电气工程及其自动化毕业论文建筑自动消防设施在建筑中的应用与发展.docx
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电气工程及其自动化毕业论文建筑自动消防设施在建筑中的应用与发展
建筑自动消防设施在建筑中的应用与发展
摘要
随着城市不断的发展，大型商业综合建筑、超高层建筑、大型物资仓库的数量也与日俱增，由于这些建筑体量大、人口密集、布局复杂、救援难度大等特点，对于安全性要求也越来越高，而自动消防设施的应用大大增加了建筑物的安全性，为了保证自动消防设施在火灾中能发挥他的作用，设备在安装阶段的质量和日常维护保养就尤为重要了。
【关键词】：
自动消防设施；建筑；安装；维护；管理
引言
随着城市不断的发展，大型商业综合建筑、超高层建筑的数量也与日俱增，由于这些建筑体量大、人口密集、布局复杂、救援难度大等特点，对于安全性要求也越来越高，而自动消防设施的应用大大增加了建筑物的安全性，为了保证自动消防设施在火灾中能发挥他的作用，设备在安装阶段的质量和日常维护保养就尤为重要了。
案例1：
河南东都商厦火灾
2000年12月25日21时35分（圣诞狂欢夜），河南省洛阳市东都商厦发生特大火灾事故，造成309人死亡，7人受伤，直接财产损失275万元。
法医鉴定结果309人均为吸入式窒息死亡（其中男135人，女174人）。
经查，此次火灾是因为经营期间违章动火作业所致。
案例2：
哈尔滨天鹅饭店火灾
1985年4月18日深夜，哈尔滨天鹅饭店11楼发生火灾。
大火波及21间客房，其中6间全部烧毁。
在大火中有10人丧生，其中有外国客人6人，重伤7人，其中有外宾4人，直接经济损失约250000元。
案例3：
辽宁阜新艺苑歌舞厅火灾
1994年11月27日13时28分左右，位于辽宁阜新艺苑歌舞厅发生火灾，这起火灾共造成233人死亡（其中男性133人，女性100人），经查，最初起火部位位于该歌舞厅3号雅间。
该歌舞厅使用大量易燃材料装修。
采用可燃胶合板吊顶，四周墙壁悬挂化纤装饰布。
该化纤装饰布属"棉丙胶织布"，燃烧速度快，燃烧时产生大量有毒烟雾，并形成带火的熔滴，致使起火后火势迅速蔓延。
经查。
这起火灾是由于后楼出租柜台的售货员下班后未按规定关灯，致使安装在灯箱内的一只日光灯长时间通电，造成短路，线圈产生的高温引燃固定镇流器的木质材料所致。
当日，消防监控室一名监控员收到报警信号，认为是误报，不但没有到现场确认，而且还关闭报警控制主机，使得初起火灾未能发现和及时处置。
通过上述案例让我深刻的认识到火灾的危害，他不仅危害生命安全、造成经济损失、破坏文明成果、影响社会稳定更破坏了生态环境，如何能有效的预防和扑救呢？
目前主要依靠就是日常的管理和建筑自动消防设施。
自动消防设施的功能及组成，主要表现在以下几点
一、早期预警及疏散引导
自动消防设施主要分为：
消防应急照明和疏散指示系统、火灾自动报警系统、防烟系统与排烟系统等，其中火灾自动报警系统主要作用是较早的探测初期火灾，提早让人员发现火情并采取先关措施。
火灾自动报警系统主要由以下几部分组成：
①火灾探测器：
根据发生火灾初期会产生化学或物理的变化的特点收集相关参数（如：
温度、光、烟雾等），从而等达到探测早期火灾的目的。
②手动报警按钮:
火灾探测器属于报警系统的自动探测方式，而手动报警按钮则属于手动探测火灾的方式，人为发现火气时，按下手动报警按钮，及时向消防控制室发出报警以方便采取相应措施。
③消防广播：
火灾确认后，发出声报警信号，提示或警示处于建筑物内的人群进行疏散。
④火灾警报装置：
火灾确认后，发出声、光报警信号，提示或警示处于建筑物内的人群进行疏散。
⑤火灾报警控制器：
自动报警系统的核心组件，接受并发出相关信息和指令，发出和接受所有控制命令。
自动消防设施的疏散引导部分主要靠消防应急照明和疏散指示系统、防烟与排烟系统完成，消防应急照明和疏散指示系统它的作用顾名思义为人员疏散提供照明和指示作用，由于系统分类较为复杂这里就不逐一赘述了，它的核心组件为：
①应急照明灯具：
主要为人群疏散提供照明。
②疏散指示照明灯具：
主要为人群疏散提供照明和指示逃生路线。
防烟与排烟系统，排烟系统排出火灾中产生的烟气为人员疏散提供便利条件，防烟系统主要由正压送风机防烟系统在前室、楼梯间形成正压，使得烟气无法进入安全区域，保障人员快速从楼梯疏散到室外。
综上所述，早期避难功能是建筑消防电气系统最重要的功能。
二、控制火势功能
自动消防设施除了能及时发现并发出火灾报警信号从而使疏散人员尽快撤离以外，还可以利用防火门监控系统、防火卷帘等消防联动设备进行防火隔烟，从而将火势控制一个封闭区域，给疏散人员安全疏散争取了时间。
自动喷水灭火系统、消火栓系统设置的作用可以用来扑救或控制初期火灾，消防队赶到现场顺利展开灭火和救援行动提供了先决条件，因此自动消防设施系统是否合理的一个关键功能。
消火栓系统主要由以下几部分组成：
①消防水池：
储存水量用于扑救火灾。
②消防水泵：
消火栓系统的核心组件，将供水设施的水运输给室内消火栓处。
③室内消火栓：
通常安装在消火栓箱内，与消防水带和水枪等器材配套使用，连接好水带、水枪，打开栓阀实施灭火。
④供水管网：
连接消防水泵和室内消火栓的管道。
⑤水泵接合器：
当消防水泵出现故障时，消防队可以通过消防车连接水泵接合器直接向系统管网里加压供水。
⑥消防水箱：
保存火灾前十分钟的用水量，对于火势不大的情况，没必要取用消防水池的水。
⑦气压给水装置：
利用稳压泵和气压罐维持系统正常工作压力。
自动喷水灭火系统主要由以下几部分组成：
①喷头：
具有探测火灾和扑救火灾双重功能是自动喷水灭火系统的关键组件之一。
②供水管道：
连接系统各个组件，将水输送到灭火区域。
③信号蝶阀：
由于系统时刻处于准工作状态，管路关键的阀门需要保持常开状态，因此如果管路关键的阀门处于关闭状态，火灾报警控制器就能接到该阀门的状态信号，提示相关人员及时将此阀门开启，避免出现火灾，系统无法正常工作的状况。
④水流指示器：
由于喷头不属于电子产品，固动作之后无法像火灾探测器能发出具体的地址信息，这时水流指示器就应用而生，它安装防火分区或者楼层设置，该区域如果有喷头破裂，通过水的流动就会触发水流指示器动作，以便相关人员就会尽快采取相应措施。
⑤报警阀组：
报警阀组按类型分为湿式报警阀组、干式报警阀组、预作用装置、雨淋阀组等，他们的工作原理都是类似的，他们动作之后都是通过压力开关输出两组信号，一组向火灾报警控制器发出动作信号，另一组直接喷淋水泵启动给系统持续供水，同事阀组上的水力警铃发出声报警信号。
⑥消防水池：
储存火灾时所需要的用水量。
⑦消防水箱：
储存火灾前期的用水量。
⑧喷淋水泵：
将消防水池的水通过系统管网输送到喷头爆裂的区域去。
⑨水泵接合器：
当喷淋水泵出现故障时，消防车可直接连接水泵向系统供水。
⑩气压给水装置：
通过气压罐和稳压泵维持系统平时压力。
⑪末端试水装置：
设置在每组报警阀组的最不利端，用于检测系统的联动功能。
这里要重点说一下自动喷水灭火系统，它是及探测火灾扑救火灾为一体的系统，它的工作原理以湿式自动喷水灭火系统为例，被保护的建筑物内布置自动喷水灭火系统管道，管网平时充满有压水，通过闭式喷头感应火灾发生，周围环境达到喷头动作问题后，喷头爆裂开始喷水。
据相关资料，国外自动喷水系统扑灭初期火灾的成功率高达80%以上，而国内由于各方面因素扑灭成功率要低的多，主要是应为安装和日常的维护管理做的不到位造成的差距。
建筑自动消防设施的安装
自动消防设施按系统分主要包括：
火灾报警系统、自动喷水灭火系统、防烟排烟系统、自动应急疏散系统等。
因此，探讨建筑自动消防设施的的安装，也是要从几方面来进行分析。
目前，出台的规范主要有《建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《火灾自动报警系统施工及验收规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》、《建筑防烟排烟系统技术标准》、《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》、《消防给水及消火栓系统技术规范》等。
它们都对火灾自动报警系统和消防联动控制系统进行了详细的规范，在规划设计时应切实遵循。
一、火灾报警系统的安装
对于自动消防设施来说，受到环境和人为因素影响特别大，根据不同种类适用场所也有明显区别，如果施工过程中安装工人不认真或者麻痹大意，搞错产品型号或类型，那么自动消防设施就无法发挥效果或者功能大打折扣，因此它的设计、安装应该严格遵守国家标准及设计图纸，确保每一个环节都准确无误，这样它的各个组件才能在关键的时刻发挥出应有的作用。
自动消防设施的安装主要包括：
线路的敷设、组件的安装（火灾探测器、手动报警按钮、火灾警报器、消防广播、火灾报警控制器、楼层显示器等）。
二、防、烟系统的安装
防烟与排烟系统与其他系统不同，需要土建在施工过程中就预留好孔洞，排烟风机、正压送风机等大型设备在安装前要核对基础尺寸及地脚螺丝位置、最重要是核对好风机型号避免安装错位置。
根据最新版的规定，消防风机一般要安装在专用房间内，排烟风机和正压送风机最好独立设置。
在安装过程中，应遵循以下几点：
1.自动消防设施的安装专业性很强，因此施工前必须经住建部门机构批准，并且由有相应资质的安装单位来承担，确保施工质量。
2.自动消防设施的安装应符合国家相关规范要求，满足设计图纸和设计说明书的要求并且严格执行，不得擅自更改，如需修改需由原设计单位出具变更在经过原审核单位批准方可执行。
3.自动消防设施的设备的选用应按照国家相关法律法规规定，消防产品按照国家或者行业标准生产，并经型式检验和出厂检验合格后，方可使用。
安装前均应妥善保管，防止损伤，安装时应避磕碰等机械损伤。
发现设备材料不符合要求时要及时更换。
4.自动消防设施具有大量的隐蔽工程，因此对于隐蔽工程要严格按照相关程序执行，经过监理查验并合格后，进入一下道工序。
建筑自动消防设施的维护管理
建筑自动消防设施是一项高智能化的系统，但是它由具有自动化程度高、技术含量大，系统复杂、等特点，它极易受到环境和人为因素的影响，而且他的使用和维护需要人员具备较高的人员素质和专业知识，维护和日常管理的水平直接关系到设备的使用年限。
目前的自动消防设施技术含量越来越高，操作也越来负责，近几年国家也平凡出台相关政策和法规，对于消防控制室的值班人员要求必须持有初级建构筑物消防员证，每班不得少于2人，必须24小时值班的规定，对于消防管理人要是注册消防工程师来担任，对于自动消防设施的维保单位要求具备相应的资质，人员要具备相应的资格。
安装自动消防设施的单位要求每年至少进行一次消防检测。
建筑消防设施的维护管理,是保证消防系统可靠运行的重要环节。
如果有关部门对自动消防设施的日常维护不重视，设备就很难在关键时刻发挥出关键的作用。
因此相关人员应该按照有关规定定期及时的对自动消防设施进行维保或养护。
一、消防水系统的功能测试。
消防水系统是建筑灭火的主要组成部分，主要包括自动喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等。
消防水系统能否正常运行对建筑物的安全至关重要，因此按照《建筑消防设施的维护管理GB25201-2010》的规定，应该定期检查消防水池、消防水箱的水位情况，测试消防水泵的手动及联动状况、稳压泵启停状况、观察管道的压力是否正常。
报警阀组的功能检测，是否能正常发出报警信号、信号蝶阀关闭后能否发出报警信号，开启末端试水装置后，水流指示器能否正常发出报警信号并指示准确位置。
二、备用电源的维护
发生火灾需要切除跟消防无关的电源，一方面是为了防止火灾对于电线持续高温造成电线断路会加快火灾的蔓延，另一方面为了防止消防队员在救火过程中出现触电事故，在普通电源被切断的情况下，自动消防设施的备用电源就显得尤为重要，通常情况下相关人员要定期对备用电源进行充放电，发现备用电源出现故障时要及时更换或维修，确保建筑消防设施能安全可靠的运行。
三、火灾自动报警系统的检查维护
火灾自动报警系统是建筑消防设施的核心系统，其中的火灾报警控制器是接受或发出指令的终端，它的好坏直接决定这系统能否正常工作，因此对于该系统的日常维护管理工作一定不能马虎。
每季度应该对建筑物内部分的火灾探测器进去逐一的测试，检查其报警功能是否完好，火灾报警控制器显示的地址是否与现场逐一对应。
定期对手动报警按钮逐一测试，检查其报警功能是否完好，火灾报警控制器显示地址是否与现场一致。
启动消防广播、声光报警器能否正常发出报警信号。
火灾报警控制器、消防联动控制器能否正常发出指令或接受个设备的状态信号。
感烟探测器要按规定定期清洗，防止因内部污浊造成设备在火灾时延迟报警或无法报警的情况出现。
四、应急照明和疏散指示系统的维护
由于火灾状态下会切断未消防电源，那么充足的照明能大大减少人员疏散的时间，从而降低出现踩踏事故的几率。
在日常对应急照明和疏散指示的维护当中，对灯具的日常要及时检查破损和工作运行情况，对于装有蓄电池的灯具，要定时定期进行充放电，这样能延长电池的使用寿命，对于破损或应急时间不达标的灯具要及时更换。
集中控制型灯具还要定期做联动测试试验，保证其在火灾状况下能正常工作。
五、排烟、防烟系统的维护
排烟系统一般安装在疏散走道处，它一般由：
排烟风机、排烟管道、排烟口、排烟防火阀等组成，我们都知道在火灾死亡率中，吸入烟气中毒死亡要找到火灾死亡率的70%以上，此外烟气的出现对于疏散是造成严重影响的，第一它能影响人的视线，第二它能造成人的恐慌心理，第三它具有毒害性吸入过量就容易让人中毒，这时启动排烟系统能，能及时的排走聚集在顶部的烟气，为人们的疏散争取更多的时间。
它的维护管理内容主要有：
定期启动系统的排烟风机、检查排烟口的启闭性能、电源的供电情况，做系统整体联动试验查验最不利点风速、风量是否满足规范要求。
防烟系统一般安装在防烟前室、楼梯间等较为安全的部位，它一般由：
正压送风机、管道、正压送风口等设备组成。
它的作用是在火灾出现后，对防烟前室、防烟楼梯间等安全区域送风，使得该区域保持正压状态，这样其他区域的烟气就无法进入安全区域，给人员通过楼梯间疏散到安全区域赢得了宝贵的时间。
它的维护管理内容主要有：
定期启动正压送风机、检查正压送风口的启闭性能、做整体的联动测试，测试最不利点的风量、风速是否满足规范要求。
综上所述，全国因为平时对于自动消防设施的疏于管理引起火灾的案例不在少数，目前国家对自动消防设施越来越重视，各个单位应该结合自身情况，制定出可操作性强的消防管理规定，操作规程、应急和疏散预案并定期演练。
在日常的管理工作中，应该恪尽职守，认真负责，若发现问题应该及时处理，切不可抱有侥幸心理。
建筑自动消防设施未来的发展趋势
随着社会的不断发展，对建筑物安全性要求越来越高，作为建筑物安全性主要保障之一的自动消防设施也需要不断的进步和发展。
一、火灾自动报警系统性能的不断提高
火灾自动报警系统虽然能够较快的发现初期火灾，但是其稳定性和可靠性还有待提高，对于系统较大的场所，由于安装设备较多，随着使用年限的增加会出现反应慢，火灾报警控制器死机等情况，在未来这都是继续解决的课题。
（一）火灾探测报警时间提前
火灾探测器的工作原理是利用火灾产生前期对于周围环境的改变会伴随产生一些特定的物理或化学变化，结合这些现象的出现产生一些探测相关参数的器件。
就以烟感为例，就很受环境的限制，对于一些高速气流的场所，就很难用它来探测器火灾。
还有随着高大、净空场所的不断增加给火灾探测器也增加了不少难度。
如果能研发一款不受保护高度限制的火灾探测器，这些问题将迎刃而解。
（二）火灾探测报警可靠性提高
火灾探测器虽然能叫早的发现火情，但是它同样存在着较高的误报率，如何降低误报率也是相关设备厂家在不断攻克的课题，以外国西门子的产品为例，该品牌的烟感探测器，就内置了两组烟气曲线，符合曲线一报警为预警装状态，达到曲线二就有可能发生了火灾需要相关值班人员人工确认了，这比较传统感烟探测器误报率就要低的多了。
还有一种是采用复合探测器，同时取样收集两组环境数据，如果均发出报警信号，误报率也会降低。
无论是上述双曲线烟感还是复合探测器，他们虽然可靠但是造价固然上升，这也是一直困扰各大厂家和建设单位的地方。
（三）火灾探测报警系统的网络化
目前将火灾探测器的信息只能发送火灾报警控制器，如果能直接发送相关人员的手机或者发送集中管理的区域，这样就算发生火灾时，发生火灾单位相关人员疏忽了报警信息，也会有相关单位或人员及时提醒避免造成更大的损失。
目前已经进入了5G的时代，传输速度和速率已经具备了硬件条件，相信在不久的将来这个技术会很快实现。
（四）自动消防设施对于设备的监管有待加强
自动消防设施中除了自动报警系统能通过火灾报警控制器实时监测系统各组件的状态外，其他系统终端设备尚不具备此功能，比如：
排烟风机、正压送风机、消防水泵、喷淋水泵、排烟防火阀、送分阀、防火卷帘、报警阀组、水泵接合器、消防电梯等设备，自动报警系统只能监测到连接他们的线路是否处于正常状态。
在这种情况下，只有通过日常的巡检和定期的检查来发现和处理问题，否则在不知不觉中极易造成诸多消防隐患。
如何解决上述难题是未来公关的重点，继续消防设施的整合程度。
（五）自动消防设施与其他系统的合并
近日国内安防系统巨头，已经研发出了新型的探测器，该探测器具备摄像和探测火灾一体的功能，填补了国家有关项目的空白，这项技术的出现大大降低了探测器火灾误报的可能性，相比传统火灾探测器报警，需要人为去现场确认，这种新型探测器监控人员可以通过图像就远程确认了火灾，从而更快的对于出现火情的区域采取相应的措施。
现阶段高层、大型建筑物数量与日俱增，楼内的系统也错综复杂，无论是材料上考虑，还是管理人员的数量和还是管理人员的素质都要求都不断提高。
如果能做到各系统之间的整合，那么大大降低了维护成本和管理难度。
结束语
保障自动消防设施稳定性是高层建筑、大型城市综合建筑、大型物资仓库等建筑中一项非常重要的工作，它是保障建筑物的安全性的重要保障措施之一，它的安装水平、安装质量的好坏，直接影响到整个建筑的预防和抵御火灾的能力。
因此，在规划设计上技术人员应全面的分析建筑的整体结构和布局，从而合理的设计建筑消防自动设施。
在安装上施工人员应该从技术和实用性上出发要足够可靠，在施工、维护和管理上应该不断摸索学习新工艺、新技术，提高消防系统管理水平，最终保证居民的人身和财产安全。
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