智能建筑防火系統的設計與應用

孫利生 劉怡

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，智能化建筑不斷增多，智能化建筑防火問題開始受到人們的關注。智能建筑作為一個現代化的建筑體系已廣泛應用于多層、高層、超高層的住宅、寫字樓及綜合樓工程中，智能建筑中的防火設計在控制火災的發生及發生火災后的報警方面起了很大的作用。所以，現在的防火設計從防火體系過去那種簡單、被動的消防體系演變為自動探測、自動報警的智能化的消防系統。

關鍵詞：智能建筑；防火系統；系統設計與應用

引 言

火災對于智能建筑的影響較大，因此，智能建筑防火設計問題成為人們重點關注的對象。火災是發生頻率較高的災害。無論電器設備、裝修材料、室內陳設都可能引發樓宇火災，導致人員傷亡和財產損失，尤以高層和超高層建筑損失最大。所以，智能建筑的防火系統技術在高層及超高層的防火設計中得到了廣泛采用。

1 智能建筑及其特點

智能建筑的概念起源于美國，但是，至今，智能建筑還沒有一個明確的定義。美國智能建筑學會定義“智能建筑”是將結構、系統服務、運營及其相互聯系全面綜合并達到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。智能建筑一般具有三個條件：①采用先進的自動控制系統，調節大樓內的各種設施，包括消防、保安、氣溫、濕度、燈光等，創造舒適的環境；②具有良好的通訊網絡設施；③可提供現代化對外通訊手段和辦公條件，可及時獲得全球性金融商業情報、科技情報和各種數據庫系統中的最新信息，有利于及時處理商貿業務的高速決策與競爭。

綜合來講，智能建筑有以主幾個特點：①智能建筑是計算機和信息處理等高技術與建筑藝術的有機結合，可創造出安全，有宜于健康和提高工作效益，舒適的辦公環境。②在建筑結構設計中采用開放式，大跨度框架結構，以滿足多種用戶對不同環境功能要求，并通過結構化綜合布線系統（SCS或PDS）全面實現建筑自動化（BA）、通訊自動化（CA）和辦公自動化（OA）。③利用新技術最大程度地節能，實現設備的最佳經濟運行，如火災監控系統采用環境自適應調整和消防設備優化控制，空調系統采用最佳啟停控制、設定值自控和節能優化控制等。④智能建筑隨各國經濟和文化背景不同而體現出差異，如美國主要發展出租型智能建筑，日本多為大企業自用的智能化辦公樓，泰國則更重于適應旅游需要的智能型建筑。⑤智能建筑隨高技術發展，而不斷完善功能。

2 智能建筑中火災監控系統的性能要求

首先，智能建筑中火災自動報警系統的設計形式以及它的劃分和設置，從設計而言一般分為三種：區域火災自動報警系統、集中火災自動報警系統和控制中心報警系統。就以現在的智能建筑從其基本特點來看，最適應的方式是控制中心報警系統。從劃分和設置方面來看有探測區域的劃分與探測器的設置，報警區域的劃分和報警控制器的設置，消防連動設備及其控制。當然提出火災自動報警系統設計時一定要考慮它在聯接界面上智能建筑的適應性。其次，智能建筑中火災自動報警系統的設計要點是：根據被保護對象發生火災是燃燒的特點，確定火災探測器的類型；根據劃分報警區域設置區域報警控制器；根據消防設備確定聯動控制方式；根據防火滅火要求來確定按照火災探測器的總數和其他報警裝置（如手報）數量，確定火災報警控制器的總容量；根據防火要求的聯動控制方式確定報警和聯動的邏輯關系。最后還要考慮火災自動報警系統與建筑設備自動化系統、通信自動化系統、辦公自動化系統的適應性。

智能建筑的核心，是采用開放式大跨度框架結構和設置3A系統，其中，BA系統由火災監控系統、空調系統、保安系統等組成，智能建筑發生火警時，火災監控系統要及時探測、鑒別并啟動通訊系統自動對外報警，根據各樓層人員情況顯示最佳疏導、營救方案，同時，自動關閉不必要的電力系統和辦公系統，并根據火災狀況分配供水系統，啟動防排煙設施等。因此，從消防安全需要出發，智能建筑中火災監控系統應采用規范要求的控制中心報警系統模式，并應具備以下性能要求：①具有模擬量火災控測方式和總線制系統結構，現場火災控測器或傳感器能采集動態數據并有效傳輸；②火災報警可靠及時，誤報率低，系統工作穩定，兼容性強；③具有數據共享、電源與設備自動監控、網絡服務和消防設備優化管理功能；④具有良好的人機對話界面和系統軟件，綜合管理和服務能力強。智能建筑并不在于是否擁有最先進的火災監控系統、通訊系統、辦公系統、保安系統和空調系統，而在于這些系統在滿足智能建筑基本要求的前提下是否有機地聯系在一起并發揮作用。

3 智能技術在火災報警系統中的應用

我國已建成或在建的高層建筑中，智能防火系統有較廣泛的應用，如北京光大大廈、長城飯店、交通部辦公樓、上海展覽中心、錦江飯店、廣東國際大廈等建筑已達到樓宇設備自動化，即實現中央電腦控制系統，其防火子系統亦采用集中智能型，具有設備監控和網絡通訊能力。

3.1 智能建筑火災探測技術

火災自動報警系統中，火災探測器的選用及其報警器的配合是火災自動報警系統設計的關鍵。先介紹一種國外最新設計的新型分布式智能火災探測報警探頭，探頭自帶CPU，具有智能型，能獨立地探測火災。據探測到的火災特點與探頭內儲的預置火災特性曲線參數進行比較，能準確地進行災探測、排除干擾，及時診斷判定、自動報警、選擇消防控制。另外，分布式智能火災探測系統，在每個火災探測器或火災傳感器上都有一個原始的微處理器代探測器的電子線路進行參數處理并進行必要的分析判斷，提高探測器的有效數據輸出。在智能建筑中，采用分布式智能火災探測系統，能較好地協調早期發現火災，消滅或消除誤報或不報現象，及時傳輸信息功能。如圖2所示為其原理圖：

此探測器具有靈敏度自動調整、自動診斷、自動報警功能。內設的微處理器，實現探測器本身對信號進行不間斷的真正智能模擬處理，當靈敏度閾值超出允許范圍時，自動進行干擾參數計算，調整報警靈敏點，使之適應探測器所處環境，完成靈敏度自動調我自動診斷功能是采用綜合診斷方式進行預防性維護，通過自動修正檢測值，確保對探測器電氣性能進行診斷，確定老化程度；自動報警功能是通過自動修正靈敏度、補償環境條件變化，消除干擾和集灰影響，使其長期內免維護，當自動修正無法滿足要求時，發出報警信號，提醒維護。

3.2 智能型數據總線布置

探測器探測的信息，通過數據線適時、準確地傳輸尤為重要。選用的火災報警系統應采用智能型數據總線結構，以提供系統報警信息的準確性和適時性。智能型數據總線同時也可以傳遞系統所有的操作數據、程序和指令，以及探測器狀態，分析數據資料。數據總線提供系統的探測器和控制器模塊二線制連接，同時傳輸工作電壓和數據通訊，智能數據總線綜合布置具有兼容性、先進性、開放性、靈活性、可靠性和經濟性等特點。

4 消防聯動、模塊化控制區域控制器或中央控制

其接受到火災信號要及時地啟動消防栓和自動噴淋系統、防排煙系統、防火卷簾和警鈴動作、聯動控制。系統可把輸入模塊作為一個主模塊，在系統中獨占用一個地址號，主模塊可串接多個普通底座的各種類型的探測器，也可連接感溫探頭，以及其他設備。把輸出模塊作為控制模塊，通過編程與若干探測器建立邏輯“或”門。當其中一個探測器發出報警信號時，即啟動控制模塊盒控制有關消防設備動作。在系統中可布置檢測點模塊，對所有連接的設備進行開關量的監控，并反饋消防設備動作信號。如圖3所示，防排煙模塊控制方式。消防中心接收到火警信號后，產生排煙風機和排煙閥門動作信號，經總線和控制模塊驅動各設備動作，并接受其反饋信號，監測系統運行狀態。

5 結束語

總而言之，智能建筑是未來建筑的發展趨勢，對未來建筑行業的發展有著重要的影響。智能建筑是利用系統集成方法，將計算機技術、通訊技術、信息技術與建筑藝術有機地結合在一起，并隨著現代化技術發展不斷完善其自身的功能。智能建筑的不斷出現，促使火災監控系統向著ASIC應用和分布智能型防火系統方向發展，以實現火災參數動態監測、數據共享、設備優化控制、網絡通訊和防火綜合管理等功能。

參考文獻

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