智能建筑中滅火及逃生系統的研究與實現

王俊

摘要：智能建筑在運行過程中可能會出現火災，比如由線路短路引發的火災、雷電因素引發的火災等，只有完善消防系統才能夠保障智能建筑的正常運行。文章利用調查法、文獻資料法等方法對智能建筑滅火及逃生系統進行了設計研究，以期為智能建筑滅火與逃生系統的完善提供參考。在探究過程中發現智能建筑對滅火與逃生系統的要求相對較高，所以需要根據依法設計、依據審批意見等原則設計智能建筑滅火及逃生系統，充分發揮自動報警系統、自動滅火系統、消防聯動系統以及智能逃生系統的作用。

關鍵詞：智能建筑；滅火及逃生系統；系統設計

在建筑建設水平不斷提升的過程中，智能建筑應運而生，為人們提供了更智能化、自動化的服務。但智能建筑中的火災隱患相對較多，一旦發生火災將會造成嚴重后果。為此，需要深入研究智能建筑滅火及逃生系統，增強智能建筑運行的安全性。

一、智能建筑中的火災來源

（一）線路短路引發的火災

智能建筑當中的用電設備相對較多，加大了用電負荷，其中空調、照明以及動力系統產生的用電負荷相對較大。例如，空調的用電負荷占據總用電負荷的40%，照明系統的用電負荷占30%，動力系統的用電負荷占30%。而長期高負荷運行加快了電纜、導線的老化速度，可能導致線路出現短路故障，便可能會引發火災。

（二）雷電因素引發的火災

智能建筑中有完善的通信網絡、計算機網絡以及電氣設備，這些網絡系統與設備很容易受到感應雷、直擊雷、反擊雷以及側擊雷等雷電的危害。而雷電當中的電磁場、電磁輻射、靜電場可能會導致電氣設備出現火災[1]。

（三）人為原因引發的火災

智能建筑具有人員復雜、人流量大等特點，如果部分人員違規使用電器就可能會引發火災，繼而造成嚴重后果。

二、智能建筑滅火及逃生系統的設計原則

（一）依法設計

國家對建筑消防系統提出了較高的要求，相關法律法規可以為消防系統設計提供指導，所以設計人員需要充分掌握國家標準與規范，準確領悟其中的關鍵。例如，設計人員需要充分了解《中華人民共和國消防法》《建筑設計防火規范》等標準的要求，確保所有的設計細節都符合國家規范。

（二）依據審批意見

智能建筑滅火及逃生系統較為復雜，如果不符合消防救援機構的要求就無法應用，所以設計人員需要根據智能建筑的使用功能以及保護級別進行設計并綜合分析消防救援部門的審批意見，避免設計中出現問題。

（三）協調配合

智能建筑是由土建工程、結構工程、水暖工程、消防工程等多個部分共同構成的，只有增強各個子工程的協調配合才能夠保障智能建筑的正常運行。為此設計人員在設計滅火及逃生系統時需要向建筑專業人員提供消防設備用房的平面布置圖，使建筑專業人員根據消防布置圖進行施工；向結構專業人員提供消防所需預埋件或預留孔洞的圖紙；通過水暖專業人員獲取電氣設備的資料，增強滅火及逃生系統設計的科學性與合理性[2]。

三、智能建筑滅火及逃生系統的設計研究與實現

智能建筑的建設成本較高，內部人員也比較多，一旦發生火災將會造成嚴重的生命財產損失。而設計滅火及逃生系統可以在一定程度上減輕火災后果，所以需要根據智能建筑的要求設計系統。

（一）火災自動報警子系統的設計

1.科學選擇報警系統形式

火災報警系統常用形式有集中報警系統、中心報警系統等，其中中心報警系統比較契合智能建筑的集中性等特點。且中心報警系統具有適應性強、通信能力好等特點，所以設計人員可以優先選擇中心報警系統。同時，在設計中心報警系統時需要根據被保護對象發生火災時的燃燒特點明確火災類型；根據建筑所需防護面積明確火災探測器的數量以及火災報警控制器的數量；根據火災報警區域明確報警控制器的安裝位置；根據消防設備明確報警控制器的聯動控制方式；根據防火滅火要求明確報警與聯動之間的邏輯關系。

2.選配火災探測器

首先，從感應方式來看火災探測器有感煙型、感溫型、感光型、氣體型以及復合型。而智能建筑的通風條件一般，在發生火災時會產生大量的煙霧，所以設計人員可以選擇感煙型火災探測器。同時，部分場所不宜應用感煙型探測器，可以在這些區域安裝感溫型探測器。其次，從測控范圍來看火災探測器包括點型與線型這兩種類型，其中點型探測器包括點型紫光火焰探測器、點型離子感煙探測器等，只能探測某一點的溫度或煙霧，而線型探測器包括激光線型探測器、紅外光束線型探測器，可以對某一線路的溫度、煙霧進行準確探測[3]。從智能建筑的消防需求來看，設計人員可以將這兩種類型的探測器結合起來。

3.設置探測器

設計人員需要根據《火災自動報警系統設計規范》當中的要求劃分火災探測區域并設置探測器。一般情況下，設計人員可以將智能建筑中的樓梯間、走廊、消防電梯前室等場所劃分為火災探測區域并在其中設置探測器。在設置探測器時設計人員需要根據公式（1）計算探測器的數量，增強探測結果的準確性。

N=S/KC? ? ? ? ? ? ? ? （1）

公式（1）中的N指的是探測器的數量，單位為只；S為探測區域面積，單位為m2；K為修正系數；C為探測器的探測面積，單位為m2。

4.選配火災報警控制器

火災報警控制器可以處理火災探測器傳出的信號并判斷區域內是否存在火災，如果判斷為存在火災就會發出火警信號并啟動消防設備。設計人員需要根據報警區域內探測設備的數量，即感煙探測器、感溫探測器、手動報警按鈕、消火栓報警按鈕等設備的數量明確火災報警控制器的容量。且需要將火災報警控制器的每一回路設計容量控制在標稱容量的50%～80%。此外，應完善火災報警控制器的功能，使其顯示報警信息，根據火警信息啟動設備，切斷所有非消防電源箱，開啟消防應急照明燈與疏散標志燈。

（二）自動滅火子系統的設計

1.明確自動滅火系統的工作原理

火災探測器會自動檢測區域內的火災信息并將火情信號轉變為火警信號，在接收到火警信號之后系統當中的自動滅火設備就會自動運行，迅速撲滅火災。

2.科學選擇自動滅火系統形式

常用的自動滅火形式有區域自動滅火、集中自動滅火以及控制中心自動滅火等，其中區域自動滅火多被應用在二級保護對象中，且多被設置在有人值班的場所中；集中自動滅火比較適用于一級與二級保護對象，需要將集中滅火控制器設置在有人值班的場所中且需要通過一臺火災滅火控制器與兩臺以上的區域顯示器顯示火災信號并進行滅火；控制中心滅火比較適用于特級保護對象與一級保護對象，需要一臺集中滅火控制器與兩臺以上區域滅火控制器的支持。設計人員需要根據智能建筑的被保護對象等級選擇合適的自動滅火形式。

3.科學設計水滅火子系統

水滅火子系統是自動滅火子系統的核心，所以設計人員需要嚴格根據相關要求進行設計。第一，科學選擇噴淋頭。為了延長噴淋頭的使用壽命，設計人員可以選擇ZST15玻璃球*普通合金灑水噴淋頭并將其動作溫度設置為68℃。第二，優化消防栓給水系統的設計。在設計過程中應根據消防規范選擇口徑符合要求的水槍與消火栓，例如可以選擇口徑為19mm的水槍、口徑為65mm的消火栓以及直徑為65mm的襯膠水帶[4]。并且，設計人員需要根據智能建筑的實際情況以及消防法規計算水槍充實水柱，例如某智能建筑的充實水柱應為10m；通過公式（2）計算水槍噴嘴壓力；通過公式（3）計算水槍流量；通過公式（4）計算麻質水帶壓力損失。此外，需要根據公式（5）計算消火栓的保護半徑，根據公式（6）計算消火栓間距。第三，科學設計預作用式自動噴水滅火系統。首先，需要科學設置噴淋頭，通過閉式自動噴水滅火系統保障智能建筑的正常運行。設計人員可以利用矩形布置的方式設置噴淋頭并嚴格控制噴淋頭的間距。其次，需要優化供水管網，保障水被輸送到現場。在選擇配水管時可以采用內外鍍鋅鋼管并確保預作用式管道在正常情況下充滿壓縮空氣，在發生火災時通過排出空氣將水輸送到管道中。再次，設計人員可以將控制盤或控制柜設置在智能建筑消防控制中心中并在每個樓層中設置水流指示器。此外，設計人員需要利用消防水池、自動消防泵以及噴淋泵設計壓力水源，為自動噴水滅火系統提供水源。第四，科學設計干濕式自動噴水滅火系統。干濕式自動噴水滅火系統主要是由閉式噴頭、管道系統、供水設備、充氣雙重作用閘、控制系統等部分共同構成的，在設計時需要優化供水管道，在冬季應用干式滅火系統、在夏季應用濕式滅火系統。

P=9806.65αL? ? ? ? ? ? ?（2）

公式（2）中的P為直流水槍的噴嘴壓力，單位為Pa；α為水槍噴嘴壓力系數；L為充實水柱長度，單位為m。

qu=0.01? ? ? ? ? ? ? （3）

公式（3）中的qu為直流水槍的流量，單位為L/s或dm?/s；β為水槍噴嘴的流量系數；P為直流水槍的噴嘴壓力，單位為Pa。

△Pd=9806.65n? ? ? ? ? ?（4）

公式（4）中的△Pd為麻質水帶的壓力損失，單位為Pa；n為水帶條數；為水帶阻力系數；qv為水槍流量，單位為dm?/s。

R=Ld+Ls? ? ? ? ? ? ? ? （5）

公式（5）中的R為消火栓保護半徑，單位為m；Ld為水帶敷設長度，單位為m，由于水帶存在轉彎曲折，所以在計算時需要乘以折減系數；Ls為水槍充實柱長度的平面投影長度，單位為m。

L=? ? ? ? ? ? ? （6）

公式（6）中的L為消火栓間距，單位為m；R為消火栓的保護半徑，單位為m；b為消火栓的最大保護寬度，單位為m。

（三）消防聯動子系統的設計

消防聯動子系統也是智能建筑滅火及逃生系統的關鍵構成部分，會對滅火效果產生較大影響，所以設計人員需要科學設計這一子系統。

1.優化消防卷簾門的聯動設計

消防卷簾門主要包括防火門、防火卷簾門，設計人員需要根據智能建筑的耐火等級進行設計。例如，某智能建筑的耐火等級為2級，可選擇乙級防火門且需要將防火門的朝向設置為疏散方向。同時，需要選擇耐火極限大于3h的防火卷簾門，使卷簾門根據火災報警控制器的二級聯動信號降至地面。

2.優化防排煙系統的聯動設計

防排煙系統主要是由防火閥、排煙防火閥、正壓送風閥構成的，其中防火閥可以在管道內煙氣溫度達到70℃時自動關閉；排煙防火閥可以在管道內煙氣溫度達到280℃時關閉；正壓送風閥會在發生火災時自動對送風豎井進行加壓送風[5]。在設計時應科學劃分排煙分區并計算管段煙量。

（四）智能逃生子系統的設計

智能逃生子系統至關重要，會對智能建筑內部人員的生命安全產生影響，設計人員應根據人員逃生特點設計智能逃生子系統。

1.優化消防電話、廣播設計

部分人員可能沒有及時發現火災，便會影響逃生的及時性。為此需要優化消防電話系統與廣播，讓人們迅速獲取火災信號并進行逃生。

2.優化逃生細節設計

應科學設計疏散燈具并利用單片機對燈具進行智能化控制；利用隨機邏輯判斷式有道疏散增強疏散方式的全面性；利用系統軟件控制逃生通道的燈具、標志；利用系統軟件對疏散燈具進行巡回檢測，通過聲光形式提醒人們哪些是故障點；通過液晶顯示屏展現逃生通道的狀態，避免出現意外情況；在建筑物樓層對應窗口外端設置自垂云梯，并對云梯進行智能控制。

四、結語

科學設計滅火及逃生系統具有重要意義，可以減輕火災造成的后果。為此，需要提高對滅火及逃生系統的重視程度，將自動報警系統、水滅火系統、消防聯動系統以及智能逃生系統結合起來，增強滅火與逃生的及時性，避免造成嚴重后果。

參考文獻：

[1]李苗苗.建筑防火監督及其消防設施的配置對策研究[J].中國設備工程，2022（15）：200-202.

[2]王效群.超高層建筑防火設計問題的分析[J].今日消防，2022，07（07）：100-102.

[3]王希軍.建筑防火設計在建筑設計中的應用[J].建材發展導向，2022，20（12）：145-147.

[4]陳大川，許小東.高層建筑智能防火門窗精密構件研究[J].中國建筑金屬結構，2020（05）：56-58.

[5]潘綱，陳甲運，李海金，等.基于工業企業智慧消防“智能防火+防火保險+企業互助”的物聯網+服務模式[J].消防界（電子版），2021，07（01）：81-84.