机械工业第六设计研究院有限公司刘多斌450007
【摘要】新城改造活动正广泛地实施，各种规模的建筑工程数量越来越多，这对项目建造质量提出了更多的指标要求。大空间建筑是未来项目工程建设的重点对象，宽大的空间能向业主提供更多的使用功能，其在火灾发生时受到的损坏程度也很大。设计是建筑工程实施的初始阶段，本文根据笔者去年完成的内蒙古某大厦给排水、消防系统的设计，分析了大空间自动喷水灭火系统的智能化改造方法。
【关键词】大空间；自动喷水灭火系统；设计；智能型
经济收入提升使人们对建筑居住环境及使用性能的要求越来越高，除了常规的建筑功能外，特别强调了建筑内的防火安全系数。许多施工单位常因缺乏先进的方案指导，最终建筑防火抗灾性能偏低，与业主预期要求存在较大的偏差。大空间智能型自动喷水灭火系统是先进的灭火方式，对其进行优化设计可降低火灾造成的损失。未来自动喷水灭火系统将朝着智能化方向改进，设计单位需深入研究出更为智能化的喷水灭火系统。
一、案例介绍
本项目位于用地东西长，南北窄，且东南及西南两角均受建筑现状影响向内收进。主入口朝向西侧城市街道。用地面积5196平方米。建筑面积：65466.12平方米,建筑高度：60.00米。本项目为高层建筑，地上14层，地下1层。首层为入口大堂、办公服务、民事接警大厅、审讯及羽毛球活动室；二层以上为办公服务、会议用房及办公休息；地下一层为汽车库、餐厅、厨房及设备机房。
二、小空间喷水灭火系统的缺陷
国民收入水平增长标志着各产业链取得了良好的收益，建筑产业在大市场环境下创造了优越的经营业绩，如此成就与建筑物使用性能改善是密不可分的。回顾建筑工程早前施工的状况，设计单位因安全意识薄弱，未能设计出与建筑空间相匹配的灭火系统，给空间结构的有效利用埋下了安全隐患。近年来自动喷水灭火系统得到了推广使用，大部分均属于小空间灭火操作，其存在着显著的缺陷：
1、水量缺陷。自动喷水灭火系统是用自然水作为灭火物质，利用系统中安装的喷头把水洒出，从而达到灭火抗灾的效果。考察建筑工程建设的资料记录，小空间灭火系统最大的缺陷在于“出水量小”，遇到火灾时无法喷洒出较大的水量，严重影响了灭火系统功能的发挥[1]。灭火测试数据显示，小空间灭火系统的出水量最高达70%左右，另外30%水分无法及时喷出，给建筑灭火处理产生了极大的阻碍。
2、范围缺陷。小空间喷水灭火系统的范围缺陷主要表现在空间范围、洒水范围两个方面，这些都是影响系统整体灭火性能的重要因素。首先，小型灭火系统能够覆盖的空间区域有限，其在设计环节里基本上都是小面域的灭火处理，遇到结构复杂的建筑物则适应不了灭火要求；其次，小空间内设计的喷水灭火装置，其在火灾发生时水喷洒的范围较小，仅能顾及到建筑物里较小的空间，约束了灭火保护的范围。
3、功能缺陷。建筑安全是本行业规划改革最为关注的问题，也是大部分项目投资人决定是否投资的关键性因素。一旦建筑物内部火灾消防设施出现问题，势必降低了建筑结构抗火抗灾的功能特性。无论是灭火范围空间小或者喷水面域小，两者直接造成的缺陷则是灭火功能受损，容易对建筑使用业主造成安全威胁。如：小空间灭火系统安装的设备功率小，紧急火灾喷水操作的难度较大，难以快速地消灭火源。
三、大空间主动喷水灭火系统设计的结构
先进科学技术推动了建筑物施工工艺的改进，为设计单位的项目设计活动提供了全面性的指导，保障了喷水灭火系统的消防功能。对比小空间灭火系统，采用大空间喷水方案几乎避免了所有的缺陷。参照现有的大空间喷水系统，呈现出来的优点包括：喷水范围广，可在大空间内洒水，以及时控制火灾的蔓延；水压强度大，启动系统后水流速度较快，高水压条件保持了水源的持续供应。以业主对建筑物体消防安全功能提出的要求，本次案例中喷水灭火智能设计需重视洒水喷头、报警阀、监测器、报警器等四大结构。
1、洒水喷头
大空间主动喷水灭火系统是一个复杂的结构组成，由多个不同类别的消防设施共同组合而成。一般情况下，对于喷水灭火系统而言，洒水喷头是最为关键的组成部分，其核心功能是检测火灾状况，察觉到火灾事故后及时启动消防系统，在最短时间内完成喷水灭火操作。消防科技水平不断发展，现有的洒水喷头产品在功能、规格等方面多种多样。洒水喷头有多种不同形式的分类，按有无释放机构分类为闭式和开式的分类；按安装方式分类，有下垂型、直立型、普通型和边墙型喷头；设计人员要根据大空间喷水灭火系统的使用要求，合理地选用洒水喷头[2]。
2、报警阀
自动喷水灭火系统里设计报警阀，既能够在火灾发生后自行启动报警器，也能快速地接通水源进行灭火，消除火灾后又能主动切断水源供应。大空间智能主动喷水系统设计，常用的报警阀包括：①湿式报警阀。主要功能：当喷头开启时，湿式阀能自动打开，并使水流入水力警铃发出报警信号。②干式报警阀。它的阀将闸门分成两部分，出口侧与系统管数和喷头相连，内充压缩空气，进口侧与水源相连[3]。③雨淋阀。这种阀的进口侧与水源相连，出口侧与系统管路和喷头相连，一般为空管，仅在预作用系统中充气，雨淋阀的开启由各种火灾探测器装置控制。
3、监测器
智能操作平台对主动喷水灭火系统起到了较大的辅助功能，设计相配套的监测器可时刻掌握喷水灭火系统的工作状态。此外，当监测器感应到喷水灭火系统的异常情况，可将监测结果转换为通信信号传输给报警器，第一时间对火灾发出报警信息。喷水灭火系统的监测器主要包括：①水流指示器。可将水流的信号转换为电信号，其作用在于当失火时喷头开启喷水或者管道发生泄漏或控制中心以显示喷头喷水的区域和楼层。②阀门限位器。通常配置在干管的总控制闸阀上和通径大的支管闸阀上，用于监测闸阀的开启状态，向系统的报警控制器发出报警信号。④压力监测器。是一种工作点在一定范围内可以调节的压力开关，在自动喷水灭火系统中常用作稳压泵的自动开关控制器件。
4、报警器
报警器是用来发出声响报警信号的装置，根据建筑物的空间状态或指标参数进行灾情判断，如：温度指标、热量指标等。目前，比较常用的报警器包括水力警铃和压力开关。具体情况：①水力警铃。这种报警装置借助水流的冲击发出声响的报警装置。其特点为结构简单、耐用可靠、灵敏度高、维护工作量小、是自动喷水各个系统中不少缺少的部件[4]。②压力开关。当报警阀的阀打开，压力水经管道首先进入延时器后再流入压力开关内腔，推动膜片向上移动，发出电信号输入报警控制箱，发出报警信号，从而启动消防泵。
四、智能喷水灭火系统设计的辅助技术
大空间主动喷水灭火系统满足了民用建筑及商业建筑的安全规范，面对各种因素造成的火灾事故均有很好的控制作用。进一步预测喷水灭火系统的发展趋势，设计智能型灭火系统是建筑消防的必然决策。这不仅是由于大空间消防系统的功能优势，也是为了方便消防人员救灾、居住人员抗灾的具体要求。设计系统除了对结构进行智能化改进外，还要注重消防科技的应用，内蒙古某大厦喷水灭火系统给排水工程设计中，选择合适的智能技术保障防火方案的有效性。
1、火灾定位技术。采用专业定位技术可快速地锁定火灾的具体位置，为消防人员处理火灾提供了极大的方便。比较常用的定位技术是把消防监控系统与全球定位系统联合应用，通过GPS技术平台进行火灾位置的搜寻，利用两种系统的配合操作进行灭火调控。全球定位系统能够向大空间自动喷水系统提供多项指导，如：火灾定位、灾情监控、信号传输等，及时将与火灾相关的数据动态反馈给消防监控平台[5]。智能化灭火系统设计选用定位技术，将极大地改善了建筑火灾处理的效果，把灾情损失控制在最小范围内。
2、智能操作技术。现代建筑工程结构日趋复杂化，设计人员必须要综合地改善喷水灭火系统的结构，引入智能技术辅助设计可解决喷水系统控制的难题。智能测速技术是大空间灭火系统的独立方式，是基于现有消防设备条件下建立的一种全方位安防系统。如：智能消防模式由数据捕捉、自动计算、结果分析等三大组成，每一个模块都发挥着不同的作用。具体功能：数据捕捉是对火灾信号频率进行捕捉，及时掌握建筑物灾情的变化情况；自动计算是借助数字处理平台，用计算机处理器完成的数据操作；最后由虚拟网络把数据传输给消防系统平台进行智能分析，自动生成解决火灾的科学方法。
结论
总之，建筑火灾事故给工程单位及投资业主造成了严重的经济损失，面对建筑内外部结构的复杂多样性特点，小空间喷水灭火系统已无法适应防火抗灾的标准规定。大空间主动喷水灭火系统的抗灾性能更加优越，从灭火系统结构进行优化设计，可增强消防设施的智能化水平，全面提升喷水灭火系统的灭火性能。设计人员应按照工程图纸注明的要求，编制出与业主要求一致的消防系统。
【参考文献】
[1]王如东.高层建筑消防工程面临的问题与处理措施[J].建筑与消防研究，2011，18（12）：42-44.
[2]周泽民.简论大空间自动喷水灭火系统结构的智能设计[J].消防科学与技术，2010，30（16）：9-12.
[3]陈子平.建筑工程火灾自动报警系统设计的必要性分析[J].中国安全科学学报，2010，20（6）：17-19.
[4]朱成雨.基于计算机控制中心的建筑消防系统工程[J].安徽建筑技术，2011，27（12）：50-52.
[5]唐远超.建筑消防系统智能化设计中辅助技术的应用[J].南通建筑工程，2010，20（13）：8-11.