建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

王瑞賓 張瑞寧 秦寧

【摘 ?要】科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提高了建筑電氣的安全性與可靠性，但是建筑電氣的火災(zāi)隱患仍然存在，為了保障建筑電氣安全，在建筑電氣設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，根據(jù)建筑使用功能與建設(shè)規(guī)模設(shè)計(jì)與安裝先進(jìn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，降低建筑電氣火災(zāi)發(fā)生率，提高建筑電氣安全性與可靠性，對(duì)提高建筑整體消防水平有重要意義。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣;火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

火災(zāi)是影響建筑安全和人們生命財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)難之一。現(xiàn)代建筑普遍存在樓層多，人口較為密集且可燃物較多的特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，將帶來(lái)嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。基于此背景下，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)既能夠快速的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，及時(shí)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警，提醒人們快速通過(guò)逃生通道撤離，又能夠聯(lián)動(dòng)消防設(shè)施，對(duì)著火區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)控制和滅火處理，在現(xiàn)代建筑當(dāng)中扮演著非常重要的安全保障角色。因此，研究分析建筑電氣中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、建筑電氣火災(zāi)常見(jiàn)原因

電氣火災(zāi)的形成原因一般分為兩種，一種是放電型，另一種則是過(guò)熱性。導(dǎo)致火災(zāi)的原因可以分為線(xiàn)路及電氣裝置安裝不規(guī)范、用戶(hù)用電過(guò)程中使用不規(guī)范、管理不到位、整個(gè)電氣系統(tǒng)缺乏合理性。

在建筑施工的過(guò)程中，施工單位過(guò)度的忽視電氣的使用要求，沒(méi)有按照要求進(jìn)行施工，在線(xiàn)路的連接，電氣裝置的接線(xiàn)端等部位都存在著問(wèn)題。用戶(hù)經(jīng)常按照自己的意愿更改線(xiàn)路，造成整個(gè)用電的過(guò)程處于超負(fù)荷的狀態(tài)，沒(méi)有按照要求進(jìn)行建筑電氣的裝演操作。電氣設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工作運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)常會(huì)超負(fù)荷，常常會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題或故障，導(dǎo)致電氣設(shè)備存在著很多的安全隱患，導(dǎo)致電氣火災(zāi)經(jīng)常發(fā)生。建筑電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須遵循國(guó)家的要求，然而，一般家用的電力設(shè)備系統(tǒng)大多都不合理，線(xiàn)路的截面小，分支同路少，超出了線(xiàn)路的承載力，一般居民對(duì)這方面的原理不太懂，經(jīng)常會(huì)發(fā)生亂拉臨時(shí)線(xiàn)的情況，這就容易引發(fā)火災(zāi)。

2、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 報(bào)警控制器

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制器的設(shè)計(jì)分為硬件結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器電路、時(shí)鐘與復(fù)位電路、電源電路、液晶顯示電路和鍵盤(pán)電路。在建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制器具有聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)報(bào)警、人機(jī)交互以及信息存儲(chǔ)的功能。報(bào)警控制器能夠主動(dòng)識(shí)別火災(zāi)的信息，構(gòu)建可靠的通信網(wǎng)。例如某建筑的電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制器選擇的是ARM7 處理器，以此為基礎(chǔ)，擴(kuò)展無(wú)線(xiàn)通信功能，滿(mǎn)足建筑智能化的火災(zāi)報(bào)警發(fā)展需求。

2.2 復(fù)合探測(cè)節(jié)點(diǎn)

復(fù)合探測(cè)節(jié)點(diǎn)包括探測(cè)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)、探測(cè)節(jié)點(diǎn)核心電路以及前端信號(hào)調(diào)理電路。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，復(fù)合探測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)起到智能化的作用。例如，火災(zāi)探測(cè)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)，其為復(fù)合探測(cè)節(jié)點(diǎn)中的重要部分，能夠分析建筑中的火災(zāi)因素，在節(jié)點(diǎn)位置探測(cè)煙霧、溫度以及CO，及時(shí)探測(cè)到風(fēng)險(xiǎn)因素，同時(shí)配合單片機(jī)控制，提高復(fù)合探測(cè)節(jié)點(diǎn)的有效性，利用無(wú)線(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)和火災(zāi)報(bào)警控制器，完成信息交互。

2.3 無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)

建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)分為無(wú)線(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與電路抗干擾2 個(gè)部分，確保無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。無(wú)線(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)接口有P87LPC767、S3C44B0X，需提前預(yù)留接口，以便連接無(wú)線(xiàn)通信的線(xiàn)路。電路抗干擾的措施中包括射頻電路、數(shù)字電路和模擬電路，需要根據(jù)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的基本需求，選擇可用的電路抗干擾方式。在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中，配合好通信節(jié)點(diǎn)與電路抗干擾，才能滿(mǎn)足電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)用需要，提高無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行水平。

2.4 報(bào)警及聯(lián)動(dòng)模塊

在建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警與聯(lián)動(dòng)模塊起到報(bào)警、傳輸?shù)淖饔谩＠缏暪鈭?bào)警電路，配置有火災(zāi)報(bào)警揚(yáng)聲器與發(fā)光二極管，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，聯(lián)動(dòng)模塊控制好相關(guān)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制的目標(biāo)，同時(shí)在最短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防火卷簾、防煙排煙系統(tǒng)、非消防電源燈，利用繼電器完成聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制。

3、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境

建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的軟件基本是配合硬件運(yùn)行的，目的是提高火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行水平。軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境方面，采用嵌入式的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，監(jiān)理可以交叉編譯的環(huán)境，按照自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的需求，移植BootLoader 引導(dǎo)程序和嵌入式μClinux 內(nèi)核，創(chuàng)建文件系統(tǒng)。

3.2 控制器軟件

火災(zāi)報(bào)警控制器的軟件設(shè)計(jì)要充分配合報(bào)警器硬件，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，提高火災(zāi)數(shù)據(jù)的處理、分析能力。在控制器軟件中，引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，由火災(zāi)報(bào)警控制器接收建筑現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)信息。此類(lèi)信息數(shù)據(jù)具有特定的數(shù)值，在模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)識(shí)別的過(guò)程中確定火災(zāi)的狀態(tài)，判斷是否需要啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

3.3 探測(cè)節(jié)點(diǎn)軟件

火災(zāi)探測(cè)節(jié)點(diǎn)的軟件用于收集火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括濃度、溫度等，待探測(cè)節(jié)點(diǎn)上電、復(fù)位后，軟件進(jìn)入初始化的工作狀態(tài)，與火災(zāi)報(bào)警器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化的連接，發(fā)送連接請(qǐng)求到火災(zāi)報(bào)警控制器。節(jié)點(diǎn)軟件根據(jù)外部的狀態(tài)發(fā)信息，按照待處理實(shí)踐判斷終端程序的請(qǐng)求、定時(shí)或轉(zhuǎn)向。例如火災(zāi)探測(cè)節(jié)點(diǎn)的軟件，采集模擬量信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換后形成數(shù)字信號(hào)，與設(shè)定的閾值比較，超過(guò)閾值標(biāo)準(zhǔn)，需向火災(zāi)控制器發(fā)送軟件的數(shù)據(jù)信息，等待執(zhí)行控制器的命令。

3.4 無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)軟件

無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)軟件利用模塊化的設(shè)計(jì)路徑，規(guī)劃了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模塊，運(yùn)用編程控制指示無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)模塊軟件編寫(xiě)的過(guò)程中，需要全面了解網(wǎng)絡(luò)的工作模式，規(guī)劃好對(duì)應(yīng)的工作模式。無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計(jì)和科學(xué)的編寫(xiě)程序，促使無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的軟件以及空閑模式、發(fā)送模式、接收模式都能在較短的時(shí)間內(nèi)完成。

4、建筑電氣中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)符合要求。在對(duì)建筑電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，每一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作都必須符合要求，根據(jù)工程的實(shí)際情況，對(duì)不同的建筑類(lèi)型，以及建筑防火的分級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。部件使用安全。在電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的施工過(guò)程中，系統(tǒng)的部件和使用都要符合國(guó)家的要求，運(yùn)行前要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。

安裝要求合格。在整體的工程施工前期，要根據(jù)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)整體進(jìn)行規(guī)劃，并在圖紙中體現(xiàn)，要經(jīng)過(guò)部門(mén)檢驗(yàn)和審批之后才可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的安裝施工，且在進(jìn)行安裝時(shí)必須按照計(jì)劃的要求進(jìn)行操作，不能私自改裝。尤其重要的是，探測(cè)器的安裝時(shí)，供電的方式必須符合要求，金屬外殼必須進(jìn)行絕緣及傳感器接地線(xiàn)，在整個(gè)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)檢測(cè)時(shí)，不要加入任何的線(xiàn)路節(jié)點(diǎn)，細(xì)節(jié)決定著自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的正常使用，安裝時(shí)切記仔細(xì)、認(rèn)真。

設(shè)備調(diào)試操作。在整個(gè)電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)安裝完成后，必須進(jìn)行調(diào)試，在保證正常工作的前提下，傳感器和監(jiān)控探測(cè)器要進(jìn)行單機(jī)通電的檢查操作，在對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，包括監(jiān)控報(bào)警功能、故障報(bào)警功能等，必須保證每一個(gè)功能都可以正常的使用。施工單位還應(yīng)該檢測(cè)配電的回路剩余電流，調(diào)試火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，對(duì)漏電發(fā)生器的漏電流進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到一定的報(bào)警值，配合整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到報(bào)警提醒。

系統(tǒng)驗(yàn)收合格。在整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)安裝和調(diào)試完之后，按照國(guó)家的要求對(duì)其進(jìn)行整體檢驗(yàn)，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀對(duì)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控，探測(cè)儀顯示報(bào)值。在檢測(cè)的過(guò)程中一旦出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)該及時(shí)的解決出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行修復(fù)或是更換，檢查合格后，才可以對(duì)整個(gè)電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行正常的使用。

火災(zāi)會(huì)給人帶來(lái)財(cái)產(chǎn)及人身安全損害，不容忽視，火災(zāi)的發(fā)生和危害程度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展想關(guān)聯(lián)著。在建筑電氣設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)結(jié)合實(shí)際情況，將火勢(shì)能有效控制，能在事故突發(fā)時(shí)期將人群和物質(zhì)及時(shí)疏散開(kāi)來(lái)，更好地保護(hù)人身安全及財(cái)產(chǎn)安全。

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（作者單位：鄭州地鐵集團(tuán)有限公司）