浅谈分布式智能消防报警与联动控制系统

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摘要：消防报警系统在智能化大楼中具有最高的重要性等级，决定着大楼能否使用。近年来，由于各种原因导致的火灾现象居高不下，给人们的生命财产安全造成很大威胁。建立和完善消防报警和联动控制系统受到人们的普遍关注。本文围绕分布式智能消防报警与联动控制系统展开讨论，包括分析火灾形成的原因和过程，分别介绍了火灾探测器、火灾报警控制器、联动控制系统的工作机理，分布式智能消防报警与联动控制系统的优势等。

关键词：分布式智能消防报警；火灾探测器；火灾报警控制器；联动控制

前言

众所周知，火灾会给人们的生命和财产造成不同程度的损失，尤其是在一些人员密集的公共场所。为预防和降低火灾的发生率，保证人们和物品的安全，要求在楼宇中安装火灾智能消防报警和联动控制系统。现围绕分布式智能消防报警和联动控制系统展开讨论。

1.火灾形成的原因及过程

1.1火灾形成的原因

首先建筑物内存在可燃体，例如家具、装饰材料、可燃性固体、可燃性液体、气体材料等，这是引发火灾的基础条件。其次是由于疏于管理而造成火灾隐患。分析造成火灾的常见原因主要有以下几种：⑴电气事故引发火灾，当前建筑物内的电气线路或设备非常复杂，各种线路四处接头，呈现出纵横交错的场面。加上对其缺乏必要的日常维护，或设计、使用不合理，电气设备本身材质存在问题等，可能会出现过载、短路等现象，为引发火灾埋下隐患。⑵人为原因，主要是人员防火意识淡薄，出现各种违规操作、乱接电线、随意丢弃烟头、违规吸烟等行为，当然也包括人为蓄意纵火原因引发的火灾。⑶可燃体出现自燃或爆炸，一些可燃物，诸如纸张、棉花、化工纤维材料、木质材料等，在一定条件下可分解出可燃气体，并达到自燃温度，从而出现自燃现象而引发火灾。另外，一些易燃物品，如煤气、可燃气体、液化石油、甲烷等出现泄漏，也可能会发生爆炸而引起火灾。

1.2火灾的过程

火灾的形成过程一般可分为初始、阴燃、火焰燃烧三个阶段。在初始阶段，燃烧体预热，使室内的温度升高，并出现大量的烟雾。若此时能感知报警系统，则可将火灾损失降到最低。处于阴燃阶段，烟雾气体浓度逐渐升高，并达到一定水平，室内温度迅速升高，只要遭遇明火就会立即点燃。一般这一阶段的时间比较短促，很快进入火焰燃烧阶段。火焰燃烧阶段，可产生大量的可见光，室内的可燃物遭到燃烧，促使室内温度上升迅速，且蔓延开来，形成火灾。

2.火灾探测器的工作机理

安装火灾自动报警和联动控制系统对于及时发现火灾和控制火灾发挥着重要作用。而作为这一系统中最为关键的部分就是火灾探测器。火灾探测器能感知装置区域内火灾形成的化学以及物理现象，分析其基本功能，主要是通过利用报警控制器，分辨发生火灾的区域或位置。一个合格的火灾探测器必须具备以下条件：一是信号传感及时，且精度大；二是传感器本身能够发出信号指示；三是探测器足够稳定，且具有抗干扰性。

一般火灾探测器主要由三部分组成：敏感元件、固定部件、相关的电路。⑴敏感元件：属于火灾探测器的核心部件，其作用是感知火灾形成的化学和物理参量（包括温度、烟雾、气体体积浓度、辐射光等），同时将这些参量转换成模拟量。⑵电路：一般又分为保护电路、指示电路、抗干扰电路、接口电路、转换电路等[1]。其中，保护电路的作用是监视传输线路以及探测器的各种故障；指示电路一般用来显示探测器的动作状态，并发出动作信号；抗干扰电路的作用则是减少或避免误报行为，以提高火灾探测器的可靠性；接口电路的作用是连接火灾探测器与警报器间、火灾探测器之间的信号；转换电路能放大敏感元件输出的模拟量，并对其进行处理，使之成为数码信号或模拟载频信号，以满足火灾报警系统的各种需要。⑶固定部件：其主要的作用是固定探测器。固定部件的外壳能有效阻止其他非感知的信号进入敏感元件，充分保证气流、烟雾、温度、光源等化学和物理量进入敏感元件[2]。

3.火灾报警控制器的工作机理

火灾报警控制器是由一个CPU组成的微机控制系统，主要的组成部分有监控单元、电源单元、输出单元、输入单元、记忆单元等。火灾报警控制器的工作机理是先由输入单元接收火灾探测器的信号，然后由输出单元输出报警信号，同时对减灾子系统和相关的联动灭火系统输出控制信号[3]。接着监控单元发挥作用，检查控制器之间的线路是否存在故障，若存在则会及时发出故障信号，同时，监控单元还会进行自动巡回检测，实时监控报警控制器，以保证系统工作的正常安全运行。记忆单元则用来记录初始火灾报警时间直至复位后这一段时间。电源单元则一般采用双电源形式以保证正常供电，同时还能对备用蓄电池和另一电源充电，具有自动切换功能。火灾报警器能与建筑物中的子系统实现系统集成。

4.联动控制系统的工作机理

当前的消防报警控制器不仅拥有自动报警的功能，而且还具备灭火和联动减灾的控制功能，即形成联动控制系统。这一系统中，各类手动控制盘和集中报警控制器相联接。以自动气体灭火联动系统为例，这一系统主要指的是卤代烷和二氧化碳灭火系统。卤代烷和二氧化碳同属于气体灭火的介质，不过前者的灭火效果优于后者。值得一提的是，由于卤代烷气体会在一定程度上会破坏大气臭氧层，且对一些重要文献、文物、音像制品等也存在破坏作用，因此对卤代烷的使用应有所限制。近年来，一种新型的灭火介质发展迅速，并被视为卤代烷的替代品，不过其价格相对较高，在一定程度上限制了其推广的范围。就目前的形式看，卤代烷和二氧化碳依然是主要的灭火介质。自动气体灭火系统的工作机理是收到火灾探测器的信号，并经火灾报警器确认后，促使联动控制柜发出灭火指令，从而开启气瓶，释放高压氮气，并通过喷头喷出灭火介质进行灭火的过程[4]。

5.分布式智能消防报警与联动控制系统的优势

通过以上分析可总结出分布式智能消防报警与联动控制系统的优势：⑴火灾信号准确率高、误报率低：该系统最大特点是能够将探测器进行数字地址编码，即是一种采用地址编码方式寻址的系统。探测器将检测到的信号传给主机，主机中的软件通过比较回传的信号以及内存中的典型信号，对信号的类型进行判断，以确定是干扰信号还是火灾信号，当信号特征与典型火灾型信号的特征相一致时，就可判断为火灾信号，排除干扰信号，因此，在很大程度上保证了火灾信号的准确性、减少了误报率。⑵能有效实现与子系统的集成：分布式智能消防报警与联动控制系统应用了计算机微处理技术，具有联网功能，且能显示图形，因此，可与消防系统中的其他子系统实现集成。而传统的系统会因此加重主机的负担，导致系统软件的程度过于复杂，增长了巡检周期，从而消弱了实时监控的能力，在一定程度上降低了系统的可靠性。而分布式智能消防报警与联动控制系统则能很好地解决这一问题，通过集中实施管理功能，可减轻主机处理现场信号的负担，实现系统的联动控制。⑶提高主机信号判断程序量：该系统应用的火灾探测器，由于具备微处理功能，因此，可减少主机信号判断的程序量，从而有效提高系统的可靠性和稳定性。

6.小结

通过以上对消防报警系统中主要部件的工作机理的分析，可见，消防系统在保障楼宇建筑安全方面的重要性。分布式智能消防报警与联动控制系统在预警和灭火方面具有很大优势，它在传统消防报警系统基础上提高了火灾预警的准确性、减少了误报率，从而有效提高了整个系统的可靠性和稳定性。

参考文献：

[1]杨文娟.分布式智能消防报警与联动控制系统[J].重庆理工大学学报：自然科学，2012，26（06）：76-81.

[2]张家骥.智能报警与联动控制在船舶消防系统中的应用[J].四川兵工学报，2012，33（07）：124-126+130.

[3]刘祥楼，徐斌等.基于无线通信技术的火灾智能化自动报警系统研发[J].科学技术与工程，2011，11（12）：2824-2827.

[4]韩建平.电气火灾智能监控技术应用与探讨[J].消防科学与技术，2012，31（9）：971-973.