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无线电气火灾监控系统在文物建筑中的应用


快3娱乐平台文物建筑多是木结构或砖木结构,火灾荷载大,极易发生火灾。近年来,随着文物建筑内电气设备的增多,电气火灾已成为文物建筑火灾的主要形式,约占其火灾总数的 40% ,并且呈上升趋势。电气火灾隐患存留时间长,不易被发现,一旦引发火灾,会给历史文化遗产造成不可挽回的损失。


北京市通州区某寺庙,始建于北齐 ( 公元 550—577 年) ,历经 12 个朝代,是一座千年古佛道场。寺庙占地面积约 4 200 m2,建筑面积约 380 m2,最大殿高7。 5 m,全部为单层砖木结构,寺庙内现有大殿、天王殿等 5 间主殿,另有寮房 8 间。本文依据相关法律法规和标准规范,通过现场勘查和分析,对该建筑内、外院的配电设施、线路、用电设备进行了评估,提出了应用无线电气火灾监控系统的建议。


1 电气火灾风险评估


1. 1 电气火灾风险分析


快3娱乐平台文物建筑电气火灾风险评估,应勘查所涉及评估内容的电气火灾隐患特征,评估确定每一项内容所对应的电气火灾风险级别,最终综合确定文物建筑电气火灾风险等级。评估内容包括配电设备、配电线路和用电设备 3 个大项,见表 1。根据对该寺庙进行现场勘查,依据《文物建筑防火设计导则( 试行) 》( 以下简称《导则》) 中所列的项目进行了分类评估,再根据分类评估的结果,参考《导则》第 3. 5. 2 条、第 3. 5. 3 条规定,最终得出评估结果为整体高危险级。


1. 2 电气火灾隐患分析


产生电气火灾隐患的原因多样,自然因素和人为因素均有,但主要是人为因素。人为因素包括: 电气工程设计不合理、装修工程引发火灾隐患、施工不规范、 使用不合格的电器产品等,对于人为因素我们可以通过加强日常监管和提高施工质量来减少电气火灾隐患。在对该文物建筑进行电气火灾评估后,发现存在下述 3 项火灾隐患。


( 1) 配电设备。该文物建筑内部导线存在明显老化、腐蚀和损伤现象,配电柜下方进线处电缆外皮有多处破损痕迹,如图 1、图 2 所示。

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( 2) 配电线路。室外电线、电缆表面有明显的老化、腐蚀和损坏现象,如图 3 所示。

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( 3) 用电设备。①大殿内部分灯头、灯座、荧光灯的镇流器直接安装在木质等可燃材料上,如图 4 所示;②灯具灯泡的正下方 0. 3 m 范围内有可燃物堆放( 包括窗帘等可燃饰物) ; ③用电设备处于长期通电运行状态,且未设置动作参数与设备匹配的短路、过载、漏电保护等装置,且寺庙内未设置电气火灾监控系统。


1. 3 电气火灾隐患整改措施


针对通过评估得到的电气火灾隐患,提出如下 3项整改意见:


( 1) 电缆表面有明显的老化、腐蚀和损坏的要及时更换。


快3娱乐平台( 2) 灯座要调整安装在不燃材料上,或增加有效的防火隔热措施,外露导线要穿管保护,灯具周围有可燃物的,要把可燃物移除,或把灯具移至符合防火要求的距离之外。


( 3) 建议安装电气火灾监控系统。


2 电气火灾监控系统的设置


电气火灾监控系统是指当配电线路中的漏电电流、温度等被探测到参数超过报警设定值时,能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统,属于先期预报警系统。考虑到该寺庙属于文物建筑,电气火灾监控系统如果采用有线方式传输信号,对于保护文物本体有一定影响,如果安装不规范,就会造成为了安全而破坏文物的现象。相比于有线传输,无线系统省去了复杂的布线问题,具有施工工期短、配线故障率低、传输成本低廉、探测器易于安装、组网方便等优点。基于以上考虑,宜选择安装无线传输方式的电气火灾监控系统。

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2. 1 无线通信方式的选择


目前,基于短距离无线通信的技术比较多,包括红外线、蓝牙、Wi-Fi、ZigBee 等。然而这些通信技术一旦应用于建筑物内进行布局联网时,由于受到墙体材质和建筑结构影响,其信号衰减程度不一,大多需要通过增加无线中继器来延长通信距离,但是增加无线中继器使得整个无线网络变得复杂,降低了无线网络的稳定性,也增加了系统的故障率。相比于上述几种短距离无线通信技术,低功耗广域网( LoRa) 通信技术具有功耗低、连接数量大、时延低、网络覆盖广等特点,可以解决目前无线产品在距离、功耗方面的瓶颈。综合比较几种无线通信方式的特点,考虑到组网简单及通信稳定等优势,选择安装基于 LoRa 通信技术的无线电气火灾监控系统。


2. 2 系统组成


快3娱乐平台在该建筑中安装的无线火灾电气监控系统由无线电气火灾监控主机、无线数传电台及组合式电气火灾监控探测器组成,下面对各部分功能及技术指标进行详细介绍。


( 1) 无线电气火灾监控主机。监控主机是无线电 气火灾监控系统的中枢设备,可以接收到终端探测器发出的漏 电 电 流、温 度 等 报 警 信 号,点 亮 报 警 指 示灯,发出报警音响,并显示报警类型及位置信息。无线电气火灾监控主机还可以实时监测无线网络中通信模块及各终端设备节点的工作状态,储存和打印报警信息。该监控主机可采用 4 输出通信回路,每 个输出通信回路标准配接 63 台探测器,即 1 台监控设备可 以 连 接 252 台 探 测 器,并 提 供 回 路 通 讯 卡、CRT 串口通信等多种通讯接口。监控主机内部连接无线数传电台后即组成无线电气火灾监控主机,其主要技术参数见表 3。


( 2) 无线数传电台。无线数传电台具有无线数据收发功能,是监控主机与末端探测器的通讯传输桥梁,也可作为网络节点便于组网进而增大通讯距离。该电台采用 LoRa 直序扩频技术,具有功率密度集中、抗干扰能力强和通讯距离远的优势,且采用标准 RS232 /RS485 接口, 半双工, 收 发 一 体, 可 使 用8 ~ 28 V 直流电源供电,便于现场的安装与调试。无线数传电台与监控主机连接后可作为主机内置无线通讯模块使用。


( 3) 组合式电气火灾监控探测器。采用漏电温度组合式探测器,前 4 通道监测漏电,后 4 通道监测温 度。该探测器用于在线检测 AC220 V /380 V 配电线路的漏电电流以及配电线路和配电箱体的温度,能同时监测多个部位的绝缘状态或温度,当任一处的漏电电流值大于漏电报警设定值或温度高于温度报警设定值时,仪器立即发出声光报警信号,并显示相应的漏电电流或温度值,指示问题方位。该探测器与无线数传电台相连接,组成无线电气火灾监控探测器,能够将漏电电流或温度值传输给监控主机。其主要技术参数见表 4.2. 3 系统安装


经现场勘查调研,对寺庙院内 3 个动力配电箱各安装 1 套组合式电气火灾监控探测器,综合考虑院内值守情况,将电气火灾监控主机安装于寮房内,无线数传电台与监控主机及探测器配套安装,形成无线电气火灾监控系统。安装材料清单见表 5,系统安装平面图如图 5 所示。


目前,电气火灾监控系统在文物建筑中的应用越来越普及,发挥的作用也越来越大。基于无线通信技术的电气火灾监控系统因其具有安装简单、组网方便、成本低廉等优势,近年来市场占有率持续提高。就文物建筑而言,因火灾危险性较大且保护价值很高,若安装基于无线通信技术的电气火灾监控系统,则对其系统运行稳定性和运行监控指标的要求也应相对严格。笔者认为在文物建筑内安装的基于无线通信技术的电气 火 灾 监 控 系 统, 其 无 线 通 信 组 件 性 能 应 满 足GA 1151—2014《火灾报警系统无线通信功能通用要求》的技术要求,电气火灾监控系统组件性能应满足GB 14287—2014《电气火灾监控系统》的技术要求。

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