图像火灾探测器在会展中心的应用

时间：2007-07-25 17:14:53 来源：相关网站作者：本站收集


图像火灾探测器在会展中心的应用摘要：大空间建筑早期火灾的探测早已成为设计人员和消防工作者的一个十分关注的话题，本文主要介绍如何运用两种图像探测器在唐山国际会展中心这样的高大空间建筑实现早期预警。关键词：高大空间、光截面图像探测技术、双波段探测技术一．唐山会展中心的特点：会展中心在建筑型式上属于无柱大跨度高大空间建筑，一般具有简洁、使用效率高等特点，在国外会展中心多功能单一，只作为展览用空间，常以厂房的型式出现，在国内，结合国情，会展中心多属于市、省级重点工程，地标性建筑，社会影响重大。随之孕育而生的就是功能相对强大，使用相对灵活。唐山会展中心位于唐山市中心北侧，总建筑面积30498m2,展馆大体可分为A~E五个区;A~D区为展厅部分, E区为会议中心;A.C区一层，建筑高度约为21m；B.D区局部三层，一层展厅部分建筑高度约为6m；展馆展厅部分采用巨型钢筋混凝土框架结构,屋盖为钢网架结构.（见建筑图1，2）会展中心独具的特点应引起设计人员的高度注意，从近几年火灾统计中不难发现，大空间火灾频发，重特大恶性火灾几乎全部集中在高大空间场所，涉及了各行各业。因此作为一名设计人员来讲，选择合理的设计方案事关重要。造成此现象的根本原因，笔者认为是高大空间追求的视觉效果加之其自功能的灵活性使设计人员在消防规范面前上的设计应用变得束手无策，常规探器在高大空间的火灾探测方面有一定的局限性，不能真正实现预期的火灾探测、早期报警要求。二．高大空间探测器的选择点型和线型火灾探测器依《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）适合保护20m以下高度的房间。《规范》规定：感烟探测器适合保护高度为12m及12m以下的房间；一级感温探测器适合保护高度为8m及8m以下的房间；火焰探测器适合保护20m及20m以下高度的房间；选用红外光束探测器时，其安装高度不宜超过20m。依《规范》对于空间高度超过12m的高大空间火灾探测可选用火焰探测器和红外光束探测器探测。在一般情况下，火焰探测器和红外光束探测器可满足探测区域的保护要求。这是因为有实验表明在高大空间内，当火灾烟雾上升至13m-23m左右时开始形成烟层而不再上升，当烟雾层集到一定厚度时开始下沉。不难看出，一般点型探测器只探测12m以下的火情，而在大空间建筑内，受空间高度和面积的影响，加之大空间内热风压效应，火灾形成的热气流和烟雾很难到达屋顶，因此常规探测器不能及时感应动作，常在火灾发展到一定规模，探测器才动作；另外，常规探测器受外界环境因素影响大，在环境恶劣情况下易受干扰，尤其是在会展中心这种功能性要求比较复杂、人员众多的场所内，决不能因为某种误报漏报现象带给人员不必要的恐慌、带给参展单位无谓的经济损失。众所周之，火灾探测的灵敏度与可靠性这对矛盾很难通过牺牲某一项而达到最终目的，这就意味着通过单一参数的测量来进行早期火灾探测是不可行的，我们需要一种智能化的探测技术即通过对火灾中多个相互关联参数的综合，能准确判断真实火灾情况，来实现在会展中心这种大空间场所的火灾探测，不过随着现代科技的日新月益，消防产品的科技更新，大空间火灾探测已不再是高不可攀的难题，近年来已有许多大空间场所运用图象探测技术很好的解决了这一问题，实现了早期防火预警。借鉴成功的工程经验，通过考察、详细的研究和专家的论证，认为利用“光截面图像探测技术”、“双波段图像火灾自动探测结合空间定位扑救技术” 可较好地解决常规探测器在大空间探测存在的问题，其具有控制距离远、保护面积大、响应速度快、灵敏度高、可靠性强等特点，是一种高性价比、高智能化、高集成化的智能图像火灾自动报警系统，最终选用图象型火灾探测器作为本会展中心火灾探测部分。三．图像火灾探测器图像火灾探测器包括线型光束图像感烟探测器和双波段火焰探测器，以高分辩率CCD传感器--彩色像机和红外像机作探测器件，可增大探测距离、提高探测灵敏度、消除环境干扰。 1．　线型光束图像感烟探测采用光截面图像感烟火灾探测技术，利用主动红外光源作为目标，结合红外面阵接收器形成多光束红外光截面、通过成像的方式和利用图像处理的方法，测量烟雾穿过红外光截面对光的散射、反射及吸收情况,利用模式识别、持续趋势、双向预测算法实现对早期火灾的识别与判断。线型光束图像感烟探测器由图像感烟发生器和图像感烟接收器组成，每个接收器可与多个发生器配合使用，属智能感烟探测器。其运用多光束组成光截面，可对被保护空间实施任意曲面式覆盖，具有分辨发射光源与干扰光源的能力，保护面积达1200平方米，响应时间短的特点；同时具有防尘、防潮、防腐功能。用于在发生火灾时产生烟雾的场所。 2．双波段图像型火灾探测是在通过对火灾的热、色、形、光谱及运动特性的研究基础上，提出的一种基于彩色影像和红外影像的双波段火灾识别模型,采用图像处理、计算机视觉、人工智能等多项高新技术,实现大空间建筑早期火灾的探测和真三维空间定位的火灾探测技术。双波段火灾探测器采用双波段火灾探测技术，由红外CCD和彩色CCD摄象机作为其前端设备，可同时采集红外视频图像信号和彩色视频图像信号，属智能感火焰探测器。它通过防火并行处理器，能同时对多只双波段摄像机获取的信息进行及时处理。具有同时获得现场的火灾信息和图像信息的特点，将火灾探测和图像监控有机地结合在一起，保护面积达1200平方米，具有防尘、防潮、防腐、防爆功能。用于易产生明火及阴燃火的场所。图像火灾探测系统具体工作原理见图3；四．图像探测系统特点 1．图像探测系统具有以下特点： 1）系统具有保护面积大、距离远、响应速度快、准确性高等特点，实现早期报警； 2）系统具有防火、防盗、监控三位一体功能，系统性能强； 3）系统具有分辨发射光源与干扰光源的能力，对环境干扰的抵抗能力强，应用范围广； 4）系统可对被保护空间实施任意曲面式覆盖，缩短了相应时间； 5）系统具有多种火灾识别模式，克服误报因素，可靠性高； 6）系统主机根据现场图像信息，使用自动空间定位技术，为定位灭火设备提供技术保证，以减少扑救过程中造成的损失； 7）报警的同时显示火场图像信号，并自动进行录像，保留现场资料，便于事故分析。五．图像火灾探测的应用光束图像感烟探测器探测感烟信号，双波段火焰探测器探测火焰信号。火灾时，系统显示报警区域图像，并自动启动录像机进行录像。根据探测器图像信号，通过扫描确定着火点坐标进行空间定位，结合消防水炮实现会展中心火灾探测及灭火功能。由于展馆具有相当的灵活性,考虑将来在展区内可能悬挂的旗帜、宣传品会影响某些探测器的误报，且结合展馆A区的结构形式（6m以下为混凝土结构，6m以上是由玻璃幕墙、拱架、钢屋面组成），建筑专业提出的建议与要求，避免在特殊的部位安装探测器，以至影响将来展厅内通透的视觉效果，综合后决定选用在展厅两侧分两层设置图象型探测器的方案：第一层：线型光束图像感烟探测器和双波段图像火灾探测器距地5.8米安装；第二层：线型光束图像感烟探测器和双波段图像火灾探测器在拱架上0.3米安装；由于图象接收器具有一定的广角，通常情况下，二层设置图象型探测器可采用只在一层设置图象接收器的探测方案，但考虑拱架可能会影响接受器的视场，特在两层均设发射器和接受器。展馆B区虽然层高为6m，但由于空间跨度比较大，加之吊顶上的喷头及风口较多，综合具有一定的难度，因此在本区内也选用图象型探测器作为前端探测设备，具体方案见图4、5、6：六．图象型火灾探测器在安装和选用时应注意的问题：光束图像感烟探测器的发射器与接收器应尽量保证同一水平高度上，这样有助于两者之间光束的贯通，便于今后的调试，在选用上应结合产品的视场范围、保护面积选择出最佳的保护方案，寻找出最合适的搭配比例（发射器数量/接收器数量），才能体现出其的高性价比。双波段火焰探测器应保证安装高度的需要，尽量避免死区的出现。两种探测器的安装间距及安装位置的具体条件可以规范上对红外对射探测器的规定、配合相关产品的样本进行设计。七．图象型火灾探测器的发展趋势及展望由于图像型探测器给人以丰富和直观的信息，清晰的图像以及其自身的特点较好的解决了大空间如何进行早期火灾探测及报警这一难题，随着建筑智能化的不断发展，设计人员只有在各个系统的搭载上真正实现智能化，才能避免“集成”不智能的现象发生，因此笔着认为图像探测系统将会在未来的工程中得到广泛的应用： 1）高大空间如：物资库房、博物馆、展览馆、体育馆、演播厅、会议厅等； 2）古建筑、文物保护的厅、堂、馆、所等; 3）具有一定浓度灰尘、水气的场所（如烟草行业、化工行业等）； 4）环境比较恶劣条件下的场所（如腐蚀气体、高温、低温场所）； 5）有一定震动及干扰光线较强的场所； 6）其他具有防火要求的场所。八．结束语消防设计是设计人员在工程设计里的一个众中之重的子项，探测只是消防系统里的一个枝域，要想做好消防设计、更好的保证消防安全，不仅需要设计人员对规范的理解深透，还需结合不同的工程灵活应用规范中所述条文的内容，结合不同的消防产品，熟练掌握探测、消防报警、联动技术，各专业、各同行紧密配合，以真正的体现消防智能化。图像火灾探测器在会展中心的应用－图1图像火灾探测器在会展中心的应用－图2图像火灾探测器在会展中心的应用－图3图像火灾探测器在会展中心的应用－图4图像火灾探测器在会展中心的应用－图5图像火灾探测器在会展中心的应用－图6