解析消防水炮滅火系統(tǒng)在大封閉空間中的應用
近年來國內諸如會議展覽館、候機樓、體育館、火車站候車室、劇場、高層或多層建筑的商業(yè)廣場等封閉空間越來越多，大封閉空間建筑消防設計也受到越來越多的關注。佛山市南海天雨大空間智能滅火裝置有限公司致力研發(fā)和生產(chǎn)消防水炮，大空間水炮，大空間智能滅火等消防設備裝置。公司成功研制并生產(chǎn)了領先于國際水平的新一代智能化消防產(chǎn)品——“翔達”牌大空間智能型主動噴水滅火裝置和自動尋的智能消防炮。
1、大封閉空間建筑的定義
大封閉空間建筑是指建筑物的每層和多層建筑面積超過“建規(guī)”和“高規(guī)”規(guī)定的防火分區(qū)大允許建筑面積，或者每層建筑面積超大;其單層和多層建筑層高的凈空高度超過《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定的閉式噴頭安裝的大凈空高度。
2、大封閉空間建筑的火災特點
通過對大封閉空間建筑火災荷載影響的調查，當大量大塊的木材、塑料等著火時，火災的擴散在空間成線性，因此熱氣能夠即時向四周釋放，火焰的高度取決于兩個因素：熱量的釋放及火的面積。在大封閉空間建筑發(fā)生火災時，著火面積和熱量的釋放均較大，在釋放4500kw熱量的火焰高度已接近大值5m?；馂暮奢d上面5m高處的溫度為500℃以下。鋼材在500℃時，抗拉強度降低一半，這是鋼材在火災中是否采取防火保護的臨界溫度。
根據(jù)其火災特點，大封閉空間建筑火災的滅火難度很大;消防水炮系統(tǒng)的研制及在某些超大空間建筑的成功應用，為解決大空間消防提供了一條新的途徑。
3、消防水炮的構造與功能
消防水炮由前段探測、火焰定位、信息處理、終端顯示、記錄報警、聯(lián)動撲救等幾部分組成。
(1)前段探測
前斷探測采用雙波段火災探測器，雙波段火災探測器是一種基于圖像的、采用紅外CCD﹝感光耦合組件﹞和彩色CCD作為前段探測元件的感火焰性火災探測器。它采用雙波段感火焰探測技術，具有同時獲取現(xiàn)場火災信息和圖像信息的功能。可根據(jù)火災在燃燒過程中的光譜、色度、紋理、運動及頻譜特性，通過控制中心對其傳送來的信號進行職能化火災判斷，可以識別火災并報警。
(2)火焰定位
火焰探測器在巡檢過程中一旦發(fā)現(xiàn)火情，立即發(fā)出報警信息，計算機在接受報警信號并經(jīng)過系統(tǒng)確認后，通過解碼器的遠程通訊模塊和微處理模塊處理，將信息發(fā)送給功率驅動模塊，解碼器由數(shù)據(jù)采集模塊、微處理模塊、通訊模塊及功率驅動模塊組成。由功率驅動模塊控制消防水炮的水平電機和俯仰電機作旋轉運動，消防水炮噴頭帶動火焰定位器進行水平方向和俯仰方向的火焰搜索。同時，水泡上的水平電位器和俯仰電位器將消防水炮和火焰定位器的角度信息傳遞得解碼器的數(shù)據(jù)采集模塊，有數(shù)據(jù)采集模塊將所采集的數(shù)字量信號和模擬量信號傳輸給微處理模塊進行分析和處理，在對火災進一步確認和火焰空間定位后，功率驅動模塊自動打開消防水泵和管道電磁閥對著火點實行滅火。
(3)信息處理
信息處理主機是消防水炮系統(tǒng)的技術核心部分和集中控制部分，可對雙波段攝像機采集的視頻信號進行巡檢，可控制數(shù)百路視頻圖像信號。同時作為高位主機管理多臺防火并行處理器及系統(tǒng)其它設備。每臺防火并行處理器對前段火災探測器所攝取的視頻信息先進行判別，在確認火情存在后將火災信號傳送給信息處理主機。主機利用火災安全監(jiān)控軟件來處理火災報警信號，進行再確認。并對經(jīng)確認的火災信號進行記錄、顯示及自動控制聯(lián)動設備﹝警鈴、水泵、錄像機等﹞。系統(tǒng)報警響應時間一般不大于20秒。
(4)終端顯示
顯示器設在消防控制中心，可以將整個建筑物分成多幅建筑平面圖存放在主機的硬盤中，探測器也按實際位置標注在建筑平面圖中。正常情況下，對各設防點現(xiàn)場進行畫面監(jiān)視，一旦有異常情況﹝火災發(fā)生﹞，監(jiān)視畫面將改變常規(guī)模式，自動切換到報警現(xiàn)場的畫面，主機自動調出著火點防火分區(qū)的平面圖，并可用頻閃表示報警探測器的具體位置。同時可進行畫面錄像，以備火災后分析處理使用。
(5)記錄報警
由于消防水炮主機采用工業(yè)計算機，信息處理能力大幅度提高，可對各種數(shù)據(jù)進行高效的管理控制，包括系統(tǒng)運行記錄。例如系統(tǒng)的啟動時間、退出時間、各功能操作時間、結束某一功能時間、系統(tǒng)布防記錄、探測器屬性記錄、聯(lián)動設備記錄、錄像機屬性記錄、監(jiān)視器分配記錄等。當有火災發(fā)生時立即切換現(xiàn)場圖像至監(jiān)視器，并對整個滅火過程進行錄像，調用圖形查詢模塊，表明火警位置，并給出處理向導(等待人工處理)。如值班人員未能在設定時間內及時處理，主機進入自動處理階段：撥通有關主管領導電話、啟動相應消防設施;并在報警處理過程中，主機內部對系統(tǒng)狀態(tài)、火警時間、處理方式等同時進行記錄。
(6)聯(lián)動撲救
聯(lián)動撲救是通過聯(lián)動模塊完成的，連動模塊負責滅火設備與主機之間的協(xié)同工作，對主機的各種命令作出及時響應。例如：啟動消防警鈴、消防廣播、消防水泵、報警閥門、防火卷簾等。消防水炮的啟動方式分為手動和自動。手動啟動是值班人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)著火點，按下手動報警按鈕，或通過操作控制盤時水炮對準著火點，啟動水泵及報警閥是水炮系統(tǒng)工作。自動啟動是控制主機接到火災探測器報警后，掃描著火點、進行系統(tǒng)報警、啟動消防水泵及管道控制閥門、對滅火過程進行記錄和保存，均是由系統(tǒng)軟件控制而自動完成的。
在火災撲救過程中，系統(tǒng)的每一組成部分的工作是協(xié)調互動、相輔相成的。
4、消防水炮系統(tǒng)及選型
(1)水炮系統(tǒng)
消防水炮系統(tǒng)由火災探測器、火焰定位器(位于水炮炮口上)、消防水炮、解碼器、電磁閥、手動控制盤、信息處理主機、控制程序及管道系統(tǒng)組成。其中，解碼器由功率趨動模塊、微處理模塊、遠程通訊模塊和數(shù)據(jù)采集模塊組成。它提供了消防水炮的驅動、狀態(tài)反饋、火焰定位和遠程通訊四項基本功能。從規(guī)范4.1.3條的理解，消防水炮管網(wǎng)可以為空管系統(tǒng)，且消防車可以直接進入大廳協(xié)作滅火，故消防水炮系統(tǒng)不必要再設置為消防車接口的水泵接合器。
(2)水炮的合理選型
水炮的射程與其炮口的壓力和流量成正比關系。水炮系統(tǒng)合理的流量和射程與其要保護的空間大小密切相關，水炮位置的設置既要考慮對建筑平面的影響，又不能使水炮射程太大。射程大，炮口壓力和流量就大，勢必增加工程投資。
(3)水炮系統(tǒng)的水量計算
根據(jù)規(guī)范4.13條“消防水炮的水量應按同時使用的水炮及供水管網(wǎng)的充水量之和計算”;4.5.7條“在人員密集的公共場所室內大空間建筑物內配置的消防水炮應能使兩門水炮的射流同時保護任一部位?！谧饔脮r間1小時”。所以，水炮系統(tǒng)的用水量為兩門水炮1h的水量與水炮管網(wǎng)容積之和，水炮加壓泵的供水量為兩門炮的流量。
5、消防水炮系統(tǒng)的利弊
消防水炮滅火系統(tǒng)是一種較新的滅火系統(tǒng)，有些地方還有待于進一步完善和探索。例如，手動控制模式下，從檢驗狀態(tài)到滅火狀態(tài)所需時間遠遠大于自控狀態(tài)。雖然水炮滅火系統(tǒng)迅速可靠，管道系統(tǒng)簡單，自動化程度高，但造價偏高，不容忽視。
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