淺談大空間移動(dòng)式智慧消防報(bào)警滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

張娟

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定201801

摘要：文章主要針對(duì)高大空間建筑，分析了火災(zāi)發(fā)生初期如何實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警與快速滅火。通過借助設(shè)置在建筑防火分區(qū)內(nèi)的火警探測(cè)器與軌道式、地面式及無(wú)人機(jī)智慧滅火機(jī)器人，能夠在火災(zāi)影響范圍不大的情況下，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)著火點(diǎn)，并迅速撲滅，從而減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，在報(bào)警與滅火的過程中，智慧滅火機(jī)器人把相關(guān)數(shù)據(jù)資料和圖像監(jiān)視資料快速遠(yuǎn)傳至消防控制室與城市管理，方便各指揮部門開展各項(xiàng)工作。

關(guān)鍵詞：智慧消防；滅火機(jī)器人；獨(dú)立滅火系統(tǒng)；穩(wěn)定信息回路；火災(zāi)快速報(bào)警

0引言

建筑物火災(zāi)每年給國(guó)家和人民造成了巨大的損失，如何有效防止火災(zāi)發(fā)生，或在發(fā)生火災(zāi)后的時(shí)間內(nèi)將火撲滅，是急需解決的問題。而且高層、高層建筑及大型商場(chǎng)、醫(yī)院等公共場(chǎng)所等的消防報(bào)警滅火系統(tǒng)尤為重要。目前，火災(zāi)預(yù)警及滅火方式除了人力滅火，主要的就是應(yīng)用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。在大空間的防火分區(qū)內(nèi)，一旦出現(xiàn)火情，在著火范圍不大的情況下，應(yīng)立即用大空間移動(dòng)式智慧消防報(bào)警滅火系統(tǒng)迅速將火撲滅；因?yàn)橐坏┬纬纱竺娣e、大范圍的火情，撲救難度將成倍增加，即使火災(zāi)撲滅了，造成的損失也是巨大的。大空間移動(dòng)式智慧消防報(bào)警滅火系統(tǒng)由火警探測(cè)器與軌道式、地面式及無(wú)人機(jī)智慧滅火

機(jī)器人構(gòu)成。

1 滅火系統(tǒng)概述

1.1 自動(dòng)滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)的缺陷

目前，自動(dòng)滅火快速方式主要還是以自動(dòng)噴淋為主（或大面積采用水炮自動(dòng)滅火方式）；消火栓由專業(yè)人員手動(dòng)操作，滅火方式基本屬于被動(dòng)式。早期的大面積滅火方式是通過自動(dòng)噴淋方式，當(dāng)燃燒位置的溫度達(dá)到 68℃時(shí)，自動(dòng)噴淋噴頭內(nèi)的水立即噴灑向著火處進(jìn)行滅火；而當(dāng)消控接受火警信號(hào)后，立即啟動(dòng)相關(guān)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)相關(guān)消防專業(yè)人員根據(jù)火災(zāi)報(bào)警情況到達(dá)火場(chǎng)，操作消火栓，啟動(dòng)消火栓泵時(shí)，已經(jīng)花費(fèi)了較長(zhǎng)的時(shí)間，火勢(shì)很可能已經(jīng)快速蔓延，而火勢(shì)一旦擴(kuò)大就很難得到有效控制。而且很多建筑內(nèi)的噴淋及消防管道因?yàn)殚L(zhǎng)期沒有使用，存在積臟或腐蝕現(xiàn)象，使發(fā)電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，或需要較長(zhǎng)時(shí)間才能正常啟動(dòng)；還

有水泵損壞、電纜接頭損壞、控制屏線路損壞等問題，使整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，無(wú)法及時(shí)進(jìn)行滅火。尤其在老舊建筑物中，消防滅火系統(tǒng)老化，如果任何一個(gè)環(huán)節(jié)維修不到位，都無(wú)法進(jìn)行有效滅火。

1.2 智慧消防報(bào)警滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

如何應(yīng)對(duì)突發(fā)火警，可以通過在同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)建立多個(gè)獨(dú)立滅火系統(tǒng)的主動(dòng)式滅火裝置，在防火分區(qū)內(nèi)的某個(gè)地方發(fā)生火情時(shí)，這些滅火裝置立即主動(dòng)出擊，能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行智能判斷且快速滅火。在日常生活中，這些智慧滅火設(shè)備在各防火分區(qū)中處于充電待命狀態(tài)，一旦接收火警指令，就會(huì)以秒計(jì)時(shí)，迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)火情進(jìn)行智能化判別，再采用合理的方式滅火，使火情在短時(shí)間內(nèi)得到有效控制。

2 智慧型多功能綜合滅火機(jī)器人的主元件組成

智慧型多功能綜合滅火機(jī)器人可分成三類：空中軌道式、地面行走式以及無(wú)人機(jī)值守型等。在實(shí)際使用過程中，三類機(jī)器人各有千秋，這三類智慧滅火機(jī)器人均擁有獨(dú)立滅火系統(tǒng)，可自主設(shè)定自動(dòng)智慧模式，或在消防控制統(tǒng)一控制協(xié)調(diào)下（消防指令可設(shè)優(yōu)先級(jí)）協(xié)同滅火。三類機(jī)器人的外觀和內(nèi)部元件均為耐火或防火型材質(zhì)（防爆區(qū)內(nèi)機(jī)器人均由防爆元件制成），保證在有效滅火時(shí)間內(nèi)，設(shè)備均可正常工作；三類智慧滅火機(jī)器人均由 3 個(gè)關(guān)鍵主元件組成。

2.1 旋轉(zhuǎn)追蹤主元件基本構(gòu)件

（1）紅外熱成像光電技術(shù)檢測(cè)傳感器；（2）單點(diǎn)式紅、紫外探測(cè)器或紅紫外復(fù)合探測(cè)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(xì)干粉、二氧化碳等）；（5）高清攝像頭（攝像頭上方同時(shí)安裝 LED 高光束燈光）；（6）與消防相關(guān)的各種傳感器（如溫度探測(cè)傳感器、氣體探測(cè)傳感器等）；（7）人體感應(yīng)探測(cè)器、人臉識(shí)別系統(tǒng)、抓捕繩及噴射劑。以上所有元件均為旋轉(zhuǎn)追蹤器的重要構(gòu)件。

2.2 控制裝置與 EPS、UPS電源主元件

控制裝置與 EPS、UPS 電源主元件包括微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，自備電源系統(tǒng)，廣播喇叭、紅藍(lán)火警燈閃爍裝置，液位傳感器（檢測(cè)自身水池水位），系統(tǒng)自巡檢故障檢測(cè)系統(tǒng)，無(wú)線信號(hào)接收、發(fā)射系統(tǒng)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(xì)干粉、二氧化碳等小型、輕型滅火器材。

3 獨(dú)立式火災(zāi)探測(cè)器

目前，在建筑防火分區(qū)內(nèi)，火災(zāi)探測(cè)器是固定式均勻布置的，在火警發(fā)生時(shí)進(jìn)行報(bào)警，存在一定的滯后性，如何解決這一問題，文章提出如下解決方案。

3.1 高靈敏復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器。

它是一個(gè)獨(dú)立式的火災(zāi)報(bào)警小系統(tǒng)，將高靈敏探測(cè)器及地址定位編碼與防火分區(qū)內(nèi)的區(qū)域火警系統(tǒng)無(wú)線連接。它由多種復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器、定位裝置、自備電源及接收發(fā)射器等元件組成，底座可以臨時(shí)安裝或固定安裝。在防火分區(qū)內(nèi)，針對(duì)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)比較高或火災(zāi)隱患比較大的場(chǎng)所，高靈敏復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)火警快速定位與報(bào)警。

3.2 無(wú)人機(jī)飛行式火災(zāi)探測(cè)器。

其工作原理與高靈敏復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器一樣，但它的機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)，火災(zāi)報(bào)警的瞬間響應(yīng)更快。飛行式火災(zāi)探測(cè)器可編程設(shè)定巡航高度及自動(dòng)避開障礙物，如在夜間、無(wú)人的空間，可依需求，設(shè)置在 2 ～ 2.5m 處進(jìn)行巡檢。此外，其配置上還增加了一些元件，如人臉識(shí)別系統(tǒng)、警示燈、麥克風(fēng)與報(bào)警廣播喇叭等，可進(jìn)一步保衛(wèi)巡檢機(jī)器飛行器。

3.3 壁掛式負(fù)壓型搖頭火災(zāi)探測(cè)器。

針對(duì)一些空間比較高的區(qū)域，待煙上升至頂棚時(shí)，所需時(shí)間較長(zhǎng)，火勢(shì)已經(jīng)發(fā)展到一定規(guī)模。如何快速探測(cè)燃燒產(chǎn)生的煙霧，設(shè)計(jì)一種壁掛式負(fù)壓型搖頭火災(zāi)探測(cè)器，主探測(cè)器固定在設(shè)備的處，其采用高靈敏多種復(fù)合型探測(cè)器，并配置攝像頭，主探測(cè)器周邊為葉片式風(fēng)扇，葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓。在室內(nèi)無(wú)風(fēng)情況下，可布置此類探測(cè)器，在探測(cè)器附近產(chǎn)生負(fù)壓小空間，若附近產(chǎn)生煙霧，由于負(fù)壓存在，煙霧快速到達(dá)火警探測(cè)器位置，探測(cè)器可在短時(shí)間內(nèi)迅速完成報(bào)警。監(jiān)控視頻可遠(yuǎn)傳監(jiān)控室或消防控制室，以便管理人員觀察現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.4 落地式可移動(dòng)火災(zāi)探測(cè)器。

落地式可移動(dòng)火災(zāi)探測(cè)器安裝在支架上，在室內(nèi)根據(jù)家具靈活放置。主支架類似為照相機(jī)三角支架，頂端為高靈敏復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器。探測(cè)器可依現(xiàn)場(chǎng)情況加配攝像頭、麥克風(fēng)等設(shè)備，與區(qū)域報(bào)警器無(wú)線連接（自備定位裝置及 UPS 電源）

4 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺(tái)介紹與選型

4.1平臺(tái)簡(jiǎn)介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。填補(bǔ)了原先針對(duì)“九小場(chǎng)所”和危化品生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理的實(shí)際需求。

從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過手機(jī)短信、語(yǔ)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(dá)相關(guān)人員。同時(shí)，通過自動(dòng)消防滅火控制裝置啟動(dòng)自動(dòng)滅火設(shè)備和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業(yè)無(wú)專業(yè)電工、肉眼無(wú)法直觀系統(tǒng)即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時(shí)排除隱患，安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺(tái)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

4.2 平臺(tái)功能

(1) 平臺(tái)登陸

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

(2) 實(shí)時(shí)監(jiān)控

智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)、故障電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測(cè)和母排無(wú)線測(cè)溫探測(cè)等等各類子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)備的信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)劇超過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)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了系統(tǒng)在產(chǎn)生報(bào)警或隱患后，系統(tǒng)可以針對(duì)工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計(jì)支持對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時(shí)間查詢，將項(xiàng)目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)

(4) 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報(bào)告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個(gè)月份的報(bào)警和故障記錄，同時(shí)顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設(shè)置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項(xiàng)目名稱，設(shè)備信息以及對(duì)應(yīng)的操作時(shí)間等；分析報(bào)告包括總體概況和設(shè)備回路特征分析。

(5) 運(yùn)維管理

根據(jù)運(yùn)維調(diào)度管理的需要，智能調(diào)度技術(shù)人員可以分為不同角色，系統(tǒng)支持指定巡檢計(jì)劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機(jī)NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機(jī)APP功能

手機(jī)APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等；能實(shí)時(shí)顯示項(xiàng)目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實(shí)時(shí)報(bào)警信息；可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)位、遠(yuǎn)程分閘功能；可以對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定及修改；可以對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器的遠(yuǎn)程控制記錄進(jìn)行查詢；

4.3推薦配置

4.3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

4.4系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大

4.5產(chǎn)品選型

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

5 結(jié)論

（1）軌道式、地面式或無(wú)人機(jī)智慧機(jī)器人都有一個(gè)共同特點(diǎn)，均為獨(dú)立式智慧滅火系統(tǒng)設(shè)備。機(jī)器人均采用防火及耐火性能比較好的產(chǎn)品，可接近火源，在接到火警信號(hào)時(shí)，以時(shí)間到達(dá)著火點(diǎn)，在火勢(shì)處于萌芽狀態(tài)時(shí)把火撲滅。

（2） 在高科技產(chǎn)品日新月異發(fā)展情況下，各種形式的高可靠性智慧滅火機(jī)器人的技術(shù)在不斷完善。智慧滅火機(jī)器人在高大空間建筑及人員密集公共場(chǎng)所可以發(fā)揮非常重要的作用，而且在數(shù)字城市、智慧城市的發(fā)展建設(shè)中，設(shè)置智慧型多功能綜合報(bào)警滅火系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警、快速滅火，防止火災(zāi)蔓延，更有效地保障人員及財(cái)產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊忠榮.大空間移動(dòng)式智慧消防報(bào)警滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析.

[2] 公安部天津消防研究所. 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2018 年版):GB 50016—2014[S]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社,2018.

[3] 公安部沈陽(yáng)消防研究所. 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50116—2013[S]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社,2013.嚴(yán)霄鳳，張德馨.大數(shù)據(jù)研究山.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2013.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版.

作者簡(jiǎn)介：張娟,女,安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防監(jiān)控系統(tǒng)，QQ:2880635303     郵箱：2880635303@qq.com