淺談大空間移動式智慧消防報警滅火系統設計分析

日期：2024-09-23 22:34

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摘要：文章主要針對高大空間建筑，分析了火災發生初期如何實現快速報警與快速滅火。通過借助設置在建筑防火分區內的火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火機器人，能夠在火災影響范圍不大的情況下，及時發現火災著火點，并迅速撲滅，從而減少人員和財產損失。同時，在報警與滅火的過程中，智慧滅火機器人把相關數據資料和圖像監視資料快速遠傳至消防控制室與城市管理，方便各指揮部門開展各項工作。

張娟

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：文章主要針對高大空間建筑，分析了火災發生初期如何實現快速報警與快速滅火。通過借助設置在建筑防火分區內的火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火機器人，能夠在火災影響范圍不大的情況下，及時發現火災著火點，并迅速撲滅，從而減少人員和財產損失。同時，在報警與滅火的過程中，智慧滅火機器人把相關數據資料和圖像監視資料快速遠傳至消防控制室與城市管理，方便各指揮部門開展各項工作。

關鍵詞：智慧消防；滅火機器人；獨立滅火系統；穩定信息回路；火災快速報警

0引言

建筑物火災每年給國家和人民造成了巨大的損失，如何有效防止火災發生，或在發生火災后的時間內將火撲滅，是急需解決的問題。而且高層、高層建筑及大型商場、醫院等公共場所等的消防報警滅火系統尤為重要。目前，火災預警及滅火方式除了人力滅火，主要的就是應用火災自動報警聯動控制系統和自動噴淋系統。在大空間的防火分區內，一旦出現火情，在著火范圍不大的情況下，應立即用大空間移動式智慧消防報警滅火系統迅速將火撲滅；因為一旦形成大面積、大范圍的火情，撲救難度將成倍增加，即使火災撲滅了，造成的損失也是巨大的。大空間移動式智慧消防報警滅火系統由火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火

機器人構成。

1 滅火系統概述

1.1 自動滅火系統和消火栓滅火系統的缺陷

目前，自動滅火快速方式主要還是以自動噴淋為主（或大面積采用水炮自動滅火方式）；消火栓由專業人員手動操作，滅火方式基本屬于被動式。早期的大面積滅火方式是通過自動噴淋方式，當燃燒位置的溫度達到 68℃時，自動噴淋噴頭內的水立即噴灑向著火處進行滅火；而當消控接受火警信號后，立即啟動相關報警及聯動系統，當相關消防專業人員根據火災報警情況到達火場，操作消火栓，啟動消火栓泵時，已經花費了較長的時間，火勢很可能已經快速蔓延，而火勢一旦擴大就很難得到有效控制。而且很多建筑內的噴淋及消防管道因為長期沒有使用，存在積臟或腐蝕現象，使發電機無法正常啟動，或需要較長時間才能正常啟動；還

有水泵損壞、電纜接頭損壞、控制屏線路損壞等問題，使整個系統不能正常運行，無法及時進行滅火。尤其在老舊建筑物中，消防滅火系統老化，如果任何一個環節維修不到位，都無法進行有效滅火。

1.2 智慧消防報警滅火系統的優點

如何應對突發火警，可以通過在同一個防火分區內建立多個獨立滅火系統的主動式滅火裝置，在防火分區內的某個地方發生火情時，這些滅火裝置立即主動出擊，能在短時間內進行智能判斷且快速滅火。在日常生活中，這些智慧滅火設備在各防火分區中處于充電待命狀態，一旦接收火警指令，就會以秒計時，迅速到達現場對火情進行智能化判別，再采用合理的方式滅火，使火情在短時間內得到有效控制。

2 智慧型多功能綜合滅火機器人的主元件組成

智慧型多功能綜合滅火機器人可分成三類：空中軌道式、地面行走式以及無人機值守型等。在實際使用過程中，三類機器人各有千秋，這三類智慧滅火機器人均擁有獨立滅火系統，可自主設定自動智慧模式，或在消防控制統一控制協調下（消防指令可設優先級）協同滅火。三類機器人的外觀和內部元件均為耐火或防火型材質（防爆區內機器人均由防爆元件制成），保證在有效滅火時間內，設備均可正常工作；三類智慧滅火機器人均由 3 個關鍵主元件組成。

2.1 旋轉追蹤主元件基本構件

（1）紅外熱成像光電技術檢測傳感器；（2）單點式紅、紫外探測器或紅紫外復合探測器；（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，如超細干粉、二氧化碳等）；（5）高清攝像頭（攝像頭上方同時安裝 LED 高光束燈光）；（6）與消防相關的各種傳感器（如溫度探測傳感器、氣體探測傳感器等）；（7）人體感應探測器、人臉識別系統、抓捕繩及噴射劑。以上所有元件均為旋轉追蹤器的重要構件。

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算機系統，自備電源系統，廣播喇叭、紅藍火警燈閃爍裝置，液位傳感器（檢測自身水池水位），系統自巡檢故障檢測系統，無線信號接收、發射系統等等。

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、超細干粉、二氧化碳等小型、輕型滅火器材。

3 獨立式火災探測器

目前，在建筑防火分區內，火災探測器是固定式均勻布置的，在火警發生時進行報警，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 高靈敏復合型火災探測器。

它是一個獨立式的火災報警小系統，將高靈敏探測器及地址定位編碼與防火分區內的區域火警系統無線連接。它由多種復合型火災探測器、定位裝置、自備電源及接收發射器等元件組成，底座可以臨時安裝或固定安裝。在防火分區內，針對火災危險等級比較高或火災隱患比較大的場所，高靈敏復合型火災探測器可以實現火警快速定位與報警。

3.2 無人機飛行式火災探測器。

其工作原理與高靈敏復合型火災探測器一樣，但它的機動性更強，火災報警的瞬間響應更快。飛行式火災探測器可編程設定巡航高度及自動避開障礙物，如在夜間、無人的空間，可依需求，設置在 2 ～ 2.5m 處進行巡檢。此外，其配置上還增加了一些元件，如人臉識別系統、警示燈、麥克風與報警廣播喇叭等，可進一步保衛巡檢機器飛行器。

3.3 壁掛式負壓型搖頭火災探測器。

針對一些空間比較高的區域，待煙上升至頂棚時，所需時間較長，火勢已經發展到一定規模。如何快速探測燃燒產生的煙霧，設計一種壁掛式負壓型搖頭火災探測器，主探測器固定在設備的處，其采用高靈敏多種復合型探測器，并配置攝像頭，主探測器周邊為葉片式風扇，葉片旋轉產生負壓。在室內無風情況下，可布置此類探測器，在探測器附近產生負壓小空間，若附近產生煙霧，由于負壓存在，煙霧快速到達火警探測器位置，探測器可在短時間內迅速完成報警。監控視頻可遠傳監控室或消防控制室，以便管理人員觀察現場情況。

3.4 落地式可移動火災探測器。

落地式可移動火災探測器安裝在支架上，在室內根據家具靈活放置。主支架類似為照相機三角支架，頂端為高靈敏復合型火災探測器。探測器可依現場情況加配攝像頭、麥克風等設備，與區域報警器無線連接（自備定位裝置及 UPS 電源）

4 安科瑞智慧消防監控云平臺介紹與選型

4.1平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。填補了原先針對“九小場所”和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理的實際需求。

從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯動控制設備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業無專業電工、肉眼無法直觀系統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除隱患，安科瑞智慧消防監控云平臺結構如下圖所示：

4.2 平臺功能

(1) 平臺登陸

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

(2) 實時監控

智慧用電子系統可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統，實現對相關消防系統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、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在產生報警或隱患后，系統可以針對工程人員派發工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現

(4) 統計分析

統計分析包括數據匯總和分析報告，數據匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數設置類分別顯示，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，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。

(5) 運維管理

根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，系統支持指定巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機APP功能

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統的數據同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控制記錄進行查詢；