解析消防水炮滅火系統(tǒng)在大封閉空間中的應(yīng)用
近年來國內(nèi)諸如會議展覽館、候機(jī)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(shè)計(jì)也受到越來越多的關(guān)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(shè)備裝置。公司成功研制并生產(chǎn)了領(lǐng)先于國際水平的新一代智能化消防產(chǎn)品——“翔達(dá)”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(shè)計(jì)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(zāi)特點(diǎn)
通過對大封閉空間建筑火災(zāi)荷載影響的調(diào)查，當(dāng)大量大塊的木材、塑料等著火時，火災(zāi)的擴(kuò)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(zāi)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。火災(zāi)荷載上面5m高處的溫度為500℃以下。鋼材在500℃時，抗拉強(qiáng)度降低一半，這是鋼材在火災(zāi)中是否采取防火保護(hù)的臨界溫度。
根據(jù)其火災(zāi)特點(diǎn)，大封閉空間建筑火災(zāi)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(yīng)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(gòu)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(bào)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(zāi)探測器，雙波段火災(zāi)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(zāi)探測器。它采用雙波段感火焰探測技術(shù)，具有同時獲取現(xiàn)場火災(zāi)信息和圖像信息的功能?？筛鶕?jù)火災(zāi)在燃燒過程中的光譜、色度、紋理、運(yùn)動及頻譜特性，通過控制中心對其傳送來的信號進(jìn)行職能化火災(zāi)判斷，可以識別火災(zāi)并報(bào)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(bào)警信息，計(jì)算機(jī)在接受報(bào)警信號并經(jīng)過系統(tǒng)確認(rèn)后，通過解碼器的遠(yuǎn)程通訊模塊和微處理模塊處理，將信息發(fā)送給功率驅(qū)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(qū)動模塊組成。由功率驅(qū)動模塊控制消防水炮的水平電機(jī)和俯仰電機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，消防水炮噴頭帶動火焰定位器進(jìn)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(jìn)行分析和處理，在對火災(zāi)進(jìn)一步確認(rèn)和火焰空間定位后，功率驅(qū)動模塊自動打開消防水泵和管道電磁閥對著火點(diǎn)實(shí)行滅火。
(3)信息處理
信息處理主機(jī)是消防水炮系統(tǒng)的技術(shù)核心部分和集中控制部分，可對雙波段攝像機(jī)采集的視頻信號進(jìn)行巡檢，可控制數(shù)百路視頻圖像信號。同時作為高位主機(jī)管理多臺防火并行處理器及系統(tǒng)其它設(shè)備。每臺防火并行處理器對前段火災(zāi)探測器所攝取的視頻信息先進(jìn)行判別，在確認(rèn)火情存在后將火災(zāi)信號傳送給信息處理主機(jī)。主機(jī)利用火災(zāi)安全監(jiān)控軟件來處理火災(zāi)報(bào)警信號，進(jìn)行再確認(rèn)。并對經(jīng)確認(rèn)的火災(zāi)信號進(jìn)行記錄、顯示及自動控制聯(lián)動設(shè)備﹝警鈴、水泵、錄像機(jī)等﹞。系統(tǒng)報(bào)警響應(yīng)時間一般不大于20秒。
(4)終端顯示
顯示器設(shè)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(jī)的硬盤中，探測器也按實(shí)際位置標(biāo)注在建筑平面圖中。正常情況下，對各設(shè)防點(diǎn)現(xiàn)場進(jìn)行畫面監(jiān)視，一旦有異常情況﹝火災(zāi)發(fā)生﹞，監(jiān)視畫面將改變常規(guī)模式，自動切換到報(bào)警現(xiàn)場的畫面，主機(jī)自動調(diào)出著火點(diǎn)防火分區(qū)的平面圖，并可用頻閃表示報(bào)警探測器的具體位置。同時可進(jìn)行畫面錄像，以備火災(zāi)后分析處理使用。
(5)記錄報(bào)警
由于消防水炮主機(jī)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)，信息處理能力大幅度提高，可對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的管理控制，包括系統(tǒng)運(yùn)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(jié)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(shè)備記錄、錄像機(jī)屬性記錄、監(jiān)視器分配記錄等。當(dāng)有火災(zāi)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(jìn)行錄像，調(diào)用圖形查詢模塊，表明火警位置，并給出處理向?qū)?等待人工處理)。如值班人員未能在設(shè)定時間內(nèi)及時處理，主機(jī)進(jìn)入自動處理階段：撥通有關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)電話、啟動相應(yīng)消防設(shè)施;并在報(bào)警處理過程中，主機(jī)內(nèi)部對系統(tǒng)狀態(tài)、火警時間、處理方式等同時進(jìn)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(fù)責(zé)滅火設(shè)備與主機(jī)之間的協(xié)同工作，對主機(jī)的各種命令作出及時響應(yīng)。例如：啟動消防警鈴、消防廣播、消防水泵、報(bào)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(diǎn)，按下手動報(bào)警按鈕，或通過操作控制盤時水炮對準(zhǔn)著火點(diǎn)，啟動水泵及報(bào)警閥是水炮系統(tǒng)工作。自動啟動是控制主機(jī)接到火災(zāi)探測器報(bào)警后，掃描著火點(diǎn)、進(jìn)行系統(tǒng)報(bào)警、啟動消防水泵及管道控制閥門、對滅火過程進(jìn)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(zāi)撲救過程中，系統(tǒng)的每一組成部分的工作是協(xié)調(diào)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(zāi)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(jī)、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(yuǎn)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(qū)動、狀態(tài)反饋、火焰定位和遠(yuǎn)程通訊四項(xiàng)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(jìn)入大廳協(xié)作滅火，故消防水炮系統(tǒng)不必要再設(shè)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(guān)系。水炮系統(tǒng)合理的流量和射程與其要保護(hù)的空間大小密切相關(guān)，水炮位置的設(shè)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(jì)算
根據(jù)規(guī)范4.13條“消防水炮的水量應(yīng)按同時使用的水炮及供水管網(wǎng)的充水量之和計(jì)算”;4.5.7條“在人員密集的公共場所室內(nèi)大空間建筑物內(nèi)配置的消防水炮應(yīng)能使兩門水炮的射流同時保護(hù)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(jìn)一步完善和探索。例如，手動控制模式下，從檢驗(yàn)狀態(tài)到滅火狀態(tài)所需時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jià)偏高，不容忽視。
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