大空间移动式智慧消防报警灭火系统设计方案

文章主要针对高大空间建筑，分析了火灾发生初期如何实现快速报警与快速灭火。通过借助设置在建筑防火分区内的火警探测器与轨道式、地面式及无人机智慧灭火机器人，能够在火灾影响范围不大的情况下，及时发现火灾着火点，并迅速扑灭，从而减少人员和财产损失。同时，在报警与灭火的过程中，智慧灭火机器人把相关数据资料和图像监视资料快速远传至消防控制室与城市管理，方便各指挥部门开展各项工作。

0引言

建筑物火灾每年给国家和人民造成了巨大的损失，如何有效防止火灾发生，或在发生火灾后的时间内将火扑灭，是急需解决的问题。而且高层、高层建筑及大型商场、医院等公共场所等的消防报警灭火系统尤为重要。目前，火灾预警及灭火方式除了人力灭火，主要的就是应用火灾自动报警联动控制系统和自动喷淋系统。在大空间的防火分区内，一旦出现火情，在着火范围不大的情况下，应立即用大空间移动式智慧消防报警灭火系统迅速将火扑灭；因为一旦形成大面积、大范围的火情，扑救难度将成倍增加，即使火灾扑灭了，造成的损失也是巨大的。大空间移动式智慧消防报警灭火系统由火警探测器与轨道式、地面式及无人机智慧灭火机器人构成。

1 灭火系统概述

1.1 自动灭火系统和消火栓灭火系统的缺陷

目前，自动灭火快速方式主要还是以自动喷淋为主（或大面积采用水炮自动灭火方式）；消火栓由专业人员手动操作，灭火方式基本属于被动式。早期的大面积灭火方式是通过自动喷淋方式，当燃烧位置的温度达到 68℃时，自动喷淋喷头内的水立即喷洒向着火处进行灭火；而当消控接受火警信号后，立即启动相关报警及联动系统，当相关消防专业人员根据火灾报警情况到达火场，操作消火栓，启动消火栓泵时，已经花费了较长的时间，火势很可能已经快速蔓延，而火势一旦扩大就很难得到有效控制。而且很多建筑内的喷淋及消防管道因为长期没有使用，存在积脏或腐蚀现象，使发电机无法正常启动，或需要较长时间才能正常启动；还有水泵损坏、电缆接头损坏、控制屏线路损坏等问题，使整个系统不能正常运行，无法及时进行灭火。尤其在老旧建筑物中，消防灭火系统老化，如果任何一个环节维修不到位，都无法进行有效灭火。

1.2 智慧消防报警灭火系统的优点

如何应对突发火警，可以通过在同一个防火分区内建立多个独立灭火系统的主动式灭火装置，在防火分区内的某个地方发生火情时，这些灭火装置立即主动出击，能在短时间内进行智能判断且快速灭火。在日常生活中，这些智慧灭火设备在各防火分区中处于充电待命状态，一旦接收火警指令，就会以秒计时，迅速到达现场对火情进行智能化判别，再采用合理的方式灭火，使火情在短时间内得到有效控制。

2 智慧型多功能综合灭火机器人的主元件组成

智慧型多功能综合灭火机器人可分成三类：空中轨道式、地面行走式以及无人机值守型等。在实际使用过程中，三类机器人各有千秋，这三类智慧灭火机器人均拥有独立灭火系统，可自主设定自动智慧模式，或在消防控制统一控制协调下（消防指令可设优先级）协同灭火。三类机器人的外观和内部元件均为耐火或防火型材质（防爆区内机器人均由防爆元件制成），保证在有效灭火时间内，设备均可正常工作；三类智慧灭火机器人均由 3 个关键主元件组成。

2.1 旋转追踪主元件基本构件

（1）红外热成像光电技术检测传感器；（2）单点式红、紫外探测器或红紫外复合探测器；（3）小水柱雾化喷头（喷射小水柱及颗粒雾）；（4）消防泡沫喷头（或其他灭火器材，如超细干粉、二氧化碳等）；（5）高清摄像头（摄像头上方同时安装 LED 高光束灯光）；（6）与消防相关的各种传感器（如温度探测传感器、气体探测传感器等）；（7）人体感应探测器、人脸识别系统、抓捕绳及喷射剂。以上所有元件均为旋转追踪器的重要构件。

2.2 控制装置与 EPS、UPS电源主元件

控制装置与 EPS、UPS 电源主元件包括微计算机系统，自备电源系统，广播喇叭、红蓝火警灯闪烁装置，液位传感器（检测自身水池水位），系统自巡检故障检测系统，无线信号接收、发射系统等等。

2.3 消防灭火器材主元件

消防灭火器材主要包括小型加压泵（或双加压泵）、超小型消防水箱、泡沫消防元件、超细干粉、二氧化碳等小型、轻型灭火器材。

3 独立式火灾探测器

目前，在建筑防火分区内，火灾探测器是固定式均匀布置的，在火警发生时进行报警，存在一定的滞后性，如何解决这一问题，文章提出如下解决方案。

3.1 高灵敏复合型火灾探测器。

它是一个独立式的火灾报警小系统，将高灵敏探测器及地址定位编码与防火分区内的区域火警系统无线连接。它由多种复合型火灾探测器、定位装置、自备电源及接收发射器等元件组成，底座可以临时安装或固定安装。在防火分区内，针对火灾危险等级比较高或火灾隐患比较大的场所，高灵敏复合型火灾探测器可以实现火警快速定位与报警。

3.2 无人机飞行式火灾探测器。

其工作原理与高灵敏复合型火灾探测器一样，但它的机动性更强，火灾报警的瞬间响应更快。飞行式火灾探测器可编程设定巡航高度及自动避开障碍物，如在夜间、无人的空间，可依需求，设置在 2 ～ 2.5m 处进行巡检。此外，其配置上还增加了一些元件，如人脸识别系统、警示灯、麦克风与报警广播喇叭等，可进一步保卫巡检机器飞行器。

3.3 壁挂式负压型摇头火灾探测器。

针对一些空间比较高的区域，待烟上升至顶棚时，所需时间较长，火势已经发展到一定规模。如何快速探测燃烧产生的烟雾，设计一种壁挂式负压型摇头火灾探测器，主探测器固定在设备的处，其采用高灵敏多种复合型探测器，并配置摄像头，主探测器周边为叶片式风扇，叶片旋转产生负压。在室内无风情况下，可布置此类探测器，在探测器附近产生负压小空间，若附近产生烟雾，由于负压存在，烟雾快速到达火警探测器位置，探测器可在短时间内迅速完成报警。监控视频可远传监控室或消防控制室，以便管理人员观察现场情况。

3.4 落地式可移动火灾探测器。

落地式可移动火灾探测器安装在支架上，在室内根据家具灵活放置。主支架类似为照相机三角支架，顶端为高灵敏复合型火灾探测器。探测器可依现场情况加配摄像头、麦克风等设备，与区域报警器无线连接（自备定位装置及 UPS 电源）

4 安科瑞智慧消防监控云平台介绍与选型

4.1平台简介

安科瑞智慧消防综合管理云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理的实际需求。

从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。同时，通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备，有效解决用电单位电气线缆老旧，小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题，及时排除隐患。

4.2 平台功能

（1） 平台登陆

用户登录成功之后进入首页，如图所示。主要展示的内容有：项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

（2） 实时监控

智慧用电子系统可接入电气火灾、故障电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测和母排无线测温探测等等各类子系统，实现对相关消防系统设备的信息实时监控，一且发现监测数剧超过风险阈值，APP、电话报警统统上阵，通过设备的标签、地理位置定位，快速通知，快速处置。

（3） 隐患管理

隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录，隐患巡查的目的是为了系统在产生报警或隐患后，系统可以针对工程人员派发工单，处理完以后工程人员能够在系统中填写相关工单任务记录，以供历史查询。隐患统计支持对项目进行日、月、季、年的维度查询，并能够自定义时间查询，将项目下隐患以曲线，图表的形式展现

（4） 统计分析

统计分析包括数据汇总和分析报告，数据汇总以曲线和表格形式显示各个月份的报警和故障记录，同时显示控制日志，支持按照控制类和参数设置类分别显示，也可以按照操作是否成功分别显示，包括此次控制的操作情况，项目名称，设备信息以及对应的操作时间等；分析报告包括总体概况和设备回路特征分析。

（5） 运维管理

根据运维调度管理的需要，智能调度技术人员可以分为不同角色，系统支持指定巡检计划和巡检日历，可支持巡检人员使用手机NFC芯片巡检打卡的功能。

（6） 手机APP功能

手机APP软件具有IOS版本和安卓版本，并与电脑终端系统的数据同步，能展示剩余电流、温度、电压、电流等电气参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线；短路、断线、漏电、超温、过压、欠压、过流等电气故障实时报警数据等；能实时显示项目地理位置、未排除隐患数、未处理巡检数等；通过APP消息推送的方式提醒用户实时报警信息；可以实现远程复位、远程分闸功能；可以对所有现场探测器进行远程参数设定及修改；可以对所有现场探测器的远程控制记录进行查询。

4.3推荐配置

4.3.1平台服务器：建议按照我方推荐配置购买，或者客户自己租用阿里云资源。

推荐硬件配置清单：（如申请阿里云可忽略）

4.4系统现场推荐硬件配置清单：

注：以下配置为针对1个回路选型，其中剩余电流互感器应根据现场回路电流大

4.5产品选型

电气火灾监控探测器

5 结论

（1）轨道式、地面式或无人机智慧机器人都有一个共同特点，均为独立式智慧灭火系统设备。机器人均采用防火及耐火性能比较好的产品，可接近火源，在接到火警信号时，以时间到达着火点，在火势处于萌芽状态时把火扑灭。

（2） 在高科技产品日新月异发展情况下，各种形式的高可靠性智慧灭火机器人的技术在不断完善。智慧灭火机器人在高大空间建筑及人员密集公共场所可以发挥非常重要的作用，而且在数字城市、智慧城市的发展建设中，设置智慧型多功能综合报警灭火系统，可以实现快速报警、快速灭火，防止火灾蔓延，更有效地保障人员及财产。

责任编辑：tzh