消防智能疏散

【摘要】随着科技的发展，根据对住宅的需求，生存空间向着追求质量、功能、服务等多重需求过渡，智能消防系统通过设计、消防建审、施工、验收环节后，投入运行。所有的环节都是为了一个目的――实用，做到安全的消防和疏散。

关键字：智能化报警系统 探测器 供电 布线

引言

智能化住宅和智能小区近几年来在全球以及在中国的快速发展是信息技术发展寻找更广阔的市场结合点的必然结果，是IT产业向传统住宅产业以及人们生活渗透的必然结果。有着高效疏散能力的智能化住宅和智能小区建设目标是向人们提供“方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境、高效便利的物业管理”。发展智能住宅小区是住宅产业现代化的必然选择。本文主要介绍ARY智能逃生系统的原理。下图反映的是整个智能疏散系统图。

图1 某省科技资源中心智能疏散系统图

一、火灾报警系统

1.1火灾报警系统的形式

火灾自动报警系统的设计，是一项政策性很强，技术性复杂，同时涉及消防法规，涉及人身和财产安全的工作，其从业人员，应该熟练掌握与消防有关的国家现行规范《火灾自动报警系统设计规范》GB50116，火灾报警系统的形式可分为以下3种：

（1）区域报警系统Local Alarm System

由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统。

（2）集中报警系统Remote Alarm System

由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能较复杂的火灾自动报警系统。

（3）控制中心报警系统Control Center Alarm System

由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能复杂的火灾自动报警系统。下图反映了某省科技资源中心地下一层照明系统图，它对火灾中的智能疏散具有重要作用。

图1.1 某省科技资源中心地下一层照明平面图

二、火灾探测器

2.1火灾探测器分类

火灾自动报警系统由火灾探测器和火灾报警控制器组成。火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作，向火灾报警控制器发送报警信号。对于易燃易爆场合，火灾探测器主要探测其周围空间的气体浓度，在浓度达到爆炸下限以前报警。在个别场合下，火灾探测器也可探测压力和声波。

火灾探测器的分类比较复杂。实用的分类方法有结构造型分类法、探测火灾参数分类法和使用环境分类法等。在此简单介绍按探测火灾参数分类法：

探测火灾参数分类法

根据火灾探测器探测火灾参数的不同，可以划分为感温、感烟、感光、气体和复合式等几大类。

(1)感温火灾探测器

(2)感烟火灾探测器

(3)感光火灾探测器

(4)气体火灾探测器

(5)复合式火灾探测器

(6)其他火灾探测器

其他分类法

火灾探测器按探测到火灾后的动作，可划分为延时型和非延时型两种。目前国产的火灾探测器大多为延时型探测器。其延时时间范围为3-10秒。火灾探测器按安装方式还可分为外露型和埋入型两种。一般场所采用外露型，在内部装饰讲究的场所采用埋入型。

2.2火灾探测器原理

由于火灾探测器种类繁多，本文仅对主要的探测器类型原理进行阐述，主要的探测器分为感烟、感温、光辐射三大类，在此简单介绍感温探测器：

感温探测器

一种是运用金属热胀冷缩的特性：在正常情况下，探测器的电路处于断开状态，当环境温度升到一定值时，金属的膨胀、延伸使电路接通，发出信号；另一种是利用易熔金属的特性，在探测器电路中固定一块低溶点合金，当温度上升到它的熔点（70℃～90℃）时，金属熔化，借助弹簧的作用力，使触头接触，电路接通，发出报警信号。这两种探测器都属定温型，即当外界温度超过某一限定值时就会报警；还有一种是温差型，当升温的速度超过特定值时，便会感应报警。如将两者结合，便成为差定温组合式探测器。

三、ARY――智能逃生疏散指示系统技术说明

1.主控机的选配：

选用标准工业级计算机作为智能控制核心，研华INDUSTRIAL COMPUTRE ADVANTECH品牌产品,宽温宽湿工作环境，抗干扰性强，性能稳定，持续性运行可靠，满足消防产品应用场所和环境条件的特殊要求，采用奔腾 Ⅳ CPU芯片, Intel Pentium 4主频2.0GHz, 配置512M内存, 80G 硬盘, 1 个并口 、4个串口、2个USD接口, PCI I/O 接口, 提供强大的硬件运行平台和通信方式, 系统软件平台 Windows 2000 SP4 操作系统,从后台控制技术内核,到前台用户操作界面,提供丰富的软、硬件作业资源, 奠定了集中控制消防应急疏散逃生诱导系统的智能化程度和功能实现及其扩展空间。

主机选用三星 SAMSUNG 17英寸 彩色液晶显示器和触摸屏操作配置,结构轻便，视野展扩，对人体无辐射伤害，显示器、触摸屏品牌配置，保证了用户屏幕界面图形化、人性化程度高，操作便捷，形象直观。

2.控制器机柜的选配：

采用标准工业控制机柜，从人体学角度设计，站立操作姿势，显示触摸屏中心高度应在1.5米为宜，上加1/2显示器高度和报警指示灯面板，选用1800X600X600mm 外形尺寸的立柜式钢板喷塑机柜。

3.供电电源：

选用先进的UPS 在线式不间断电源供电，避免常规的EPS 后备式电源供电方式在主备电切换过程中瞬间跳变现象，为控制器提供平稳无间隙高性能电源。

在交流电供电正常状态，工作电压220：

主机额定功率:

主控计算机PC功率 60W显示器功率 25W机柜风扇功率45W

UPS空载功率50W180 W 电池最大充电功率： 250W

整机最大功率以450W计,按满负荷%75余量，450/75% = 600W

采用山特品牌产品SANTAK ON-Line KV1000，视在功率1kVA,实用功率750W,该产品原配直流电源 36V 供电,铅酸免维护电池 12V X 24 Ah X 3节,在消防应急备电状态,电池放电提供 200Wh 电能供主机功耗,36V X 24Ah / 200Wh =4,按常规计此为电池额定电压的80%为放电终止电压的4小时维持时间, 根据国标 B17945-2000相关条款要求, 放电终止电压不小于电池额定电压的90%计算,经实际测试验证,具备3小时的放电维持时间,完全满足集中控制器维持消防应急时间不小于2小时的规定要求。

4.支路中继控制器：

主要部件RS-485转接器选用 UT-209光电隔离耦合数据中继器，具有雷击浪涌保护和交直高压隔离性能，宽温宽湿度使用环境，经测试满足配套消防产品的工作环境和消防应急灯具连接的支路控制隔离互不影响的规定要求。在115200bps-9600bps的速率下信号传送距离0-5000米，满足实施现场通信要求。

5.控制板驱动电路：

面板指示灯、继电器驱动电压为直流 12V 提供，开关量控制信号来自控制板J-DO的TTL电平，由三极管S8085导通下拉电流驱动，由于TTL 高电平状态的非满+5V值，低点平状态的非零点压值，三极管S8085的基极限流电阻阻值满足在高低电平输入时S8085的截至和饱和，计算调试基极限流电阻值在1.5k为宜。

1、 中继器位置：放在每层的弱电箱或者弱电箱附近位置

2、 中继器型号：支路中继控制器（ARY-LT-001）

主机检修周期：系统免费保修期2年，使用情况正常1年维护一次，软件升级需另收费。

四、 系统供电、布线

1.系统供电

为保证消防设备在火灾时能正常运行，系统供电应满足：

1.火灾自动报警系统应设有主电源和直流备用电源。

2.火灾自动报警系统的主电源应采用消防电源，直流备用电源宜采用火灾报警控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。当直流备用电源采用消防系统集中设置的蓄电池时，火灾报警控制器应采用单独的供电回路，并应保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作。

3.火灾自动报警系统中的CRT显示器、消防通信设备等的电源，宜由UPS装置供电。

4.火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关。

2.布线一般规定

1.火灾自动报警系统的传输线路和50V以下供电控制线路，应采用电压等级不低于交流250V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。采用交流220/380V的供电和控制线路应采用电压等级不低于交流500V的铜芯绝缘导线或铜芯电缆。

2.火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面选择，除应满足自动报警装置技术条件的要求外，还应满足机械强度的要求。

3.屋内布线

火灾自动报警系统的传输线路应采用穿金属管、经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。消防控制、通信和警报线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于30mm。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。采用经阻燃处理的电缆时，可不穿金属管保护，但应敷设在电缆竖井或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内。火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的低压配电线路电缆竖井分别设置。如受条件限制必须合用时，两种电缆应分别布置在竖井的两侧。从接线盒、线槽等处引到探测器底座盒、控制设备盒、扬声器箱的线路均应加金属软管保护。火灾探测器的传输线路，宜选择不同颜色的绝缘导线或电缆。正极“+”线应为红色，负极“-”线应为蓝色。同一工程中相同用途导线的颜色应一致，接线端子应有标号。接线端子箱内的端子宜选择压接或带锡焊接点的端子板，其接线端子上应有相应的标号。火灾自动报警系统的传输网络不应与其他系统的传输网络合用。

五、智能逃生系统对多火点的判断逻辑

在多火点情况下智能逃生系统遵循什么样的逃生逻辑：

首先我建议不要和客户纠缠于这个问题，因为多火点如何判断逃生逻辑和甲方最终是否使用智能逃生系统没有必然联系。

如果用户提出这个问题作为刁难的手段非要解释，我们可以点击演示图中的平面逃生演示执行文件（AoR_FireAlm），结合下边两个图进行简单演示：

多火点示意图1

多火点示意图2

说明：

1、当火点相互影响并形成逃生死角（指火点包围区域，没有逃生可能区域）时，指示灯方向恢复系统初始设置的指示灯方向。主要原因是软件本身也不能判断出正确的逃生方向；

2、当火点不相互影响不能形成逃生死角时，指示灯方向严格遵循系统基本逃生逻辑“远离火点疏散”－“安全疏散”；

3、当着火点为楼梯出口（EXIT灯位置时），系统有时不能做出合理的逃生判断，指示灯指示方向没有固定，因为多楼梯出口着火下，系统根本不能判断哪里是安全出口。

4、当建筑物本身有更多出口情况下，火情发生时，如果仅有1个出口是安全出口，那么所有指示灯均会指向这个安全出口。

六、 电气火灾监控系统

1.电气火灾监控系统概述

电气火灾监控系统（Alarm and Control System for electric fire prevetion）简称ACS。

电气火灾监控系统又称漏电火灾报警系统。

电气火灾监控系统是基于防火探测报警器的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级软件／硬件系统，可以对配电回路和用电设备的漏电、过电流、短路、过电压、欠电压、温升等运行状态实施监控和管理。

2.电气火灾监控系统组成

电气火灾监控系统主要由报警监控主机、漏电探测报警器（及剩余电流互感器）、测温式探测报警器组成。其中，报警监控主机放置在消防控制中心，报警器和互感器安装在现场配电柜、箱内（或配电箱外，安装方式详见第四部分）。

根据漏电探测报警器的结构不同，系统有如下三种类型：

（1）断路器外置式电气火灾监控系统

（2）断路器内置式电气火灾监控系统

（3）混合式电气火灾监控系统

结束语

本文是针对智能防火报警系统进行研究和设计。当建筑物本身有更多出口情况下，火情发生时，如果仅有1个出口是安全出口，那么所有指示灯均会指向这个安全出口。并对火灾报警系统报警形式，联动系统有广泛的调研，对火灾探测器的原理和类型进行了阐述，针对不同应用能选择不同的探测器，同时在分析了进行系统设计时，设计供电和布线的注意事项，最后结合实际应用，说明所设计系统的实用性和有效性。

注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开