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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(guò)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(guò)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(mén)開(kāi)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(wèn)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(guò)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?chē)婎^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(méi)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(wèn)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(guò)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(guò)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?;飞a(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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)風(fēng)險(xiǎn)閾值,APP、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣,通過(guò)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(xiě)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(guò)壓、欠壓、過(guò)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(guò)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(mǎi),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)。
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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