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[摘 要]近些年来，随着建筑行业不断发展，大空间结构是最流行、发展最快的结构类型。随着社会发展和科技进步步伐不断加快，建筑空间大型化趋势更为明显。例如体育馆和展览厅，大量使用大空间建筑，极大满足了建筑工程使用要求。然而，大空间结构类型的消防设计，与建筑要求不相符合。所以，健全大空间建筑消防设施，对于大空间合理设计、火灾灭火系统设计非常重要。通过大空间火灾探测，使用灭火新技术，可有效解决高大空间的火灾消防问题，降低高大空间火灾的巨额损失。本文主要分析大空间建筑火灾特点，探讨火灾探测系统原理，使用新科技和新技术，研究自动消防水炮技术。
[关键词]高大空间；火灾探测；灭火新技术
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0299-01
针对大空间建筑，具有大空间、大跨度和结构简单优点。随着社会经济不断发展，各类企业都十分喜欢大空间建筑，因建筑结构特点、生产储存特殊性，若出现火灾，极易导致重大人员伤亡、财产损失，且灭火救援存在较大难度，具有较高的技战术。所以，按照日常火灾扑救经验，科学分析多起大空间火灾案例，结合火灾特点和行动要求，做到防范火灾于未然，最小化人员伤亡。
一.高大空间建筑的火灾特点
首先，火势蔓延迅速。针对高大空间的建筑跨度较大，且占地面积较大，通常高度超过7m，通风性能良好，门窗设置较多，具有较多可燃物料。若出现火灾之后，火势蔓延途径较多，燃烧较为猛烈。处于热气流作用，极易形成大面积火灾。
其次，钢结构耐火性能较差，且容易倒塌。处于全负荷状况下，钢结构市区稳定，临界温度是500度。同时，钢构件受到高温作用影响，出现受热膨胀和冷热聚变，受到冷水后出现急剧收缩。出现火灾时，若结构部分出现变形受损，对整个结构受力平衡都有影响。因此，钢构件受到高温作用之后，在较短时间内，极易发生变形扭曲，使得整个建筑倒塌，增加了火灾救援难度。
第三，一般火灾探测方式，很难及时发现火灾。现阶段，常见性火灾探测器，主要通过温度、烟气浓度探测信号，大部分属于顶棚式安装。在高大空间建筑内，若烟气超过几十米高出，烟气浓度、温度都会下降，通常无法启动火灾探测器。即使启动之后，早失去了火灾探测意义。
第四，无法有效发挥喷水灭火装置。对于超过20m高大空间建筑，不宜选择凭温度变化启动喷头。同时，使用普通灭火喷头，所喷出水滴，通常无法达到燃烧物表面，不能发挥灭火、控火作用。
第五，人员疏散困难。针对高大空间建筑，尤其是大型钢结构厂房，结构形式通常为连体成片，加上生产机器较为密集，物品、人员集中，厂房所使用原料、成品，大多为可燃物，有的原料属于易燃易爆物品，有的甚至是有毒化学物质。例如纺织厂棉花、制衣厂布匹、化工厂爆炸性物质，若出现火灾情况后，火势蔓延速度较快，燃烧十分猛烈，产生大量烟雾之后，增加了人员疏散难度。
二.高大空间火灾预防措施
首先，强化火灾烟气控制。针对火灾烟气，为防止在大空间内积累，按照大空间建筑烟气流动特点，给予合理排烟，设置机械排烟和自然排烟窗。
其次， 研发非接触式火灾探测技术。使用光学探测法等非接触式探测技术，在大空间火灾探测中较为适用。例如火焰式探测器、光束感言、图像式探测器等。
第三，选择科学喷水灭火技术。在高大空间内，选择水灭火方式，改善洒水喷头性能，设置快速响、大水滴喷头，在控制高架仓库火灾时，喷头效果较好。设置自动定位灭火系统，可按照所探测火灾位置，实施定向灭火，可提升灭火效率，节约用水。
第四，构建高效统一的安全监控系统。因高大空间建筑的功能较为复杂，体积比较庞大，在选择消防新技术时，利用计算机技术，构建火灾安全管理系统，制定具体可行的火灾应急方案，确保各个分系统的有机连接，实现系统优化，发挥协调和优化作用。
三.火灾探测系统工作原理
为提高系统设计和安装方式，需了解火灾探测系统，通常包含火灾探测和消防水炮灭火两个部分。探测系统选择计算机视觉技术，利用火灾趋势识别模式进行综合判据，严格监测火焰，通过双波段立体影像，火灾探测技术超过世界水平。针对高大空间防火，使用双波段立体影像，具有独特优越性，实施扫描时探测，根据预先设定位置空间，进行扫描探测。若出现火情，可迅速做出判断，确定火源点空间坐标，明确驱动消防炮的火源点，启动消防阀门、消防水泵自动扑救，直到火被扑灭为止。
在火灾探测部分，使用双波段探测器，利用双波段的摄像机，获取红外影响、彩色影像，可获得红外光谱信息，获得现场彩色图像，通过火灾分析多重判据，及早探测火灾，通过两种光谱图像组合，可改善影像信息探测效果。其一，选择CCD摄像机，设置为探测系统前端，实现了监控、防火和防盗一体化；其二，通过多重判据模式，降低误报率，通过现场可视和手工优先方式，消除误操作；其三，数字化技术。选择像素作为单位，具有较高灵敏度，通过CPU处理信号，可节省巡检时间，实现快速反应。
四.新型火灾探测及灭火技术在高大空间的运用
首先，双波段图像火灾探測。双波段火灾探测是一种感火焰型的探测器，可获取现场图形信息、火灾信息。使用双波段图形探测，具备如下优势：企业，选择防火并行处理，可并行处理前端火灾信息。其二，选择CCD作为探测前端，实现监控、防盗和防火一体化；其三，可简单快速报警；其四，监控距离范围为15m～100m，具有较大的保护面积，在大空间防火中较为适用；其五，通过监控Ian从，实施录像之后，可保留第一手资料，有利于灾后分析和火灾原因处理；其六，具备联动控制功能，实现联动、快速报警，拥有自动排烟和灭火系统，使火灾损失最小化；其七，通过自动空间定位，利用联动控制系统，提高火灾定点扑救成功率。
其次，光截面图像感烟探测。一般而言，光截面是由多光束组成，提升快速响应区域面积，对于光截面的光束分析，有效克服单光束的火灾误报。通过面成像的自动跟踪，实现定点探测，使用面成像感烟，具备干扰光源、发射光源的能力，提升系统抗干扰能力，防止因安装移动而误报，确保系统应用范围扩大，实现发射器的分层安装，一个接收器管理多个发射器，保证了保护区域覆盖，提高了报警响应速度，缩短报警时间，自动检测灰尘积累，转移工作状态。若超过给定范围，可自动发出故障信号，防止因环境变化、灰尘积累，而导致漏报、错误，可跟踪环境变化，对探测器工作参数进行自动调节。
第三，自动消防水炮灭火技术。利用双波段探测和精准定位，实施扫描时探测，水炮处于固定不动状态，探测着火点坐标，消防水炮自动启动空间扫描，发现火点之后自动启动消防水泵，通过电动蝶阀喷射水炮灭火。若主机结束报警，通过手动、自动方式，关闭消防水泵。自动消除炮灭火，可由值班人员手动操作，利用消防炮控制盘，对准着火点之后，启动电动蝶阀、消防水泵。
五.结束语
综上所述，近些年来，在高大空间建筑结构中，智能型灭火系统逐渐普及，利用监控中心，能够随时探测各城市防火重点单位的人员值班情况，和报警系统的运行情况，及时发现设备故障信息。同时，高大空间火灾探测、火灾灭火新技术的不断运用，解决了高大空间建筑的灭火难题。针对高大空间建筑消防系统，双波段图像探测器和光截面图像感烟探测器，及自动消防水炮灭火新技术的运用，灭火经济性、有效性十分突出。
参考文献
[1] 徐宗国.高大空间火灾探测及灭火新技术[J].中华民居，2013，（3）：132-133.
[2] 邱祥，高宇.高大空间火灾探测及灭火新技术的应用前景[J].房材与应用，2004，32（5）：43-44.
[3] 袁宏永，苏国锋，李英等.高大空间火灾探测及灭火新技术[J].消防技术与产品信息，2003，（10）：71-72.
[4] 王爱中，苏静，刘学敏等.高大空间建筑火灾探测研究[J].低压电器，2009，（6）：35-37，46.
[关键词]高大空间；火灾探测；灭火新技术
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0299-01
针对大空间建筑，具有大空间、大跨度和结构简单优点。随着社会经济不断发展，各类企业都十分喜欢大空间建筑，因建筑结构特点、生产储存特殊性，若出现火灾，极易导致重大人员伤亡、财产损失，且灭火救援存在较大难度，具有较高的技战术。所以，按照日常火灾扑救经验，科学分析多起大空间火灾案例，结合火灾特点和行动要求，做到防范火灾于未然，最小化人员伤亡。
一.高大空间建筑的火灾特点
首先，火势蔓延迅速。针对高大空间的建筑跨度较大，且占地面积较大，通常高度超过7m，通风性能良好，门窗设置较多，具有较多可燃物料。若出现火灾之后，火势蔓延途径较多，燃烧较为猛烈。处于热气流作用，极易形成大面积火灾。
其次，钢结构耐火性能较差，且容易倒塌。处于全负荷状况下，钢结构市区稳定，临界温度是500度。同时，钢构件受到高温作用影响，出现受热膨胀和冷热聚变，受到冷水后出现急剧收缩。出现火灾时，若结构部分出现变形受损，对整个结构受力平衡都有影响。因此，钢构件受到高温作用之后，在较短时间内，极易发生变形扭曲，使得整个建筑倒塌，增加了火灾救援难度。
第三，一般火灾探测方式，很难及时发现火灾。现阶段，常见性火灾探测器，主要通过温度、烟气浓度探测信号，大部分属于顶棚式安装。在高大空间建筑内，若烟气超过几十米高出，烟气浓度、温度都会下降，通常无法启动火灾探测器。即使启动之后，早失去了火灾探测意义。
第四，无法有效发挥喷水灭火装置。对于超过20m高大空间建筑，不宜选择凭温度变化启动喷头。同时，使用普通灭火喷头，所喷出水滴，通常无法达到燃烧物表面，不能发挥灭火、控火作用。
第五，人员疏散困难。针对高大空间建筑，尤其是大型钢结构厂房，结构形式通常为连体成片，加上生产机器较为密集，物品、人员集中，厂房所使用原料、成品，大多为可燃物，有的原料属于易燃易爆物品，有的甚至是有毒化学物质。例如纺织厂棉花、制衣厂布匹、化工厂爆炸性物质，若出现火灾情况后，火势蔓延速度较快，燃烧十分猛烈，产生大量烟雾之后，增加了人员疏散难度。
二.高大空间火灾预防措施
首先，强化火灾烟气控制。针对火灾烟气，为防止在大空间内积累，按照大空间建筑烟气流动特点，给予合理排烟，设置机械排烟和自然排烟窗。
其次， 研发非接触式火灾探测技术。使用光学探测法等非接触式探测技术，在大空间火灾探测中较为适用。例如火焰式探测器、光束感言、图像式探测器等。
第三，选择科学喷水灭火技术。在高大空间内，选择水灭火方式，改善洒水喷头性能，设置快速响、大水滴喷头，在控制高架仓库火灾时，喷头效果较好。设置自动定位灭火系统，可按照所探测火灾位置，实施定向灭火，可提升灭火效率，节约用水。
第四，构建高效统一的安全监控系统。因高大空间建筑的功能较为复杂，体积比较庞大，在选择消防新技术时，利用计算机技术，构建火灾安全管理系统，制定具体可行的火灾应急方案，确保各个分系统的有机连接，实现系统优化，发挥协调和优化作用。
三.火灾探测系统工作原理
为提高系统设计和安装方式，需了解火灾探测系统，通常包含火灾探测和消防水炮灭火两个部分。探测系统选择计算机视觉技术，利用火灾趋势识别模式进行综合判据，严格监测火焰，通过双波段立体影像，火灾探测技术超过世界水平。针对高大空间防火，使用双波段立体影像，具有独特优越性，实施扫描时探测，根据预先设定位置空间，进行扫描探测。若出现火情，可迅速做出判断，确定火源点空间坐标，明确驱动消防炮的火源点，启动消防阀门、消防水泵自动扑救，直到火被扑灭为止。
在火灾探测部分，使用双波段探测器，利用双波段的摄像机，获取红外影响、彩色影像，可获得红外光谱信息，获得现场彩色图像，通过火灾分析多重判据，及早探测火灾，通过两种光谱图像组合，可改善影像信息探测效果。其一，选择CCD摄像机，设置为探测系统前端，实现了监控、防火和防盗一体化；其二，通过多重判据模式，降低误报率，通过现场可视和手工优先方式，消除误操作；其三，数字化技术。选择像素作为单位，具有较高灵敏度，通过CPU处理信号，可节省巡检时间，实现快速反应。
四.新型火灾探测及灭火技术在高大空间的运用
首先，双波段图像火灾探測。双波段火灾探测是一种感火焰型的探测器，可获取现场图形信息、火灾信息。使用双波段图形探测，具备如下优势：企业，选择防火并行处理，可并行处理前端火灾信息。其二，选择CCD作为探测前端，实现监控、防盗和防火一体化；其三，可简单快速报警；其四，监控距离范围为15m～100m，具有较大的保护面积，在大空间防火中较为适用；其五，通过监控Ian从，实施录像之后，可保留第一手资料，有利于灾后分析和火灾原因处理；其六，具备联动控制功能，实现联动、快速报警，拥有自动排烟和灭火系统，使火灾损失最小化；其七，通过自动空间定位，利用联动控制系统，提高火灾定点扑救成功率。
其次，光截面图像感烟探测。一般而言，光截面是由多光束组成，提升快速响应区域面积，对于光截面的光束分析，有效克服单光束的火灾误报。通过面成像的自动跟踪，实现定点探测，使用面成像感烟，具备干扰光源、发射光源的能力，提升系统抗干扰能力，防止因安装移动而误报，确保系统应用范围扩大，实现发射器的分层安装，一个接收器管理多个发射器，保证了保护区域覆盖，提高了报警响应速度，缩短报警时间，自动检测灰尘积累，转移工作状态。若超过给定范围，可自动发出故障信号，防止因环境变化、灰尘积累，而导致漏报、错误，可跟踪环境变化，对探测器工作参数进行自动调节。
第三，自动消防水炮灭火技术。利用双波段探测和精准定位，实施扫描时探测，水炮处于固定不动状态，探测着火点坐标，消防水炮自动启动空间扫描，发现火点之后自动启动消防水泵，通过电动蝶阀喷射水炮灭火。若主机结束报警，通过手动、自动方式，关闭消防水泵。自动消除炮灭火，可由值班人员手动操作，利用消防炮控制盘，对准着火点之后，启动电动蝶阀、消防水泵。
五.结束语
综上所述，近些年来，在高大空间建筑结构中，智能型灭火系统逐渐普及，利用监控中心，能够随时探测各城市防火重点单位的人员值班情况，和报警系统的运行情况，及时发现设备故障信息。同时，高大空间火灾探测、火灾灭火新技术的不断运用，解决了高大空间建筑的灭火难题。针对高大空间建筑消防系统，双波段图像探测器和光截面图像感烟探测器，及自动消防水炮灭火新技术的运用，灭火经济性、有效性十分突出。
参考文献
[1] 徐宗国.高大空间火灾探测及灭火新技术[J].中华民居，2013，（3）：132-133.
[2] 邱祥，高宇.高大空间火灾探测及灭火新技术的应用前景[J].房材与应用，2004，32（5）：43-44.
[3] 袁宏永，苏国锋，李英等.高大空间火灾探测及灭火新技术[J].消防技术与产品信息，2003，（10）：71-72.
[4] 王爱中，苏静，刘学敏等.高大空间建筑火灾探测研究[J].低压电器，2009，（6）：35-37，46.