天文館大空間火災(zāi)自動報警及消防水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市建設(shè)取得了長足的進(jìn)步。人們的需求與日俱增，對建筑功能提出了更高的要求。同時，為了使其更加美觀，施工中需要各種材料，使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。但同時也大大提高了傳統(tǒng)消防方法的難度，對建筑本身的自動消防設(shè)施提出了更高的要求，而火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計成為關(guān)鍵。

針對上海天文館工程建筑功能的多樣性和空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，提出了火災(zāi)探測器的設(shè)置原則和一些設(shè)計應(yīng)用意見，可供實(shí)際工程應(yīng)用參考，也可供設(shè)計人員分析討論。

本工程采用集中報警控制系統(tǒng)，系統(tǒng)總線為環(huán)形可分體式，所有總線設(shè)備均內(nèi)置短路隔離器。這樣可以_限度地保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，也有利于故障的查找和排除。該系統(tǒng)主要由火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)和火災(zāi)聯(lián)動控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)框圖如圖1火災(zāi)自動報警系統(tǒng)框圖所示。

在消防系統(tǒng)與信息自動化集成的今天，火災(zāi)自動報警探測器的選擇是非常重要的。為防止火災(zāi)的發(fā)生，減少不必要的損失，相關(guān)人員應(yīng)在區(qū)域內(nèi)合理配置火災(zāi)探測器，_限度發(fā)揮系統(tǒng)的作用。根據(jù)探測區(qū)域可能發(fā)生的初期火災(zāi)的形成和發(fā)展特點(diǎn)、房間高度、空間結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件和可能產(chǎn)生誤報的原因，根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》提出的火災(zāi)探測器類型選擇的基本原則，本工程主樓火災(zāi)自動報警探測器的選擇見下表。

由于球幕影院的天幕巨大，音響設(shè)備越來越貴，建筑裝飾標(biāo)準(zhǔn)高，建筑空間高度大，所以在大空間使用空氣采樣火災(zāi)探測系統(tǒng)和水炮系統(tǒng)的合理性。此外，主樓14-23m倒穹頂高度較高，設(shè)有環(huán)形匝道的建筑空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。藏品的原意是展示中國古代和現(xiàn)代天文航天的發(fā)展。它包括檔案、儀器、圖像數(shù)據(jù)、隕石標(biāo)本、文物和與隕石有關(guān)的文物等，隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的火災(zāi)探測器性能得到了提高，但它不僅可以根據(jù)空間高度來選擇探測器。引起火災(zāi)的原因很多，火焰燃燒主要分為以下幾個階段：1。預(yù)燃燒階段。陰燃階段?；鹧嫒紵A段。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測器通常在火災(zāi)發(fā)展到第二級甚至第三級時發(fā)出警報。在大空間中，火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣在傳播時會受到空間高度和面積的影響。當(dāng)煙氣高度達(dá)到10米以上時，其溫度和濃度會相應(yīng)降低，形成“冷煙”。此外，火災(zāi)中還存在煙氣分層、開窗或通風(fēng)空調(diào)形成對流層等問題，使系統(tǒng)無法立即報警。如果出現(xiàn)錯誤信息或遺漏，后果不堪設(shè)想。在這種情況下，環(huán)境負(fù)責(zé)，設(shè)備功能不完善。在未來火災(zāi)探測設(shè)備的發(fā)展中，需要具備以下性能：1）提高靈敏度，及時報警，爭取更多的救援時間，減少人員傷亡和貨物損失。2） 在高靈敏度的基礎(chǔ)上，改進(jìn)后的系統(tǒng)避免了氣流稀釋煙塵造成的誤報和誤報。3） 在高空間環(huán)境中，可以減少煙氣分層的影響。

采樣式火災(zāi)探測系統(tǒng)又稱極早期火災(zāi)探測系統(tǒng)，由采樣管、空氣泵、濾波器、激光腔、控制電路等組成，它們各司其職，相互制約。具體的探測過程是：火災(zāi)發(fā)生后，通過預(yù)先設(shè)置的采樣孔和采樣管，由氣泵將保護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣抽出，然后將空氣樣本送入激光腔內(nèi)，由腔內(nèi)的激光照射空氣樣本，接收器吸收煙霧顆粒引起的散射光，然后將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再傳輸?shù)娇刂齐娐?，?jīng)過一段時間的處理后，信號轉(zhuǎn)換成煙霧。當(dāng)煙氣濃度達(dá)到設(shè)定的報警閾值時，向控制器產(chǎn)生輸出信號，系統(tǒng)發(fā)出報警信號?？諝馊踊馂?zāi)探測器分四個工作階段：報警（通知相關(guān)人員檢查）、動作（啟動報警功能）、火災(zāi)報警1（接近或確認(rèn)火災(zāi)）、火災(zāi)報警2（啟動消防聯(lián)動系統(tǒng)）。形式上，由于空氣系統(tǒng)可主動使用，管道布置靈活（采樣管材質(zhì)為PVC或ABS，外徑為25mm，內(nèi)徑為21mm），因此廣泛應(yīng)用于球幕影院、倒穹頂、弧形壁龕等空間的火災(zāi)報警設(shè)計。支撐倒穹頂?shù)娜鶚?gòu)造柱引至倒穹頂，沿倒穹頂龍骨分層環(huán)狀布置。此外，它還沿著外殼內(nèi)壁的鋼結(jié)構(gòu)和球幕影院的巨大頂棚空腔引上，沿圓形鋼結(jié)構(gòu)分層、圓形布置，并通過毛細(xì)管在球幕上的適當(dāng)位置設(shè)置微管采樣點(diǎn)裝置。這樣，這些地區(qū)不僅美麗，而且受到更好的保護(hù)。設(shè)計時根據(jù)點(diǎn)式感煙器的防護(hù)面積和半徑設(shè)置采樣孔的防護(hù)面積和半徑。每個檢測單元的采樣管總長度、單管長度和單管上的采樣孔數(shù)都是有限的。采用毛細(xì)管布置時，毛細(xì)管長度不大于4米；采樣管安裝高度大于16米時，采用高靈敏空氣探測器。在回風(fēng)口設(shè)置取樣孔輔助報警，有利于火災(zāi)的早期探測。根據(jù)不同要求，選用單管、雙管和四管（多管）空氣取樣火災(zāi)探測器。

綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)裝置是集檢測、報警、消防于一體的新一代高科技消防產(chǎn)品。該裝置采用單片機(jī)和紅色紫外傳感技術(shù)組成的智能檢測，具有很高的智能性。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，該裝置將在監(jiān)測范圍內(nèi)探測并啟動，然后在30秒內(nèi)掃描后向起火點(diǎn)噴水。

綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)明火的早期探測，探測距離長，穩(wěn)定性強(qiáng)；具有較強(qiáng)的火災(zāi)自動探測和滅火能力。為了保證滅火效率，系統(tǒng)還應(yīng)具有定位準(zhǔn)確、保護(hù)面積大、響應(yīng)速度快的性能。區(qū)域控制箱具有手動和自動切換功能，可點(diǎn)對點(diǎn)調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)所有水槍的噴水角度。此外，綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)還可與其他火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動，為消防救援提供雙重保護(hù)。接口方式采用無源干接點(diǎn)，系統(tǒng)信號傳輸采用can總線傳輸（大部分產(chǎn)品采用485總線傳輸，傳輸信號的質(zhì)量和可靠性低于can總線）；CAN總線的施工安裝方便、簡便，節(jié)省了施工工作量和成本。

綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)具有以下三個功能：（1）自動功能；在系統(tǒng)的空間位置保護(hù)范圍內(nèi)，一旦找到火源，啟動自動跟蹤定位噴射滅火裝置。找到火源的確切位置后，打開水泵和電動閥進(jìn)行水滅火。更自動的一點(diǎn)是，火災(zāi)撲滅后它會自動停止。如果有新的火源，自動重復(fù)滅火操作；（2）值班室遠(yuǎn)程操作功能：值班人員通過消防控制臺上的監(jiān)控圖像信號，及時掌握現(xiàn)場火災(zāi)情況。值班室人員配備消防裝置控制臺，可直接啟動水泵噴灑水源，人工滅火。此功能是對上述自動滅火功能的補(bǔ)充。（3） 現(xiàn)場人員手動操作：在室內(nèi)安裝現(xiàn)場控制器，直接操作滅火裝置滅火，三管合一，效果顯著。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4綜合消防水監(jiān)控系統(tǒng)圖所示。主樓設(shè)計安裝了三門綜合消防水槍，從球幕影院到穹頂，探測火災(zāi)報警并自動滅火。倒置穹頂?shù)娜Y(jié)構(gòu)柱各設(shè)一臺綜合消防水炮，三臺消防水炮成環(huán)布置。球幕影院控制室側(cè)上方設(shè)置3臺一體化消防水炮和3個氣泡弧形布置。倒穹頂火災(zāi)報警探測器安裝見圖2，球幕影院火災(zāi)報警探測器安裝見圖    考慮到從項(xiàng)目到穹頂區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，基于綜合消防水監(jiān)控，根據(jù)光學(xué)截面感煙探測器和雙波段圖像火焰探測器的產(chǎn)品特點(diǎn)和性能參數(shù)，增加3套光學(xué)截面感煙探測器和4套雙波段圖像火焰探測器，采用環(huán)狀布置，與消防水炮形成立體防護(hù)。它們可以作為一種綜合消防輔助手段的水炮系統(tǒng)探測器，減少空間探測的盲區(qū)，提高系統(tǒng)探測的靈敏度。通過對上述系統(tǒng)的分析和介紹，可以看出空氣采樣火災(zāi)探測系統(tǒng)、綜合消防水監(jiān)測系統(tǒng)、光截面感煙探測器，在大空間建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計中，有效地結(jié)合了雙波段圖像火焰探測器等系統(tǒng)和設(shè)備，具有多功能、復(fù)雜的建筑功能，人員密集、可燃物種類繁多的綜合立體防護(hù)與配合，可以進(jìn)一步提高火災(zāi)報警系統(tǒng)動作的準(zhǔn)確性。展館、劇院等內(nèi)部空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的場所的火災(zāi)報警系統(tǒng)也值得學(xué)習(xí)。