智能建筑防火系统的设计与应用

孙利生 刘怡

摘 要：随着经济的发展和社会的进步，智能化建筑不断增多，智能化建筑防火问题开始受到人们的关注。智能建筑作为一个现代化的建筑体系已广泛应用于多层、高层、超高层的住宅、写字楼及综合楼工程中，智能建筑中的防火设计在控制火灾的发生及发生火灾后的报警方面起了很大的作用。所以，现在的防火设计从防火体系过去那种简单、被动的消防体系演变为自动探测、自动报警的智能化的消防系统。

关键词：智能建筑；防火系统；系统设计与应用

引 言

火灾对于智能建筑的影响较大，因此，智能建筑防火设计问题成为人们重点关注的对象。火灾是发生频率较高的灾害。无论电器设备、装修材料、室内陈设都可能引发楼宇火灾，导致人员伤亡和财产损失，尤以高层和超高层建筑损失最大。所以，智能建筑的防火系统技术在高层及超高层的防火设计中得到了广泛采用。

1 智能建筑及其特点

智能建筑的概念起源于美国，但是，至今，智能建筑还没有一个明确的定义。美国智能建筑学会定义“智能建筑”是将结构、系统服务、运营及其相互联系全面综合并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适性的大楼。智能建筑一般具有三个条件：①采用先进的自动控制系统，调节大楼内的各种设施，包括消防、保安、气温、湿度、灯光等，创造舒适的环境；②具有良好的通讯网络设施；③可提供现代化对外通讯手段和办公条件，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报和各种数据库系统中的最新信息，有利于及时处理商贸业务的高速决策与竞争。

综合来讲，智能建筑有以主几个特点：①智能建筑是计算机和信息处理等高技术与建筑艺术的有机结合，可创造出安全，有宜于健康和提高工作效益，舒适的办公环境。②在建筑结构设计中采用开放式，大跨度框架结构，以满足多种用户对不同环境功能要求，并通过结构化综合布线系统（SCS或PDS）全面实现建筑自动化（BA）、通讯自动化（CA）和办公自动化（OA）。③利用新技术最大程度地节能，实现设备的最佳经济运行，如火灾监控系统采用环境自适应调整和消防设备优化控制，空调系统采用最佳启停控制、设定值自控和节能优化控制等。④智能建筑随各国经济和文化背景不同而体现出差异，如美国主要发展出租型智能建筑，日本多为大企业自用的智能化办公楼，泰国则更重于适应旅游需要的智能型建筑。⑤智能建筑随高技术发展，而不断完善功能。

2 智能建筑中火灾监控系统的性能要求

首先，智能建筑中火灾自动报警系统的设计形式以及它的划分和设置，从设计而言一般分为三种：区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就以现在的智能建筑从其基本特点来看，最适应的方式是控制中心报警系统。从划分和设置方面来看有探测区域的划分与探测器的设置，报警区域的划分和报警控制器的设置，消防连动设备及其控制。当然提出火灾自动报警系统设计时一定要考虑它在联接界面上智能建筑的适应性。其次，智能建筑中火灾自动报警系统的设计要点是：根据被保护对象发生火灾是燃烧的特点，确定火灾探测器的类型；根据划分报警区域设置区域报警控制器；根据消防设备确定联动控制方式；根据防火灭火要求来确定按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量，确定火灾报警控制器的总容量；根据防火要求的联动控制方式确定报警和联动的逻辑关系。最后还要考虑火灾自动报警系统与建筑设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统的适应性。

智能建筑的核心，是采用开放式大跨度框架结构和设置3A系统，其中，BA系统由火灾监控系统、空调系统、保安系统等组成，智能建筑发生火警时，火灾监控系统要及时探测、鉴别并启动通讯系统自动对外报警，根据各楼层人员情况显示最佳疏导、营救方案，同时，自动关闭不必要的电力系统和办公系统，并根据火灾状况分配供水系统，启动防排烟设施等。因此，从消防安全需要出发，智能建筑中火灾监控系统应采用规范要求的控制中心报警系统模式，并应具备以下性能要求：①具有模拟量火灾控测方式和总线制系统结构，现场火灾控测器或传感器能采集动态数据并有效传输；②火灾报警可靠及时，误报率低，系统工作稳定，兼容性强；③具有数据共享、电源与设备自动监控、网络服务和消防设备优化管理功能；④具有良好的人机对话界面和系统软件，综合管理和服务能力强。智能建筑并不在于是否拥有最先进的火灾监控系统、通讯系统、办公系统、保安系统和空调系统，而在于这些系统在满足智能建筑基本要求的前提下是否有机地联系在一起并发挥作用。

3 智能技术在火灾报警系统中的应用

我国已建成或在建的高层建筑中，智能防火系统有较广泛的应用，如北京光大大厦、长城饭店、交通部办公楼、上海展览中心、锦江饭店、廣东国际大厦等建筑已达到楼宇设备自动化，即实现中央电脑控制系统，其防火子系统亦采用集中智能型，具有设备监控和网络通讯能力。

3.1 智能建筑火灾探测技术

火灾自动报警系统中，火灾探测器的选用及其报警器的配合是火灾自动报警系统设计的关键。先介绍一种国外最新设计的新型分布式智能火灾探测报警探头，探头自带CPU，具有智能型，能独立地探测火灾。据探测到的火灾特点与探头内储的预置火灾特性曲线参数进行比较，能准确地进行灾探测、排除干扰，及时诊断判定、自动报警、选择消防控制。另外，分布式智能火灾探测系统，在每个火灾探测器或火灾传感器上都有一个原始的微处理器代探测器的电子线路进行参数处理并进行必要的分析判断，提高探测器的有效数据输出。在智能建筑中，采用分布式智能火灾探测系统，能较好地协调早期发现火灾，消灭或消除误报或不报现象，及时传输信息功能。如图2所示为其原理图：

此探测器具有灵敏度自动调整、自动诊断、自动报警功能。内设的微处理器，实现探测器本身对信号进行不间断的真正智能模拟处理，当灵敏度阈值超出允许范围时，自动进行干扰参数计算，调整报警灵敏点，使之适应探测器所处环境，完成灵敏度自动调我自动诊断功能是采用综合诊断方式进行预防性维护，通过自动修正检测值，确保对探测器电气性能进行诊断，确定老化程度；自动报警功能是通过自动修正灵敏度、补偿环境条件变化，消除干扰和集灰影响，使其长期内免维护，当自动修正无法满足要求时，发出报警信号，提醒维护。

3.2 智能型数据总线布置

探测器探测的信息，通过数据线适时、准确地传输尤为重要。选用的火灾报警系统应采用智能型数据总线结构，以提供系统报警信息的准确性和适时性。智能型数据总线同时也可以传递系统所有的操作数据、程序和指令，以及探测器状态，分析数据资料。数据总线提供系统的探测器和控制器模块二线制连接，同时传输工作电压和数据通讯，智能数据总线综合布置具有兼容性、先进性、开放性、灵活性、可靠性和经济性等特点。

4 消防联动、模块化控制区域控制器或中央控制

其接受到火灾信号要及时地启动消防栓和自动喷淋系统、防排烟系统、防火卷帘和警铃动作、联动控制。系统可把输入模块作为一个主模块，在系统中独占用一个地址号，主模块可串接多个普通底座的各种类型的探测器，也可连接感温探头，以及其他设备。把输出模块作为控制模块，通过编程与若干探测器建立逻辑“或”门。当其中一个探测器发出报警信号时，即启动控制模块盒控制有关消防设备动作。在系统中可布置检测点模块，对所有连接的设备进行开关量的监控，并反馈消防设备动作信号。如图3所示，防排烟模块控制方式。消防中心接收到火警信号后，产生排烟风机和排烟阀门动作信号，经总线和控制模块驱动各设备动作，并接受其反馈信号，监测系统运行状态。

5 结束语

总而言之，智能建筑是未来建筑的发展趋势，对未来建筑行业的发展有着重要的影响。智能建筑是利用系统集成方法，将计算机技术、通讯技术、信息技术与建筑艺术有机地结合在一起，并随着现代化技术发展不断完善其自身的功能。智能建筑的不断出现，促使火灾监控系统向着ASIC应用和分布智能型防火系统方向发展，以实现火灾参数动态监测、数据共享、设备优化控制、网络通讯和防火综合管理等功能。

参考文献

[1]范平安.建筑性能化防火设计技术应用探讨[J].消防科学与技术.2010（09）：55～56.

[2]张志平.高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）问题探讨[J].建筑创作.2010（09）：87～89.

[3]陈俊海.智能建筑中火灾自动报警系统研究[J].中国城市经济.2010（09）：25～26.