硅谷杂志：房间宿舍智能消防灭火控制系统设计 |
| 2012-12-08 14:38 作者：邓 乔 周 胜 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网12月8日文 据《硅谷》2012年第18期刊文，现代房间宿舍的消防系统，多以报警为主，或手动机械式触发灭火保护。针对各种消防隐患，设计一种房间宿舍智能消防灭火控制系统方案。该系统通过检测火灾隐患因素，针对灾情第一时间自动发出消防告警，同时执行自动消防灭火功能，建立一个符合生活实际需求的室内智能消防灭火系统，最大限度减少损失。
0引言
随着人们的生活水平不断提高，城市化进程加快，集聚生活和办公变得越来越普遍，家用电器、生活用火等引起的火灾在群居生活中的发生概率也在增加。如何有效的减少火灾隐患和损失已经越来越为人们重视。本文从人均密度高的生活空间来思考，设计了房间宿舍等生活空间的智能消防灭火系统，能自动地发现煤气天然气泄漏、火灾烟雾等各种隐患并进行预警，同时，在第一时间自动进行瓦斯的消除、火灾的扑灭等智能消防工作，可以最大限度地保护人民生命和财产的安全。
1房间宿舍智能消防灭火控制系统方案
火源、可燃物和助燃剂这三因素同时具备时，才会形成火灾，灭火，就是控制火灾的形成因素。因此，灭火的方式有多种，如用水冷却，控制火源；用高压水冲击，稀释可燃物；排斥氧气，控制助燃剂等。
房间宿舍中，能源的使用源通常有二种：燃气能源和电能。使用燃气能源的房间多为厨房、卫浴，卧房、客厅、库房等其它房间一般使用电能。
1.1针对同时使用燃气和电能的房间的智能消防灭火控制系统设计
1）设置瓦斯传感器和控制回路对厨房和浴室的煤气、天然气等的泄漏进行监测；
2）配置温度、烟雾传感器和控制回路，对火灾险情进行检测；
3）设置自动排风功能、自动开窗通风功能，以实现燃气泄漏瓦斯消防保护；
4）每个房间都设置自动灭火装置，实现火灾消防保护。
当可燃气体泄漏浓度达到设定浓度值时，主机发出响亮和连续性的声音报警，同时第一时间通过控制器，自动开窗通风和自动打开排风扇。当火灾发生时，烟雾和温度传感器自动触发，启动灭火装置，进行灭火。如下图所示。
图1房间宿舍智能消防灭火控制系统
图2燃气瓦斯的检测和消防
1.2针对只使用电能的卧房、客厅、库房等房间的消防灭火系统设计
客厅、卧房、库房等房间一般不是燃气等灾情气体产生的源头，配置瓦斯消防用于对从厨房、卫生间等渗透进来的天然气、煤气等的检测和消防，为降低成本，建议可取消自动开窗系统，并配置：
1）温度、烟雾、瓦斯传感器和控制回路；
2）2）自动排风系统、自动灭火装置。
2消防灭火装置的灭火剂用量计算
一般的灭火装置中，没有针对房间进行精确的灭火剂用量计算和评估，本智能灭火系统结合灭火对象和环境，进行了精准的灭火剂用量计算：
假设房间面积为S，高度为H，灭火剂的密度为ρ；
通常灭火剂用量需要占据其空间比率为：40%；
考虑到各种实际因素，为提高可靠性，一般取可靠系数取：1.2～1.6；
因此，所需要的灭火剂用量为：40%×S×H×ρ×（1.2～1.6）。
3智能消防灭火系统中的灭火装置
本智能消防灭火系统所选用的灭火剂为干粉，灭火装置为高压灭火器，其悬挂于房间易起火点，如厨房卫浴的燃气点或其他房间集电盒等上方。装置如下图3所示，由以下部分组成：1-壳体，2-灭火剂粉末，3-冷气源，4-电点火器，5-喷嘴，6-覆盖膜片，7-螺栓、8-安装支架（用于将装置固定于天花板），10-螺栓（用于将喷口垫圈锁定）。
发生火灾时，控制回路触发灭火器控制阀动作，气压将装置内部的灭火材料喷发出来，在短时间内隔绝火源处的空气达到灭火的效果。
具体工作过程：瓦斯、温度和烟雾传感器将检测信号上送到控制器，由控制器进行比较和判断，如果发生燃气泄漏或火灾，控制器输出的声光报警信号和灭火执行指令。控制回路发出触发电脉冲信号启动电点燃器4，其脉冲电压为3V，电流1.5A，脉冲时间不小于100毫秒。由冷气源3发出强烈的气体传输，同时灭火粉末2被充气，装置内部压力增长，从而使得膜片6被冲开，灭火粉末通过喷嘴5喷射到着火区域。
图3自动消防灭火装置
4房间宿舍智能消防灭火系统传感元器件
4.1烟雾传感器
一般选用透射式烟雾传感器，其原理如下：将一定频率、呈矩形波形的红外光线，调制成普通的红外光，进入烟雾传感器的比较电路，经过比较电路计算后输出与烟雾大小对应的电压信号。
4.2温度传感器温度传感器的原理一般都是利用热敏电阻的电阻值随着温度的变化而变化的特性，其阻值随着温度的升高而增大，因此进入比较电路的电压也会因温度的变化而有所不同，经过比较电路计算后输出与温度高低对应的电压信号。
5房间宿舍智能消防灭火系统的远程监控
本智能消防灭火控制系统，可将各房间宿舍的消防信号采集和传输到小区集中监控室，还可通过Internet互联网和服务器，上传到区域专业消防中心等，进行更高级的消防监控和保护。
6结语
本房间宿舍智能消防灭火控制系统，从功能上实现了对天然气、煤气和电器火情的监控、告警和自动消防（消除瓦斯、自动灭火）；可对房间宿舍的每一个监控信息进行编码和数据上传，与小区集中监控进行信息共享，提升了小区房间宿舍的安全系数。
作者简介：邓乔—北京市顺义区牛栏山第一中学高三学生，从小热爱科学，严谨求实，小学阶段曾荣获“少年科技创新大赛三等奖”，初中阶段曾荣获“希望杯”全国数学竞赛三等奖，高中阶段对新能源发电产生了浓厚的兴趣，多次现场调研实践。
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