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摘要:建筑自動消防設施作為建筑電氣的一部分,擔負著火警預報、火災撲救等重要職責。近年來,隨著新技術、新產品的不斷涌現,建筑自動消防設施也日新月異。...
 
建筑自動消防設施新技術管窺
 
    建筑自動消防設施作為建筑電氣的一部分,擔負著火警預報、火災撲救等重要職責。近年來,隨著新技術、新產品的不斷涌現,建筑自動消防設施也日新月異。  
 
1、火災自動報警系統性能不斷提高
    火災自動報警系統作為重要的建筑自動消防設施,其技術進步性表現報警時間提前、報警可靠性提高、特殊場所火災的探測報警、報警系統網絡化、消防聯動控制智能化、消防通信網絡技術與計算機接警指揮管理等。  
   
    1.1 火災探測報警時間提前
    如激光式、吸氣式高靈敏度火災探測器和氣體火災探測報警系統等超早期火災探測報警產品。這些系統采用激光粒子計數、激光散射原理監視被保護空間,以單位體積內粒子增加的多少來判斷是否可能發生火災,可以在火災發生之前的幾小時或幾天內,識別潛在的火災危險性,實現超早期火災報警。
  
    利用氣體和氣體成分對火災早期階段生成物或構成火災的要素進行探測,也是超早期火災探測的研究領域。如利用可燃氣體濃度變化,對易燃易爆場所進行故障和火災爆炸危險性等方面預測的線型可燃氣體探測報警系統,它采用光學原理,利用不同氣體光譜特性的差別進行氣體濃度探測,從根本上解決了點型可燃氣體傳感元件穩定性差、壽命短等缺陷,在對大面積可燃氣體探測報警時,性價比較高。 
 
    1.2 火災探測報警可靠性提高
    主要是多信息技術的采用。基于新型探測原理的傳感器件(如氣體傳感器等)和復合探測器,對火災過程的多參數進行監測,配以智能判別技術,可以減少誤報,提高探測可靠性。此外,模糊邏輯、神經網絡等高新技術用于火災的判別,也可以大大提高火災探測的可靠性。  
 
    如雙波段紅外火焰探測器,利用兩個紅外傳感元件在兩個不同特征波段上對火焰信號和背景光干擾信號的輻射變化做出響應,由內部微處理器實時采集兩個信號處理通道的數據并進行運算、處理、分析和判斷,其判斷結果作為探測器的狀態信息傳送給火災報警控制器,從而有效地提高可靠性。探測器將火焰與背景輻射雙信息傳感技術、雙波段優化設計技術和微處理器軟件算法有機結合起來,減少了探測器與控制器之間大量雙波段信息的編碼、傳輸和解碼等一系列環節,使系統的整體可靠性得到提高。
  
    1.3 探測報警智能化
    智能型火災探測傳感器的判別功能和判定決定權由軟件控制,能排除干擾,識別真假火災,實現火災智能判定(判斷)。通過兩級(或多級)判別,以提高火災探測報警系統的性能和可靠性。此外,細微特征的辨識也是從提供信息角度識別火災的一種方法。如采用單片機的智能火災探測器,可以打破采樣受控制器控制的被動局面,主動獲取對于識別真假火災非常重要的細微信息。 
 
    1.4 火災探測報警系統的網絡化
    將計算機數據通信技術應用于火災探測報警系統,使控制器之間或探測器之間、系統內部之間和系統外部之間通過網絡協議交換數據信息,可以實現火災自動報警系統層次功能設定、遠程數據調用管理、自動報警、網絡監控和網絡通信服務等功能。智能型、網絡化是火災自動報警系統發展的方向。  
 
2、消防系統智能化、防火設計性能化
    2.1 智能消防系統成為智能建筑的重要組成部分
    智能建筑是采用先進的電子信息技術對建筑設備進行自動監控、對信息資源進行有效管理和對用戶提供信息服務的新型建筑。智能建筑管理系統由樓宇自動化系統(BAS)、通信自動化系統(CAS)、辦公自動化系統(OAS)、計算機網絡系統(CNS)、綜合布線系統(SCS)等構成。其中,樓宇自動化系統主要包括機電設備自動化系統、消防自動化系統、安全防范系統等。消防自動化系統(FAS)是樓宇自動化系統的重要組成部分,是智能建筑中一個重要子系統,為火警預報、火災撲救、保障人身和財產安全起到了不可替代的作用,尤其是智能住宅方面,則表現為網絡技術應用和控制方式的變化:建筑電氣接口標準化、設備控制智能化、系統功能集成化。可以預計隨著計算機、自動控制、通信技術的不斷發展及關鍵技術的突破,消防自動化系統必將朝著集成化、智能化、協調化方向發展。如圖所示為包括智能消防系統的未來智能住宅示意圖:  
 
    2.2 建筑防火設計向性能化方向轉移
    傳統的防火設計規范又稱之為“處方式”規范。由于每座建筑的用途、結構、可燃物的數量和分布以及內部人員構成均不一樣,如果設計時強行采用統一的參數和指標,所獲得的設計方案不一定都是最合適的方案,而且依據“處方式”規范,也無法評估出設計方案的實際防火安全度。而“以性能為基礎的設計(the performance-based designing)方法”,首先應確定該建筑的消防安全目標,然后應用消防工程學原理和安全評估方法,對其火災危險性進行量化分析,然后再預測各種可能起火條件下所造成的火、煙蔓延途徑和人員疏散情況,最后再選擇消防設施并進行評估,校核預先的消防安全目標是否達到。這種設計方法更為科學合理,有助于發揮設計人員的設計才華和創造性,也適應了建筑技術發展和建筑藝術推陳出新的需要。 
 
3、自動滅火技術的進步
    自動滅火系統是火災時確保建筑安全的重要保障,其滅火效能的關鍵在于充裝的滅火劑和系統所采用的技術。研究開發撲救特殊火災的新型滅火劑及其應用技術,是目前建筑自動消防設施研究領域倍受關注的課題。
  
    3.1 新型滅火劑
    3.1.1 特種滅火劑
    撲救A類火災的“水添加劑”型滅火劑,包括強化水、乳化水、潤濕水、滑溜水、粘性水、增稠水和抗凍水等。“水系滅火劑”在水中增加了發泡劑、表面活性劑、溶劑、助劑等。又如,專用撲救烹調油火或脂肪火的濕式化學滅火劑,如美國開發的“A類泡沫滅火劑”和壓縮空氣泡沫滅火系統、中國天津消防科研所研制的YSP型A類泡沫滅火劑、法國B10-EX消防科研所研制的新型泡沫滅火劑。此外,能夠撲滅A、B、D類火的“冷火”滅火劑,也已引進我國消防產品領域。  
 
    3.1.2 哈龍替代物——潔凈氣體
    鹵代烷滅火劑(如哈龍1301、1211、2402等)被發現對大氣臭氧層具有明顯的破壞作用,因而替代哈龍用的氣體滅火介質被提上研究日程。目前較理想的哈龍替代物有如下幾類:HBFC(氫溴氟代烷)、HCFC(氫氯氟代烷)、HFC(氫氟代烷)、CFC(氯氟代烷)、PFC(全氟代烷)、FIC(氟碘代烷)、IC(惰性氣體)等。 
 
    3.2 新型滅火技術
    3.2.1 氣懸體消防系統
    該系統由俄羅斯開發研究成功,其主要部件是多個氣懸體發生器。當氣懸體發生器周圍溫度達到100~120℃時,發生器內的煙火劑便會被點燃。在煙火劑的溫度和噴發作用下,氣懸體發生器可將內含的滅火粉噴出。這種滅火粉的單個顆粒平均尺寸僅1μm,可以充分覆蓋在燃燒物的表面,終止燃燒反應。氣懸體消防系統能夠在火災時自動動作,滅火粉末能夠以氣懸體的形式在空氣中停留數小時,能抑制可燃物復燃,滅火效果大大提高。 
 
    3.2.2 細水霧滅火技術的應用
    通過改變水的物理特性達到提高滅火效果的目的,如細水霧、超細水霧滅火技術。由于細水霧的粒徑在40~200μm范圍內,表面積較一般水滴大1700倍,在火場中能完全蒸發。所以,吸熱效率高,冷卻效果好。細水霧滅火技術具有滅火快、用水省、水漬損失小等優點,有的產品還具有抑制火災煙氣濃度、提高火場能見度的作用,因此具有很好的推廣應用前景。  
 
    3.2.3 納米技術的應用
    如納米級的超細干粉,利用其優異的化學活性和催化性能,使滅火效率大為提高。有些專家正計劃采用納米技術,開發新型固體微粒氣溶膠滅火劑,力求克服現有氣溶膠滅火劑的氣溶膠噴出溫度高、透光性弱、沉降物吸濕后帶有一定的腐蝕性、滅A類火性能差等一系列缺點,并進而研究開發冷氣溶膠滅火劑。 
 
    3.2.4 消防機器人走向應用
    消防機器人不僅能夠在高溫、強熱輻射、濃煙、地形復雜、障礙物多、化學腐蝕、易燃易爆等惡劣環境中進行火場偵察、化學危險品探測、滅火、冷卻、洗消、破拆、救人、啟閉閥門、搬移物品、堵漏等作業,還可以參加消防服役。21世紀,消防科學技術進一步發展,消防機器人的研究開發將發展到實際應用階段。有些防火巡查和防火技術分析等也可指令消防機器人參與。如日本特牟扎克公司最近研制出的保安機器人,能夠自己按動電梯的開關,到大樓各層巡視,發現火苗時,能立刻使用滅火器滅火。該機器人身上的各種傳感器能夠感知煙、熱以及可疑人員等異常現象,并使用內置的通信裝置把異常情況報告給保安公司。一旦發生火情,保安公司在接到信息后就可轉換遙控系統,指令機器人使用安裝在其身上的滅火器滅火。
  
    未來建筑自動消防設施的發展趨勢是:能持續利用;以安全的用之不竭的能源供應為基礎;高效率利用能源和資源;高效回收利用廢舊物資和副產品;智能化程度越來越高是未來建筑自動消防設施的發展趨勢,相信這一天指日可待。
  
參考文獻:
    1、唐祝華。21世紀潔凈氣體滅火新技術的開拓、發展與眺望。
    2、宋紅冰。21世紀消防預測。《火警》,2002(2)
    3、潘剛。城市火災探測報警與消防通信新技術。深圳消防咨詢網,2002;10~11 4 吳啟鴻。對火災形勢和拓展消防安全技術領域的思考。《1999年城市火災安全國際學術會議論文集》
    5、吳成東。國內外智能建筑技術發展。《建筑智能化》
    6、李德仁。數字地球與“三S”技術。
 
(本文來源:陜西省土木建筑學會  文徑網絡:文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)
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