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        1.4光截面图像感烟探测器
        这种探测器是将红外摄像机、红外发光阵列安装在被探测区域，红外发光阵列发射红外光斑，经红外摄像机转换为视频信号，并输送给计算机，得到被探测区域的烟雾图像信息之后，计算机进行处理分析、智能化判定，若判定为有火灾出现，则会自动化报警。这种探测器可以对被探测区域实施任意曲面式覆盖，可准确分辨发射光源、干扰光源。这种探测器是由发射器、接收器两个部分组成，但与红外光束感烟探测器的“一对一”不同，其可实现“多对一”，即一只接收器对应多只发射器，若某一发射器发生故障，则接收器便可以报出其故障，并能接收其他发射器的光束，正常报警。
        2.根据工程实际情况对火灾自动报警系统进行合理设计
        上述四种探测器的适用范围不同，且各有优缺点。在实际应用时，应根据工程实际情况，进行合理选择。例如，某高大空间建筑工程，为高架仓库，储存的是纺织品成品。长度为110m，宽度为50m，总占地面积5 500m2，高度为22m。设有防火喷淋系统。由于建筑面积较广，为保障消防安全，将其划分为2个防火分区，每个防火分区的面积为2 750m2。考虑到成品纺织品较高的经济价值及其易燃性的特征，要求在火灾发生之初便要实现报警。因此，在对探测器进行选择时，选择的是吸气式感烟探测器。每一防火分区安装8台探测主机，布设方式为垂直布设、水平布设相结合。同时，按照《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）中的要求，高度＞12m的建筑，宜同时使用2种或2种以上火灾参数的探测器。本工程中，在吸气式感烟探测器的基础上，增设图像型探测器，以实现对烟雾、火焰的双重报警功能，并增加了视频监控功能。考虑工程实际情况，使用的是探测距离为60m的图像型探测器。
        再如，某高大空间建筑工程，为复烤厂，在对火灾自动报警系统进行设计的时候，主要根据常见火灾类型及其发展特点，充分考虑各种探测器的实际情况，对探测器进行选型。该厂的立体高架库为轻钢结构，长度120m，宽度21.5m，总占地面积2 580m2，高度21.5m。货架的高度为18.6m、层数为10层，采用的是吸气式感烟探测器，选择3管探测器，共设置12台。在货架侧面与地面距离1.5m的位置安装探测器，使采样管深入到货架之内，每台探测器的采样管管长共为120m，采样管分3层设置，即与地面距离7m处、14m处以及货架顶部。采样管上，每隔5m设置一个采样孔，采样孔收集到烟气之后，汇集到探测器的激光枪之中，并与预定报警阈值进行对比，判断是否发出报警。将采集到的信号发送给消防控制中心，由消防报警主机联动控制区域中的各种消防设备。该厂的打叶复烤主车间为网架结构，长度240m，宽度100m，总占地面积24 000m2，高度14.5m。采用的是光截面图像感烟探测器。在网架球结点下方安装探测器，每一接收器对应接受四个反射器发射的光信号。发射器之间的间距≤12m，借助视频线将信号传送给火灾控制器。
        结语：
        综上所述，目前高大空间建筑中可使用红外光束感烟探测器、吸气式感烟探测器、图像型探测器、光截面图像感烟探测器等来建立火灾自动报警系统。实际应用时，应根据工程实际情况，对探测器进行合理选择，以便于在火灾发生后可以迅速报警，从而在最大限度上降低火灾事故造成的后果。
        参考文献：
        [1]王威,张辉.BIM技术在火灾自动报警系统中的应用研究[J].电脑编程技巧与维护,2020(05):48-50.
        [2]赵海峰.高层建筑的火灾自动报警系统设计[J].通信电源技术,2020,37(09):265-267.
        [3]林麒,陈鑫.自动化消防与建筑智能化系统集成技术探究[J].电子世界,2020(08):178-179.