大跨度钢结构厂房火灾自动报警系统可靠性设计策略

温磊

（北京市平谷区消防救援支队，北京 101200）

大跨度的钢结构厂房以建设周期短、造价低、轻质高强等优点被广泛应用于工业建筑中，它们具有结构坚固、抗震性能好、空间利用率高、施工效率高等特点，是一种经济有效、实用性强的建筑形式。但由于钢结构的耐火性差，一旦发生火灾，就会出现严重的安全问题。因此，预防火灾对于大跨度钢结构厂房具有重要意义。如果不能很好地预防、发现火灾并及时处理，将会导致厂房倒塌、损失严重，甚至危及人员安全。综上所述，有效地预防火灾可以保障企业的正常运作，避免人员伤亡和经济损失，提高施工安全性和建筑质量，也有利于企业的长期可持续发展。因此，在火灾自动报警系统的设计方面，必须得到足够的重视。

1 大跨度钢结构厂房消防特点

大跨度钢结构厂房空间宽敞，建筑面积大、高度高，因此，一旦发生火灾，火势容易蔓延。此外，由于厂房内部空间宽敞导致空气流通性好，加之钢结构的热传导性能比较强，火灾发生后会导致室内温度迅速上升。如果厂区内部运行有中央空调，厂房内部各区域的送风口会导致空气对流程度加大，导致火势容易蔓延至难以控制和扑灭的地步，从而对消防抢险工作造成极大的困难。厂房内往往存在大量易燃易爆物品，如油料、气体、电器设备等危险品，一旦这些物质着火，火势将更加猛烈。大跨度钢结构厂房的结构相对比较复杂，如钢架结构、钢梁结构、钢柱结构等，消防安全隐患较多，如自动喷水灭火系统的管道绕路，导致灭火效果不佳等。过大的建筑规模以及过于复杂的建筑结构还会导致人员疏散困难。此外，如果厂房环境条件恶劣，气体浓度高、噪声大、灰尘多等，也会给消防工作带来不小的困难。

综上所述，大跨度钢结构厂房在消防特点上存在空间大、温度高、易燃易爆危险品多、厂房结构复杂等方面的问题，给消防工作带来了较大的困难。因此，在大跨度钢结构厂房的消防工作中，必须加强对风险的评估和管控，并采取有效措施，确保消防设施的有效性和可靠性。本文将根据这些问题设计自动报警系统，以提高大跨度钢结构厂房生产工作的安全性。

2 火灾自动报警系统设计策略

2.1 报警区域和探测区域的规划

在大跨度钢结构厂房火灾自动报警系统的设计中，合理规划报警区域和探测区域对于提高火灾预警能力、快速有效地响应火灾事件至关重要。因此，首先应该将整个产业区域进行合理的规划，不同区域按照不同的报警级别进行划分，以便根据不同的灾情程度进行相应的处理和处置。通常可以将厂房内划分为生产区、办公区、车间区等，每个区域应根据其特点选取相应的探测器。一个报警区域应当包含相邻的几个防火分区，以便火灾自动报警系统能将其有机联系起来，在遇到火情时实现快速响应，规避火灾风险。同时，在规划报警区域时，应根据大跨度钢结构厂房的特殊情况进行设计。例如，在规划生产区报警时，应对临近的办公区、休息室等人员集聚区域进行联动和报警，保证及时疏散。此外，应在进出口设置相应的入侵探测器，以避免非法人员进入并引起火灾事故。

2.2 探测器的选择

点型感烟火灾探测器主要通过检测厂房内空气中烟雾的浓度变化来判断是否发生火灾。其通常由感光元件、光源和信号处理电路组成。当烟雾从探测器的入口进入时，会散射光线并改变感光元件的光敏性能，从而探测到烟雾的存在。此时，探测器将发出报警信号，提示其附近可能出现火情。点型感烟火灾探测器具有检测速度快、操作简便、准确性高等优点，主要适用于一般民用或工业建筑的火灾检测和预防，但对于一些存在大量烟雾、粉尘等的空间，应当考虑其他种类的探测器。

点型感温火灾探测器是一种用于检测现场温度变化的设备。其工作原理是利用探头感应被检测物体表面温度变化，当温度升高到探测器设置的警戒值时，探测器会发出声光报警信号，提醒人们及时采取措施避免火灾事故的发生。与点型感烟火灾探测器相比，其应用范围相对较小。但对于一些点型感烟火灾探测器无法探测的特殊场所，以及火势发展迅速、温度在短时间内急剧升高的情况，点型感温火灾探测器则能够充分发挥其优势，对于提高火灾预防和安全管理水平具有重要意义。

红外光束感烟火灾探测器主要由发射器、接收器、光学系统和信号处理电路组成。工作时，发射器发射的红外光束经过光学系统聚焦后照射到接收器上，形成一个稳定的红外光束通道。当光束中的红外光线遇到烟雾后会发生散射，一部分光线会被接收器接收到，从而导致光束弱化。探测器通过检测接收器接收到的光强变化来判断环境中是否有烟雾，通过对其水平及垂直探测视角的选择和调整，能够实现对被保护空间曲面式覆盖，有效提高探测的精度和准确性。图像采集单元和火灾分析平台的协作能够实现视频采集、火灾分析、火灾报警等多种功能，具有灵敏度高、误报率低、反应速度快等优势，适用于大空间厂房、烟草仓库、火车站、会展中心等需要长距离火灾监测和自动报警的场所。

图像型火灾探测器是一种高效、智能的火灾探测设备，采用视频图像探测原理对被保区域进行火灾探测，具有火灾探测和视频监控双重功能。其系统由图像采集单元和火灾分析平台组成，通过高清晰度的视频图像采集和火灾分析处理，能够快速准确地检测到火灾隐患，及时发出报警信号，有效防范烟雾火灾的发生。图像型火灾探测器适用于机库、会展中心、商业中厅、火车站、飞机候机楼、变电站、换流站、管廊、隧道等高大空间特殊场所，具有探测范围广、反应速度快、精度高、误报率低、可靠性强等特点。在实际的火灾安全管理和预防工作中，图像型火灾探测器发挥着越来越重要的作用，将为各类高大空间特殊场所的火灾安全提供更精准、更可靠的监测和保障。

吸气式感烟火灾探测器通过建筑内部布置的管路对现场空气进行采样，并对采样的空气样本进行分析，以便在最短时间内发现火灾的存在并提供快速准确的报警信息。同时，根据不同场所的实际情况，可以选择灵敏式或一般式吸气式探测器，并控制现场采样管路的长度和温度差等因素，以确保探测器的性能和稳定性。吸气式感烟火灾探测器是目前报警最迅速的探测器，在实际的火灾安全管理和预防工作中具有重要的地位和作用。

2.3 火灾报警控制器的选择

一般来说，可供选择的控制器类型有两种，分别为传统型和智能型。传统型控制器主要用于简单的报警控制系统，而智能型控制器则具有更高的功能和灵活性。在选择控制器类型时，需要根据厂房的具体情况，并结合预算等因素进行综合考虑。通道数是指控制器可控制的火灾探测器数量，需要根据厂房面积、布局和防火要求等因素进行合理规划和选择。火灾报警控制器的报警方式主要包括声光报警、电话报警、网络报警等方式。根据厂房的特点和使用要求，需要选择合适的报警方式，以便及时、准确地提供报警信息。输出信号是指控制器报警时，需要给其他设备传递的信号。例如，可以将报警信号输出到消防控制室、自动灭火设备等设备上，以及与其他建筑控制系统进行联动等。需要根据厂房的具体情况和需求进行选择。此外，火灾报警控制器需要具备系统自检和故障报警等监测功能，以便及时发现探测器故障或系统问题，并及时调整和维修。最后需要注意的是，火灾自动报警系统的设计需要符合相关法规和标准，同时应该由专业的消防安全公司或工程师进行规划和设计，并在设计前进行现场考察和风险评估，以便制定合理、可行的防火方案。

2.4 系统布线

良好的系统布线设计可以提高火灾自动报警系统的可靠性、稳定性，以及提高报警响应和反应速度，以下将从多个方面介绍需要考虑的因素。首先，布线路径的选择上需要合理、顺畅，在保证探测器覆盖范围的前提下应尽量避免交叉、混乱的布线，以便以后的系统维护和升级。布线长度对系统的灵敏度和响应速度有着直接的影响。因此，在布线设计中需要注意合理控制布线长度，避免长度过长或过短的情况，同时需要注重排列方式和布局规划，以优化布线效果。线缆是系统布线的主要选择，其质量和差异直接影响整个系统的稳定性和可靠性。因此，在选择线缆时需要强调其耐受温度、耐磨损程度和抗干扰能力等关键特点，并根据现场环境的实际情况进行适当选择和匹配。引线和接线是布线设计中的重要环节。在进行引线设计时，需要考虑到报警控制器和探测器之间的距离、方向和大小等因素，并根据这些因素选择合适的引线长度和类型。在接线过程中，需要注意接点质量和稳定性，并尽可能避免焊接和其他易损部件的应用。布局规划是整个布线设计的关键，需要综合考虑防火要求、建筑结构、设备位置以及其他相关因素等。在进行规划时，需要先确定布线区域范围，然后按照一定的技术规范和安全标准，将探测器和报警控制器等系统设备合理安置，以达到最佳的报警效果和灵敏度。

2.5 系统供电方式

良好的供电方式可以提高系统的可靠性、稳定性和安全性，同时也能延长系统的使用寿命。火灾自动报警系统的电源应当分为主电源和直流备用电源，还可根据厂房的实际情况和用途，结合预算等因素进行综合考虑。除了实现各个系统的分别独立供电外，可自动切换的双电源供电和备电自动投入装置能够确保供电的高度可靠性。同时，将子系统与报警回路纳入集中管理中，这样可以避免子系统的故障影响主系统的正常运行，也避免主系统的故障影响子系统的正常运行，实现了两个系统之间的相对独立。在使用细节上，可以选取直流24V 消防专用电源供电，主电故障后备电源自动投入运行，从而提高系统的稳定性和安全性，减少因电源故障而停机的风险。稳压和变频技术是保证电源稳定性和效率的重※※要手段。稳压技术可以有效地稳定输出电压和电流，避免因过高和过低的电压而影响设备的运行和寿命。而变频技术则可以实现电能节约，提高设备的安全性和稳定性。防雷保护是系统供电设计的重要方面。在设计时，需要选用具有较高防雷等级的供电保护设备，以保证设备的安全性和稳定性。同时，还应该采用适当的接地和隔离措施，提高系统的防雷能力。在设计时，需要考虑电源故障监测的功能和机制，并选择具有高可靠性和灵敏度的电源监测装置。通过对电源的监测，可以及时发现电源故障和异常情况，并进行快速处理。

3 结语

在大跨度钢结构厂房中广泛应用火灾自动报警系统可以有效预防火灾的发生，及时发现和处理火灾事件，确保人员和财产的安全。未来，随着科技的进步和智能化的发展，火灾自动报警系统将逐步应用智能化、自动化和远程操作等新技术，具有更高的可靠性、准确性和反应速度，以提高大跨度钢结构厂房的安全性。同时，由于从市场需求、国家政策和环保趋势等多方面因素考虑，大跨度钢结构厂房已成为未来建筑发展的重要趋势，因此，火灾自动报警系统在其设计、建造和使用过程中具有十分广阔的应用前景。随着科技进步，火灾自动报警技术将不断升级和完善，为大跨度钢结构厂房的安全运营提供更加完善、高效、安全的消防方案。