智能建筑中灭火及逃生系统的研究与实现

王俊

摘要：智能建筑在运行过程中可能会出现火灾，比如由线路短路引发的火灾、雷电因素引发的火灾等，只有完善消防系统才能够保障智能建筑的正常运行。文章利用调查法、文獻资料法等方法对智能建筑灭火及逃生系统进行了设计研究，以期为智能建筑灭火与逃生系统的完善提供参考。在探究过程中发现智能建筑对灭火与逃生系统的要求相对较高，所以需要根据依法设计、依据审批意见等原则设计智能建筑灭火及逃生系统，充分发挥自动报警系统、自动灭火系统、消防联动系统以及智能逃生系统的作用。

关键词：智能建筑；灭火及逃生系统；系统设计

在建筑建设水平不断提升的过程中，智能建筑应运而生，为人们提供了更智能化、自动化的服务。但智能建筑中的火灾隐患相对较多，一旦发生火灾将会造成严重后果。为此，需要深入研究智能建筑灭火及逃生系统，增强智能建筑运行的安全性。

一、智能建筑中的火灾来源

（一）线路短路引发的火灾

智能建筑当中的用电设备相对较多，加大了用电负荷，其中空调、照明以及动力系统产生的用电负荷相对较大。例如，空调的用电负荷占据总用电负荷的40%，照明系统的用电负荷占30%，动力系统的用电负荷占30%。而长期高负荷运行加快了电缆、导线的老化速度，可能导致线路出现短路故障，便可能会引发火灾。

（二）雷电因素引发的火灾

智能建筑中有完善的通信网络、计算机网络以及电气设备，这些网络系统与设备很容易受到感应雷、直击雷、反击雷以及侧击雷等雷电的危害。而雷电当中的电磁场、电磁辐射、静电场可能会导致电气设备出现火灾[1]。

（三）人为原因引发的火灾

智能建筑具有人员复杂、人流量大等特点，如果部分人员违规使用电器就可能会引发火灾，继而造成严重后果。

二、智能建筑灭火及逃生系统的设计原则

（一）依法设计

国家对建筑消防系统提出了较高的要求，相关法律法规可以为消防系统设计提供指导，所以设计人员需要充分掌握国家标准与规范，准确领悟其中的关键。例如，设计人员需要充分了解《中华人民共和国消防法》《建筑设计防火规范》等标准的要求，确保所有的设计细节都符合国家规范。

（二）依据审批意见

智能建筑灭火及逃生系统较为复杂，如果不符合消防救援机构的要求就无法应用，所以设计人员需要根据智能建筑的使用功能以及保护级别进行设计并综合分析消防救援部门的审批意见，避免设计中出现问题。

（三）协调配合

智能建筑是由土建工程、结构工程、水暖工程、消防工程等多个部分共同构成的，只有增强各个子工程的协调配合才能够保障智能建筑的正常运行。为此设计人员在设计灭火及逃生系统时需要向建筑专业人员提供消防设备用房的平面布置图，使建筑专业人员根据消防布置图进行施工；向结构专业人员提供消防所需预埋件或预留孔洞的图纸；通过水暖专业人员获取电气设备的资料，增强灭火及逃生系统设计的科学性与合理性[2]。

三、智能建筑灭火及逃生系统的设计研究与实现

智能建筑的建设成本较高，内部人员也比较多，一旦发生火灾将会造成严重的生命财产损失。而设计灭火及逃生系统可以在一定程度上减轻火灾后果，所以需要根据智能建筑的要求设计系统。

（一）火灾自动报警子系统的设计

1.科学选择报警系统形式

火灾报警系统常用形式有集中报警系统、中心报警系统等，其中中心报警系统比较契合智能建筑的集中性等特点。且中心报警系统具有适应性强、通信能力好等特点，所以设计人员可以优先选择中心报警系统。同时，在设计中心报警系统时需要根据被保护对象发生火灾时的燃烧特点明确火灾类型；根据建筑所需防护面积明确火灾探测器的数量以及火灾报警控制器的数量；根据火灾报警区域明确报警控制器的安装位置；根据消防设备明确报警控制器的联动控制方式；根据防火灭火要求明确报警与联动之间的逻辑关系。

2.选配火灾探测器

首先，从感应方式来看火灾探测器有感烟型、感温型、感光型、气体型以及复合型。而智能建筑的通风条件一般，在发生火灾时会产生大量的烟雾，所以设计人员可以选择感烟型火灾探测器。同时，部分场所不宜应用感烟型探测器，可以在这些区域安装感温型探测器。其次，从测控范围来看火灾探测器包括点型与线型这两种类型，其中点型探测器包括点型紫光火焰探测器、点型离子感烟探测器等，只能探测某一点的温度或烟雾，而线型探测器包括激光线型探测器、红外光束线型探测器，可以对某一线路的温度、烟雾进行准确探测[3]。从智能建筑的消防需求来看，设计人员可以将这两种类型的探测器结合起来。

3.设置探测器

设计人员需要根据《火灾自动报警系统设计规范》当中的要求划分火灾探测区域并设置探测器。一般情况下，设计人员可以将智能建筑中的楼梯间、走廊、消防电梯前室等场所划分为火灾探测区域并在其中设置探测器。在设置探测器时设计人员需要根据公式（1）计算探测器的数量，增强探测结果的准确性。

N=S/KC                （1）

公式（1）中的N指的是探测器的数量，单位为只；S为探测区域面积，单位为m2；K为修正系数；C为探测器的探测面积，单位为m2。

4.选配火灾报警控制器

火灾报警控制器可以处理火灾探测器传出的信号并判断区域内是否存在火灾，如果判断为存在火灾就会发出火警信号并启动消防设备。设计人员需要根据报警区域内探测设备的数量，即感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮、消火栓报警按钮等设备的数量明确火灾报警控制器的容量。且需要将火灾报警控制器的每一回路设计容量控制在标称容量的50%～80%。此外，应完善火灾报警控制器的功能，使其显示报警信息，根据火警信息启动设备，切断所有非消防电源箱，开启消防应急照明灯与疏散标志灯。

（二）自动灭火子系统的设计

1.明确自动灭火系统的工作原理

火灾探测器会自动检测区域内的火灾信息并将火情信号转变为火警信号，在接收到火警信号之后系统当中的自動灭火设备就会自动运行，迅速扑灭火灾。

2.科学选择自动灭火系统形式

常用的自动灭火形式有区域自动灭火、集中自动灭火以及控制中心自动灭火等，其中区域自动灭火多被应用在二级保护对象中，且多被设置在有人值班的场所中；集中自动灭火比较适用于一级与二级保护对象，需要将集中灭火控制器设置在有人值班的场所中且需要通过一台火灾灭火控制器与两台以上的区域显示器显示火灾信号并进行灭火；控制中心灭火比较适用于特级保护对象与一级保护对象，需要一台集中灭火控制器与两台以上区域灭火控制器的支持。设计人员需要根据智能建筑的被保护对象等级选择合适的自动灭火形式。

3.科学设计水灭火子系统

水灭火子系统是自动灭火子系统的核心，所以设计人员需要严格根据相关要求进行设计。第一，科学选择喷淋头。为了延长喷淋头的使用寿命，设计人员可以选择ZST15玻璃球*普通合金洒水喷淋头并将其动作温度设置为68℃。第二，优化消防栓给水系统的设计。在设计过程中应根据消防规范选择口径符合要求的水枪与消火栓，例如可以选择口径为19mm的水枪、口径为65mm的消火栓以及直径为65mm的衬胶水带[4]。并且，设计人员需要根据智能建筑的实际情况以及消防法规计算水枪充实水柱，例如某智能建筑的充实水柱应为10m；通过公式（2）计算水枪喷嘴压力；通过公式（3）计算水枪流量；通过公式（4）计算麻质水带压力损失。此外，需要根据公式（5）计算消火栓的保护半径，根据公式（6）计算消火栓间距。第三，科学设计预作用式自动喷水灭火系统。首先，需要科学设置喷淋头，通过闭式自动喷水灭火系统保障智能建筑的正常运行。设计人员可以利用矩形布置的方式设置喷淋头并严格控制喷淋头的间距。其次，需要优化供水管网，保障水被输送到现场。在选择配水管时可以采用内外镀锌钢管并确保预作用式管道在正常情况下充满压缩空气，在发生火灾时通过排出空气将水输送到管道中。再次，设计人员可以将控制盘或控制柜设置在智能建筑消防控制中心中并在每个楼层中设置水流指示器。此外，设计人员需要利用消防水池、自动消防泵以及喷淋泵设计压力水源，为自动喷水灭火系统提供水源。第四，科学设计干湿式自动喷水灭火系统。干湿式自动喷水灭火系统主要是由闭式喷头、管道系统、供水设备、充气双重作用闸、控制系统等部分共同构成的，在设计时需要优化供水管道，在冬季应用干式灭火系统、在夏季应用湿式灭火系统。

P=9806.65αL             （2）

公式（2）中的P为直流水枪的喷嘴压力，单位为Pa；α为水枪喷嘴压力系数；L为充实水柱长度，单位为m。

qu=0.01              （3）

公式（3）中的qu为直流水枪的流量，单位为L/s或dm?/s；β为水枪喷嘴的流量系数；P为直流水枪的喷嘴压力，单位为Pa。

△Pd=9806.65n           （4）

公式（4）中的△Pd为麻质水带的压力损失，单位为Pa；n为水带条数；为水带阻力系数；qv为水枪流量，单位为dm?/s。

R=Ld+Ls                （5）

公式（5）中的R为消火栓保护半径，单位为m；Ld为水带敷设长度，单位为m，由于水带存在转弯曲折，所以在计算时需要乘以折减系数；Ls为水枪充实柱长度的平面投影长度，单位为m。

L=              （6）

公式（6）中的L为消火栓间距，单位为m；R为消火栓的保护半径，单位为m；b为消火栓的最大保护宽度，单位为m。

（三）消防联动子系统的设计

消防联动子系统也是智能建筑灭火及逃生系统的关键构成部分，会对灭火效果产生较大影响，所以设计人员需要科学设计这一子系统。

1.优化消防卷帘门的联动设计

消防卷帘门主要包括防火门、防火卷帘门，设计人员需要根据智能建筑的耐火等级进行设计。例如，某智能建筑的耐火等级为2级，可选择乙级防火门且需要将防火门的朝向设置为疏散方向。同时，需要选择耐火极限大于3h的防火卷帘门，使卷帘门根据火灾报警控制器的二级联动信号降至地面。

2.优化防排烟系统的联动设计

防排烟系统主要是由防火阀、排烟防火阀、正压送风阀构成的，其中防火阀可以在管道内烟气温度达到70℃时自动关闭；排烟防火阀可以在管道内烟气温度达到280℃时关闭；正压送风阀会在发生火灾时自动对送风竖井进行加压送风[5]。在设计时应科学划分排烟分区并计算管段烟量。

（四）智能逃生子系统的设计

智能逃生子系统至关重要，会对智能建筑内部人员的生命安全产生影响，设计人员应根据人员逃生特点设计智能逃生子系统。

1.优化消防电话、广播设计

部分人员可能没有及时发现火灾，便会影响逃生的及时性。为此需要优化消防电话系统与广播，让人们迅速获取火灾信号并进行逃生。

2.优化逃生细节设计

应科学设计疏散灯具并利用单片机对灯具进行智能化控制；利用随机逻辑判断式有道疏散增强疏散方式的全面性；利用系统软件控制逃生通道的灯具、标志；利用系统软件对疏散灯具进行巡回检测，通过声光形式提醒人们哪些是故障点；通过液晶显示屏展现逃生通道的状态，避免出现意外情况；在建筑物楼层对应窗口外端设置自垂云梯，并对云梯进行智能控制。

四、结语

科学设计灭火及逃生系统具有重要意义，可以减轻火灾造成的后果。为此，需要提高对灭火及逃生系统的重视程度，将自动报警系统、水灭火系统、消防联动系统以及智能逃生系统结合起来，增强灭火与逃生的及时性，避免造成严重后果。

参考文献：

[1]李苗苗.建筑防火监督及其消防设施的配置对策研究[J].中国设备工程，2022（15）：200-202.

[2]王效群.超高层建筑防火设计问题的分析[J].今日消防，2022，07（07）：100-102.

[3]王希军.建筑防火设计在建筑设计中的应用[J].建材发展导向，2022，20（12）：145-147.

[4]陈大川，许小东.高层建筑智能防火门窗精密构件研究[J].中国建筑金属结构，2020（05）：56-58.

[5]潘纲，陈甲运，李海金，等.基于工业企业智慧消防“智能防火+防火保险+企业互助”的物联网+服务模式[J].消防界（电子版），2021，07（01）：81-84.