浅谈消防水炮灭火系统在大封闭空间中的应用

慧聪消防网讯 近年来国内诸如会议展览馆、候机楼、体育馆、火车站候车室、剧场、高层或多层建筑的商业广场等封闭空间越来越多，大封闭空间建筑消防设计也受到越来越多的关注。

1、大封闭空间建筑的定义

大封闭空间建筑是指建筑物的每层和多层建筑面积超过“建规”和“高规”规定的防火分区最大允许建筑面积，或者每层建筑面积超大；其单层和多层建筑层高的净空高度超过《自动喷水灭火系统设计规范》规定的闭式喷头安装的最大净空高度。

2、大封闭空间建筑的火灾特点

通过对大封闭空间建筑火灾荷载影响的调查，当大量大块的木材、塑料等着火时，火灾的扩散在空间成线性，因此热气能够即时向四周释放，火焰的高度取决于两个因素：热量的释放及火的面积。在大封闭空间建筑发生火灾时，着火面积和热量的释放均较大，在释放4500kw热量的火焰高度已接近最大值5m。火灾荷载上面5m高处的温度为500℃以下。钢材在500℃时，抗拉强度降低一半，这是钢材在火灾中是否采取防火保护的临界温度。

根据其火灾特点，大封闭空间建筑火灾的灭火难度很大；消防水炮系统的研制及在某些超大空间建筑的成功应用，为解决大空间消防提供了一条新的途径。

消防水炮系统

3、消防水炮的构造与功能

消防水炮由前段探测、火焰定位、信息处理、终端显示、记录报警、联动扑救等几部分组成。

（1）前段探测

前断探测采用双波段火灾探测器，双波段火灾探测器是一种基于图像的、采用红外CCD﹝感光耦合组件﹞和彩色CCD作为前段探测元件的感火焰性火灾探测器。它采用双波段感火焰探测技术，具有同时获取现场火灾信息和图像信息的功能。可根据火灾在燃烧过程中的光谱、色度、纹理、运动及频谱特性，通过控制中心对其传送来的信号进行职能化火灾判断，可以准确识别火灾并报警。

（2）火焰定位

火焰探测器在巡检过程中一旦发现火情，立即发出报警信息，计算机在接受报警信号并经过系统确认后，通过解码器的远程通讯模块和微处理模块处理，将信息发送给功率驱动模块，解码器由数据采集模块、微处理模块、通讯模块及功率驱动模块组成。由功率驱动模块控制消防水炮的水平电机和俯仰电机作旋转运动，消防水炮喷头带动火焰定位器进行水平方向和俯仰方向的火焰搜索。同时，水泡上的水平电位器和俯仰电位器将消防水炮和火焰定位器的角度信息传递得解码器的数据采集模块，有数据采集模块将所采集的数字量信号和模拟量信号传输给微处理模块进行分析和处理，在对火灾进一步确认和火焰空间精确定位后，功率驱动模块自动打开消防水泵和管道电磁阀对着火点实行灭火。

（3）信息处理

信息处理主机是消防水炮系统的技术核心部分和集中控制部分，可对双波段摄像机采集的视频信号进行巡检，可控制数百路视频图像信号。同时作为高位主机管理多台防火并行处理器及系统其它设备。每台防火并行处理器对前段火灾探测器所摄取的视频信息首先进行判别，在确认火情存在后将火灾信号传送给信息处理主机。主机利用火灾安全监控软件来处理火灾报警信号，进行再确认。并对经确认的火灾信号进行记录、显示及自动控制联动设备﹝警铃、水泵、录像机等﹞。系统报警响应时间一般不大于20秒。

（4）终端显示

显示器设在消防控制中心，可以将整个建筑物分成多幅建筑平面图存放在主机的硬盘中，探测器也按实际位置标注在建筑平面图中。正常情况下，对各设防点现场进行画面监视，一旦有异常情况﹝火灾发生﹞，监视画面将改变常规模式，自动切换到报警现场的画面，主机自动调出着火点防火分区的平面图，并可用频闪表示报警探测器的具体位置。同时可进行画面录像，以备火灾后分析处理使用。

（5）记录报警

由于消防水炮主机采用工业计算机，信息处理能力大幅度提高，可对各种数据进行高效的管理控制，包括系统运行记录。例如系统的启动时间、退出时间、各功能操作时间、结束某一功能时间、系统布防记录、探测器属性记录、联动设备记录、录像机属性记录、监视器分配记录等。当有火灾发生时立即切换现场图像至监视器，并对整个灭火过程进行录像，调用图形查询模块，表明火警位置，并给出处理向导（等待人工处理）。如值班人员未能在设定时间内及时处理，主机进入自动处理阶段：拨通有关主管领导电话、启动相应消防设施；并在报警处理过程中，主机内部对系统状态、火警时间、处理方式等同时进行记录。

（6）联动扑救

联动扑救是通过联动模块完成的，连动模块负责灭火设备与主机之间的协同工作，对主机的各种命令作出及时响应。例如：启动消防警铃、消防广播、消防水泵、报警阀门、防火卷帘等。消防水炮的启动方式分为手动和自动。手动启动是值班人员在现场发现着火点，按下手动报警按钮，或通过操作控制盘时水炮对准着火点，启动水泵及报警阀是水炮系统工作。自动启动是控制主机接到火灾探测器报警后，扫描着火点、进行系统报警、启动消防水泵及管道控制阀门、对灭火过程进行记录和保存，均是由系统软件控制而自动完成的。

在火灾扑救过程中，系统的每一组成部分的工作是协调互动、相辅相成的。

4消防水炮系统及选型

（1）水炮系统

消防水炮系统由火灾探测器、火焰定位器(位于水炮炮口上)、消防水炮、解码器、电磁阀、手动控制盘、信息处理主机、控制程序及管道系统组成。其中，解码器由功率趋动模块、微处理模块、远程通讯模块和数据采集模块组成。它提供了消防水炮的驱动、状态反馈、火焰定位和远程通讯四项基本功能。从规范4．1．3条的理解，消防水炮管网可以为空管系统，且消防车可以直接进入大厅协作灭火，故消防水炮系统不必要再设置为消防车接口的水泵接合器。

（2）水炮的合理选型

水炮的射程与其炮口的压力和流量成正比关系。水炮系统合理的流量和射程与其要保护的空间大小密切相关，水炮位置的设置既要考虑对建筑平面的影响，又不能使水炮射程太大。射程大，炮口压力和流量就大，势必增加工程投资。

（3）水炮系统的水量计算

根据规范4.13条“消防水炮的水量应按同时使用的水炮及供水管网的充水量之和计算”；4.5．7条“在人员密集的公共场所室内大空间建筑物内配置的消防水炮应能使两门水炮的射流同时保护任一部位。……水炮作用时间1小时”。所以，水炮系统的用水量为两门水炮1h的水量与水炮管网容积之和，水炮加压泵的供水量为两门炮的流量。

5、消防水炮系统的利弊

消防水炮灭火系统是一种较新的灭火系统，有些地方还有待于进一步完善和探索。例如，手动控制模式下，从检验状态到灭火状态所需时间远远大于自控状态。虽然水炮灭火系统迅速可靠，管道系统简单，自动化程度高，但造价偏高，不容忽视。

6、结语

总之,大空间建筑的灭火应根据使用功能、空间的形式等，具体问题具体处理。消防水炮系统近年来在大空间工程中的应用，为解决好大空间建筑的消防问题提供了一个有效途径。