研究火災自動報警技術的應用現狀及發展趨勢

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摘要:針對當前火災自動報警系統存在的誤報漏報頻繁、智慧化和網路化程度低、特殊惡劣條件下火災探測報警抗干擾能力弱等問題,新技術、新工藝、新材料和新裝置的應用研究勢在必行,火災自動報警技術向高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統網路化、技術智慧化方向發展是一種必然的趨勢。

研究火災自動報警技術的應用現狀及發展趨勢

關鍵詞:消防工程;火災自動報警技術;發展趨勢

以火災自動報警技術為核心的建築消防系統,是預防和遏制建築火災的重要保障。近年來,我國火災自動報警工程應用技術實現了較快發展,但由於在實際應用中,火災自動報警系統的通訊協議不一致,火災自動報警工程技術水平還相對落後,還存在著一些比較突出的問題。①適用範圍過小。我國火災自動報警系統技術比美、英等已開發國家起步較晚,安裝範圍主要是《高層民用建築設計防火規範》、《建築設計防火規範》規定的場所和部位,而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場所和社群居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規定安裝火災自動報警系統,適用範圍過小,防範措施不到位。②智慧化程度低。我國使用的火災探測器雖然都進行了智慧化設計,但由於感測器件探測的引數較少、支援系統的軟體開發不成熟、各種演算法的準確性缺乏足夠驗證、火災現場引數資料庫不健全等,火災自動報警系統難以準確判定粒子(煙氣)的濃度、現場溫度、光波的強度以及可燃氣體的濃度、電磁輻射等指標,造成遲報、誤報、漏報情況較多。③網路化程度低。我國應用的火災119動報警系統形式基本上以區域火災自動報警系統、集中火災自動報警系統和控制中心火災自動報警系統為主,安裝形式主要是集散控制方式,自成體系,自我封閉,尚未形成區域性網路化火災自動報警系統。④元件連線方式有待改善。火災自動報警系統以多線制和匯流排制連線方式為主,探測器和報警器及控制器之間是採用兩條或多條的銅芯絕緣導線或銅芯電纜穿管相接,存在耗材多、成本高、抗干擾能力差的缺點。同時,銅導線耐高溫效能差、易磨損,系統施工維修複雜,影響了火災自動報警系統的可靠性和更廣泛的應用。⑤火災自動報警系統誤報、漏報問題較多。由於火災探測器的安裝環境極其複雜,加之各種感測器在探測火災方面存在著某些先天不足,無法準確地感應各種物質在燃燒過程中所特有的聲波、光譜、輻射、氣味等諸多方面發生的微妙變化,對火災發生過程中所產生的不同粒徑和顏色的煙存在探測“盲區”,誤報、漏報現象時有發生。⑥超早期火災探測報警技術應用還幾乎處於空白。國外已開發出適合潔淨空間高靈敏度感煙火災探測報警系統,如鐳射式高靈敏度感煙火災探測器,吸氣式高靈敏度感煙火災探測報警系統和氣體火災探測報警系統,與普通火災探測報警系統相比,其探測靈敏度提高了兩個數量級,甚至更多,這些系統採用了鐳射粒子計數、鐳射散射等原理監視被保護空間,以單位體積內粒子增加的多少來判斷是否發生火災,系統可在火災發生前幾小時或幾天內識別潛在的火災危險性,實現超早期火災報警。而該技術我國目前還處於起步階段有待進一步研究開發應用。

針對上述問題,火災自動報警應用技術應進一步著眼於當前國際發展的新形勢,加快更新改造程序,加強對數字技術和新工藝、新材料的應用,改進系統能力,使火災自動報警應用技術向著高可靠、低誤報和網路化、智慧化方向發展。當前,國外火災自動報警應用技術的發展趨勢主要表現為七個方面。

1、網路化

火災自動報警系統網路化是用計算機技術將控制器之間、探測器之間、系統內部、各個系統之間以及城市“ll9”報警中心等通過一定的網路協議進行相互連線,實現遠端資料的呼叫,對火災自動報警系統實行網路監控管理,使各個獨立的系統組成一個大的網路, 實現網路內部各系統之間的資源和資訊共享,使城市“ll9”報警中心的人員能及時、準確掌握各單位的有關資訊,對各系統進行巨集觀管理,對各系統出現的問題能及時發現並及時責成有關單位進行處理,從而彌補現在部分火災自動報警系統擅自停用,值班管理人員責任心不強、業務素質低、對出現的問題處置不及時、不果斷等方面的'不足。

 2、智慧化

火災自動報警系統智慧化是使探測系統能模仿人的思維,主動採集環境溫度、溼度、灰塵、光波等資料模擬量並充分採用模糊邏輯和人工神經網路技術等進行計算處理,對各項環境資料進行對比判斷,從而準確地預報和探測火災,避免誤報和漏報現象。發生火災時,能依據探測到的各種資訊對火場的範圍、火勢的大小、煙的濃度以及火的蔓延方向等給出詳細的描述,甚至可配合電子地圖進行形象提示、對出動力量和撲救方法等給出合理化建議,以實現各方面快速準確反應聯動,最大限度地降低人員傷亡和財產損失,而且火災中探測到的各種資料可作為準確判定起火原因、調查火災事故責任的科學依據。此外,規模龐大的建築使用全智慧型火災自動報警系統, 即探測器和控制器均為智慧型,分別承擔不同的職能,可提高系統巡檢速度、穩定性和可靠性。

 3、多樣化

(1)火災探探測技術的多樣化。我國目前應用的火災探測器按其響應和工作原理基本可分為感煙、感溫、火焰、可燃氣體探測器以及兩種或幾種探測器的組合等,其中,感煙探測器一枝獨秀,但光纖線性感溫探測技術、火焰自動探測技術、氣體探測技術、靜電探測技術、燃燒聲波探測技術、複合式探測技術代表了火災探測技術發展和開發應用研究的方向。此外,利用奈米粒子化學活性強、化學反應選擇性好的特性,將奈米材料製成氣體探測器或離子感煙探測器,用來探測有毒氣體、易燃易爆氣體、蒸氣及煙霧的濃度並進行預警,具有反應快、準確性高的特點,目前已列為我國消防科研工作者的重點研究開發課題。

(2)裝置連線方式的多樣化。隨著無線通訊技術的成熟、完善和新型有線通訊材料的研製,裝置間、系統間可根據具體的環境、場所的不同而選擇方便可靠的通訊方式和技術,裝置間可以用無線技術進行連線,形成有線、無線互補,同時新型通訊材料的研製開發可彌補銅線連線存在的缺陷。而且各探測器之間也可進行資料資訊傳遞和交流,使探測器的設定從枝狀變成網狀,探測器不再是各自獨立的,使系統間、裝置間的資訊傳遞更方便、更可靠。

4、小型化