书城经济智能化物业管理概论
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第16章 智能物业的消防系统及其应用管理(1)

智能物业由于其建筑面积大,楼层高,设备种类繁多,装修复杂等特点,使得火灾的防范难度加大,火灾危害程度较高。保证智能物业的防火安全性已成为确保智能物业健康发展的重要条件之一。因此,在追求智能物业内部功能健全性与外部形式美观性的同时,必须满足防火安全性这一基本要求。

第一节概述

在智能物业中,由于引进了许多技术先进、价格昂贵的设备和系统,一旦发生火灾,除了造成人员伤亡外,其经济损失也比一般建筑物严重得多。所以消防系统的重要性更加突出,它是物业设备自动化系统中非常重要的一个子系统。智能物业对消防系统的安全可靠性、技术先进性及网络结构等方面提出了更高、更新的要求。

一、智能物业的火灾特点

智能物业的火灾是由其自身特点决定的,概括起来主要有以下几个方面。

1.建筑结构跨度大、特性复杂

智能物业由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置,使建筑物开间和隔墙布置复杂,随着建筑物高度增加,在起火前室内外温差所形成的热风压大,起火后由于温度变化而引起烟气运动的火风压大,因而发生火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时,高层建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增加,室外风速增大,使得火灾烟气蔓延速度急剧增加。

2.建筑环境要求高、内部装修材料多

为了加强智能物业室内空间的艺术效果和实现智能物业的环境舒适性的要求,满足在其中工作、生活的人们的生理和心理的多种需要,智能物业中大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有机高分子材料,遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的CO、CO2及少量的H2S、SO2等有害的烟气和毒气,直接危及人的生命安全。

3.电气设备多、监控要求高

在智能物业中大量使用各种电气设备,如照明灯具、家用电器、通信设备、电梯、电炉、空调设备、电机、广播电视、电子计算机等电气设备,电气设备配电线路和信息数据通信布线系统密密麻麻,若一处出现电火花或线路绝缘层老化碰线短路而发生电气火灾,火灾会沿着线路迅速蔓延。

4.人员多且集中

智能物业内通常容纳有成百上千,甚至数以万计的人员,一旦发生火灾,人们通常会产生慌乱,再加上建筑通道复杂及楼层多等,使人员疏散难度大,难以安全疏散逃离。

5.建筑功能复杂多样

智能物业多数是具有多用途的综合性大楼,往往设有办公室、写字间、会议厅、商业贸易厅、饭店、宾馆、公寓、住宅、餐厅、娱乐场所、室内运动场、厨房、锅炉房、变配电室、汽车库、各种库房等,从而造成安全疏散通道复杂。此外,高层智能物业上下内外联系的主要交通工具是电梯,一旦发生火灾,电梯停止使用,导致疏散困难。

6.管道竖井多

智能物业内部必然设置电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、垃圾井等。这些竖井若未加垂直和水平方向隔断设施,一旦烟火窜入,则会产生“烟囱”效应,使火灾迅速蔓延扩散到上层楼房。

综上所述,根据智能物业自身的特点,使其火灾发生时具有火势蔓延快、烟气扩散快,人员疏散困难,火灾扑救难度大,火险隐患多、火灾损失重等特征。

二、火灾基础知识

(一)基本火灾现象

物质燃烧过程是一种伴随有烟、光、热的化学反应过程。在物质燃烧过程中,一般有以下现象产生。

1.热(温度)

凡是物质燃烧,必然有热量释放,使得环境温度升高,这是物质燃烧的基本特征之一。

因此,物质燃烧过程所产生的温度变化是重要的火灾特征参数之一。但是,普通可燃物质在燃烧速度非常缓慢的情况下,物质燃烧所产生的热(温度)不易被鉴别出来。

2.燃烧气体和烟雾

普通可燃物质在燃烧开始时,往往首先释放出燃烧气体。燃烧气体一般由单分子的CO、CO2、碳氢化合物等气体及悬浮在空气中的未燃烧物质微粒等组成,粒径一般在0.01μm左右,通常称作气溶胶。烟雾一般是指人眼可见的燃烧生成物,通常粒径为0.03~10μm的液体或固体微粒。

普通可燃物质在燃烧过程所产生的燃烧气体和烟雾具有流动性和毒害性,能潜入建筑物的任何空间。根据统计数据,火灾中约有70%的人员死亡是燃烧气体或烟雾的毒害或窒息作用造成的,所以,物质燃烧过程所产生的燃烧气体和烟雾是重要的火灾探测参数。通常,物质燃烧所产生的燃烧气体和烟雾统称为烟雾气溶胶,其粒径一般在0.01~10μm范围内。

3.火焰

火焰是物质燃烧产生的灼热发光的气体部分。物质燃烧到发光阶段,一般是物质的全燃阶段。这时,由于物质的燃烧反应放热,从而提高了燃烧物质的温度,并引起物质分子内部电子能级跃迁,因而放出各种波长的光。火焰的光辐射除了可见光部分外,还有大量的红外光辐射和紫外光辐射。所以,火焰光作为燃烧的鉴别特征之一,也是重要的火灾探测参数。

(二)火灾形成的过程

了解火灾形成过程及各个阶段的火灾特点对正确有效设计消防系统是非常重要的。

火灾发生时,人员和财产的损失不仅仅是火焰燃烧造成的,大多数情况下是烟雾和有害气体的毒害作用造成的,因此,现代防火理论越来越重视火灾形成过程中烟雾浓度的变化情况。

不同原因造成的火灾,其火灾形成和蔓延的过程也不同,但一般认为火灾形成及蔓延的全过程可分为3个阶段,即初始阶段、阴燃阶段和火焰燃烧阶段。

1.初起阶段

火灾初起阶段,由于物质燃烧开始的预热和气化作用,主要产生大量的烟雾气溶胶,没有可见的烟雾和火焰,热量也相当少,环境温升不易被鉴别出来。在此阶段,火情仅局限于火源所在部位的一个很小的有限范围内,如果在此阶段能将火灾信息感知,提供早期报警,进行早期灭火,就可以将火灾损失降低在最低程度。因此,建筑物内应优先考虑选择感烟探测器进行信号检测。火灾初起阶段一般情况下所占时间较长。

2.阴燃阶段

阴燃阶段室内的烟雾气浓度已达到相当水平,因此增长缓慢,但是蓄积的热量使环境温度迅速升高,遇明火极易点燃,这一阶段所占时间较短。火灾的初起阶段和阴燃阶段最显着的特征是产生大量烟雾气,因此,有时又将这两个阶段合称为初期引燃阶段。

3.火焰燃烧阶段

火焰燃烧阶段也称为充分燃烧阶段。此阶段室内可燃物充分燃烧,产生大量可见光,室内温度迅速上升,同时火情得以逐步蔓延扩散,且蔓延的速度越来越快,范围越来越大。当燃烧产生的热与通过外围结构散失的热量逐渐平衡后,室内温度基本上维持恒定,此时已形成火灾。这一阶段灭火的重点应是防止火灾进一步蔓延,以减少火灾损失。火灾蔓延主要通过热对流和热辐射两种途径进行,由于智能物业中各种管道竖井、电梯井的存在使得建筑物内部热对流往往是火灾迅速蔓延的主要途径。

三、建筑物防火分类

根据国家标准《火灾分类》(GB/T4968-2008)的规定,将火灾分为:A(固体物质火灾)、B(液体火灾和可熔化固体物质火灾)、C(气体火灾)、D(金属火灾)4类。此外还有带电设备发生的火灾,如变压器等设备的电气火灾。

1.A类火灾

A类火灾指的是固体物质火灾,固体物质是火灾中最常见的燃烧对象,如木材及木制品、棉、麻、毛及其制品、纸及纸制品、粮食及谷、豆类、化工合成制品(合成橡胶、合成塑料、合成纤维等)、化工原料、电工产品、建筑及装饰材料等,这类物质往往具有有机物性质,种类繁多,极为复杂。固体物质燃烧过程有以下几种模式。

①热分解式燃烧。发生火灾时物质被加热,产生热分解,释放出可燃的挥发成分,挥发成分与空气中的氧进行燃烧,如木材、高分子化合物等。

②表面燃烧。物质在燃烧时,空气中的氧扩散到物体的表面或内部空隙中,与物质表面的碳直接进行燃烧,如木炭、焦炭等。

③升华式燃烧。物质(如萘)在火灾中直接被加热成蒸气进行燃烧。

2.B类火灾

B类火灾是指可燃液体及可熔化固体燃烧引起的火灾。可燃液体有酒精、苯、乙醚、丙酮等各种有机溶剂。可熔化固体有蜡、石蜡等。

可燃液体燃烧是液体在火灾中受热变为蒸气,蒸气与空气进行的燃烧。可燃液体可分为轻质可燃液体和重质可燃液体两大类,轻质可燃液体的蒸发属相变过程;重质可燃液体的蒸发除了相变过程外,还有热分解过程。可熔化固体在火灾中被加热熔化为液体,继续加热变成蒸气,属于熔融蒸发式燃烧。

3.C类火灾

C类火灾是指可燃气体燃烧引起的火灾。可燃气体燃烧有预混燃烧和扩散燃烧两种。预混燃烧是可燃气体与空气预先混合好后的燃烧;扩散燃烧是可燃气体与空气边混合边燃烧。

预混燃烧如果失去控制便会产生爆炸,发生爆炸的可燃气体最低浓度称爆炸下限;最高浓度称爆炸上限。爆炸极限除了与可燃气体浓度有关外,还和温度条件有关。

4.D类火灾

有些金属物质,当其为薄片状、颗粒状或熔融状态时很容易着火,这类金属称为可燃金属。常见的可燃金属有锂、钠、钾、钙、镁等。可燃金属引起的火灾称为D类火灾。

由于金属在燃烧时,燃烧热量大(为普通燃料的5~20倍)、火焰温度高(≥3000℃),同时高温下的金属性质活泼,需用特殊的灭火剂灭火。金属结构,如轻钢结构、钢筋、铝合金框架在火灾中不会燃烧,但是在高温下会降低强度。钢材在500℃时,抗拉强度降低一半。铝合金在高温下完全丧失抗拉强度,因此应采取相应技术措施保护钢和铝合金制作的金属构件。

四、智能物业消防安全要求

智能物业多以高层和超高层建筑为主,并且多为高级宾馆和高级办公大楼,对消防系统及其管理具有很高的要求。因此,对智能物业的消防系统设计应立足于防患于未然,遵循“预防为主,防消结合”的消防指导方针,我国《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995)规定了“立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全适用、技术先进、经济合理”的消防设计原则,提出了“以自防、自救为主,及时、可靠防火,迅速、有效灭火”的智能物业消防安全要求。

为了加强智能物业的消防安全性,一般在智能物业内部装设火灾监测、报警和自动灭火控制系统,一旦发生火灾,便可发挥设备及设施的作用,将火灾扑灭在初起阶段;同时,在建筑结构方面,尽量选用阻燃型的建筑装修材料,设计一些能够阻断或封闭火灾蔓延的建筑构造及安全可靠的疏散设施,如防火卷帘门、疏散楼梯间等。这些建筑构造具有一定的防火能力,可与火灾自动报警与消防设备控制系统构成连锁联动关系。供配电与照明系统、机电设备的控制系统等强电系统必须符合消防要求。另外,建立一支具有高素质、防灾措施严密的管理队伍对于提高消防的安全性也是非常必要的。

智能物业的消防设施主要有火灾自动报警系统、火灾通信广播和安全疏导系统、消火栓系统、水喷淋系统、水雾系统、防排烟系统、气体灭火系统等。这些自动消防系统通过消防控制中心协调控制,完成对火灾的有效探测、数据信息处理、火灾报警与消防设备连锁动作、自动消防系统的设备联动控制,共同构成了智能物业的火灾自动监控系统。

智能物业的消防安全要求必须以消防安全设计为基础。智能物业的消防安全设计主要包括结构防火设计、建筑材料防火安全要求、消防设施合理配置、物业消防设备及其供电系统和建筑物火灾监控系统的良好设计与有机组合,通过智能物业中配置的各类消防设备与设施,实现火灾的早期预报和消防设备的有效动作,做到火灾报警及时可靠、消防设备联动迅速有效、智能物业防火安全。

第二节火灾自动报警系统

一、消防系统的组成

在消防控制系统中,探测器负责监视现场的烟雾浓度、温度、火焰等火灾信号,并将探测到的信号不断送给火灾报警器。报警器将接收到的代表烟雾浓度、温度数值及火焰状况的电信号与报警器内存储的现场正常整定值进行比较,判断是否发生火灾。经过判断确认发生火灾时,报警器发出声光报警信号,同时显示火灾发生的区域和地址编码,并打印出报警时间、地址等信息,启动火灾现场的声光报警器。为防止探测器或火警线路发生故障,现场人员发现火灾时也可手动启动报警按钮或通过火警对讲电话直接向消防控制室报警。

在火灾报警器发出报警信号的同时,火灾控制器可实现手动/自动控制消防设备,如关闭风机、防火阀、非消防电源、防火卷帘门、迫降消防电梯;开启防烟、排烟风机和排烟阀;打开消防泵,显示水流指示器、报警阀的工作状态等,并将反馈信号再输送到火灾控制器上。

因此,一个完整的消防系统不仅应具有报警功能,还应具备联动控制功能,主要由报警与联动控制设备组成,其具体设备如下所述。

①报警设备:其中包括各类火灾探测器、报警控制器、手动报警按钮、紧急报警设备(电铃、紧急电话、紧急广播等)。

②自动灭火设备:洒水喷水、泡沫、粉末、气体灭火设备等。

③手动灭火设备:灭火器(泡沫、粉末、室内外消火栓)。

④防火排烟设备:防火卷帘门、防火风门、排烟口、排烟机、空调通风设备等。