现代建筑消防系统的设计.pdf

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1、Electrical Technology of Intelligent Buildings8D e c e m b e r 2 0 0 7 V o l.1 N o.6小时就检测到整个被保护区内材料过热的早期征兆，从而提供充足的时间采取措施（比如断开发热的电路）。可见空气采样式烟雾探测的主要作用是预防火灾，正所谓是防火患于未燃。空气采样式烟雾探测系统还具备一个非常实用的特性，就是它的灵敏度设置非常灵活，即可以提供给早期预警，又能在后续的阶段启动灭火程序，能够满足现行的设计规范。当然如果在早期预警后就采取措施避免火灾就更令人欣慰了。此外，一种小型火灾自动探火灭火系统可以将火扑灭在产生火灾之前，它

2、可将火探管铺设到最靠近可能产生火患之处，在火源刚刚燃烧之时就将火自动扑灭，将火灾消灭在火患萌芽之际。适用于一些独立的设备（如辅助房间的配电柜）。由此不难看出，积极主动的消防理念在机房消防安全中的重要性。也正是由于积极主动的消防设计理念，机房的消防系统将会被设计成为高度的自动化、智能化和精细化、高效运转的系统，保证了机房的消防安全。6 结束语目前，在国内外机房消防系统的设计实践中，系统消防理念，性能化设计理念，以人为本的设计理念，绿色环保的设计理念、积极主动的设计理念已经被越来越多的设计人员自觉或不自觉地采纳，它们将成为电子信息系统机房设计理念的主流，进而提高机房消防安全设计的整体水平。参考文献

3、 1 电子信息系统机房设计规范（送审稿）S .2 欧阳东,许 静.数据中心机房设计的总体要求 J .智能建筑电气技术，2 0 0 7 (1).3 段耀勇.中国消防理念的发展与消防技术 J .自然辩证法通讯,2 0 0 5（3）.4 丁富轮.数据中心机房的系统设计消防问题及对策 J .智能建筑电气技术，2 0 0 7（1）.5 G a r y S t a n i t i s .D a t a C e n t e r F i r e S a f e t yS t a n d a r d s O L .h t t p:/w w w.b i c s i.o r g/C o n t e n t/F i

4、l e s/P D F/l i n k 2 0 0 6/S t a n i t i s.p d f 6 R o b S n e v e l y .E n t e r p r i s e D a t a C e n t e r D e-s i g n a n d M e t h o d o l o g y M .S u n M i c r o s y s t e m,I n c,2 0 0 5.梅雪皎 教授级高级工程师，毕业至今一直在北京市建筑设计研究院从事建筑电气设计工作。作为电气专业负责人完成的主要工程项目有：中国国际新闻中心、奥林匹克公园地下商业建筑、内蒙古乌兰恰特大剧院和内蒙古博物馆、皇

5、城大厦（南新仓国际大厦）、海淀剧院、方圆大厦等。多次获得北京市及建设部优秀工程设计一、二、三等奖。摘 要 在各类民用与工业建筑中，自动消防系统已成为必需的装置。传统自动报警及灭火系统是被动式的报警和灭火系统，能够探测初期火灾并实施灭火功能的主动式报警和灭火系统空气采样早期烟雾探测报警系统和大空间智能型主动喷水灭火系统已在建筑领域得到应用。无论是自动报警还是灭火系统，都已从以往的被动式，转变为主动式。随着新产品、新技术的不断涌现，其设计内容和方法亦需不断更新。关键词 消防 传统 空气采样早期烟雾探测报警 大空间主动式报警及灭火Abstract The automatic fire fightin

6、g system has became neces-sary equipment in various kinds of civil and industry buildings.The traditional auto-alarm and fire-extinguishing system arepassive and today an active alarm and fire-extinguishing sys-tem which can detect fire in early time and extinguish it hasbeen used in building indust

7、ry.They are air sampling smokedetecting and alarming system and large-span space intelligentactive spraying water and fire extinguishing system.No matter auto-alarm system or fire-extinguishing system,have been changed from the former passive to active.There-fore their design contents and method mus

8、t be renewed con-tinuously along with the new products and technology comingforth.Keywords fire-extinguishing,tradition,air sampling smoke de-tecting and alarming system,large space active alarm and fire-extinguishing1 绪论进入2 1 世纪以来，我国经济平稳迅猛发展，城市建筑日趋增多。现代建筑规模大、形式复杂、标准高，人员密集、设备分散，对防火要求极为严格。为此，除对建筑物的平面

9、构成、建筑和装修材料的选用、机电设备的选型与配置等有诸多限制条件外，还应有现代化的消防设备。因此，在各类民用与工业建筑中，自动消防系统已成为必需的装置。且随着我国经济建设的发展，各类建筑对消防系统提出了更高的要求。建筑物的消防设计包括报警设备、灭火设备、防E智能建筑电气技术92 0 0 7 年 1 2 月 第 1 卷 第 6 期现代建筑消防系统的设计北京市建筑设计研究院 梅雪皎 孙 平ire Fighting System Design forMei Xuejiao/Sun PingModern Buildings火排烟设备、通讯设备、避难设备、与火灾有关的必要设施、避难设施及其他相关设备等。

10、其中绝大部分与电气专业有关，因此可以说在建筑消防设计中，电气专业占有重要位置。建筑消防设计必须遵循国家的有关方针、政策和“预防为主，防消结合”的消防工作原则，针对保护对象特点，做到安全可靠、技术先进、经济合理、使用方便。作为设计人员，必须依照与电气专业有关的规范进行设计。2 传统消防设计电气专业消防设计的主要内容为火灾自动报警及联动控制系统。2.1 火灾自动报警系统传统火灾自动报警系统中，探测报警设备主要有烟感探测器(离子型、光电型等)、温感探测器(差温、定温、缆式线型定温等)、可燃气体探测器、火焰探测器、红外光束感烟探测器等。其中温感探测器只能探测8 m 及以下高度的房间，烟感探测器为1 2

11、 m 及以下，火焰探测器及红外光束感烟探测器为2 0 m 及以下。火焰探测器及红外光束感烟探测器探测高度虽可达 2 0 m，但在有遮挡时不宜选用，且火焰探测器无法探测初期或无火焰的火灾。所以其各自存在一定的局限性。火灾进程共四个阶段：第一阶段为初期无可见烟(发热)，第二阶段为产生可见烟(冒烟)，第三阶段明火(燃烧)，第四阶段高热(高温)。烟感探测器及红外光束感烟探测器可探测第二阶段火灾，火焰探测器可探测第三阶段火灾，温感探测器可探测第四阶段火灾。因此在装有联动装置的自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用烟感探测器、温感探测器、火焰探测器(同类型或不同类型)的组合。2.2 自

12、动灭火系统传统自动灭火系统的灭火介质包括水、气体、泡沫、干粉四大类。主要分为以下几种类型：2.2.1 消火栓灭火系统由烟感或温感探测器自动报警，或手动按下消火栓按钮，报警并启动系统。2.2.2 自动喷水灭火系统 1)闭式系统：采用闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统。(1)湿式系统:由烟感或温感探测器自动报警，闭式喷头报警并启动系统。适用于环境温度大于4 和小于7 0 的场所。(2)干式系统:由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头报警并喷水。环境温度小于4，或大于7 0 的场所，不适合采用湿式自动喷水灭火系统时，可采用干式自动喷水灭火系统。(3)预作用系统：由烟感或温感探测器自动报警，并启

13、动系统，闭式喷头报警并喷水。适用于湿式系统和干式系统的场所，兼备两者的优点，但投资大。(4)重复启闭预作用系统：能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。2)开式系统（雨淋系统）：由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，开式喷头喷水。适用于火灾水平迅速蔓延的场所。雨淋系统与闭式自动喷水灭火系统最大的区别是采用开式喷头，系统一旦动作，保护面积内将全面喷水。3)水幕灭火系统：由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀或感温雨淋阀，以及水流报警装置等组成，FElectri

14、cal Technology of Intelligent Buildings10D e c e m b e r 2 0 0 7 V o l.1 N o.6用于挡烟阻火和冷却分隔物的喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，开式喷头喷水。4)自动喷水-泡沫联用系统：配置供给泡沫混合液的设备后，组成既可喷水又可喷泡沫的自动喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头先喷水后喷泡沫或先喷泡沫后喷水。自动喷水-泡沫联用系统是自动喷水和水喷雾灭火系统的更高一级的系统，可在需要时代替自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统。分闭式系统和开式系统。2.

15、2.3 水喷雾灭火系统由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头报警并喷水雾。适用于扑救固体火灾、闪点高于6 0 的液体火灾、C 类气体火灾和油浸式电气设备火灾等。2.2.4 细水雾灭火系统具有一个或多个能够产生细水雾的喷头，并与供水设备或雾化介质相连，可用于控制、抑制及扑灭火灾的灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射细水雾。由于细水雾灭火系统的压力一般都比较高，尤其是高压系统，如果高压细水雾直接喷到人的脸部，会有一定的危险。另外，高压细水雾还类似于

16、气体，使防护区内氧气浓度相对降低，有可能使人窒息。所以需采取专门的安全措施(基本同气体灭火系统)。因为经济因素，现阶段通常用于替代洁净气体灭火系统或部分水喷雾灭火系统，一般不用于完全替代水喷雾或自动喷水灭火系统。细水雾灭火系统分闭式和开式，细水雾系统喷水强度和水雾滴粒径比水喷雾和自动喷水灭火系统要小。2.2.5 气体灭火系统以各种气体灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。气体灭火剂包括二氧化碳和洁净气体(I G 5 4 1、七氟丙烷和三氟甲烷)等。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射灭火气体。因所采用气体会对人员有害，所以需采取专门的安全措施。适用于扑救可燃固体的表面火

17、灾、可熔化的固体火灾、电气火灾等。其中二氧化碳灭火系统还适用于扑救灭火前可切断气源的气体火灾；洁净气体灭火系统适用于扑救甲、乙、丙类液体火灾，是替代卤代烷系统的灭火系统之一。2.2.6 气溶胶灭火系统以气溶胶灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射灭火气溶胶。因所采用的气溶胶会对人员产生影响甚至危害，所以需采取专门的安全措施(基本同气体灭火系统)。适用于扑救：a.变配电室、发电机房及电缆夹层、电缆井、电缆隧道等无人、相对封闭、空间较小场所的火灾；b.生产、贮存柴油、重油、润滑油等丙类液体，相对空间较小的封闭场所的火灾；c.可燃固体物质表

18、面火灾等。2.2.7 泡沫灭火系统以各种泡沫灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。泡沫灭火剂包括低倍数、中倍数和高倍数泡沫等。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射泡沫。适用场所为加工、储存、装卸、使用甲、乙、丙类液体的场所等。2.2.8 干粉灭火系统由干粉供应源通过输送管道连接到固定的喷嘴上，通过喷嘴喷放干粉的灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射干粉。所采用的专门的安全措施基本同气体灭火系统。适用场所基本同二氧化碳灭火系统。干粉灭火系统的应用技术是卤代烷灭火系统替代技术的重要组成部分。2.3 发展趋势：由以上论述可以看出，传统火灾

19、自动报警系统及自动灭火系统是被动式的报警和灭火系统，能够探测初期火灾并实施灭火功能的主动式报警和灭火系统目前已在建筑领域得到应用并迅速发展。3 大空间消防设计3.1 空气采样早期烟雾探测报警系统由传统被动式火灾探测设备组成的火灾自动报警系统，在安装空间高度、火灾早期预警功能等方面存在局限性，不能充分满足高度超过1 2 m 的空间内的火智能建筑电气技术112 0 0 7 年 1 2 月 第 1 卷 第 6 期灾报警要求，对于特别重要的电信机房、计算机房和控制中心等场所的火灾报警响应不够及时，并且受环境气流影响较大，因此，在上述场所，现已广泛采用空气采样早期烟雾探测系统。空气采样早期烟雾探测系统作

20、为一种先进的火灾早期探测技术进入中国已经近1 0 年的时间了，此系统已在中国多个行业及领域得到了广泛的应用，使用效果也已得到了一致认可。空气采样早期烟雾探测系统最初的设计目的在于保护计算机房和电气开关柜内价值昂贵的设备。这项技术提供了一套稳定可靠的烟雾探测系统，这套系统在空气流量较高的环境下，仍具有非常高的烟雾探测能力。而随着此技术的不断发展和成本的不断降低，它已经超出了最初的保护高风险设施的应用领域。空气采样早期烟雾探测火灾报警系统的早期火灾防范功能已经在更广阔的领域内得到应用，既包括在公共场所保障人的生命安全，也包括保障设备及财产的安全。空气采样早期烟雾探测系统(V E S D A 系统)

21、也称为吸气式烟雾探测器，它是一种基于光学空气监控技术和微处理器控制技术的烟雾探测装置，运用了先进的数字微处理器技术，具有许多其他烟雾探测系统不具备的特性，这些特性改善了设备性能，简化了操作过程并加强了系统的可靠性。空气采样早期烟雾探测系统的设计思想是实现火灾初期（过热、阴燃或低热辐射和气溶胶生成阶段）的探测和报警，其报警时间比传统的火灾探测系统提前很多，在火灾初期即发现并报警从而消除火灾隐患，使火灾的损失降到最低。空气采样早期烟雾探测(V E S D A)系统与传统报警设备报警时间的比较见图1。3.2 L A 1 0 0 型火灾安全监控系统此系统采用“双波段图像火灾自动探测(属于火焰探测)与空

22、间定位扑救技术”及“光截面图像感烟火灾探测(属于线型光束感烟探测)技术”，解决了大空间火灾报警问题，具有控制距离远、保护面积大、响应速度快、可靠性高等优点，集防火、防盗、监控功能于一体，是一种智能型图像火灾自动报警系统；其灭火系统采用自动消防炮定点灭火技术，可远程定点扑灭早期火灾。两者形成了火灾探测与定点扑救相结合的主动式火灾防治系统，实现了大空间内火灾自动报警与空间定位联动灭火的统一。3.3 大空间智能型主动喷水灭火系统大空间场所一般是指：民用与工业建筑内净空高度大于8 m，仓库建筑物内净空高度大于1 2 m 的场所。大空间智能型主动喷水灭火系统是近年来我国科技人员遵照“预防为主、防消结合”

23、的消防工作方针，在总结国内外已建成或在建中的会展中心、机场、大型商场等多项大空间建筑消防设计和使用方面的经验教训，自行研制开发的一种全新的喷水灭火系统。该产品将红外传感技术、计算机技术、信号处理及判别技术和通信技术有机地结合起来，具有完成全方位监控、探测火灾、定位判定火源、启动系统、定位射水灭火、持续喷水、停水或重复启闭喷水等全过程的控制能力。该系统采用的是自动探测及判定火源、启动系统、定点定位主动喷水灭火的灭火方式。优于传统的采用由感温元件控制的被动灭火方式的闭式自动喷水灭火系统以及手动或人工喷水灭火系统。其灭火过程不需依赖人工操作，喷头开启也不依赖周围环境温度的升高，具有主动判定火灾、定位

24、及开启的能力。整个系统从发现火灾、火灾确认、启动系统、射水灭火至灭火后停止射水的全过程都是主动完成的。凡按照国家有关消防设计规范的要求应设置自动喷水灭火系统，火灾类别为A 类，但由于空间高度较高，采用其他自动喷水灭火系统难以有效探测、扑灭及控制火灾的大空间场所应设置大空间智能型主动喷水灭火系统。该系统尤其适合于空间高度高、容积大、火场温度升温慢，难以设置传统闭式自动喷水灭火系统的场所，如：大剧院、会展中心、体育馆、图书馆、写字楼的中庭等。可替代剧院葡萄架下设置的利用各种探测装置控制自动启动的开式雨淋灭火系统。3.4 固定消防炮灭火系统由固定消防炮和相应配置的系统组件组成的固定图1 V E S

25、D A 系统与传统报警设备报警时间的比较初期可见烟火焰警觉行动火警火警阶段阶段阶段 最后阶段火灾进程高热Electrical Technology of Intelligent Buildings12D e c e m b e r 2 0 0 7 V o l.1 N o.6灭火系统。3.4.1 消防炮系统按喷射介质可分为水炮系统、泡沫炮系统和干粉炮系统。还有可远距离控制消防炮的远控消防炮灭火系统。3.4.2 水炮系统、泡沫炮系统和干粉炮系统适用场所分别与自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统相近；而远控消防炮灭火系统适用于以下场所：1)有爆炸危险性的场所；2)有大量有毒气体产生的场所；3

26、)燃烧猛烈，产生强烈辐射热的场所；4)火灾蔓延面积较大，且损失严重的场所；5)高度超过8 m，且火灾危险性较大的室内场所；6)发生火灾时，灭火人员难以及时接近或撤离固定消防炮的场所。在大空间场所，自动消防炮可替代多层管网灭火系统，使灭火效果大大提高，同时保证建筑物整体美观性。4 工程实例4.1 工程概况近期完成的某“大剧院和博物馆”工程其消防系统由多个自动报警子系统和自动灭火子系统组成。是一项较为全面、综合的工程实例。大剧院和博物馆、汽车库及自行车库总面积1 0 万m2。大剧院为1 5 0 0 座甲等大型剧场，内设3 0 0 座会议厅，三个2 0 0 座电影厅，录音棚及贵宾室，办公室等；博物馆

27、为大型博物馆，内设藏品库(含珍品库)，展示厅，多功能厅，办公室等。本工程为一类高层建筑，火灾自动报警系统按一级保护对象设计。4.2 系统构成及特点4.2.1 采用以下传统消防系统：1)各楼层走道、消防电梯前室、面积过大的展厅等位置设消火栓系统，系统由烟感探测器自动报警，人工启动系统。2)大剧院一般办公、走道、会议等场所设置湿式自动喷水灭火系统。系统由烟感或温感探测器自动报警，闭式喷头喷水、报警并启动系统。3)博物馆展厅、技术房间、库房走道和车库采用预作用自动喷水灭火系统。系统由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头喷水、报警。4)锅炉房及柴油发电机房采用水喷雾灭火系统。系统由温感探测器

28、自动报警，闭式喷头喷水、报警并启动系统。5)大剧院主舞台与观众厅的防火幕、主舞台与后舞台的防火幕设置防护冷却水幕系统；主舞台与侧舞台之间设置防火分隔水幕系统。系统由空气采样早期烟雾探测器及烟感、温感探测器自动报警并启动系统。6)博物馆的临时展厅、文物库房采用洁净气体灭火系统。系统由空气采样早期烟雾探测器及温感探测器自动报警并启动系统。4.2.2 采用以下主动消防系统：1)大剧院主舞台、侧台及后台等采用的是大空间智能型主动喷水灭火系统的大空间智能灭火装置（又称大水滴，由智能型红外探测组件、大空间大流量喷头、电磁阀组三部分组成，其中智能型红外探测组件、大空间大流量喷头及电磁阀均为独立设置）。系统由

29、空气采样早期烟雾探测器自动报警，智能型红外探测组件自动报警并启动系统。2)博物馆的恐龙展厅、陈列厅及大剧院的观众厅等采用的是大空间智能型主动喷水灭火系统中的自动扫描射水高空水炮装置（由智能型红外探测组件、自动扫描射水高空水炮、机械传动装置和电磁阀组四部分组成，其中智能型红外探测组件、自动扫描射水高空水炮、机械传动装置为一体化设计）。系统由空气采样早期烟雾探测器自动报警，智能型红外探测组件自动报警并启动系统。3)在博物馆文物价值较高的库房设置了空气采样早期烟雾探测报警器。5 结束语消防设计是一项系统的、综合的工作。在严格执行国家规范并征求当地公安消防部门意见的基础上，需要全面综合考虑各方面的因素，汇总其他各专业的要求，充分了解所选用产品的技术特性，并加以灵活、准确地应用，在保证其完善的功能、先进的技术及可实施性的条件下，尽可能减少资金投入，用最低的代价将火灾事故消灭于萌芽之中。从目前电气消防系统的发展趋势看，无论是自动报警系统，还是自动灭火系统，都已从以往的被动式，转变为当今的主动式。新技术的不断拓展使得新产品不断涌现，需要我们“与时俱进”，在符合国家相关规范要求的前提下，将这些新技术、新产品应用到工程设计中去。参考文献 1 自动喷水灭火系统设计手册 M .北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 2.2 建筑电气专业设计技术措施 M .北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 5.E