张廷宇 高瑜

【摘要】随着经济社会的持续快速发展，智能化建筑迎来了前所未有的重大发展机遇，如何立足于智能化与信息化手段，全面提升优化消防自动控制系统的整体运行效果，备受业内关注。基于此，本文首先介绍了消防自动控制系统的基本构成及模式，分析了消防自动控制系统设计现状及存在问题，并结合相关实践经验，分别从需求设计、自动报警系统设计以及火灾联动控制系统设计等方面，就消防自动控制系统在建筑智能化设计中的优化问题进行了研究，阐述了个人对此的几点浅见，望对消防自动控制系统设计成效提升有所裨益。

【关键词】建筑智能化;消防自动控制系统;设计方法;优化控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

当今社会，经济发展质量显著提高，使建筑智能化设计面临着崭新发展局面，对消防自动控制系统的应用提出了更高要求。当前形势下，有必要精准把握消防自动控制系统的核心方法与构成，综合运用集约化的设计手段，全面提升其整体效能。本文就此展开了探讨。

1、研究背景

现代经济社会发展节奏持续加快，建筑智能化设计深化推进，相应的消防自动控制系统构造技术取得了跨越式创新发展，使消防控制的自动化、智能化、信息化发展具备了更多可能。消防自动控制系统以自动化技术为基础，以信息数据控制为主要面向对象，旨在充分提高智能建筑消防系统数据信息的处理效率，全面提升消防效能，构建可靠稳定的自动化消防安全屏障。近年来，国家相关部门高度重视消防自动控制系统的应用与创新推广，在系统基本构成、核心控制方法理念以及整体布局优化等方面制定并实施了一系列重大标准与技术规范，在消防自动控制系统设计领域取得了令人瞩目的现实成就，积累了丰富而宝贵的实践经验。在建筑智能化设计中，消防自动控制系统可实现消防灭火行为、方式方法、过程目标的有机统一，构建形成直观化的消防自动控制数据模型，为调整改进消防行为规范提供现实依据与保障，推进应急广播、照明系统、监控系统等构成部分之间的有机衔接，充分确保建筑智能化消防自动控制的高效稳定运转。同时，消防系统设计单位同样在宏观层面对消防自动控制的各项资源要素进行了充分整合，实现了事前研判、事中控制、事后反馈等方面的统筹分配，促进了消防信息对称与流程均衡，促成资源要素的一致性与规范性，提供了价值导向，初步实现了消防业务决策及数据交互。

2、消防自动控制系统的基本构成及模式

2.1消防自动控制系统的定义

消防自动控制系统主要是以现代智能化建筑为主要载体，以消防系统的自动化控制为主要导向，在充分有效应用特定技术方法与工具手段的基础上，对智能建筑的温度、光、烟等指标，进行动态化、不间断搜集，并根据预设前置条件，对建筑内部火灾等状况实施自动化警报、自动化控制以及自动化灭火。现代科学技术的快速发展，为消防自动控制系统的优化设计提供了更为丰富的技术手段，使消防自动控制系统在硬件设备配置、软件系统构造等方面具备了更强的可操作性，实现了现代控制技术、系统集成技术以及计算机技术的有机统一，使火灾报警、灭火以及疏散等环节的智能化方向更加明确。

2.2消防自动控制系统的基本组成

通常情况下，消防自动控制系统主要由火灾报警及消防联动等两个方面构成，由探测器、警报控制器、指挥中心、联动控制器等硬件设施设备构成，并在信息流与数据流的控制作用下实现高效稳定运行。当分布于智能建筑结构内部的若干火灾探测器，探测到烟雾和声光等异常信号时，则将所形成的信息流向警报控制器进行传输，控制器根据相关信号强度与类型，发出相关消防指令，进而实现消防设备灭火控制、防排烟设备控制、电梯卷帘门控制、火灾紧急广播控制、图像显示控制、火灾应急照明控制、消防电梯设备控制以及电话通信网路设备控制。由此可见消防自动控制系统具有联动化、规范化、连续化等优势特征，不仅运行经济成本较低，而且维护管理简便易行。

2.3消防自动控制系统的基本构成模式

一方面，对于火灾自动报警子系统而言，其基本构成模式通常包括区域消防报警系统，适用于公寓、写字楼、商业综合体等建筑类型;集中消防报警系统，通过运用环状布线或树枝状布线的方式，确保消防预警信息的准确性和控制回路的可靠性;控制中心消防报警系统，通过专用接口及远程通信技术实现火警图形显示。另一方面，对于火灾联动控制子系统而言，通常的基本构成模式则包括消防栓及自动灭火系统、消防与排烟灭火系统、火灾紧急广播与通信系统、非消防电源控制等。

3、消防自动控制系统设计现状及存在问题分析

3.1缺少完备的消防自动控制系统设计模式

在现代消防自动控制系统设计中，完备健全的设计模式处于基础性核心地位，消防自动控制系统各项策略的形成，均要以相应的系统设计模式为出发点。纵观当前消防自动控制系统设计实际，普遍存在着系统设计模式缺失，现有设计模式无法满足消防自动控制系统设计快节奏、高强度的实施需求，各类短板与弊病问题频发，消防自动控制系统相关模块之间的衔接与配合存在突出瑕疵，所采用的系统设计形式单一化，对建筑智能化载体的各项资源要素统筹把握不当。上述问题的存在，已经逐渐发展成为优化消防自动控制系统总体规划设计质量的关键所在。

3.2消防自動控制系统设计人员经验匮乏，专业性不足

在当前建筑智能化总体布局结构中，消防自动控制系统设计人员始终扮演着不可替代的关键角色，是充分运用建筑智能化工具载体功能，执行消防自动控制系统技术规范与行业标准的直接实施者与操作者，其综合素养与专业能力的高低，与最终消防自动控制系统的整体效果密切相关。实践表明，由于我国消防自动控制系统在智能化建筑实践领域中的起步较晚，相关经验与规则欠完善，在系统设计、构造布局、设备配置等方面存在明显短板，不了解现场管控、资源协调、风险预警等基础方法，无法将消防自动控制系统与智能化建筑的载体功能充分有效结合起来，致使消防自动控制系统的联动性不强、综合性不足、规范性缺失，不同程度上存在“本领恐慌”现象。

3.3对消防自动控制系统的认知不全面

在长期发展进程中，以建筑工程为主要框架的消防自动控制设计形成了相对固化的构造方法与实施流程，而随着现代智能化、自动化、信息化、数字化等技术的快速发展，其传统模式下的消防自动控制设计方式暴露出诸多弊端与不足。从当前现状来看，部分单位或设计人员对消防自动控制系统的认知存在显著不足，无法从宏观角度把握与审视消防自动控制系统的时代价值，难以将其作为建筑智能化的关键要素之一纳入体系内部，消防自动控制系统设计方法策略存在盲目性与随意性，向自动化方向靠拢的实施效果不尽如人意，被消防自动控制设计的僵化思维模式与行为方法所桎梏。

4、消防自动控制系统在建筑智能化设计中的优化研究

4.1构成

智能消防系统，具体由三级构成。监控主机为最高级;消防报警、消防联动控制器为中间级;火灾消防联动设备、火灾报警探测设备是最低级。房间号作为地址，运用CAN 总线连接各个节点，实现消防系统的网络化。

在该系统中，以房间为单位，楼层为单元，运用PC 机实时监控整个网络。同时运用CAN 总线控制器控制节点故障，而且各个节点间都不会互相影响，真正的实现了网络化、智能化。自动控制系统，其火灾探测器为复合型，而模拟量就是指输出的火灾现场信息。该模拟量经由消防报警控制器转换，进而经由CAN 总线，分别传输给监控主机。监控主机借助算法进行判断、处理，同时发出火灾控制信号。指令的接收，主要通过消防联动控制器实施。同时控制消防联动设备，进行消防任务。当出现火灾的情况时，经由PC 机进行信号处理，探测器进行信号采集，最后由DSP 控制联动设备，实施现场的消防工作。当探测器出现失灵，则可以由人工操作实施火灾报警处理。

火灾探测器，对于现场的参数进行采集，参数可以包括火焰;有毒气体成分;烟浓度;可燃气体成分;温度。以 PC 机为平台，运行科学的火灾报警判断算法，设计与实现了人机界面。经由计算机上的人机界面，可以显示现场画面;现场的参数与人数，同时进行联动控制信号的发出。

4.2消防自动控制系统的需求设计

在消防自动控制系统需求设计中，应重点针对其建筑智能化的基本特征，解决其中的诸多难点问题，使最终形成的各项设计方案符合国家相关技术规范与标准。在防火分区设计中，应对建筑重点功能区域设置火灾自动报警及灭火系统，并配置阻燃性能条件良好的建筑装修材料，合理划分防火分区，实现公共区域的防火分区。结合建筑内设置的空间功能、固定设备等条件，设计相应的警报信息搜集区、电气火灾监控区等，并在中心报警系统的支持衔接作用下，使各项子系统与子模块实现高度关联，实现以中央控制中心为主要中枢机构的电气漏点、火点探测及联动控制目的。突出消防控制室的重要价值功能，通常情况下应设置于整个控制中心的首层，通过控制器向消防灭火设备反馈指令信号，对重点消防安全区域形成重点保护。

4.3消防自动控制的报警系统设计

现代自动化技术的快速发展，推动着消防自动控制报警系统类型、模式及形式的多样化与智能化，更加适用于大规模、高整合度的现代建筑工程，对各类电气设备的运行状态进行监控与信号搜集。在自动报警系统的作用下，当信号搜集单元检测到烟气等异常信号时，将会通过触发器件向控制中心发出警报信号，由消防安全管理人员处理信号，并做出指令，启动相应的应急消防安全预案，将火灾可能造成的经济损失与人员伤亡降到最低。在此过程中，手动报警装置、总线探测装置以及消防安全信号等，均通过总线向消防安全控制中心传递。实现报警系统的整体效果需要立足于完善而科学的报警及探测区域划分，以及规范标准的消防自动化设备配置。在建筑各层进行自动报警系统探测器的设计安装，设置应急广播及消防专用电话，实现与火灾报警器之间的信息指令交互。

4.4消防自动控制的联动控制系统设计

联动控制系统设计主要包括消火栓系统设计、湿式自动喷水灭火系统设计、防烟排烟联动系统设计、电梯控制设计、消防广播系统设计以及火灾疏散警示等消防其他设备控制系统设计等，分别承担不同消防安全职能。以消火栓系统设计为例，其应实现火警控制器与消防栓按钮的直接连接，使消防泵能够在火灾情况下第一时间启动，并将反馈指令传向控制中心，且不同的消火栓均配置相应的按钮，以充分确保与之相连的消防水池能够发挥最大效用。再如，湿式自动喷水灭火系统设计，则由给水设备、压力开关、湿式报警阀等共同构成，对给水管道的压力进行控制，当压力管道低于预设标准时，则系统会直接启动稳压泵，向给水管道内进行补水补压，并通过设置信号阀等设备防止自动喷水灭火系统的误操作。

4.5系统信息传输结构

为有效构造消防自动控制系统的流程规则，应首先对系统信息传输结构进行设定，为保障数据流与信息流的运行提供基础依据与载体。在当前技术条件下，消防自动控制系统的主要结构方式可细化分为总线制传输结构方式、集中智能结构方式、分布式智能结构方式以及集成网络机构方式等多种类型，上述不同的信息传输结构方式在实际操作方法、适用环境以及构造标准规范等方面存在显著差异，必须结合建筑智能化的相关基础条件予以综合选择。以总线制传输结构方式为例，它采用的是编码选址技术，充分确保控制器能够准确高效地探测到烟气异常信号，但由于采用的回路构造模式相对特殊，因此在部分状况下容易造成回路失效等问题。再如，集中智能结构方式采用的是二总线模式，可完成不同类型火灾特征模型的识别和图像显示。

结语：

综上所述，受系统构造、运行模式以及智能化环境等方面要素的影响，当前消防自动控制系统在建筑智能化设计实践中依旧存在诸多薄弱环节，阻碍着消防自动控制系统整体效能的优化提升。因此，有关人员应该从建筑智能化的客观实际需求出发，充分遵循消防自动控制系统的基本构造原理，灵活运用集约化、精细化、规范化的系统构造设计手段，为全面提升消防自动控制系统效能奠定基础，为促进建筑智能化事业迈向更高层次保驾护航。

参考文献：

[1]孙启峰，陆辉，仉宏伟.地铁网络运营控制中心火災自动报警及消防联动控制系统设计与应用[J].产业与科技论坛，2020（13）：501-502.

[2]段晓东，代凤华，林庆洋.基于物联网的自动化消防协同控制系统设计与实现方法[J].电子技术与软件工程（下旬刊），2019（22）：188-189.

[3]罗静，谢波，刘仁猛.新型智能建筑火灾自动检测、报警及消防自动控制系统的研究[J].安徽建筑大学，2020，11（11）：115-117.

[4]崔效敬，崔伟，徐纪安.基于5G环境下无人值守消防控制室系统平台的功能及实现[J].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2019（09）：202-203.

[5]刘晶，李志涛.新钢医院综合楼火灾自动报警及其联动控制系统设计与实现[J].电子技术与软件工程（下旬刊），2019（22）：188-189.