火灾自动报警系统在楼宇建筑中的应用分析

徐登峰

【摘要】现阶段，我国已经迎来经济发展的黄金时期，加之不断深入的城镇化进程，相比以往城镇人数激增，随之带动我国建筑行业的进步，同时出现越来越多的智能楼宇建筑。进入新的历史发展时期，中国的GDP在持续攀升，伴随不断增长的社会财富总量，高楼大厦就像雨后春笋一样，而当中的智能楼宇建筑正逐渐成为建筑行业的主流发展方向。基于广泛普及与积极发展的科学技术，和人类生活相关的一系列基本设施也在朝着智能化方向发展，而最具代表性的就是火灾自动化报警系统，将此系统应用到楼宇建筑中可以提升检测火灾发生的效率、具有更高的可靠度及灵敏度。同样伴随着发展进步的信息化网络处理技术，采集火灾发生现场信息数据的方法也出现一定变化，例如常见的现场总线技术，便在很大程度上促进报警系统多样化性能的提高。应正确认识到网络发展更有利于共享数据信息，在此基础上也会实现智能化、自动化管理火灾报警系统，仅需中心与其他部门联动便能进行高度统一的管理调度。与此同时，科学技術的进步发展以及楼宇建筑的建设，火灾自动化报警系统已成为不可逆转的主流趋势。并且实现自动化会掀起火灾报警系统的再一次发展热潮，当前很多研究人员针对此系统的报警、探测及处理等其他功能展开深入地分析研究，有关成果也得到一定的普及与运用，对此，本文将立足火灾自动报警系统，简要分析其在楼宇建筑的相关应用。

【关键词】智能;楼宇建筑;火灾自动报警;

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

绪论

在20世纪末，国内的消防事业获得快速发展，不管是生产还是研究系统产品，无论是工程设计还是标准化等方面均获得较大进展，当中的自动化与数字化占比不断提高，能够实现初步的设计、调试、安装以及管理的自动化[1]。针对当前科技发展的重要机遇以及市场所面对的竞争挑战，有必要乘此东风积极发展火灾报警技术。以往的火灾报警相比现代化火灾自动报警系，最明显的差别在于探测器整体性能，此系统可以在一定程度上行提高处理火灾信息数据能力以及原本的自动化水平，在降低误报机率的同时提高其可靠性。

一、火灾自动报警系统基本概述

1.原理结构

通常情况下，该系统结构具体如图1所示。基于图片分析：如果探测设备监控的区域出现火灾，设备收集的所有火灾信号，比如烟雾、高温以及火焰等，均会转换成为一种电子信号，而且要及时比对没有出现火灾时的各项参数模型，若是进入到异常状态，系统会自动发起警报。与此同时，还能够借助火灾报警设备当中的声光装置实现灾情预警。至于系统中的报警自动化控制设备会利用其自身的警报装置，及时提醒有关工作人员处理火灾或者是远离现场;系统中的控制设备能够将排烟、断电器以及应急照明等有关装置启动，这样可以避免火势进一步蔓延或是扩大。若是消防员能够将火灾制止且及时消灭，此时该系统会自动恢复全部的部件而且对其展开监控。

2.基本性能

基于不断发展的建筑施工技术，我们能在城市中见到很多智能以及高层建筑。同样楼宇建筑的出现也会促进此系统的发展。一般情况下，对于监控系统组成依据是发生火灾的主要因素、灭火和防火的特征。至于火灾报警所具备的装置和功能如下：

①总线系统结构以及智能化探测火灾方法。

②通过气味与温度等相关传感设备、探测设备对于灾情数据加以采集并传输至控制端[2]。

③需确保系统可以长时间稳定运行工作，有关防火设备具备较强的联动控制能力，而且操作便捷。

④报警设备高灵敏性，能自动化将阈值归正。

⑤性能优良的辨别火灾基本模型，如果发生火灾可以进行及时报警，大大降低错误率。

⑥具备和电源、报警、消防以及监控设备实现数据信息共享，针对有关设备实现及时保护。

⑦拥有直观简洁的操作界面，且系统相关操作步骤更加简单。

二、火灾自动报警分类

1.集中报警

关于报警控制设备需要安设在消防值班室，如果不能将集中报警在消防控制室设置，那么其输出信号必须引到这里，主要是为实现针对建筑物所有火灾自动报警系统进行集约管理及统一监控。

2.控制中心报警

通常放置于消防控制室，联动控制和其他消防设备，能够进行分散控制或者是集中遥控。相关反馈消防设备的信号，应该集中呈现在控制室内部的监视屏幕上，这样有助于针对防火设施的有效管理及全面控制。通常探测区域的数量能够达到数百乃至于上千。

3.区域报警

如果运用区域报警，需要保证其他区域的控制设备在3台以内，由于没有对此控制器设置，若是有过多的火灾报警区并且相对分散，则不方便实现集中管理以及监控。

三、火灾自动报警系统相关技术应用要点

1.消防联动控制

其输出单元可以针对消防设备发出相关控制信号，属于明确火灾之后的直接处理单元，针对避免火灾扩散与方便人员疏散的一系列举措，例如防火门、防火水幕、疏散照明等实现联动控制。这一系统职能与其能否实现高效工作十分重要，同时也对消防灭火起到直接影响。在通常情况下，此系统采取多线和总线的联动系统有机结合，从而形成一个联动控制系统。在明确火灾之后，对现场及时发出报警广播以及声光信号;而且依据水流提示设备、消火栓按钮实际运作状态将喷淋泵、排烟风机等设备启动，同时将防火阀与排烟口打开，由此达到迫降电梯的目的而且让消防电梯随时进入待命状态。将不属于消防负荷的电源切断，和疏散照明、应急照明相连接。

2.火灾识别技术

相比以往的火灾报警系统，以图像识别技术为基础的火灾报警系统会更具先进性。其主要借助图像算法识别火灾图像，在此基础上和光电处理技术相结合，以此清楚判断且及时预警火情火灾。下图为该系统的基本原理示意图，这一系统借助监测摄像设备拍摄现场环境，在提取的同时分析相关视频信号，然后转换成为图像数字化信息，在此基础上存储到计算机。通过中央处理设备调用和火灾有关的图像识别算法，处理拍摄获得的图像信息，针对图像加以滤作和分割操作，将图像有关特征值提出出来、判断及分析特征向量，将火灾实际情况及时上报，而且依据火灾级别发出预警以及报警。

依据图片中的系统分析，应该针对例如火焰的边缘与面积、红外辐射等相关因素展开识别分析，从而将火焰图像有关特征数据提取出来。这种火灾报警识别系统的重中之重就是识别处理数字图像的，且也是该系统是否可以精准播预警和报警消息。在进行火灾识别时，需要遵循以下方法：

①针对摄像设备拍摄到的图像加以预处理，其主要内容有图像的灰度化、滤波以及图像的分割、增强等操作[3]。

②依托相关算法识别、分析图像当中的物体。

③分割火灾图像进，通过背景差分原理，把火灾图像当中的目标火焰抽离出环境背景。

④在提取完图像后将图像调出，主要通过合适的算法程序分析与判断目标图像。以相关算法识别判断此目标属于火灾早期情形，或者是一系列其他影响因素，在此基础上确保处理决定的正确性。需要注意，烟雾属于火灾现象相对重要且十分常见的一个方面，具备明显的流动性。这也为今后的研究工作提供方向，在早期对火灾现场进行探测时，识别烟雾的火灾相比以图像识别技术为基础的火灾识别报警，会具有更高的灵敏度，因此，其也是限制系统发展的一大技术难题。在火灾现场中将各类信息数据的采集技术加以网络化、集成化，并将其运用在火灾自动报警系统，这也是自动化建筑消防的主流发展趋势，实现系统不同的数据信息互相交换，强化网络监控以及服务通信的综合能力。

3.消防广播和通信

针对专用的消防通信系统，基于广义角度分析主要分为：建筑内具备的通信系统;依据城市系统联合城市消防中心，这样能够及时向中心发出报警，这样对方会进行和城市供水、供电等部门的协调工作，由此一来灭火部队能够及时到位，另外也能为火灾扑灭打下坚实的环境基础。至于火灾广播和灭火控制、诱导疏散诱导维持着密切关系，现阶段火灾广播的常见方式如下：首先是独立设置的广播系统;其次是由建筑物具备的广播系统进行兼任。

四、火灾自动报警系统应用的相关注意事项

本人在2012年11月-2014年，参与了11月丰台区郭公庄车辆段项目四期F2公建混合住宅项目。工程总建筑面积76238.1㎡，地下为连体车库，地上为住宅楼。1#住宅楼地下4层，地上15层;2#、3#、4#住宅楼地下3层，地上19层。本人主要负责协助项目经理做好工程开工的准备工作，初步审定图纸、施工方案。在草桥村回迁安置房及公共服务设施项目（二期），本人负责帮助项目部技术人员解决工程当中的技术问题，对一般技术问题做出处理方案，在涉及到火灾自动报警系统构建方法方面，总结整理出以下几点注意事项：

1.设置探测器

如实封闭或者是敞开的楼梯间需要对探测区域进行单独规划，探测设备每间隔2至3层安置一个。针对电缆竖井而言，需要对探测区域单独划分而且要设置相应的火灾探设备。这主要是为避免火灾发生时火势顺着电缆继续燃烧。能够在《建筑设计防火规范》和《电气设计规范》中，在建筑以及电线的选型方面提出十分具体详细的规定，可是考虑到具体施行的现状和难度，将火灾探测设备安装在电缆竖井尤为必要，而且依据竖井具体的防火要求，间隔2至3层或者是每1层设置探测设备1个[4]。至于前室以及需要单独进行探测区域的规划，尤其是竖井和前室、走道和楼梯间是相通的，当火灾发生时烟气极容易流过或者是聚集，属于消防工作开展及人员疏散的一个必经之地，因此需要设置火灾探测设备。针对常规的电梯前室即使不属于疏散的一个必经之地，可若是前室连同电梯竖井，依然在火灾发生时烟气很容易流过或者是聚集，需要对探测区域进行单独规划并对火灾探测设备进行安置。除以上区域外，电梯机房也应该装设，具体原因如下：电梯属于楼宇建筑关键的垂直交通设施;如果在电梯机房出现火灾具有较大危险性;竖井必须具备开孔，例如通风孔等其他开孔;当火灾发生时，往往竖井会变成火势进一步蔓延的主要通道，对机房设施造成严重威胁。基于此，将火灾探测设备安置于电梯机房十分必要。

2.设备选用

（1）自动报警控制设备

依据性质与作用针对该设备进行划分按，能够划分成区域以及集中报警控制设备。这两种控制设备在组成以及原理方面大致相似，可在具體选择上存在如下差异：前者信号主要源于各类探测设备，而后者的输入通常情况下源于区域报警探测设备。前者的控制面积相对较小，能够实现单独应用，而后者主要负责全部系统，无法实现单独应用。前者一定要拥有强大的自检功能，后者则需要实现巡检以及自检功能。因为在上下区域存在明显区别，所以在具体应用时绝对不可以将两者混淆。如果监测区域范围相对较小，能够单独应用区域报警控制设备构建火灾自动化报警系统，可若是集中报警控制设备则无法代替而实现独立应用。

（2）火灾探测设备

针对火灾探测设备而言，其属于火灾自动报警系统尤为关键的一个设备，依据探测对象能够大致划分成感烟、感温以及感光等相关火灾探测设备，若是依据测控范围还能够划分成点型、线型这两种火灾探测设备。前者仅可以针对警戒区域内的某一点附近温度等相关参数加以控制，常见设备为点型感温、离子感火灾探测器等，而后者能够针对警戒区域中某线路附近的温度、烟雾等参数加以有效探测，常见设备为红外线、激光线以及缆式等火灾探测设备[5]。

3.系统布线

首先避免发生火灾时因为消防控制、消防通信出现中断，导致无法正常进行灭火工作无，引发巨大的经济损失;其次，避免电磁干扰例如电动机、变压器，针对系统造成影响。由此可见，针对系统房中的传输线路以及通信、消防控制等相关线路应该都使用阻燃型电缆，而且这种电缆上面的金属管等装置要加以保护。对于其中的联动控制设备，其中的手动控制部分则应需使用耐火型电缆，同样也应该对其金属管进行有效保护。与此同时，关于敷设方式要选择明敷的方式，无论是金属管还是金属线槽均应保证防火保护举措的落实。

结论：

应正确认识到，这一系统可以将楼宇建筑存在的火灾隐患及时准确地找出，同时采用针对性的措施加以有效扑救，从而把引发严重后果的火灾遏制在初期或者是阻燃期，这样有利于避免灾害进一步扩大。由此可见，该系统所发挥的作用至关重要，在楼宇建筑中，如果能够拥有等级更高的火灾报警系统，则能更好地保护建筑安全。总之，在实现楼宇建筑自动化的同时，要高度重视自动化火灾报警系统的应用。

参考文献：

[1]孙兰，汪浩.住宅建筑火灾自动报警系统设计——解读《〈火灾自动报警系统设计规范〉图示》[J].建筑电气，2014，33（09）：7-12.

[2]张响亮.智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究[D].武汉理工大学，2010.

[3]吴琦.智能建筑火灾自动报警系统的分析与设计[D].东华理工大学，2017.

[4]陈技，林洪钟，黄园梅.火灾自动报警系统设计若干问题探讨[J].建筑电气，2019，38（10）：39-47.

[5]张艳.智能建筑的火灾自动报警系统应用思考[J].居舍，2020（07）：194.