专家解析建筑消防系统的设计——大空间消防设计

1传统消防设计
1.1火灾自动报警系统
传统火灾自动报警系统中，探测报警设备主要有烟感探测器(离子型、光电型等)、温感探测器(差温、定温、缆式线型定温等)、可燃气体探测器、火焰探测器、红外光束感烟探测器等。
火灾进程共四个阶段：第一阶段为初期无可见烟(发热)，第二阶段为产生可见烟(冒烟)，第三阶段明火(燃烧)，第四阶段高热(高温)。
烟感探测器及红外光束感烟探测器可探测第二阶段火灾，火焰探测器可探测第三阶段火灾，温感探测器可探测第四阶段火灾。
因此在装有联动装置的自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用烟感探测器、温感探测器、火焰探测器(同类型或不同类型)的组合。

1.2自动灭火系统
传统自动灭火系统的灭火介质包括水、气体、泡沫、干粉四大类。主要分为以下几种类型：
1.2.1消火栓灭火系统
由烟感或温感探测器自动报警，或手动按下消火栓按钮，报警并启动系统。
1.2.2自动喷水灭火系统
（1)闭式系统：采用闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统。
湿式系统:由烟感或温感探测器自动报警，闭式喷头报警并启动系统。适用于环境温度大于4℃和小于70℃的场所。
干式系统:由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头报警并喷水。环境温度小于4℃，或大于70℃的场所，不适合采用湿式自动喷水灭火系统时，可采用干式自动喷水灭火系统。
预作用系统：由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头报警并喷水。
适用于湿式系统和干式系统的场所，兼备两者的优点，但投资大。
重复启闭预作用系统：能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。
（2)开式系统（雨淋系统）：由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，开式喷头喷水。雨淋系统与闭式自动喷水灭火系统最大的区别是采用开式喷头，系统一旦动作，保护面积内将全面喷水。
（3)水幕灭火系统：由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀或感温雨淋阀，以及水流报警装置等组成，用于挡烟阻火和冷却分隔物的喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，开式喷头喷水。
（4)自动喷水－泡沫联用系统：配置供给泡沫混合液的设备后，组成既可喷水又可喷泡沫的自动喷水灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头先喷水后喷泡沫或先喷泡沫后喷水。
自动喷水－泡沫联用系统是自动喷水和水喷雾灭火系统的更高一级的系统，可在需要时代替自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统。分为闭式系统和开式系统。
1.2.3水喷雾灭火系统
由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。由烟感或温感探测器自动报警，并启动系统，闭式喷头报警并喷水雾。适用于扑救固体火灾、闪点高于60℃的液体火灾、C类气体火灾和油浸式电气设备火灾等。
1.2.4细水雾灭火系统
具有一个或多个能够产生细水雾的喷头，并与供水设备或雾化介质相连，可用于控制、抑制及扑灭火灾的灭火系统。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射细水雾。
由于细水雾灭火系统的压力一般都比较高，尤其是高压系统，如果高压细水雾直接喷到人的脸部，会有一定的危险。另外，高压细水雾还类似于气体，使防护区内氧气浓度相对降低，有可能使人窒息。所以需采取专门的安全措施。
因为经济因素，现阶段通常用于替代洁净气体灭火系统或部分水喷雾灭火系统，一般不用于完全替代水喷雾或自动喷水灭火系统。细水雾灭火系统分闭式和开式，细水雾系统喷水强度和水雾滴粒径比水喷雾和自动喷水灭火系统要小。
1.2.5气体灭火系统
以各种气体灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。气体灭火剂包括二氧化碳和洁净气体等。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射灭火气体。因所采用气体会对人员有害，所以需采取专门的安全措施。适用于扑救可燃固体的表面火灾、可熔化的固体火灾、电气火灾等。其中二氧化碳灭火系统还适用于扑救灭火前可切断气源的气体火灾；洁净气体灭火系统适用于扑救甲、乙、丙类液体火灾，是替代卤代烷系统的灭火系统之一。
1.2.6气溶胶灭火系统
以气溶胶灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。
由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射灭火气溶胶。因所采用的气溶胶会对人员产生影响甚至危害，所以需采取专门的安全措施。
适用于扑救：
a.变配电室、发电机房及电缆夹层、电缆井、电缆隧道等无人、相对封闭、空间较小场所的火灾；
b.生产、贮存柴油、重油、润滑油等丙类液体，相对空间较小的封闭场所的火灾；
c.可燃固体物质表面火灾等。
1.2.7泡沫灭火系统
以各种泡沫灭火剂为灭火介质的固定灭火系统。泡沫灭火剂包括低倍数、中倍数和高倍数泡沫等。由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射泡沫。
适用场所为加工、储存、装卸、使用甲、乙、丙类液体的场所等。
1.2.8干粉灭火系统
由干粉供应源通过输送管道连接到固定的喷嘴上，通过喷嘴喷放干粉的灭火系统。
由烟感和温感探测器两个独立的火灾信号自动报警，并启动系统，喷头喷射干粉。所采用的专门的安全措施基本同气体灭火系统。
适用场所基本同二氧化碳灭火系统。干粉灭火系统的应用技术是卤代烷灭火系统替代技术的重要组成部分。

2大空间消防设计
2.1空气采样早期烟雾探测报警系统
由传统被动式火灾探测设备组成的火灾自动报警系统，在安装空间高度、火灾早期预警功能等方面存在局限性，不能充分满足高度超过12m的空间内的火灾报警要求，对于特别重要的电信机房、计算机房和控制中心等场所的火灾报警响应不够及时，并且受环境气流影响较大，因此，在上述场所，现已广泛采用空气采样早期烟雾探测系统。
空气采样早期烟雾探测火灾报警系统的早期火灾防范功能已经在更广阔的领域内得到应用，既包括在公共场所保障人的生命安全，也包括保障设备及财产的安全。空气采样早期烟雾探测系统(VESDA系统)也称为吸气式烟雾探测器，它是一种基于光学空气监控技术和微处理器控制技术的烟雾探测装置，运用了先进的数字微处理器技术，具有许多其他烟雾探测系统不具备的特性，这些特性改善了设备性能，简化了操作过程并加强了系统的可靠性。
空气采样早期烟雾探测系统的设计思想是实现火灾初期的探测和报警，其报警时间比传统的火灾探测系统提前很多，在火灾初期即发现并报警从而消除火灾隐患，使火灾的损失降到最低。
2.2LA100型火灾安全监控系统
此系统采用“双波段图像火灾自动探测与空间定位扑救技术”及“光截面图像感烟火灾探测(属于线型光束感烟探测)技术”，解决了大空间火灾报警问题，具有控制距离远、保护面积大、响应速度快、可靠性高等优点，集防火、防盗、监控功能于一体，是一种智能型图像火灾自动报警系统；其灭火系统采用自动消防炮定点灭火技术，可远程定点扑灭早期火灾。两者形成了火灾探测与定点扑救相结合的主动式火灾防治系统，实现了大空间内火灾自动报警与空间定位联动灭火的统一。
2.3大空间智能型主动喷水灭火系统
大空间场所一般是指：民用与工业建筑内净空高度大于8m，仓库建筑物内净空高度大于12m的场所。
大空间智能型主动喷水灭火系统是近年来我国科技人员遵照“预防为主、防消结合”的消防工作方针，在总结国内外已建成或在建中的会展中心、机场、大型商场等多项大空间建筑消防设计和使用方面的经验教训，自行研制开发的一种全新的喷水灭火系统。
该产品将红外传感技术、计算机技术、信号处理及判别技术和通信技术有机地结合起来，具有完成全方位监控、探测火灾、定位判定火源、启动系统、定位射水灭火、持续喷水、停水或重复启闭喷水等全过程的控制能力。
该系统采用的是自动探测及判定火源、启动系统、定点定位主动喷水灭火的灭火方式。优于传统的采用由感温元件控制的被动灭火方式的闭式自动喷水灭火系统以及手动或人工喷水灭火系统。其灭火过程不需依赖人工操作，喷头开启也不依赖周围环境温度的升高，具有主动判定火灾、定位及开启的能力。整个系统从发现火灾、火灾确认、启动系统、射水灭火至灭火后停止射水的全过程都是主动完成的。
2.4固定消防炮灭火系统
由固定消防炮和相应配置的系统组件组成的固定灭火系统。
2.4.1消防炮系统按喷射介质可分为水炮系统、泡沫炮系统和干粉炮系统。还有可远距离控制消防炮的远控消防炮灭火系统。
2.4.2水炮系统、泡沫炮系统和干粉炮系统适用场所分别与自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统相近；而远控消防炮灭火系统适用于以下场所：
(1)有爆炸危险性的场所；
(2)有大量有毒气体产生的场所；
(3)燃烧猛烈，产生强烈辐射热的场所；
(4)火灾蔓延面积较大，且损失严重的场所；
(5)高度超过8m，且火灾危险性较大的室内场所；
(6)发生火灾时，灭火人员难以及时接近或撤离固定消防炮的场所。
在大空间场所，自动消防炮可替代多层管网灭火系统，使灭火效果大大提高，同时保证建筑物整体美观性。