一种高楼用智能消防系统及灭火控制方法与流程

1.本发明涉及消防智能化领域，具体涉及一种高楼用智能消防系统及灭火控制方法，尤其是涉及针对超高层建筑物高层房间内的智能消防。


背景技术：

2.由于城市化的进程不断加速，城市住房用地紧张，再加上一些地标性建筑的催化作用，现在的普通住房都在50层左右，总高度超过了150米，而目前国内最高的消防云梯只有101米的登高，所以火灾的消防救援在目前来说极限高度在100米以内，100米以上消防就需依靠建筑物自身配备相应系统。对150米高的建筑物消防供水已相当困难，为了降低水管的承压，都是经过水泵多级提升到楼顶的，而对一些500-600多米的超高建筑，消防供水则更加困难。高层建筑物除消防供水困难外，当出现油、电器、易燃棉絮织物等着火时，单纯的用水灭火不仅用水量大而且灭火效果往往达不到要求。另外，当火情发生之初是最易扑灭的，若能及时精准发现，则用少量的水或灭火剂即能解决且造成损失小，因此有必要结合智能视觉或传感系统，智能监控，及时且准确的做出判断，从而避免火情蔓延，现有的实现该功能的智能监控系统存在火情识别不准确或触发不及时等问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种高楼用智能消防系统及灭火控制方法，旨在有效克服现有技术中高楼消防系统存在的上述诸多不足。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高楼用智能消防系统，其包括中央控制器及与所述中央控制器通讯连接的火灾传感探测模块和喷淋灭火模块，所述火灾传感探测模块包括多点位分布于高楼内的烟雾探测器和/或温度传感器，所述喷淋灭火模块包括阻燃剂储罐、消防水罐、液体混配加压组件、喷淋管道和喷头，所述阻燃剂储罐和消防水罐设于高楼楼顶和/或避难层中，所述喷淋管道延伸至高楼楼道及各房间内，所述喷头有多个并设于所述喷淋管道上，所述液体混配加压组件可将所述阻燃剂储罐内的液体阻燃剂和消防水罐内的水按比例混合后送入所述喷淋管道内并由所述喷头喷出。
5.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
6.进一步，所述液体混配加压组件包括混合器、变频泵和喷雾泵，所述混合器入口通过阻燃剂输送管和消防水输送管分别对应与所述阻燃剂储罐和消防水罐连通，所述阻燃剂输送管和消防水输送管上分别均设有所述变频泵和流量计，所述变频泵与流量计与同一个配比控制器电连接以调控向所述混合器中输送阻燃剂和水的比例，所述混合器出口通过喷淋管道与高楼内各房间里的所述喷雾泵及喷头依次连通。
7.采用上述进一步结构改进的好处为，可有效实现对阻燃剂和水混配比例的相对精准调控；各房间内设一喷雾泵，在终端保证喷头能够稳定均匀的喷洒复配好的含活性阻燃剂的灭火剂，从而做到高效灭火。
8.进一步，所述阻燃剂储罐处设有液位传感器和质量检测传感器，所述消防水罐处
设有水位传感器。
9.采用上述进一步结构改进的好处为，能够有效通过中央控制器监测阻燃剂储罐内活性阻燃剂的量以及其是否变质，也监测消防水罐内水量，从而避免有火情时能够保质保量的供给，便于实现远程监测，方便维护。
10.进一步，所述质量检测传感器包括密度传感器、粘度传感器和/或电导率传感器。
11.采用上述进一步结构改进的好处为，根据活性阻燃剂的特性，可选择一种或多种质量检测器，保证有效识别活性阻燃剂是否变质。
12.进一步，所述火灾传感探测模块还包括声光报警器，所述烟雾探测器和/或温度传感器被触发后，所述声光报警器随之发出声光报警信号。
13.采用上述进一步结构改进的好处为，监测到可能的火情时，及时发出声光报警信号，使房内人员及时撤离，避免更大危险。
14.进一步，还包括火灾视觉确认模块，所述火灾视觉确认模块包括多点位分布于高楼内的摄像头，所述烟雾探测器和/或温度传感器被触发后，所述摄像头启动并将采集的图像信息传递给中央控制器进行火情识别确认。
15.采用上述进一步结构改进的好处为，对火情进行确认，避免抽烟、做饭产生烟雾导致的误报误动，也能对火情情况进行粗略比对分析，初步确定是什么发生着火，中央控制器据此给出恰当的阻燃剂与水的复配比例，以更好灭火；灭火期间，持续采集火场信息，从而确定何时结束喷淋灭火动作，适当节省水和阻燃剂使用。
16.进一步，还包括与所述中央控制器通信连接的远程监控模块，所述远程监控模块为便携式终端。
17.采用上述进一步结构改进的好处为，便于手机、ipad等移动终端上查看高楼内情况，以便相关人员不在中控室时也能实时查看情况。
18.进一步，还包括多个与所述中央控制器通信连接的电动阀门，所述电动阀门设于喷淋管道的各楼层的进口处及各房间的进口处。
19.采用上述进一步结构改进的好处为，根据火情出现地点，中央控制器确定复配好的含阻燃剂的灭火剂的输送路线，进而控制相应的电动阀门启闭，保证以最短路线将灭火剂送至火情出现的地点，有利于节省灭火剂的用量。
20.进一步，所述阻燃剂储罐内装有无毒环保型阻燃剂，所述阻燃剂为乳液状且制备每升所述阻燃剂用到如下质量或体积的各原料：石墨烯6-10g、氢氧化镁290-320g、硼酸锌50-70g、偶联剂4-6ml和表面活性剂162-190g,余量为水。
21.采用上述进一步结构改进的好处为，以石墨烯为载体，在研磨条件下硼酸锌和氢氧化镁在表面覆盖结合一层偶联剂后相容性改善，相容性改善后的硼酸锌和氢氧化镁能够更好的充分分散并稳定吸附于具有超大比表面积的石墨烯载体上，而石墨烯导热性超强的特点，可将热能传递给阻燃剂以迅速降低着火处温度，增强阻燃灭火能力；分散吸附有硼酸锌和氢氧化镁无机阻燃成分的石墨烯颗粒状载体在表面活性剂作用下稳定分散于水中即形成本发明提供的乳液状新型阻燃剂，该阻燃剂比传统阻燃剂更环保且效果更佳，经测试该乳液稳定性好且对盐不敏感，可有效用于配制消防用的水基灭火剂。
22.本发明还提供了上述的高楼用智能消防系统的灭火控制方法，当所述火灾传感探测模块探测到烟雾超标或温度超标时，向所述中央控制器发出相应信号，所述中央控制器
使火灾视觉确认模块启动采集烟雾或温度超标处的图像信息并分析比对判断是否有火情，若确认为有火情，则向液体混配加压组件发出命令，将所述阻燃剂储罐内的液体阻燃剂和消防水罐内的水按比例混合后送入所述喷淋管道内并由火情所在处的喷头喷出进行自动灭火，自动灭火过程中所述火灾视觉确认模块持续将实时采集的图像信息向所述中央控制器输送，所述中央控制器进行图像信息处理比对，当比对结果为灭火成功后，所述中央控制器向所述液体混配加压组件再次发出命令，停止液体阻燃剂和水的混配，停止喷淋。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1)本发明将无毒环保的活性阻燃剂存储于阻燃剂储罐中，当有火情出现时，自动按一定比例与消防用水混配成灭火剂，灭火性能比直接用消防用水灭火极大增强，解决了一些单纯用水难灭的火灾难题，且大大减少了用水量，从而可降低楼顶消防水箱的储水量，既能小型化消防水箱，节省空间，又减轻对建筑物的压力，同时克服直接大量储备灭火剂带来的对储罐防腐蚀性能要求高、运输灭火剂及人工搬运至楼顶工作量大等一系列问题。另外，可根据火情情况配制不同阻燃剂含量的灭火剂，更加灵活，可更快更好的实现消防灭火。
25.2)喷头喷水时以喷雾泵代替常规的恒压水泵和氮气雾化，减少灭火器使用，与阻燃剂储罐及消防水罐配合，灭火时其能够比常规灭火器喷出更充足的活性阻燃剂，从而消防灭火性能更佳；
26.3)火灾传感探测模块具有烟雾探测器，烟雾超标时，其可及时有效的发现火情，从而方便喷淋模块能及时启动，保证火情初发时可及时扑灭，避免蔓延；结合火灾视觉确认模块，可对爆发火情的地点进行拍照比对分析，确认是否真有火情，避免抽烟、做饭时产生烟雾导致的误动。
附图说明
27.图1为本发明提供的一种高楼用智能消防系统的示意图；
28.图2为图1所示消防系统仅采用烟雾探测器和温度传感器作为火情监测手段，而不设火灾视觉确认模块时的示意图；
29.图3为图1所示消防系统仅采用烟雾探测器和火灾视觉确认模块作为火情监测手段时的示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、中央控制器；2、烟雾探测器；3、温度传感器；4、阻燃剂储罐；5、消防水罐；6、喷头；7、混合器；8、变频泵；9、喷雾泵；10、流量计；11、配比控制器；12、液位传感器；13、质量检测传感器；14、水位传感器；15、摄像头。
具体实施方式
32.以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
33.在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.如图1所示，本发明提供一种高楼用智能消防系统，其包括中央控制器1及与所述中央控制器1通讯连接的火灾传感探测模块和喷淋灭火模块，所述火灾传感探测模块包括多点位分布于高楼内的烟雾探测器2和/或温度传感器3，所述喷淋灭火模块包括阻燃剂储罐4、消防水罐5、液体混配加压组件、喷淋管道和喷头6，所述阻燃剂储罐4和消防水罐5设于高楼楼顶和/或避难层中，所述喷淋管道延伸至高楼楼道及各房间内，所述喷头6有多个并设于所述喷淋管道上，所述液体混配加压组件可将所述阻燃剂储罐4内的液体阻燃剂和消防水罐5内的水按比例混合后送入所述喷淋管道内并由所述喷头6喷出。
35.需要说明的是，消防水罐通过提升泵及水管与市政消防用水系统连通，从而能够将消防用水送至消防水罐内储存。消防水罐及阻燃剂储罐优选的安装于楼顶位置，消防水罐及阻燃剂储罐的大小根据阻燃剂与水复配形成灭火剂时两者的通常比例，以及高楼消防具体需求情况进行配置，其中阻燃剂储罐要做防腐蚀处理，避免阻燃剂乳液长久存放对罐体造成腐蚀。图1中虚线框出部分代表高楼内的各房间或易发火情的其他场所，每个虚线框内有独立的火灾传感探测模块、喷淋管道、喷雾泵及喷头，各房间可根据需要采用不同配制的火灾传感探测模块或火灾视觉确认模块(含摄像头或相机)。
36.在本发明的一个实施例中，所述液体混配加压组件包括混合器7、变频泵8和喷雾泵9，所述混合器7入口通过阻燃剂输送管和消防水输送管分别对应与所述阻燃剂储罐4和消防水罐5连通，所述阻燃剂输送管和消防水输送管上分别均设有所述变频泵8和流量计10，所述变频泵8与流量计10与同一个配比控制器11电连接以调控向所述混合器7中输送阻燃剂和水的比例，所述混合器7出口通过喷淋管道与高楼内各房间里的所述喷雾泵9及喷头6依次连通。
37.需要说明的是，混合器自带有搅拌机构，当水及阻燃剂送入其内后，搅拌机构能够快速的将两者搅匀。每个房间内安装一台喷雾泵，喷雾泵的排量根据喷嘴的数量确定，前提是必须保证喷雾均匀，喷雾量和喷雾面积有保证。
38.在本发明的一个实施例中，所述阻燃剂储罐4处设有液位传感器12和质量检测传感器13，所述消防水罐5处设有水位传感器14。
39.在本发明的一个实施例中，所述质量检测传感器13包括密度传感器、粘度传感器和/或电导率传感器。
40.可以理解的是，可以用密度、粘度、电导率等中的任一个或多个作为指标来监测阻燃剂储罐内阻燃剂的品质。
41.在本发明的一个实施例中，所述火灾传感探测模块还包括声光报警器，所述烟雾探测器和/或温度传感器3被触发后，所述声光报警器随之发出声光报警信号。
42.进一步，还包括火灾视觉确认模块，所述火灾视觉确认模块包括多点位分布于高楼内的摄像头15，所述烟雾探测器和/或温度传感器3被触发后，所述摄像头15启动并将采集的图像信息传递给中央控制器1进行火情识别确认。
43.在本发明的一个实施例中，如图2所示，对于家庭用户为了更好的保护隐私，避免摄像头被用于非法用途，可采用烟感器+温度传感器的组合方式来进行火情监测和灭火启动信号的采集，当烟雾浓度高到触发烟感器报警时，启动液体混配加压组件将活性阻燃剂和水向混合器内输送备用，当温度传感器监测到房间温度高于68℃时，喷雾泵启动喷洒含
活性阻燃剂的灭火剂。图2中逻辑运算驱动系统为中央控制器的组成部分，混合加压系统即所述液体混配加压组件，喷淋系统包括喷淋管道及喷头等。
44.本发明的一个实施例中，如图3所示，对于稳私性要求不高的场所，可以利用烟雾探测器和视觉识别系统(火灾视觉确认模块含摄像头或相机)来进行火情监测，图3中逻辑运算驱动系统为中央控制器的组成部分，录像、拍照模块包括摄像头或相机，烟雾检测模块包括烟雾传感器。
45.在本发明的一个实施例中，还包括与所述中央控制器1通信连接的远程监控模块(远程监控系统)，所述远程监控模块为便携式终端。
46.在本发明的一个实施例中，还包括多个与所述中央控制器1通信连接的电动阀门，所述电动阀门设于喷淋管道的各楼层的进口处及各房间的进口处。
47.在本发明的一个实施例中，所述阻燃剂储罐4内装有无毒环保型阻燃剂，所述阻燃剂为乳液状且制备每升所述阻燃剂用到如下质量或体积的各原料：石墨烯6-10g、氢氧化镁290-320g、硼酸锌50-70g、偶联剂4-6ml和表面活性剂162-190g,余量为水。其配置方法为，将石墨烯、氢氧化镁、硼酸锌和偶联剂按比例混合并充分研磨后得混合料；然后，将研磨好的混合料与表面活性剂混合，加水得混合浆液，混合浆液中石墨烯、氢氧化镁、硼酸锌、偶联剂和表面活性剂的含量依次为6-10g/l、290-320g/l、50-70g/l、4-6ml/l和162-190g/l，搅拌下升温至70-80℃并保温至少1h，得呈乳液状产品，即为所述无毒环保型阻燃剂。
48.需要说明的是，上述的乳液状阻燃剂经稳定性和阻燃性测试表明具有较好的稳定性且用水稀释10至20倍后仍具有较好的阻燃性，喷洒时灭火性能远胜于直接喷自来水。同时经检测其对盐不敏感，稀释后添加常用的抗冻、防腐成分仍能够保持较好的稳定性，未见分层或沉淀。在实际使用时，根据火情剧烈与否可选择阻燃剂：水按照1：5-20的体积比进行混配，阻燃剂比例越高，混配后的液体的灭火性能越强。
49.本发明还提供了上述的高楼用智能消防系统的灭火控制方法，当所述火灾传感探测模块探测到烟雾超标或温度超标时，向所述中央控制器1发出相应信号，所述中央控制器1使火灾视觉确认模块启动采集烟雾或温度超标处的图像信息并分析比对判断是否有火情，若确认为有火情，则向液体混配加压组件发出命令，将所述阻燃剂储罐4内的液体阻燃剂和消防水罐5内的水按比例混合后送入所述喷淋管道内并由火情所在处的喷头6喷出进行自动灭火，自动灭火过程中所述火灾视觉确认模块持续将实时采集的图像信息向所述中央控制器1输送，所述中央控制器1进行图像信息处理比对，当比对结果为灭火成功后，向所述液体混配加压组件再次发出命令，停止液体阻燃剂和水的混配，停止喷淋。
50.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。