固定式消防水炮在大空间建筑中的应用分析

摘要：消防水炮是消防救灾中普遍使用的消防灭火装备，固定式消防水炮是一项新型的消防救灾灭火设施，其特点为：射程远、强度大，尤其对于在大空间建筑的消防救灾中体现出了明显的使用优势。本文针对固定式消防水炮的功能、设计以及在大空间建筑中的应用做了简单研究。

关键词：固定式消防水炮；大空间建筑；功能设计；应用

社会发展日新月异，人们已经不能满足于空间窄小的建筑设计，会展中心、体育馆、大型影院等越来越多的大空间建筑逐步进入我们的生活。但由于此类型的建筑楼层超高、面积超大，内部无法实行分隔，而且建筑物内部可燃物多，人员流动性大，所以，这类建筑的火灾危险性大，一旦失火，后果严重。对于这种情况，固定式消防水炮设施以其多规格、多介质、射程远、强度大的优势在大空间建筑的消防救援中得到广泛应用。

一、大空间建筑消防给水设施的设计重点

大空间建筑是指民用建筑和工业建筑内净高大于8米，仓库建筑内净高大于12米的场所[1]。

大空间建筑具有独特的使用性，层高超高，单层面积大，若使用普通的火灾探测器和喷头，当火灾发生时，火焰造成的气流和烟雾在上升过程中受到冷却和稀释，普通烟感不能准确及时探测火情并启动灭火设施，且喷淋喷出的水到达燃烧物时已经失去了灭火作用。不宜从建筑内部进行对于烟、火的分隔，发生火灾时，火焰和烟雾会大面积扩散，火势蔓延迅速。且由于建筑内人员流动性大，所以，较之其他建筑物来说，大空间建筑一旦发生火灾，火情难以及时得到控制，火灾更具危险性，造成的损失难以弥补[2]。

因此，对于大空间建筑的消防给水设施的配备，需要针对其净高度超高，普通烟感及喷淋设施无法准确探测火情及灭火能力差等问题进行选择，适用给水反应迅速，空间施用度高，灭火效果明显的消防设施。

二、消防水炮的功能

固定式消防水炮在早期常常在大型油库及码头使用，近年来逐渐应用到了大空间建筑场所。当火灾发生时，固定式消防水炮通过火情探测器及时发现火情，确定火灾发生点，处理火情信息，发出火灾警报，启动相关设施联动扑救，灭火直到火焰熄灭。固定式消防水炮由以下几部分构成：

1、前端探测：采用双波段火情探测器，及时监控火灾发生。火灾发生时，通过双波段感火焰探测技术，固定式消防水炮可以获得实时的现场火情和图像信息，并根据火灾中火焰的色度、纹理、光谱、频谱、运动等特性，依照监控中心的接收信号对火情进行判断处理，从而及时准确的识别火情并发出警报。

2、火焰定位：火情监测过程中，火情探测器对发生的火情能够立即做出反应，发出警报。报警信息在经过计算机系统确认以后，再经解码器的微处理和远程处理模块的处理分析，再将分析过的信息内容发送至功率驱动模块，最后再由被功率驱动模块控制的消防水炮的俯仰电机和水平电机同时进行旋转工作，火焰定位器带动消防水炮喷头进行俯仰及水平两个方向的火焰搜索[3]。此时，解码器上的数据采集模块将采集到的由消防水炮的俯仰及水平电位器传输而来的消防水炮和火焰定位器的角度信息进行集合整理，并将这些信息的模拟量及数字量信息传输至微处理模块，以进一步确定火情及火焰的精确位置，并最终由功率驱动模块将管道电磁阀和消防水泵自动打开，对准火点精确灭火。

3、信息处理：信息处理对于整个消防火灾处理作用巨大。信息处理主机作为消防水炮整体系统的集中控制设备和核心技术，不仅能够控制数百路的视频图像信号，监测由双波段摄像机而采集到的视频信号，而且能够发挥高位主机的作用，同时管理多台防火并行处理器以及其他系统设备。防火并行处理器首先要对火情探测器摄取的视频信息进行判断，确定火情后，再将信号传至信息处理主机。主机再次确认经过火情安全监控软件分析过的火灾信号并记录、显示，同时自动控制水泵、警铃、录像机等联动设备[4]。这一系列信息处理反应时间通常会被控制在二十秒之内。

4、终端显示：多角度、多画面、实时监控，才能保证大空间建筑的消防安全。进行监控的终端显示器设置于消防控制中心，立体建筑整体被分割成为多幅平面图存放于主机硬盘中，并将火情探测器的实际位置对应标注于平面图中，全天实时不间断对设防点周围进行火情监控。当火情发生时，监控画面自动从常规显示模式切换成为警报现场，并由主机随即调出起火点的防火分区平面图同时频闪以提示火情探测器的位置。实时进行画面录像，清晰记录现场火情以做灾后分析。

5、记录报警：与其他计算机应用系统不同的是，固定式消防水炮采用工业计算机，大大提升了其主机信息处理的能力，能够高效管理并控制包括系统运行记录在内的各项数据。比如系统启动及退出时间记录、布防记录、火情探测器记录等等。火灾发生时能够迅速将监控画面切换至灾情现场并录像，提示起火位置，给出处理向导。若火情在规定的时间内没有获得及时处理，消防系统将启用自动程序，拨通相关领导电话，启动相关灭火设施，并将消防系统状态、火情发生时间、监控画面情况及灾情处理方式进行逐一记录。

6、联动扑救：需要消防设施与主机进行合作，并完成由主机发出的各种命令。比如：消防警铃、广播，消防卷帘、水泵等。从火灾发生到被扑灭的整个过程，消防系统的各个组成部分的工作需要相互协调，合作完成。并且，要求从消防系统启动到消防水炮喷水这一系列程序必须要在五分钟之内完成。

三、消防水炮的设计

固定式消防水炮的设计必须依照相关规定进行，大空间建筑室内消防水炮的数量不得少于两门，并且保证其水炮射流不被建筑物上层构件所影响，水炮射程及压力应在产品规定的指标值范围内。各个水炮的喷水射流均能同时到达需灭火区域[5]。室内消防水炮的水炮位置应该设置自动的消防水泵按钮，并安装湿式给水系统。

四、消防水炮的应用

在消防水炮的实际应用中，好多大空间建筑都运用了消防水炮系统，比如：合肥长江剧院、天津经济技术开发区国际会展中心首层大展厅以及国家图书馆二期展示、阅览中庭等。在大空间建筑越来越多今天，需要将固定式消防水炮的使用优势发挥到极致。

首先，由于消防水炮的规格不同，所以要依据大空间建筑的现场实际情况进行设计，以免产生水炮射程过远或过短、射流被建筑构件影响等情况的发生。

其次，对于消防水炮的数量设置，应以大空间建筑进行消防施救时的用水量为依据。消防水炮的用水量应当以相关的国家标准与行业标准为主，并按照没门水炮的喷水射流均能同时到达灭火区域的任意位置计算用水量，切保证建筑用水量大于60L/秒。

第三，合理进行消防水炮的分布，保证大空间建筑的消防救援能够全部覆盖。

第四，为了将火灾损失降到最低，一定做好事前消防控制。对早期火灾进行自动定位并跟踪，实时监控，精确灭火。

结束语：

综上，固定式消防水炮灵敏度高，信号处理快速，缩短巡检时间，能够实现火灾的早期探测并自动扑救，空间定位的精度较高，射程远，强度大，可将火灾损失降到最低。对于一些建筑层高超高，面积超大，内部无法实行分隔，火势蔓延迅速，具有高等级火灾危险性的大空间建筑而言，固定式消防水炮的运用显示出了它的明显优势，是解决大空间建筑消防救灾问题的良好途径。此项技术还需要不断进行研究探索，并在实践中积累经验，提高固定式消防水炮在大空间建筑中的实用性。

参考文献

[1]GB 50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》

[2]孙悦.关于大空间场所的防火对策[J].建筑科学，2010：48-50.

[3]于志敏.智能灭火装置在大空间建筑中的应用[J].给水排水，2011：75-78.

[4]赵佰波.固定式消防水炮在火电厂封闭圆形煤场中的应用[J].工业安全与环保，2012：38.

[5]蒋建华.浅谈固定消防炮灭火系统[J].安徽建筑，2010：97.

陈正东，男，1985年10月，籍贯：江苏扬州，毕业院校：四川大学，研究方向：消防水、电或防排烟。