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《防護(hù)工程》2017年第35期

作者：史宇鵬 沈陽(yáng)格林菲德科技有限公司

摘要：智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，使其在整個(gè)火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展中起到預(yù)防和控制作用。近年來(lái)智能建筑發(fā)展迅速的同時(shí)，給火災(zāi)隱患監(jiān)測(cè)帶來(lái)很大的難度，也對(duì)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)提出越來(lái)越高的要求。能準(zhǔn)確預(yù)防并控制火災(zāi)需要性能優(yōu)良的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，方能將因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失降到低。

關(guān)鍵詞：智能建筑；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

一、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)大約出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，自改革開放以來(lái)，我國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的重要性，逐漸加大了對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的投放與研發(fā)力度，并取得了一定的成果。目前，我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)廣泛采用了WIFI等無(wú)線通信技術(shù)。采用這種無(wú)線通信技術(shù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具有安裝簡(jiǎn)單、不破壞建筑物、靈活方便擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，深受社會(huì)各界的喜愛與歡迎。

二、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)線通信功能，滿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)線通信網(wǎng)絡(luò)分為無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與電路抗干擾2個(gè)部分，確保無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。無(wú)線通信節(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)線通信的線路。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?。例如聲光?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。

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

3.1軟件開發(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。軟件開發(fā)環(huán)境方面，采用嵌入式的軟件開發(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)線通信網(wǎng)絡(luò)軟件

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)軟件利用模塊化的設(shè)計(jì)路徑，規(guī)劃了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊，運(yùn)用編程控制指示無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)模塊軟件編寫的過(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)線通信網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計(jì)和科學(xué)的編寫程序，促使無(wú)線通信網(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。

四、智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)例

4.1實(shí)例分析

本文以某行政樓(總建筑面積:30.9萬(wàn)平方米，地上面積：22.16萬(wàn)平方米;地下面積:8.76萬(wàn)平方米)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)為例，對(duì)智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行分析。本工程為一類高層建筑，為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)特級(jí)保護(hù)對(duì)象，采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。

4.2主要設(shè)計(jì)原則

(1)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是防止火災(zāi)，貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)告火情，聯(lián)動(dòng)BAS等其它系統(tǒng)控制火災(zāi)的蔓延，盡早撲滅火災(zāi)；

(2)報(bào)警回路為總線形式，并在總線上適當(dāng)部位選用帶隔離器的探測(cè)器；

(3)在普通的辦公室、設(shè)備房、公共走道等區(qū)域設(shè)置光電式感煙探測(cè)器；地下室及廚房設(shè)置感溫探測(cè)器；

(4)在消防控制中心設(shè)置消防119電話主機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置消防電話插孔，以便于消防控制中心了解火災(zāi)情況；

(5)對(duì)于排煙風(fēng)機(jī)、事故送風(fēng)機(jī)、消防泵等重要的消防設(shè)備除自動(dòng)控制外，在消防控制中心還要設(shè)集中聯(lián)動(dòng)控制柜進(jìn)行硬線手動(dòng)控制；

(6)BAS系統(tǒng)對(duì)通風(fēng)、空調(diào)、照明、自動(dòng)扶梯等機(jī)電設(shè)備實(shí)行集中監(jiān)控管理。而對(duì)于僅在火災(zāi)時(shí)才使用的設(shè)備如防火卷簾、消防泵、消火栓泵、專用防、排煙風(fēng)機(jī)等，則直接由FAS系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控管理，不再納入BAS；自動(dòng)滅火系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備聯(lián)動(dòng)，由自動(dòng)滅火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)AS監(jiān)視其狀態(tài)；

(7)消防緊急廣播與公共廣播合設(shè)，共用一套系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)消防廣播專用話筒和切換裝置。廣播系統(tǒng)應(yīng)滿足《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求。

4.3消防監(jiān)控室

(1)消防監(jiān)控室設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)，能進(jìn)行全區(qū)的火災(zāi)信息探測(cè)、處理和傳送，能自動(dòng)或手動(dòng)地選擇預(yù)定的解決方案，發(fā)出有關(guān)防災(zāi)設(shè)備運(yùn)行指令，協(xié)助指揮搶險(xiǎn)救災(zāi)。具有獨(dú)立完成所管轄保護(hù)區(qū)的火災(zāi)探測(cè)、相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)、監(jiān)測(cè)的能力;(2)系統(tǒng)能在報(bào)警主機(jī)和圖形工作站上清晰地顯示報(bào)警信息，同時(shí)在圖形工作站上能顯示處理操作的指示和提示信息，方便值守人員及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。

節(jié)省成本考慮分設(shè)了南及公交消防設(shè)備室，北消防控制室作為總控制室;智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)留有RJ45接口，可利用外接筆記本進(jìn)行監(jiān)控工作;并在合適的場(chǎng)所設(shè)置區(qū)域顯示器；在重要機(jī)房、設(shè)備室等無(wú)人值守的重要區(qū)域設(shè)置極早期空氣采樣煙霧探測(cè)器，采用主動(dòng)空氣采樣探測(cè)的方式，即采用高效抽氣泵不間斷地把被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的空氣樣品抽進(jìn)探測(cè)室進(jìn)行探測(cè)，能將報(bào)警信息及時(shí)上傳到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)。

結(jié)束語(yǔ)

伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們對(duì)建筑應(yīng)用安全需求的提高，當(dāng)前建筑防災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)與技術(shù)正不斷發(fā)展革新，并相應(yīng)產(chǎn)生智能建筑火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。由于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)保證建筑結(jié)構(gòu)與人身財(cái)產(chǎn)安全，以及快速撲滅火情的重要影響與作用，需要在自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，依據(jù)建筑報(bào)警與火災(zāi)防范的具體需求，進(jìn)行智能、高效自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，進(jìn)而充分發(fā)揮出其系統(tǒng)在降低火災(zāi)損失與管控火情蔓延方面的作用。

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