电气自动化控制（智能化）在消防工程中的应用研究

黄海成

摘要：在实际消防工程项目中，消防设备自动化控制的应用已经越来越广泛。基于此，本文从火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统等方面入手，分析了电气自动化技术在消防工程中的应用要点和应用情况，并阐述了电气自动化控制系统的组成和功能，以促进自动化控制技术在消防工程中应用。

关键词：电气自动化；智能化；消防工程

引言

随着城市化建设工作不断推进，对城市安全的重视程度也随之提高，而消防工程作为其中的核心，相应的技术、手段亦随之升级。消防工程是关系到人民生命财产安全的重要工程，其安全性和可靠性至关重要。电气自动化技术的引入和普及，智能化消防系统、消防设备自动化控制、消防联动控制等技术不断涌现，为消防工程的安全性和可靠性提供了有力保障，使消防工程的整体水平得到提高，为国家消防事业的发展带来了极大的促进作用。

一、电气自动化控制在消防工程中的应用

（一）火灾自动报警系统

火灾自动报警系统是用来发现火灾的自动报警系统。火灾自动报警系统在消防工程中的应用可以有效减少火灾的发生，并为人们提供及时的自救和逃生机会。随着社会经济的发展和科学技术的进步，我国火灾自动报警系统也得到了快速发展。目前，我国已经开始将火灾自动报警系统纳入消防工程建设，这不仅有利于减少火灾发生频率，还有利于保证消防工程质量。

火灾自动报警系统主要包括探测器、警铃和声光警报器等。在日常生活中，经常看到很多建筑物安装了各种类型的火灾探测器。这些探测器主要包括烟雾探测器、 CO气体探测器和红外探测器等。它们可以准确探测到不同类型的火灾，并及时报警，扑灭初期火灾，降低火灾发生后造成的损失。需要注意的是，一般情况下，火灾自动报警系统需要和消防系统进行联动控制，在此基础上进一步实现对多个消防系统的协同作战和资源共享，提高消防工程效率和安全性。在实际消防工程项目中，消防联动控制的应用已经越来越广泛。以某大型工业园区为例，该园区采用了消防联动控制系统，包括火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统等。当火灾发生时，火灾自动报警系统会立即发出报警信号，并启动相应的应急处理措施。同时，自动喷水灭火系统和气体灭火系统也会根据火灾情况自动启动相应的灭火装置，对火灾进行及时有效扑灭。此外，该园区还采用了智能巡检系统，可以实时监测消防设施的状态和运行情况，及时发现和处理故障。又如：在高层建筑中，将火灾自动报警系统和消防设备及自动化控制系统联动，该建筑采用消防设备自动化控制系统，包括自动喷水灭火系统、消火栓系统、防火门系统等。自动喷水灭火系统的水泵和阀门可以通过自动化控制系统以及火灾自动报警系统实现自动启动和关闭，确保在火灾发生时能够及时启动喷水灭火装置。消火栓系统则可以通过自动化控制系统实时监测消火栓的状态和水压情况，确保在火灾发生时能够及时提供有效的灭火水源。防火门系统则可以通过自动化控制系统实现防火门的自动关闭和状态监测，确保在火灾发生时能够及时隔离火源，防止火势蔓延。

（二）自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统是一种比较先进的灭火系统，是由火灾探测报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统和供水系统等组成。它具有自动启动功能，能够及时发现火灾并启动喷水灭火；它具有自动报警功能，可以及时发现火灾并通知消防人员灭火；它还具有自动报警和控制功能，可以实现消防人員与火灾的有效隔离。此外，它还具有自动控制功能，能够实现对喷头的控制。现阶段，消防喷水系统的形式朝着多元化方向发展，除了常规的雨淋系统之外，水幕系统在不断推广。比较而言，水雾可以有效降低空气温度，抑制空气中的有害物质、有害气体浓度。以某高层办公楼为例，该建筑采用了湿式自动喷水灭火系统。火灾发生时，系统迅速启动，喷头根据火源位置自动开启，有效控制了火势蔓延。据统计，火灾发生后5分钟内，系统成功将火势控制在起火区域，避免了更大损失。喷头选型与布置：应根据建筑物的使用性质、火灾危险性以及空间高度等因素，选择合适的喷头类型和布置方式。例如，在高层办公楼中，应采用快速反应喷头，并根据楼层高度和火灾危险性进行合理布置。不仅如此，还需要确保管网设计合理，管道直径、长度以及阀门设置等均需经过严格计算，以保证系统在水力学性能上的优越性。同时，应避免管道出现死水区或过大的水头损失。水泵选型与设置最为关键，需要根据系统的流量和压力要求选择合适的水泵，并确保水泵在系统启动时能够迅速达到额定工作状态[1]。

（三）防烟排烟系统

防烟排烟系统是为了防止火灾在建筑物内蔓延，防止烟气扩散，保护人员安全而设置的。通常采用机械排烟方式，控制系统在火灾发生时，可以自动打开防排烟口，并控制送风口关闭，以达到排烟效果。电气自动化控制的防烟排烟系统分为以下几种：一是机械排烟系统；二是自然排烟系统；三是机械加压送风系统；四是排烟窗。在电气自动化控制的防烟排烟系统中，通过设置自动调节排烟窗的风机，可以保证火灾发生时，排烟窗能自动打开或关闭。在电气自动化控制的防烟排烟系统中，除了以上介绍的几种控制方式外，还可以通过电气自动化控制在火灾发生时自动关闭防排烟阀来实现电气自动化控制防烟排烟系统的自动切换功能。在实际设计过程中，需要根据建筑物的使用性质和火灾危险性进行合理划分防烟分区。每个防烟分区应具有独立的排烟系统，以确保在火灾发生时能够有效控制烟雾扩散[2]。

二、智能化在消防工程中的应用

（一）火灾自动报警系统

在消防工程中应用智能化技术，可以及时发现火灾并报警。当发生火灾时，工作人员可以根据火灾报警信号进行火灾的准确判断，并迅速采取措施消除火灾。智能化技术的应用可以提高系统的可靠性和稳定性。如：西门子Sinorix系列火灾自动报警系统，具有高性能、高可靠性和易于扩展等特点，该系统采用智能探测器和模块化设计，可根据实际需要进行灵活配置。

（二）消防联动控制系统

在消防工程中应用智能化技术，可以实现消防联动控制系统的自动化、智能化和网络化，这对提高消防工程的可靠性和安全性非常重要。消防联动控制系统是一种分布式智能控制系统，主要由消防设备、现场设备、控制设备和中央管理设备组成。中央管理设备是整个系统的核心部分，包括电源管理和通信管理两个部分。

（三）人员定位和安全疏散系统

在人员定位和安全疏散系统中应用智能化技术，可以实现人员定位和安全疏散功能，在发生火灾时可以迅速找到疏散人员并进行紧急疏散，降低人员伤亡率。如：某建筑中应用的海思Hi3516EV300系列智能摄像头，具有高清画质、智能分析和人脸识别等特点。该摄像头可与RFID读卡器进行联动，实现人员定位和跟踪。

（四）灭火救援系统

在灭火救援系统中应用智能化技术可以实现灭火救援工作的自动化、智能化和网络化。灭火救援工作是一项专业性很强的工作。现阶段，很多消防队伍都配置了智能化技术体系，如大疆经纬M300 RTK无人机搭载红外热成像相机和高倍数光学变焦相机等设备，可对火场进行实时监测和火情分析，为救援人员提供准确的信息支持[3]。

（五）防火安全监控系统

在防火安全监控系统中应用智能化技术可以实现对火灾隐患的实时监测、预警、报警和控制，从而确保消防工程安全、稳定运行[4]。

三、电气自动化控制在消防工程中的应用框架

在现代社会中，电气自动化控制系统已经成为现代建筑的重要组成部分，在提高人们生活质量方面发挥着重要作用。电气自动化控制技术是一项新型技术，其应用范围越来越广。同时，随着电子计算机和通信技术的不断发展，电气自动化控制系统越来越先进和完善。因此，在实际应用中要不断探索新技术和新方法，充分发挥电气自动化控制系统的优势[5]。

（一）系统配置框架

电气自动化控制的防烟排烟系统可采用 PLC、触摸屏、联动模块、手动控制按钮等。PLC控制器通过通信模块与火灾报警控制器连接，通过模拟量输出模块采集各种火灾报警信号，并将接收到的信号转换成4-20 mA信号送至火灾报警控制器。在电气自动化控制的防烟排烟系统中，可以使用触摸屏对现场设备进行监控，还可以使用手动控制按钮进行设备自动切换。在电气自动化控制的防烟排烟系统中，通常采用具有多种输入输出接口的模块（电动防火阀、电动排烟阀、排烟风机等），通过这些模块组成不同的控制系统，来实现系统中各设备之间的联动。同时，在电气自动化控制的防烟排烟系統中还可以设置各种形式（常开、常闭、可编程等）的输出模块，以满足不同场合下各种不同功能要求，如：报警输出、联动输出、手动控制输出等。以某建筑工程项目为例，在构建消防工程体系过程中，采用分布式控制系统架构，由中央控制器、区域控制器和执行器组成。中央控制器负责全局监控和调度，区域控制器负责各自区域的监控和控制，执行器负责具体设备的执行。借助工业以太网和现场总线技术，实现各控制器之间的实时通信和数据共享[6]。

（二）系统控制要点

1.防排烟阀控制。防排烟系统主要由防火阀、排烟风机、防烟排烟系统控制柜（简称防烟排烟控制柜）、手动阀门、手动按钮以及相关的控制箱、电控设备组成。在消防控制室内，有一组与消防联动控制器相连的火灾报警控制器，用于接收火灾报警信号，并反馈到消防控制室的监控主机。另外，还有一套与消防联动控制器相连的手动控制阀门设备，用于控制防火阀、排烟风机等相关设备动作。防烟排烟系统控制柜一般位于消防控制室内，主要负责接收火灾报警信号，并将信号反馈给消防控制室的监控主机，同时也接收来自联动控制器发出的信号。根据防烟排烟系统的工作原理和设计要求，在火灾发生时，防排烟阀会在一定时间内自动开启或关闭。

2.排烟风机控制。

在电气自动化控制的防烟排烟系统中，通常采用机械排烟方式，即通过设置机械排烟风机来实现对排风口的调节。在电气自动化控制的防烟排烟系统中，设置一台或多台机械排烟风机，当发生火灾时，能根据现场情况自动启动或停止排烟风机，保证排烟口的开启和关闭。

在电气自动化控制的防烟排烟系统中，可以根据实际情况，选择不同类型的机械排烟风机。比如，当通风管道内烟温达到70℃以上时，可以采用正压送风方式排烟；当通风管道内温度达到80℃以上时，可以采用负压通风方式排烟。另外，在电气自动化控制的防烟排烟系统中，还可以设置一些辅助控制功能，如故障报警功能、手动复位功能、复位操作等[7]。

结语

综上所述，随着电气自动化技术的不断发展和进步，电气自动化技术在消防工程中的应用越来越广泛，而且在消防工程中的作用也越来越突出。电气自动化技术的应用大大提高了消防工程的管理水平和工作效率，保证了消防工程质量。同时，电气自动化技术也能有效降低消防工程施工成本。由于消防工程涉及范围广，所以在施工过程中要严格按照国家标准和规范进行施工，才能保证消防工程的质量[8]。

参考文献

[1]石磊.电气自动化在消防控制系统中的应用分析[J].电气技术与经济，2023（08）：325-327.

[2]李乐.基于电气自动化控制的消防工程设计[J].大众标准化，2022（03）：125-126+129.

[3]项勇.电气自动化控制在消防工程中的应用分析[J].消防界（电子版），2021，7（17）：73+75.

[4]殷芳，齐斌.电气自动化控制在消防工程中的应用分析[J].设备管理与维修，2021（Z1）：134-135.

[5]戚韫韬.电气自动化控制在建筑消防工程设计中的应用[J].信息记录材料，2020，21（05）：71-72.

[6]薛昆.电气自动化控制在消防工程中的应用探讨[J].消防界（电子版），2019，5（05）：59.

[7]韩卫杰.电气自动化控制在消防工程中的应用解析[J].城市建设理论研究（电子版）， 2019（02）：184.

[8]国赢.电气自动化控制在消防工程中的应用解析[J].建材与装饰，2018（15）：212-213.