一种装配式建筑消防排烟装置

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，具体涉及一种装配式建筑消防排烟装置。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。为了安全，装配式建筑与常规建筑一般也需要安装消防系统，其中消防系统一般由火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统、安全疏散系统组成。

防排烟系统，由挡烟构件(活动式或固定式挡烟垂壁、挡烟隔墙、挡烟梁)、排烟口、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机、排烟出口及防排烟控制器等组成；通常，排烟风机是固定在墙面内，风机启动时，排烟口出压强降低，烟气在气压的作用下向固定的排烟口方向移动，并从排烟出口处排到外界。在现实生活当中，烟雾是从烟雾发生源(火源)向建筑内的其他地方扩散，因此烟雾在各个位置的分布并不均匀，而传统的排烟风机是固定在墙面内，并不能根据烟雾浓度进行调节，较为局限。

发明内容

本发明意在提供一种装配式建筑的消防排烟装置，以在火灾发生且产生浓烟时，根据烟雾扩散方向和烟雾浓度分布进行针对性调节，提升排烟速度。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种装配式建筑消防排烟装置，包括：

采集端，所述采集端用于采集烟雾浓度分布数据；

分析处理端，所述分析处理端用于根据烟雾浓度分布数据判断烟雾扩散方向；

排烟风机端，所述排烟风机端设置于装配式建筑的天花板，包括外框、第一基座、方向调整机构和排烟风机；所述排烟风机的外侧与第一基座固定连接，所述天花板上开设有容纳腔，所述外框与所述容纳腔的一端固定连接；所述方向调整机构的一端转动连接在容纳腔的另一端，所述方向调节机构的另一端与排烟风机转动连接，所述方向调节机构可带动排烟风机根据烟雾扩散方向进行方向调节。

值得说明的是，与常规的消防排烟风机相比，传统的消防排烟风机是固定在某一固定面如天花板或者某一竖直墙体上，在发生火灾或者需要排烟时，启动风机形成压力差，使得烟雾朝着风机所在处移动，并顺着风机排到建筑外部；然而，由于风机是固定在某一固定墙面，不能根据烟雾扩散方向或者烟雾浓度分布进行调节，会在一定程度上影响排烟效率。

本方案的原理及优点是：

本方案当建筑内出现一定量的烟雾或者火灾时，采集端开始工作，实时的采集烟雾的浓度和烟雾浓度的分布数据，分析处理端根据采集端所采集的烟雾浓度分布数据判断烟雾的扩散方向，分析处理端还根据烟雾的扩散控制排烟风机转向烟雾浓度较大的方向或者烟雾扩散较快的方向以实现排烟效率的提升；

其中排烟风机端直接设置在装配式建筑的天花板位置，一方面可以方便建筑的模块化安装，另一方面在浓烟通常是向上做扩散运动，即上方的烟雾通常浓度较高，如此安装便于排烟；在实际进行排烟时，分析处理端控制方向调节机构，进而带动带第一基座的排烟风机在外框上进行方向调节，更好的朝向烟雾的扩散或烟雾浓度较高的方向，以达到快速排烟的效果。

作为一种改进，所述采集端包括烟雾传感器和摄像头，所述烟雾传感器用于在烟雾达到预设值时发出警报，所述分析处理端在接收到报警信号时获取摄像头的实时图像，并根据实时图像进行烟雾浓度分布和扩散分析；

其中烟雾传感器实时的采集空气中的烟雾浓度，当烟雾浓度的预设的阈值时进行报警，摄像头端开始实时采集建筑内的图像，分析处理端根据实时的图像进行烟雾浓度判断，其中分析处理端在处理实时图像时，先将图像按照时间先后顺序提取关键帧，并从关键帧中判断出烟雾的浓度变化趋势，基于浓度变化趋势判断烟雾扩散方向，然后控制排烟风机面对烟雾扩散方向，能够有效的提升排烟效果。

作为一种改进，所述排烟风机与所述方向调节机构连接一侧固定设置有连接架，所述连接架与方向调节连接机构采用球型铰接；在安装时，先将风机固定在第一基座上，在风机远离外框一侧设置连接架，其中连接架的中心部位和消排烟风机的中心部位相对应，通过球型铰接的方式与方向调节机构于连接架的中心部位相连接，其中通过球型铰接便于调节风机的方向。

作为一种改进，所述方向调节机构包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的推杆端与连接架球形铰接，所述电动伸缩杆的底座端球型铰接在容纳腔内；所述外框为多边形外框，所述第一基座与所述外框形状一致，所述第一基座的任意边上均固定设置有转动枢，外框与第一基座的转动枢相对应的位置设置有与转动枢相配合的容纳槽；所述外框容纳槽的外侧还设置有第二基座，所述第二基座上开设有安装孔，所述安装孔内安装有可沿安装孔轴向往复移动的限位机构；实际应用时，限位机构通过安装孔将限位机构所对应位置的转动枢固定在容纳槽中，通过电动伸缩杆和限位机构的共同作用将第一基座和排烟风机固定在外框上；当出现火灾及出现烟雾时，限位机构远离容纳槽处，仅留下一用于控制风扇转向的限位杆，电动伸缩杆推动风扇，在电动伸缩杆和限位杆对转动枢的配合下，实现了排烟风机的转向控制；其中电动伸缩杆通过球形铰接的方式与第一安装架和第二安装架连接，能够简单方便的实现排烟风机的转向

作为一种改进，所述限位机构包括驱动电机和限位杆，所述驱动电机用于驱动限位杆通过安装孔并延伸入或远离容纳槽；在未启动时，限位杆在安装孔内与转动枢抵接，能够起到对第一基座的支撑固定作用，在启动时，留下一限位杆与转动枢抵接，其余限位杆与转动枢脱离，在电动伸缩杆和被抵接转动枢的配合下实现排烟风机的转向。

作为一种改进，所述转动枢上还开设有环形槽，所述环形槽用于限位杆伸入并对转动枢进行固定。

作为一种改进，所述排烟风机远离外框一侧还设置有折叠风管，所述折叠风管为耐热折叠风管。

附图说明

图1为本发明实施例1装配式建筑消防排烟装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1装配式建筑消防排烟装置在使用时的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外框1、第一基座2、排烟风机3、扇叶31、扇叶安装筒32、容纳腔4、第一安装架5、转动枢6、容纳槽7、第二基座8、驱动电机9、限位杆10、第二安装架11、耐热折叠风管12。

实施例基本如附图1和附图2所示：

本发明提供了一种装配式建筑消防排烟装置，安装于装配式建筑之中，其包括采集端、分析处理端和排烟风机端；具体的，采集端包括烟雾传感器和图像采集单元，分析处理端为工控机。

其中烟雾传感器用于在烟雾达到报警阈值时进行报警，实施时，报警阈值有两个，其一为低报警阈值，低报警阈值为低于3％obs/m的烟雾浓度，当达到低报警阈值时，烟雾传感器将报警信号传递到处理器处，处理其在接收到低报警阈值的报警信号时获取设摄像头的实时图像，并对获得的图像进行图像分析，判断是否出现火灾，若出现火灾则直接控制烟雾传感器发出蜂鸣，并启动排烟风机端的排烟风机3进行排烟；若无火灾则判断为误报，无需启动排烟风机3和蜂鸣报警。

具体的，处理器在进行图像分析时，还进行烟雾浓度分析，具体的，烟雾浓度分析先将获得的实时图像进行按照时间顺序提取关键帧，并分析每一帧中烟雾的扩散方向和烟雾浓度较大的方向，其中图像处理具体采用神经网络模型进行分析处理，其中神经网络模型为现有技术，在此不做过多阐述；处理器得到神经网络模型后控制排烟风机3朝向烟雾浓度较大的方向进行排烟，排烟效果更佳。

实施时，图像处理包括图像灰度处理，在灰度处理后采用深度卷积神经网络对每一帧中的图像中同一个位置的烟雾浓度进行判断，处理器根据每一帧在同一位置的烟雾浓度判断烟雾的扩散，最后再控制风机调整方向进行排烟，能够在精确判断烟雾情况的同时，降低计算量。

其二的报警阈值为高报警阈值，即为烟雾浓度5％obs/m-15％obs/m，当烟雾浓度在此区间时，直接启动排烟风机3，分析烟雾分布情况，根据烟雾分布情况调整排烟风机3的朝向。

实施时，排烟风机3端安装于装配式建筑的天花板处，也可以是墙体处；排烟风机端包括外框1、第一基座2、方向调整机构和排烟风机3；具体的，天花板上开设有容纳腔4，容纳腔4用于排烟风机3端安装，容纳腔4一端朝向室内，容纳腔4的另一端位于天花板内，容纳腔4位于天花板内的一侧采用螺塞固定有第一安装架5。

实施时，外框和第一基座2的外形为多边形，在本实施例中外框和第一基座2具体为矩形，其中基座的每一边焊接有转动枢6，外框上开设有与转动枢6相配合的容纳槽7，其中容纳槽7为半圆柱形；实施时，外框的每一边外侧均焊接有第二基座8，第二基座8上均开设有安装孔，其中，安装孔内还配合设置有限位机构；具体的，限位机构包括驱动电机9和限位杆10，其中驱动电机9带动限位杆10在安装孔内运动，实现转动枢6的限位和松开，本实施例中驱动电机9为往复直线电机，往复电机的输出轴端与限位杆10铰接；实施时，排烟风机3与第一基座2固定连接，排烟风机3包括扇叶31和扇叶安装筒32，扇叶安装筒的外侧与第一基座2采用焊接的方式进行固定，也可采用螺栓进行固定；扇叶安装筒远离外框的一侧固定连接有第二安装架11，具体采用焊接进行固定；实施时，方向调节机构包括电动伸缩杆，电动伸缩杆的推杆端与第二安装架11球形铰接，电动伸缩杆的底座端与第一安装架5球形铰接。

在具体实施时，排烟风机3端为未启动状态，限位杆10均通过安装孔将限位杆10所对应位置的转动枢6固定在容纳槽7中，通过伸缩杆和限位杆10的共同作用将第一基座2和排烟风机3固定在外框1上；当出现火灾及出现烟雾时，驱动电机9带动限位杆10远离容纳槽7处，仅留下一用于控制风扇转向的限位杆10，电动伸缩杆推动风扇，在电动伸缩杆和限位杆10对转动枢6的配合下，实现了排烟风机3的转向控制；其中电动伸缩杆通过球形铰接的方式与第一安装架5和第二安装架11连接，能够简单方便的实现排烟风机3的转向。

具体实施时，转动枢6上还开设有环形槽，其中环形槽用于与限位杆10配合，能够避免限位杆10在固定转动枢6时出现打滑的现象，也能更好的让限位杆10限制转动枢6的运动。

具体实施时，排烟风机3还固定有风管，其中风管具体采用螺栓固定在风机安装筒的一端，风管具体为耐热折叠风管12；风管的设置便于建筑内的烟雾从风管中出去，其中耐热折叠风管12也能适用于排烟风机3转向时进行排烟。

本方案所提供的一种装配式建筑消防排烟装置，能够在火灾发生或者出现浓烟时，快速的识别烟雾的扩散和浓度分布情况，并基于烟雾的扩散和浓度分布情况控制排烟风机转向，以便于快速的降低建筑内的烟雾；在具体安装时，先将本装置固定在装配式建筑的天花板处，然后将组装好的天花板固定在建筑主体上，降低了装置的安装难度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。