一种建筑预制式智能消防系统以及灭火方法与流程

本发明涉及消防灭火技术领域，尤其涉及一种建筑预制式智能消防系统以及灭火方法。

背景技术：

随着我国城市发展，越来越多的建筑拔地而起，给城市增添了新的地理地标，改善了老百姓的居住、办公等环境设施，但也带来新的隐患—“消防安全”。随着建筑物的高度增加，消防系统的供水能力必须大幅度的提升才能满足消防需要，受到技术、设备等因素的制约，现有的建筑消防能力远远不能达到要求。致使出现火灾时无法施救，使人身和财产损失不断加重。

在很多需要进行火灾防护的固定设施、场所，如配电站(柜)、电脑机房、发电机房及长期无人值守的设备设施等区域内，因多种原因引发火灾时，由于无人值守或人员到达时间较长，致使火灾扑救不及时，造成的损失进一步扩大。家庭出现火灾时，大多是家中无人造成火灾蔓延，给家庭造成更大的财产损失。

虽然国家加大了对建筑消防的重视程度，但仍旧处于被动消防的状态，往往处于“发生火灾”—“报警”—“灭火施救”的状态，这种状态下，当消防人员赶到火灾现场时，基本处于燃烧时间过长，损失较大的状态，因此就需要有一种灭火效能高、布置灵活轻便、能扑灭初期火灾的智能型消防系统。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种建筑预制式智能消防系统以及灭火方法，能够自动识别火灾，并采取处理措施灭火。

为了解决上述的问题，本发明的技术方案为：

一种建筑预制式智能消防系统，包括智能终端，所述智能终端的输入端连接有火灾感应装置，智能终端的输出端连接有启动控制装置以及设置于多个区域的预制式灭火装置，启动控制装置上连接有火灾报警装置；

所述火灾感应装置用于出现明火时，进行火灾信号采集；

所述智能终端用于接收火灾信号，并对火灾信号进行处理，当火灾状况达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

所述启动控制装置用于安装于启动控制装置上的报警显示指示灯显示发生火灾的区域，并通过手动方式启动/取消预制式灭火装置；

所述火灾报警装置用于提醒人员建筑内部发生火情；

预制式灭火装置接收到智能终端发出启动指令后，自动启动并喷洒灭火剂进行灭火。

所述智能终端上连接有视频监控装置，所述视频监控装置包括安装于建筑内部的无线网络摄像头以及有线摄像头、安装于监控室内的监控电脑及用于监控的智能手机，智能终端将火灾信号转换为电子信号后发送到监控电脑及智能手机上，便于监控人员查看火灾情况。

所述启动控制装置上设置有灭火解除开关。

所述智能终端上连接有燃气电磁阀，所述燃气电磁阀安装于建筑内的燃气管道上。

所述智能终端包括ecu中央处理器、电源模块、无线网络视频模块、有线网络视频模块、无线数据模块、通信模块、信号控制模块、数据储存模块、以及灭火电路模块；

所述ecu中央处理器将火灾信号进行处理，确定火灾区域，控制火灾报警装置警报，同时开启预制式灭火装置，关闭燃气电磁阀；

电源模块用于为ecu中央处理器提供电源；

无线网络视频模块将视频图像转换为电子数据，电子数据通过无线网络发送到监控中心的电脑或智能手机上，以备日后查阅和调取；

有线网络视频模块将视频图像转换为电子信号，电子信号直接输送给区域监控用视频监控屏幕上，供监控人员观察区域内情况

无线数据模块将智能终端及监控中心所有的电子信号处理为电子数据；

通信模块采用通信技术，传递智能终端与监控中心之间所有的视频、操作控制、以及报警信号；

信号控制模块用于监控中心电脑和智能手机上对火灾发生后远程控制预制式灭火装置启动；

数据储存模块用于将建筑中的火灾信息储存在固定或移动存储设备上，以备日后查阅和调取；

灭火电路模块由延时开关、限流电阻、手动控制开关组成，当接收到启动指令后，电流经过限流电阻后输出电流给电控气体驱动器，电控气体驱动器工作后产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关喷头进行灭火、控火和降温。

所述火灾报警装置包括声光报警装置，当接收到火灾信号后，发出持续闪烁的声光报警信号。

所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器和烟雾传感器。

所述预制式灭火装置包括灭火剂储存装置；

所述灭火剂储存装置包括安装于建筑内多个区域的储压钢瓶，安装于钢瓶瓶口的瓶口阀，与瓶口阀安装在一起的启动阀，安装于启动阀上的电控气体驱动器，与启动阀相连接的管道及布置在建筑内的多个喷头；所述瓶口阀内安装有用于密封钢瓶内灭火剂的密封膜片，启动阀内安装有阀体组件，阀体组件外径与启动阀内壁间隙配合，可在其内腔中移动，用于刺破密封膜片并引导灭火剂喷入管道，并通过喷头喷出雾状灭火剂，扑灭火灾。

一种建筑预制式智能消防系统的灭火方法，包括以下步骤：

1)火灾感应装置监测到建筑内出现明火时，采集火灾信号并传输到智能终端；

2)智能终端接收到火灾信号后，对火灾信号进行处理，当达到系统设定要求时，智能终端自动启动预制式灭火装置进行灭火，或通过手动方式开启/取消启动控制装置，启动/取消预制式灭火装置；

3)启动控制装置上的火灾区域显示指示灯显示发生火灾的区域；；

所述火灾报警装置用于提醒人员建筑内部发生火情；

4)预制式灭火装置接收智能终端(1)通过发出的启动指令后，启动灭火剂储存装置进行灭火：

灭火剂储存装置通过安装于启动阀上的电控气体驱动器，产生大量高压气体，气体通过启动阀阀体中的管道到达安装于启动阀内的阀体组件上端，阀体组件在气体压力的推动下，冲向瓶口阀，用瓶口阀上的中空管，刺破瓶口阀中的密封膜片,储压钢瓶内储存的灭火药剂通过中空管及启动阀阀体中的灭火剂通道进入管道，并通过喷头喷出雾状灭火药剂，扑灭火灾。与现有技术相比较，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种建筑预制式智能消防系统，通过对建筑内明火进行实时监测，当发现明火时，通过智能终端将火灾报警及控制灭火设备的启动实现了智能化。当出现火情时，声光报警器自动进行报警，并能够按照系统设定要求自动启动灭火装置进行灭火，达到快速灭火的目的，保证了人员生命以及财产的安全。

进一步地，本发明装置中根据火灾感应装置，能够快速进行火灾区域的识别，为建筑内人员疏散以及灭火方式的选择提供参考，同时能够精确的对火灾位置进行选择性的灭火，提高了灭火效率。

进一步地，本发明装置中还设置有视频监视装置，能够通过无线网络，及时的发现火情，并查找起火的位置以及火情状况。

本发明还提供了一种建筑预制式智能消防系统的灭火方法，能够自动应对火灾发生后的灭火程序，通过对建筑明火的实时监测，当发现明火时，通过智能终端将火灾报警及控制灭火设备的启动实现了智能化，当出现火情时，进行报警，并能够自动启动灭火装置进行灭火，确保出现火情时能及时扑灭火灾。

附图说明

图1是本发明建筑预制式智能消防系统结构示意图；

图2是本发明建筑预制式智能消防系统智能终端结构示意图；

图3是本发明建筑预制式智能消防系统启动控制装置面板示意图；

图4是本发明建筑预制式智能消防系统灭火剂储存装置结构示意图。

图中，1为智能终端，101为ecu中央处理器，102为电源模块，103为无线网络视频模块，104为有线网络视频模块，105为无线数据模块，106为通信模块，107为信号控制模块，108为数据储存模块，109为灭火电路模块，2为启动控制装置，3为火灾报警装置，4为灭火剂储存装置，41为储压钢瓶，42为瓶口阀，43为密封膜片，44为启动阀，45为阀体组件，46为电控气体驱动器，5为管道，6为喷头，7为有线摄像头，8为无线网络摄像头，9为烟雾传感器，10为紫外火焰传感器，11为缆线，12为监控电脑，13为智能手机，14为燃气电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种建筑预制式智能消防系统，包括智能终端1，所述智能终端1的输入端连接有火灾感应装置，智能终端1的输出端连接有启动控制装置2以及设置于多个区域的预制式灭火装置，启动控制装置2上连接有火灾报警装置3；

所述火灾感应装置用于出现明火时，进行火灾信号采集；所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器10和烟雾传感器9。

所述智能终端1用于接收火灾信号，并对火灾信号进行处理，当火灾状况达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

所述启动控制装置2用于通过安装于启动控制装置2上的报警显示指示灯显示发生火灾的区域，并通过手动方式启动/取消预制式灭火装置；

所述火灾报警装置3用于提醒人员建筑内部发生火情；

预制式灭火装置用于接收到智能终端1发出启动指令后，自动启动并喷洒灭火剂进行灭火。

优选地，所述智能终端1上连接有视频监控装置，所述视频监控装置包括安装于建筑内部的无线网络摄像头8以及有线摄像头7、安装于监控室内的监控电脑12及用于监控的智能手机13，智能终端1将火灾信号转换为电子信号后发送到监控电脑12及智能手机13上，方便监控人员查看火灾情况。

优选地，所述智能终端1上连接有燃气电磁阀14，所述燃气电磁阀14安装于建筑内的燃气管道上。出现火情时由智能终端1给其电信号，自动切断供气，保障不出现次生火灾。

具体地，如图2所示，所述智能终端1包括ecu中央处理器101、电源模块102、无线网络视频模块103、有线网络视频模块104、无线数据模块105、通信模块106、信号控制模块107、数据储存模块108、以及灭火电路模块109；

所述ecu中央处理器101将火灾信号进行处理，控制火灾报警装置警报，同时开启启动控制装置2；ecu中央处理器101是一个单片机，内置a/d转换器、串行通信接口、定时器和存储器等功能电路，负责智能终端的所有控制、监测工作，用于将紫外火焰传感器及烟雾传感器感应的火灾信号进行处理，确定火灾区域，并控制相应区域的报警灯闪烁及报警器发出持续的警报声响，同时开启相关区域的预制式灭火装置，关闭燃气电磁阀14。ecu中央处理器101设置有ecu的自检正常指示灯：外部电路供电正常，ecu启动正常，该灯亮绿灯；设置有ecu的故障指示灯：外部电路供电不正常，ecu启动不正常，该灯亮红灯。

电源模块102用于为ecu中央处理器101提供电源；电源模块102包含稳压电路、备用电源、直流升压电路：

稳压电路：用于稳定整个驱动器内部用电器的电压，可分别输出5v电压给ecu正常工作使用，输出12v电压给备用电源充电。

备用电源，分为两种：

一为ecu备用电源，在外部电源损坏或供电线路断路后，ecu备用电源利用电容器储能原理储存的电能向驱动器供电10秒以上，使ecu在失去主电源供电情况下仍能正常工作。

二为点火备用电源，在外部电源损坏或供电线路断路后，点火备用电源利用电容器储能原理储存的电能向点火电路供电，确保所有气体驱动器及气发动机舱灭火装置的正常启动。

直流升压电路：将电源提供的直流12v电压升至36v，用以减少用电电流，在有限的蓄电池容量下能使预制式灭火系统全部的电控气体驱动器及气溶胶发生器工作。

无线网络视频模块103将视频图像转换为电子信号，电子信号直接输送给监控电脑屏幕上，电子信号可通过无线网络发送视频到监控中心的电脑上或智能手机上，以备供相关人员查看实实时状况；

有线网络视频模块104将视频图像转换为电信号，电信号直接输送给区域监控用视频监控屏幕上，供监控人员观察区域内情况。

无线数据模块105将智能终端1及监控中心所有的信号处理为电子数据；

通信模块106采用成熟的通信技术，传递智能终端1于监控中心之间所有的视频、操作控制、报警信号；

信号控制模块107用于监控中心的电脑屏幕和与智能手机上对火灾发生后远程控制预制式灭火装置3启动；其采用电子技术，将启动控制装置传化为触摸屏方式，用于监控中心的电脑屏幕和与智能手机上，功能与启动控制装置相同，信号控制模块采用无线控制模式，启动控制装置采用有线控制方式，均能实现火灾报警、灭火、逃生等相关控制启动功能。

数据储存模块108用于将建筑中的火灾信号的信息储存在固定或移动存储设备上，供查阅调取；

灭火电路模块109由延时开关、限流电阻、手动控制开关及气体发生器组成电路，当接收到ecu发出该区域的气体发生器启动指令后，直流升压器将电压升至36v，在3s延时开关及手动按钮开关前端形成高电压，此时3秒延时开关延时3秒后自动闭合，电流经过限流电阻后输出1.2a-1.75a的电流给电控气体驱动器，电控气体驱动器工作后产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关喷头达到灭火、控火、降温的目的；该电路设有手动控制开关，当出现火情时，无需等待延时3秒，人员手动按下启动按钮，此时电流经过限流电阻后输出1.2a-1.75a的电流给电控气体驱动器，驱动器中的气体发生器得电产生大量气体，推动执行装置运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关的喷头扑灭火灾。

该电路设有手动控制开关，当出现火情时，无需等待延时3秒，人员手动按下启动按钮，此时电流经过限流电阻后输出12a-1.75a的电流给气体发生器，气体发生器启动产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关的喷头扑灭火灾。

如图3所示，启动控制装置2由安装在建筑设施的监控室内的启动控制操作面板2及线缆11构成，操作面板2上装有分区灭火启动开关、分区灭火解除开关及电源指示灯、ecu正常指示灯、ecu故障指示灯、分区灭火指示灯，所有开关均有防护罩。监控人员通过启动控制操作面板上的各种信号指示灯来判断是否有火灾，哪个区域出现火灾，可通过启动控制操作面板上的各种控制开关，有针对性的做出全部开启灭火系统，或者只开启某个区域的灭火系统，或者解除灭火警报。启动控制装置其通过线缆和有线网络与智能终端1连接。

本发明中所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器10和烟雾传感器9：紫外火焰电路部分包括紫外火焰传感器10、二极管、手动复位开关及指示灯组成电路，用于火灾信号采集，当出现明火时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ecu，并同时启动报警灯闪烁及报警器鸣响；该线路设有手动复位开关，出现报警时，如不需要启动预制式灭火系统时，可按下复位开关，解除火灾警报，这时预制式灭火系统将复位到初始状态。

烟雾感应电路由烟雾传感器9、二极管、手动复位开关及指示灯组成电路，用于烟雾信号的采集，当出现烟雾时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ecu，并同时启动报警灯闪烁及报警器鸣响；该线路设有手动复位开关，出现报警时，如不需要启动预制式灭火系统时，可按下复位开关，解除火灾警报，这时预制式灭火系统将复位到初始状态。

如图4所示，示例性的，预制式灭火装置为灭火剂储存装置，可以有若干多个，分别放置于建筑的不同区域。所述灭火剂储存装置4包括安装于建筑内多个区域的储压钢瓶41，安装于钢瓶瓶口的瓶口阀42，与瓶口阀安装在一起的启动阀44，安装于启动阀44上部的电控气体驱动器46，与启动阀44相连接的管道5及布置在建筑内的多个喷头6；所述瓶口阀42内安装有用于密封钢瓶内灭火剂的密封膜片43，其材质为紫铜，启动阀44内安装有阀体组件45，阀体组件45外径与启动阀44内壁间隙配合，可在其内腔中移动，用于刺破密封膜片43并引导灭火剂喷入管道5，并通过喷头6喷出雾状灭火剂，扑灭火灾。灭火剂储存装置由耐压钢瓶和瓶口阀组成，灭火剂装入钢瓶后通过瓶口阀密封、充氮气加压后，可长期保压存放，确保随时启动都能喷射出灭火剂，同时由于钢瓶体积小，在建筑设施可实现点式分布安装，灵活方便，同时减少了喷射管路的距离，减少了喷头处的压力损失，保证瞬时同步启动，提高了灭火剂的雾化效果；

灭火剂喷洒装置由管路和雾化喷头构成，能保证喷出的灭火剂充分雾化、合理布散，确保全面覆盖火场、迅速灭火、降低火场有害物体浓度及降低火场温度。该系统具有工程成本低、对火灾反应迅速、耗水量少、灭火效能高、适用范围广等优点。

本发明还提供了建筑预制式智能消防系统的灭火方法，包括以下步骤：

1)火灾感应装置监测到建筑内出现明火时，采集火灾信号并传输到智能终端1；

2)智能终端1接收到火灾信号后，对火灾信号处理，开启启动控制装置2并且自动启动预制式灭火装置进行灭火；

3)启动控制装置3显示发生火灾的区域，并启动火灾报警装置3警报；

4)预制式灭火装置接收到智能终端1发出的启动指令后，启动灭火剂储存装置进行灭火：

灭火剂储存装置通过安装于启动阀上部的电控气体驱动器46，产生大量高压气体，气体通过启动阀44阀体中的管道到达安装于启动阀内的阀体组件45上端，阀体组件45在气体压力的推动下，冲向瓶口阀42，用瓶口阀42上的中空管，刺破瓶口阀42中的密封膜片43,储压钢瓶41内储存的灭火药剂通过中空管及启动阀44阀体中的灭火剂通道进入管道5，并通过喷头6喷出雾状灭火药剂，扑灭火灾。

本发明的具体流程为：

当建筑设施由于各种原因出现火情时，紫外火焰传感器或烟雾传感器在感应到烟雾或明火时将会闭合信号电路，电信号通过线缆发送给声光报警器，声光报警器随即发出持续闪烁的灯光及火灾警报声，提醒相关人员出现火情。并通过智能终端1，将火情信号发送到监控室的电脑屏幕上或智能手机上，提醒相关人员是哪个区域出现火情；无线或有线网络摄像头此时也会把实时现场画面通过智能终端1传送给监控室的电脑屏幕上或智能手机上，监控人员可以根据火情具体状况，决定是否开启预制式灭火系统。

智能终端1在收到传感器发送过来的电信号后，由其内部的ecu中央处理器来判断出现火情的区域，向启动控制装置发出电信号，其上的分区灭火指示灯将闪烁，提醒监控人员哪些区域出现火灾，此时监控人员可进行如下的选择:

1)观察建筑设施内部，发现属于误报警，不需进行灭火的情况，监控人员可按下灭火解除开关解除整个系统的工作，使其恢复到初始状态。这属于半自动控制方式。

2)观察建筑设施内部，发现有火情出现，需要进行灭火时，监控人员可按下该区域的分区灭火启动开关，启动该区域的预制式灭火装置进行灭火工作，这是手动控制方式；监控人员也可进行不干预，由智能终端1自动判断出火灾区域后，自动启动该区域的预制式灭火装置进行灭火工作，这是智能全自动控制方式。

在装有燃气管路的建筑设施内，出现火情时由智能终端1给燃气电磁阀电信号，燃气电磁阀吸合，自动切断供气。

以上功能均可以通过无线或有线网络信号，由监控人员在监控室内的监控电脑及智能手机上实施，实现了无缝消防控制。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能做出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。