電氣自動(dòng)化控制（智能化）在消防工程中的應(yīng)用研究

摘要：在實(shí)際消防工程項(xiàng)目中，消防設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。基于此，本文從火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等方面入手，分析了電氣自動(dòng)化技術(shù)在消防工程中的應(yīng)用要點(diǎn)和應(yīng)用情況，并闡述了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成和功能，以促進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)在消防工程中應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；智能化；消防工程引言隨著城市化建設(shè)工作不斷推進(jìn)，對(duì)城市安全的重視程度也隨之提高，而消防工程作為其中的核心，相應(yīng)的技術(shù)、手段亦隨之升級(jí)。消防工程是關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要工程，其安全性和可靠性至關(guān)重要。電氣自動(dòng)化技術(shù)的引入和普及，智能化消防系統(tǒng)、消防設(shè)備自動(dòng)化控制、消防聯(lián)動(dòng)控制等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為消防工程的安全性和可靠性提供了有力保障，使消防工程的整體水平得到提高，為國(guó)家消防事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了極大的促進(jìn)作用。一、電氣自動(dòng)化控制在消防工程中的應(yīng)用（一）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是用來(lái)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在消防工程中的應(yīng)用可以有效減少火災(zāi)的發(fā)生，并為人們提供及時(shí)的自救和逃生機(jī)會(huì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展。目前，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始將火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)納入消防工程建設(shè)，這不僅有利于減少火災(zāi)發(fā)生頻率，還有利于保證消防工程質(zhì)量。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要包括探測(cè)器、警鈴和聲光警報(bào)器等。在日常生活中，經(jīng)?？吹胶芏嘟ㄖ锇惭b了各種類型的火災(zāi)探測(cè)器。這些探測(cè)器主要包括煙霧探測(cè)器、CO氣體探測(cè)器和紅外探測(cè)器等。它們可以準(zhǔn)確探測(cè)到不同類型的火災(zāi)，并及時(shí)報(bào)警，撲滅初期火災(zāi)，降低火災(zāi)發(fā)生后造成的損失。需要注意的是，一般情況下，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)需要和消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)消防系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)和資源共享，提高消防工程效率和安全性。在實(shí)際消防工程項(xiàng)目中，消防聯(lián)動(dòng)控制的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。以某大型工業(yè)園區(qū)為例，該園區(qū)采用了消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急處理措施。同時(shí)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)火災(zāi)情況自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的滅火裝置，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行及時(shí)有效撲滅。此外，該園區(qū)還采用了智能巡檢系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)消防設(shè)施的狀態(tài)和運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。又如：在高層建筑中，將火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消防設(shè)備及自動(dòng)化控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，該建筑采用消防設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、防火門系統(tǒng)等。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水泵和閥門可以通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)和關(guān)閉，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)啟動(dòng)噴水滅火裝置。消火栓系統(tǒng)則可以通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)消火栓的狀態(tài)和水壓情況，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)提供有效的滅火水源。防火門系統(tǒng)則可以通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防火門的自動(dòng)關(guān)閉和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)隔離火源，防止火勢(shì)蔓延。（二）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種比較先進(jìn)的滅火系統(tǒng)，是由火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)和供水系統(tǒng)等組成。它具有自動(dòng)啟動(dòng)功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并啟動(dòng)噴水滅火；它具有自動(dòng)報(bào)警功能，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并通知消防人員滅火；它還具有自動(dòng)報(bào)警和控制功能，可以實(shí)現(xiàn)消防人員與火災(zāi)的有效隔離。此外，它還具有自動(dòng)控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)噴頭的控制。現(xiàn)階段，消防噴水系統(tǒng)的形式朝著多元化方向發(fā)展，除了常規(guī)的雨淋系統(tǒng)之外，水幕系統(tǒng)在不斷推廣。比較而言，水霧可以有效降低空氣溫度，抑制空氣中的有害物質(zhì)、有害氣體濃度。以某高層辦公樓為例，該建筑采用了濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)迅速啟動(dòng)，噴頭根據(jù)火源位置自動(dòng)開(kāi)啟，有效控制了火勢(shì)蔓延。據(jù)統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)發(fā)生后5分鐘內(nèi)，系統(tǒng)成功將火勢(shì)控制在起火區(qū)域，避免了更大損失。噴頭選型與布置：應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性以及空間高度等因素，選擇合適的噴頭類型和布置方式。例如，在高層辦公樓中，應(yīng)采用快速反應(yīng)噴頭，并根據(jù)樓層高度和火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行合理布置。不僅如此，還需要確保管網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，管道直徑、長(zhǎng)度以及閥門設(shè)置等均需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，以保證系統(tǒng)在水力學(xué)性能上的優(yōu)越性。同時(shí)，應(yīng)避免管道出現(xiàn)死水區(qū)或過(guò)大的水頭損失。水泵選型與設(shè)置最為關(guān)鍵，需要根據(jù)系統(tǒng)的流量和壓力要求選擇合適的水泵，并確保水泵在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)能夠迅速達(dá)到額定工作狀態(tài)[1]。（三）防煙排煙系統(tǒng)防煙排煙系統(tǒng)是為了防止火災(zāi)在建筑物內(nèi)蔓延，防止煙氣擴(kuò)散，保護(hù)人員安全而設(shè)置的。通常采用機(jī)械排煙方式，控制系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可以自動(dòng)打開(kāi)防排煙口，并控制送風(fēng)口關(guān)閉，以達(dá)到排煙效果。電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)分為以下幾種：一是機(jī)械排煙系統(tǒng)；二是自然排煙系統(tǒng)；三是機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)；四是排煙窗。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)排煙窗的風(fēng)機(jī)，可以保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)，排煙窗能自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，除了以上介紹的幾種控制方式外，還可以通過(guò)電氣自動(dòng)化控制在火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動(dòng)關(guān)閉防排煙閥來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制防煙排煙系統(tǒng)的自動(dòng)切換功能。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)和火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行合理劃分防煙分區(qū)。每個(gè)防煙分區(qū)應(yīng)具有獨(dú)立的排煙系統(tǒng)，以確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠有效控制煙霧擴(kuò)散[2]。二、智能化在消防工程中的應(yīng)用（一）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在消防工程中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并報(bào)警。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，工作人員可以根據(jù)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行火災(zāi)的準(zhǔn)確判斷，并迅速采取措施消除火災(zāi)。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。如：西門子Sinorix系列火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，具有高性能、高可靠性和易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，該系統(tǒng)采用智能探測(cè)器和模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活配置。（二）消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)在消防工程中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，這對(duì)提高消防工程的可靠性和安全性非常重要。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是一種分布式智能控制系統(tǒng)，主要由消防設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制設(shè)備和中央管理設(shè)備組成。中央管理設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，包括電源管理和通信管理兩個(gè)部分。（三）人員定位和安全疏散系統(tǒng)在人員定位和安全疏散系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人員定位和安全疏散功能，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以迅速找到疏散人員并進(jìn)行緊急疏散，降低人員傷亡率。如：某建筑中應(yīng)用的海思Hi3516EV300系列智能攝像頭，具有高清畫(huà)質(zhì)、智能分析和人臉識(shí)別等特點(diǎn)。該攝像頭可與RFID讀卡器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人員定位和跟蹤。（四）滅火救援系統(tǒng)在滅火救援系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)滅火救援工作的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。滅火救援工作是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的工作。現(xiàn)階段，很多消防隊(duì)伍都配置了智能化技術(shù)體系，如大疆經(jīng)緯M300RTK無(wú)人機(jī)搭載紅外熱成像相機(jī)和高倍數(shù)光學(xué)變焦相機(jī)等設(shè)備，可對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和火情分析，為救援人員提供準(zhǔn)確的信息支持[3]。（五）防火安全監(jiān)控系統(tǒng)在防火安全監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、報(bào)警和控制，從而確保消防工程安全、穩(wěn)定運(yùn)行[4]。三、電氣自動(dòng)化控制在消防工程中的應(yīng)用框架在現(xiàn)代社會(huì)中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的重要組成部分，在提高人們生活質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是一項(xiàng)新型技術(shù)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。同時(shí)，隨著電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn)和完善。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要不斷探索新技術(shù)和新方法，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)[5]。（一）系統(tǒng)配置框架電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)可采用PLC、觸摸屏、聯(lián)動(dòng)模塊、手動(dòng)控制按鈕等。PLC控制器通過(guò)通信模塊與火災(zāi)報(bào)警控制器連接，通過(guò)模擬量輸出模塊采集各種火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA信號(hào)送至火災(zāi)報(bào)警控制器。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，可以使用觸摸屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，還可以使用手動(dòng)控制按鈕進(jìn)行設(shè)備自動(dòng)切換。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通常采用具有多種輸入輸出接口的模塊（電動(dòng)防火閥、電動(dòng)排煙閥、排煙風(fēng)機(jī)等），通過(guò)這些模塊組成不同的控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)。同時(shí)，在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中還可以設(shè)置各種形式（常開(kāi)、常閉、可編程等）的輸出模塊，以滿足不同場(chǎng)合下各種不同功能要求，如：報(bào)警輸出、聯(lián)動(dòng)輸出、手動(dòng)控制輸出等。以某建筑工程項(xiàng)目為例，在構(gòu)建消防工程體系過(guò)程中，采用分布式控制系統(tǒng)架構(gòu)，由中央控制器、區(qū)域控制器和執(zhí)行器組成。中央控制器負(fù)責(zé)全局監(jiān)控和調(diào)度，區(qū)域控制器負(fù)責(zé)各自區(qū)域的監(jiān)控和控制，執(zhí)行器負(fù)責(zé)具體設(shè)備的執(zhí)行。借助工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各控制器之間的實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)共享[6]。（二）系統(tǒng)控制要點(diǎn)1.防排煙閥控制。防排煙系統(tǒng)主要由防火閥、排煙風(fēng)機(jī)、防煙排煙系統(tǒng)控制柜（簡(jiǎn)稱防煙排煙控制柜）、手動(dòng)閥門、手動(dòng)按鈕以及相關(guān)的控制箱、電控設(shè)備組成。在消防控制室內(nèi)，有一組與消防聯(lián)動(dòng)控制器相連的火災(zāi)報(bào)警控制器，用于接收火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并反饋到消防控制室的監(jiān)控主機(jī)。另外，還有一套與消防聯(lián)動(dòng)控制器相連的手動(dòng)控制閥門設(shè)備，用于控制防火閥、排煙風(fēng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備動(dòng)作。防煙排煙系統(tǒng)控制柜一般位于消防控制室內(nèi)，主要負(fù)責(zé)接收火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將信號(hào)反饋給消防控制室的監(jiān)控主機(jī)，同時(shí)也接收來(lái)自聯(lián)動(dòng)控制器發(fā)出的信號(hào)。根據(jù)防煙排煙系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)要求，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，防排煙閥會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉。2.排煙風(fēng)機(jī)控制。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，通常采用機(jī)械排煙方式，即通過(guò)設(shè)置機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)排風(fēng)口的調(diào)節(jié)。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，設(shè)置一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)啟動(dòng)或停止排煙風(fēng)機(jī)，保證排煙口的開(kāi)啟和關(guān)閉。在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇不同類型的機(jī)械排煙風(fēng)機(jī)。比如，當(dāng)通風(fēng)管道內(nèi)煙溫達(dá)到70℃以上時(shí)，可以采用正壓送風(fēng)方式排煙；當(dāng)通風(fēng)管道內(nèi)溫度達(dá)到80℃以上時(shí)，可以采用負(fù)壓通風(fēng)方式排煙。另外，在電氣自動(dòng)化控制的防煙排煙系統(tǒng)中，還可以設(shè)