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《防護工程》2017年第35期

作者：史宇鵬 沈陽格林菲德科技有限公司

摘要：智能建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計，使其在整個火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展中起到預(yù)防和控制作用。近年來智能建筑發(fā)展迅速的同時，給火災(zāi)隱患監(jiān)測帶來很大的難度，也對對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)提出越來越高的要求。能準(zhǔn)確預(yù)防并控制火災(zāi)需要性能優(yōu)良的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，方能將因火災(zāi)造成的生命和財產(chǎn)損失降到低。

關(guān)鍵詞：智能建筑；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)；設(shè)計

一、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的火災(zāi)報警系統(tǒng)大約出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，自改革開放以來，我國逐漸認(rèn)識到火災(zāi)報警系統(tǒng)的重要性，逐漸加大了對火災(zāi)報警系統(tǒng)的投放與研發(fā)力度，并取得了一定的成果。目前，我國的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)廣泛采用了WIFI等無線通信技術(shù)。采用這種無線通信技術(shù)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)具有安裝簡單、不破壞建筑物、靈活方便擴展等優(yōu)點，深受社會各界的喜愛與歡迎。

二、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1報警控制器

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，報警控制器的設(shè)計分為硬件結(jié)構(gòu)、存儲器電路、時鐘與復(fù)位電路、電源電路、液晶顯示電路和鍵盤電路。在建筑電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，報警控制器具有聯(lián)動、自動報警、人機交互以及信息存儲的功能。報警控制器能夠主動識別火災(zāi)的信息，構(gòu)建可靠的通信網(wǎng)。例如某建筑的電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)中，報警控制器選擇的是ARM7處理器，以此為基礎(chǔ)，擴展無線通信功能，滿足建筑智能化的火災(zāi)報警發(fā)展需求。

2.2復(fù)合探測節(jié)點

復(fù)合探測節(jié)點包括探測節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)、探測節(jié)點核心電路以及前端信號調(diào)理電路。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，復(fù)合探測節(jié)點的設(shè)計起到智能化的作用。例如，火災(zāi)探測節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)，其為復(fù)合探測節(jié)點中的重要部分，能夠分析建筑中的火災(zāi)因素，在節(jié)點位置探測煙霧、溫度以及CO，及時探測到風(fēng)險因素，同時配合單片機控制，提高復(fù)合探測節(jié)點的有效性，利用無線通信節(jié)點和火災(zāi)報警控制器，完成信息交互。

2.3無線通信網(wǎng)絡(luò)

建筑電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中的無線通信網(wǎng)絡(luò)分為無線通信節(jié)點設(shè)計與電路抗干擾2個部分，確保無線通信網(wǎng)絡(luò)的運行。無線通信節(jié)點設(shè)計接口有P87LPC767、S3C44B0X，需提前預(yù)留接口，以便連接無線通信的線路。電路抗干擾的措施中包括射頻電路、數(shù)字電路和模擬電路，需要根據(jù)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基本需求，選擇可用的電路抗干擾方式。在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，配合好通信節(jié)點與電路抗干擾，才能滿足電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的運用需要，提高無線通信網(wǎng)絡(luò)的運行水平。

2.4報警及聯(lián)動模塊

在建筑電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，報警與聯(lián)動模塊起到報警、傳輸?shù)淖饔谩＠缏暪鈭缶娐?，配置有火?zāi)報警揚聲器與發(fā)光二極管，發(fā)出聲光報警信號，聯(lián)動模塊控制好相關(guān)的聯(lián)動設(shè)備，實現(xiàn)聯(lián)動控制的目標(biāo)，同時在短時間內(nèi)啟動自動滅火系統(tǒng)、防火卷簾、防煙排煙系統(tǒng)、非消防電源燈，利用繼電器完成聯(lián)動設(shè)備的控制。

三、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1軟件開發(fā)環(huán)境

建筑電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的軟件基本是配合硬件運行的，目的是提高火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的運行水平。軟件開發(fā)環(huán)境方面，采用嵌入式的軟件開發(fā)環(huán)境，監(jiān)理可以交叉編譯的環(huán)境，按照自動報警系統(tǒng)的需求，移植BootLoader引導(dǎo)程序和嵌入式μClinux內(nèi)核，創(chuàng)建文件系統(tǒng)。

3.2控制器軟件

火災(zāi)報警控制器的軟件設(shè)計要充分配合報警器硬件，通過軟件設(shè)計，提高火災(zāi)數(shù)據(jù)的處理、分析能力。在控制器軟件中，引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，由火災(zāi)報警控制器接收建筑現(xiàn)場的火災(zāi)信息。此類信息數(shù)據(jù)具有特定的數(shù)值，在模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)識別的過程中確定火災(zāi)的狀態(tài)，判斷是否需要啟動聯(lián)動報警。

3.3探測節(jié)點軟件

火災(zāi)探測節(jié)點的軟件用于收集火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括濃度、溫度等，待探測節(jié)點上電、復(fù)位后，軟件進入初始化的工作狀態(tài)，與火災(zāi)報警器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化的連接，發(fā)送連接請求到火災(zāi)報警控制器。節(jié)點軟件根據(jù)外部的狀態(tài)發(fā)信息，按照待處理實踐判斷終端程序的請求、定時或轉(zhuǎn)向。例如火災(zāi)探測節(jié)點的軟件，采集模擬量信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后形成數(shù)字信號，與設(shè)定的閾值比較，超過閾值標(biāo)準(zhǔn)，需向火災(zāi)控制器發(fā)送軟件的數(shù)據(jù)信息，等待執(zhí)行控制器的命令。

3.4無線通信網(wǎng)絡(luò)軟件

無線通信網(wǎng)絡(luò)軟件利用模塊化的設(shè)計路徑，規(guī)劃了無線網(wǎng)絡(luò)模塊，運用編程控制指示無線通信網(wǎng)絡(luò)的運行。在無線通信網(wǎng)絡(luò)模塊軟件編寫的過程中，需要全面了解網(wǎng)絡(luò)的工作模式，規(guī)劃好對應(yīng)的工作模式。無線通信網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計和科學(xué)的編寫程序，促使無線通信網(wǎng)絡(luò)的軟件以及空閑模式、發(fā)送模式、接收模式都能在較短的時間內(nèi)完成。

四、智能建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實例

4.1實例分析

本文以某行政樓(總建筑面積:30.9萬平方米，地上面積：22.16萬平方米;地下面積:8.76萬平方米)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)為例，對智能建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進行分析。本工程為一類高層建筑，為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)特級保護對象，采用控制中心報警系統(tǒng)。

4.2主要設(shè)計原則

(1)火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的重點是防止火災(zāi)，貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(FAS)，能及時發(fā)現(xiàn)并報告火情，聯(lián)動BAS等其它系統(tǒng)控制火災(zāi)的蔓延，盡早撲滅火災(zāi)；

(2)報警回路為總線形式，并在總線上適當(dāng)部位選用帶隔離器的探測器；

(3)在普通的辦公室、設(shè)備房、公共走道等區(qū)域設(shè)置光電式感煙探測器；地下室及廚房設(shè)置感溫探測器；

(4)在消防控制中心設(shè)置消防119電話主機，在現(xiàn)場設(shè)置消防電話插孔，以便于消防控制中心了解火災(zāi)情況；

(5)對于排煙風(fēng)機、事故送風(fēng)機、消防泵等重要的消防設(shè)備除自動控制外，在消防控制中心還要設(shè)集中聯(lián)動控制柜進行硬線手動控制；

(6)BAS系統(tǒng)對通風(fēng)、空調(diào)、照明、自動扶梯等機電設(shè)備實行集中監(jiān)控管理。而對于僅在火災(zāi)時才使用的設(shè)備如防火卷簾、消防泵、消火栓泵、專用防、排煙風(fēng)機等，則直接由FAS系統(tǒng)實施監(jiān)控管理，不再納入BAS；自動滅火系統(tǒng)保護區(qū)域內(nèi)的設(shè)備聯(lián)動，由自動滅火系統(tǒng)實現(xiàn)，F(xiàn)AS監(jiān)視其狀態(tài)；

(7)消防緊急廣播與公共廣播合設(shè)，共用一套系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)消防廣播專用話筒和切換裝置。廣播系統(tǒng)應(yīng)滿足《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》相關(guān)要求。

4.3消防監(jiān)控室

(1)消防監(jiān)控室設(shè)置火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制主機，能進行全區(qū)的火災(zāi)信息探測、處理和傳送，能自動或手動地選擇預(yù)定的解決方案，發(fā)出有關(guān)防災(zāi)設(shè)備運行指令，協(xié)助指揮搶險救災(zāi)。具有獨立完成所管轄保護區(qū)的火災(zāi)探測、相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動、監(jiān)測的能力;(2)系統(tǒng)能在報警主機和圖形工作站上清晰地顯示報警信息，同時在圖形工作站上能顯示處理操作的指示和提示信息，方便值守人員及時、準(zhǔn)確地進行處理。

節(jié)省成本考慮分設(shè)了南及公交消防設(shè)備室，北消防控制室作為總控制室;智能火災(zāi)報警系統(tǒng)留有RJ45接口，可利用外接筆記本進行監(jiān)控工作;并在合適的場所設(shè)置區(qū)域顯示器；在重要機房、設(shè)備室等無人值守的重要區(qū)域設(shè)置極早期空氣采樣煙霧探測器，采用主動空氣采樣探測的方式，即采用高效抽氣泵不間斷地把被保護區(qū)域內(nèi)的空氣樣品抽進探測室進行探測，能將報警信息及時上傳到火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主機。

結(jié)束語

伴隨我國社會經(jīng)濟發(fā)展與人們對建筑應(yīng)用安全需求的提高，當(dāng)前建筑防災(zāi)警報系統(tǒng)與技術(shù)正不斷發(fā)展革新，并相應(yīng)產(chǎn)生智能建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)。由于火災(zāi)報警系統(tǒng)對保證建筑結(jié)構(gòu)與人身財產(chǎn)安全，以及快速撲滅火情的重要影響與作用，需要在自動報警系統(tǒng)設(shè)計工作中，依據(jù)建筑報警與火災(zāi)防范的具體需求，進行智能、高效自動報警系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃，進而充分發(fā)揮出其系統(tǒng)在降低火災(zāi)損失與管控火情蔓延方面的作用。

參考文獻:

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