大空间消防水炮的研究与应用探讨摘要：随着社会的发展，大空间建筑以其美观、舒适、多功能等优势，出现在人们的生活中，由于此类建筑的建筑结构通常
比较复杂，所以在其消防系统设计上也增添了不少难题。因此，在大空间建筑上设计安全合理的自动灭火系统成为日益突出的讨论话题。在传统的自
动喷淋技术已经无法满足大空间建筑初期火灾报警的消防安全需求时，智能消防水炮等智能灭火系统也逐渐成为被关注的焦点。关键词：大空间建筑
；消防水炮；灭火系统；自动跟踪定位射流灭火装置自动扫描射水高空水炮(制造商）（深圳市共安智能科技有限公司）大空间建筑的定义
大空间场所可以解释为民用与工业建筑中高度在8m以上，仓库建筑物净空高度在12m以上的场所。通常而言，大空间建筑是指单层面积大、跨度
大、层间高、不具备实体分隔构成的建筑[1]。在建筑领域普遍运用到装设在顶棚上的烟感与温度感应模式的火灾探测器，其装设高度应当低于
12m，这是因为是大部分的建筑领域，火灾烟气可以快速蔓延至顶棚，同时顺着顶棚开始向其它方向燃烧。在大空间建筑中，因为面积较大、层间
高，所以在发生火灾时，散发出的烟气温度和浓度会大幅度下降，使得在火灾初期一段时间内，探测器失去了原有的灵敏度，很难发挥报警功能。此
外，以往的自动喷淋系统在高大空间内其喷水灭火效果也不能满足消防安全的需求。大空间建筑中消防水炮的分类、组成及特点消防水炮的种类较
多，根据喷射介质可以划分为：自动消防水炮、自动消防泡沫炮、自动消防干粉炮。根据安装方式可分为：移动式自动消防炮、固定式自动消防炮。
根据控制方式可分为：自动灭火消防炮、遥控式灭火消防炮。依据驭动动力设备可以划分成以下部分：气控炮、液控炮和电控炮灭火系统。遥控消防
炮灭火系统主要被用在容易发生爆炸等严重情况的场地、存在有毒有害气体的场地、以及高度在8m以上，同时火灾潜在风系数较高的场地等。此体
系也可以进行人工操作。而移动消防炮灭火系统具备较高的灵敏性，能够运用在消防车不能接近的区域，直接扑灭火源；固定炮并不需要配备消防水
带，灭火剂喷射速度较快，需要的工作人员相对较少，而且能够降低人员承受的工作压力。具备差异性喷射介质的消防炮，就会针对差异性的保护主
体：①水炮通常被用于固体可燃物引起的火灾现场；②泡沫炮通常被用于甲、乙、丙类液体、固体可m物引起的火灾现场；③干粉炮通常被用于液
化石油气、天然气等可嫩气体引起的火灾现场；④水炮与泡沫炮不能被用于扑救遇水产生化学反应导致燃烧或者爆炸等火灾。286大空间消防水
炮灭火系统重点包含消防水炮、管道、消防泵组等部分，如果发生火灾，可以自主找到着火的具体位置，同时施行自动化喷水将火扑灭。此体系的特
征：①自动探测报警和自动定位着火点；②调解俯仰回转角与水平回转角动作；③接收其它火灾报警器联动信号；④自动化控制、远程人工控制以及
现场人工控制；⑤运用图像呈现模式，做到可视化灭火；⑥探测距离远，保护范围大，反馈速率大，灵敏度高；⑦自动定位技术，远程控制定点灭
火，能够大幅度降低灭火环节内遭受的损失；⑧此外具备防火、灭火、监控的作用，从总体上对该体系进行了完善；⑨二次寻的、无需复位，从较
大水平上提升了灭火效率。适用范围：体育馆、影剧院、购物中心等人员流动密度较大的大空间场所，这些场地通常在发生火灾后火势发展并不快。
大空间消防水炮灭火系统的工作原理大空间智能灭火系统包含自动跟踪定位射流灭火系统与固定消防炮灭火系统构成。自动跟踪定位射流灭火设备在
市场上叫法也是各有不同，有的叫大空间消防水炮，高空消防水炮，也有叫自动寻的消防水炮，智能消防水炮等等。它是借助红外线、数字图像或者
其它探测器设备来对火、温度等因素进行检测，同时对超标位置进行定位与追踪，进而使用自动控制模式达到灭火目的的各类室内外固定射流灭火体
系[2]。这种设备的工作原理为：如果出现火灾，红外线就会产生感应，对其范围内的超标信号进行探测，如果检测到信号就会发出警报，同时
借助网络通讯系统传递给消防机构或者直接传递给最近的控制箱，开启自动射流灭火设备的水平定位系统与垂直定位系统，炮嘴对准火源，开启电磁
阀喷射水源，进行灭火，在火被扑灭之后，会自动断开电磁阀，暂停喷射水源，同时会自动反复探测一周，在确定没有火点之后，进入待机监视状态
，如果依然存在火点燃烧，就会再次自动开启，将火扑灭。固定消防炮灭火系统主要包含固定消防炮和与之相匹配的系统组件。而系统组件主要包含
探测、控制等元件，由于生产厂家的差异也表现出一定的差异。它的工作原理为借助前端探测系统搜集一定范围内的红外图像，并经过中央控制器的
处理之后，对出现火点的范围实施探测与位置的追踪，这样的设计便于自动消防水炮打开相应的联动设备，并控制水炮进入喷水灭火操作。自动消防
水炮的炮主要包含底座、进水管、回转体等部分，炮身既可以水平回转也可以仰俯回转，同时可以对火点进行准确地定位[3]。自动消防水炮联
动系统经探测装置探测同时显现图像之后，借助联动控制装置的动作，追踪火点的准确位置，并将水炮对准火源，开启水泵，经过压力继电器预设的
水压值自动启动电磁阀喷射水源，进行灭火操作。在探测器结束报警或者到达预设的时间，联动控制器就会关闭水泵和电磁阀。大空间消防水炮灭火
系统对电气专业的要求引用的规范：GB50338-2003《固定消防炮灭火系统设计规范》；DB37/1202-2009《自动跟踪定位
射流灭火系统设计、施工及验收规范》4.1??电源及配电①系统的供电电源应采用消防电源。②系统配电线路要选择通过阻燃处理的电线和电
缆；③系统控制设备的供电电源要配备SPD电涌保护器；④系统供电电源的保护开关不可选择漏电保护开关。4.2??自动跟踪定位射流灭火
系统接地设备的接地电阻值要坚持以下原则：①如果选择专用接地设备，其阻值应当处于4Ω以下；②如果选择共用接地设备，其阻值应当处于1Ω
以下；③自动跟踪定位射流灭火系统要配备专用地线，同时要配备专用接地板。此外，接地线要由接地板引到接地体。④接地干线要选择铜芯绝缘
导线，线芯截面积应当在25mm以上。同时保证接地干线穿入硬材质的塑料管中，并进行掩埋到接地体位置。⑤从消防专用接地板引至自动跟踪定
位射流灭火设施和相关设备的接地支线要选择铜芯绝缘导线，线芯截面积应当在4mm以上。布线此系统的信号传递线路与低于50V供电的控制线
路，要选择电压等级在交流250V以上的铜芯绝缘导线或者铜芯电缆。选择交流220V/380V的供电与控制线路要选择电压等级在500
V以上的铜芯绝缘导线或者铜芯电缆。此系统信号传递线路的线芯截面要求，首先要以相关的技术要求为基础，充分考虑其机械强度方面的条件。穿
管敷设的绝缘导线线芯截面积最低是1mm，而针对线槽来说，线芯截面积最低是0.75mm，多芯电缆线芯截面积最低是0.5mm。此系统
的供电、控制以及信号传递线路要选择穿金属管或者密闭的金属线槽保护模式对线路进行布局。金属管与密闭的金属线槽要进行防火操作与配备接地
保护装置。其控制、通讯以及报警线路应当选择暗敷方式，要选择金属管或者通过阻燃操作的硬塑料管保护，同时要敷设于非燃烧体的架构中，同时
保护层的尺寸应当在30mm以上。如果选择明敷，要选择金属管或者金属线槽进行保护，同时要实施有效的防火保护操作。由接线盒、线槽等位置
引到火灾探测和自动跟踪定位组件以及电磁阀的线路都要配备金属软管。系统控制与操作自动跟踪定位射流灭火系统的控制：系统消防控制装置（联
动控制柜、区域控制箱）应具备下列功能：①为自动跟踪定位射流灭火系统供电，并显示其工作状态；②发生声光警报，并定位火灾出现位置或者地
址编码点；③显示供电电源的工作情况；④输出联动信号，并接收其反馈信号；⑤对系统内的设备进行自动、手动控制，并显示结果；⑥要保证主
备电源可以顺利互换，同时显示其工作情况；⑦要保证消防水泵的自动、手动启停，实现主、备泵可以顺利互换，同时显示其工作情况；⑧要保证人
工控制自动跟踪定位射流灭火装置瞄准火源、启动喷水灭火。自动跟踪定位射流灭火系统应在开启一只灭火装置的同时自动启动并报警。该系统内的
电磁阀要具备以下控制方法（各类方法应对可以互相交换）：①从火灾探测和自动跟踪定位组件自动控制；②消防控制室人工强制控制同时住宅与
房地产配备防误操作装置；③现场手动控制。（3）自动跟踪定位射流灭火系统的消防水泵要具有下面几类控制方法：①自动控制；②消防控制室人
工控制；③水泵房现场控制。消防控制室要保证可以呈现出自动跟踪定位射流灭火装置的警报信号；呈现出信号阀、水流指示器、电磁阀、消防水泵
的情况，和消防水池、高位水箱的低水位信号。消防控制装置（联动控制柜、区域控制箱）与自动跟踪定位射流灭火装置之间的火警信号、状态反馈
信号、控制信号宜采用总线编码制传输。（4）固定消防炮灭火系统的控制：①远控炮系统要具备对消防泵组、远控炮和有关装置等实施远程控制
的性能；②系统应当选择联动控制方法，而所有的联动单元要配备相关的操作指示信号；③系统应对具备接收警报的性能；④在泵组出现问题而
导致停止运行的情况下，要保证备用泵可以正常切换；⑤如果远控炮系统选择无线控制操作，达到具备下面方面的条件：要保证可以控制消防炮的俯
仰、水平回转以及各个阀门处于正常状态；控制室要保证可以首先调控无线控制器所涉及的装置；无线控制的范围要保证在l00m以上；少于lk
m的范围内不能存在同样的频率、少于30m的范围内不能存在同样安全码的无线控制器；无线控制器要配备闭锁安全电路。大空间消防水炮的应用
实例以西区会展中心项目为例，因单个展厅面积较大（10000多平方）且空间较高，所需消防炮的流量扬程较大，故采用固定消防炮灭火系统，
每个展厅设了7台固定水炮，均挂在展厅上空桁架上，以保证整个大厅都在水炮的保护范围之内。地下车库消防泵房内设两台固定炮消防水泵：Q=
40L/s，H=170m，每台110kW，一用一备，互为备用，该泵运行情况显示于消防中心和水泵房的控制盘上。共享大厅部分空间狭长但
层高很高，采用自动跟踪定位射流灭火装置，安装于共享大厅侧墙及柱子上。每3～4台消防炮合用一台控制箱，控制箱由消防双电源箱供电，电
源采用20A的开关，WDZN-BYJ-3x4的耐火电缆。【创新与发展】当消防水炮控制箱附近有其他消防双电源时，可与其他消防双电源合
用，如展厅部分，顶部有排烟风机或电动排烟窗，故消防水炮电源从其双电源箱中单独出一个回路即可。地下车库消防泵房内设两台自动跟踪定位射
流水泵，Q=15L/s,H=125m,每台90kW，一用一备，互为备用，该泵运行情况显示于消防中心和水泵房的控制盘上。此处需要注
意的是，大部分工程中，大空间消防水炮系统只占整个消防系统中很小的一部分，因此，大多数工程并没有为消防水炮系统单独设置消防水池和消防
水泵，而是共用了自动喷水灭火系统的消防水池和消防水泵。但是并非所有情况下都可以共用消防水池和消防水泵，设备专业需要根据两者中流量较大者和压力较大者来确定。因此我们在给消防水泵配电时也要注意两者是否共用消防水泵，以免遗漏需要配电的设备。结束语大空间智能灭火系统覆盖面广，喷水效率高，体积小布置灵活，不影响建筑装饰效果。采用远程控制消防水炮，空间定位精度高，使火灾及扑救过程造成的损失减少到最低，是集远程通讯、火灾探测报警、着火点自动定位及自动灭火等多项功能于一体的消防系统。这些年，消防水炮系统在大空间建筑领域备受青睐，为这个领域中存在的消防方面的不足指明了方向。 |
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