CN114887262A

CN114887262A - 一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统

Info

Publication number: CN114887262A
Application number: CN202210662388.6A
Authority: CN
Inventors: 陈潇; 曲世博; 李桂强; 陆守香
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2022-08-12

Abstract

本发明提供了一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，包括系统处理器：用于处理各模块反馈的信息；自动预警模块：用于识别火情；自动灭火模块：用于灭火；引导模块：用于引导各工作设备，将阻火层铺设；空间封闭模块：将着火区域封闭；电路保护模块：将对应设备调整为防火模式；光伏组件：发电设备；女儿墙：悬挂各种防火设备。本发明实现立体隔绝着火区，消除光伏电站发生火灾和屋面光伏阵列发生火灾的相互影响。

Description

一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统

技术领域

本发明涉及绿色建筑消防安全领域，尤其是涉及一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统。

背景技术

太阳能光伏发电具有清洁和资源丰富等优势，作为新能源的典型代表广泛的应用到实际的生活和生产当中。随着光伏发电产业的迅速发展，其火灾安全问题频发，尤其是光伏发电系统与建筑相结合后的消防安全问题逐渐引起人们的关注。绿色建筑屋面分布式光伏发电系统是建筑光伏一体化的重要应用形式。相比于传统火灾问题，建筑屋面光伏发电系统具有以下特点：（一）建筑屋面光伏系统由于发电容量小，常年无人值守，由于缺乏一种自动灭火系统，工厂运维人员和消防救援人员在接到报警信号后赶到现场时，往往错过了最佳的灭火时间；（二）屋顶的光伏组件安装在室外开放空间的屋面，传统的火灾自动预警系统中的感温、感烟探测器受环境的影响不能及时准确的感应火灾发生并及时预警，易造成火势的扩大；（三）光伏发电系统着火属于电气火灾，在火灾发生后由于电气绝缘装置和带点导线的损坏，在一定范围内会存在跨步电压和接触电压，传统的水基灭火剂导电率较高，无法良好的应对电气火灾事故；（四）建筑屋面的空气流通比较好，屋面发生火灾后火势剧烈并沿多个方向蔓延，容易形成大面积燃烧造成巨大的人员伤亡和经济损失。

一种在中国专利文献上公开的“一种分布式光伏电站屋面火灾处理系统”，其公告号CN111558186A，此发明提供了一种分布式光伏电站屋面火灾处理系统，包括图像型火灾探测器模块、消防报警模块、灭火毯防护箱模块、动力小车模块和系统控制器，所述图像型火灾探测器模块包括监测光伏屋面的火灾情况的图像型火灾探测器；所述消防报警模块包括当出现火灾时报警的声光报警器；所述灭火毯防护箱模块包括当出现火灾时敷设于光伏屋面的灭火毯；所述动力小车模块包括拉动所述灭火毯进行敷设的动力小车。上述分布式光伏电站屋面火灾处理系统采用动力小车敷设灭火毯的灭火方式，覆盖火源阻隔空气。但是此发明无法立体多方向的隔绝着火区，且没有统筹考虑到光伏电站发生火灾和屋面光伏阵列发生火灾的相互影响。

发明内容

本发明是为了克服无法立体隔绝着火区和无法消除光伏电站发生火灾和屋面光伏阵列发生火灾的相互影响，提供了一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，实现立体隔绝着火区，消除光伏电站发生火灾和屋面光伏阵列发生火灾的相互影响。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，包括：系统处理器：用于处理各模块反馈的信息；自动预警模块：用于识别火情；自动灭火模块：用于灭火；引导模块：用于引导各工作设备，将阻火层铺设；空间封闭模块：将着火区域封闭；电路保护模块：将对应设备调整为防火模式；光伏组件：发电设备；女儿墙：悬挂各种防火设备。

本发明一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统包括自动预警模块、引导模块、空间封闭模块、自动灭火模块和快速关断模块，在自动预警模块监控下发现火情，系统处理器引导牵引模块将阻火材料立体的隔绝着火区域，自动灭火模块，在隔绝的立体空间内灭火，因为采用了构造空间封闭的工作空间，光伏电站发生火灾和屋面光伏阵列发生火灾的不会相互影响，又因为隔绝空间是立体的所述火情不会在多个维度传播。

作为优选方案，自动预警模块还包括：定温型高温电缆，用于感知光伏组件的温度状态；电弧检测装置，用于检测电弧；建筑内火灾探测器组，用于检测起火点。

本发明自动预警模块与定温型高温电缆、电弧检测装置和建筑内火灾探测器组相连，当发电模块高温时定温型高温电缆向系统处理器发出警报，当电弧检测装置检测到电弧时向系统处理器发出警报，当建筑内火灾探测器组探测到火情时向系统处理器发出警报，在三个检测维度的检测下预警火情，防止火情的发生。

作为优选方案，自动灭火模块还包括：气溶胶灭火装置，用于灭火；建筑内消防应急设施，用于人员疏散。

本发明自动灭火模块与气溶胶灭火装置和建筑内消防应急设施相连，气溶胶灭火装置直接对起火点灭火，建筑内消防应急设施为人员疏散提供疏散路径。

作为优选方案，引导模块还包括：自动牵引车，用于牵引承和装载装有防火布的箱体；预先安置在各个发电区块的导轨，用于引导自动牵引车；电控连接卡件，件用于连接防火布箱体与自动牵引车。

本发明引导模块与自动牵引车、导轨和电控连接卡件连接，所述导轨安装在厂房屋顶光伏列阵两侧用于引导自动牵引车铺设玻璃纤维防火布，玻璃纤维防火布安放于屋顶的防火布箱体内；所述自动迁移车安装在屋顶导轨两侧，末端与防火布箱体内玻璃纤维防火布相连，通过电控卡件与防火布箱体连接；所述电控卡件用于连接防火布箱体与自动牵引车，当火灾发生时电控卡件断开，自动牵引车便可沿导轨前进并铺设玻璃纤维防火布。

作为优选方案，空间封闭模块还包括：装载防火布的箱体，用于装载防火布；耐高温防火布，用于构建防火围墙。

本发明空间封闭模块与装载防火布的箱体和耐高温防火布相连，所述防火布箱体安装在建筑屋顶两侧女儿墙旁边，所述玻璃纤维防火布安装在防火布箱体内，与自动牵引车末端相连接，具有良好的耐高温和隔热性能，可延迟光伏组件火势快速蔓延，为气溶胶灭火装置启动灭火争取时间。

作为优选方案，电路保护模块还包括：快速断电装置，用于切断发电设备电路；电弧故障保护器，用于判断电弧故障并及时断开故障电路。

本发明电路保护模块与快速断电装置和电弧故障保护器相连，所述快速关断装置能够在火灾发生后快速将光伏组件与光伏组件、光伏组件与逆变器、逆变器与并网点之间电气连接断开；所述电弧故障保护器是一种能够快速判断电弧故障并及时断开故障电路的装置，可分别对直流电弧故障和交流电弧故障进行保护。

本发明具有以下有益效果：

1、设置了空间封闭模块，用于将着火点在三维空间层面封闭，有利于防止火情扩散；

2、设置了引导模块，用于按区块引导牵引车铺设防火布，有利于高效构建空间封闭区。

附图说明

图1为本发明的系统组成图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的屋面光伏阵列的侧视图。

附图中的标记包括：1-系统处理器、2-自动预警模块、21-定温型感温电缆、22-电弧检测装置、23、建筑内火灾探测器组、3-自动灭火模块、31-气溶胶灭火装置、32、建筑内消防应急设施、4-引导模块、41-自动牵引车、42-导轨、43-电控连接卡件、5-空间封闭模块、51-防火布箱体、52-耐高温防火布、6-电路保护模块、61-快速关断装置、62-电弧故障保护器、7-光伏组件、8-女儿墙。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

根据图1，一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，包括：

系统处理器1：用于处理各模块反馈的信息；自动预警模块2：用于识别火情；

定温型高温电缆21，用于感知光伏组件的温度状态；电弧检测装置22，用于检测电弧；

建筑内火灾探测器组23，用于检测起火点；自动灭火模块3：用于灭火；气溶胶灭火装置31，用于灭火；建筑内消防应急设施32，用于人员疏散；引导模块4：用于引导各工作设备，将阻火层铺设；自动牵引车41，用于牵引承和装载装有防火布的箱体；预先安置在各个发电区块的导轨42，用于引导自动牵引车；电控连接卡件43，件用于连接防火布箱体与自动牵引车；空间封闭模块5：将着火区域封闭；防火布箱体51，用于装载防火布；耐高温防火布52，用于构建防火围墙；电路保护模块6：将对应设备调整为防火模式；快速断电装置61，用于切断发电设备电路；电弧故障保护器62，用于判断电弧故障并及时断开故障电路；

光伏组件7：发电设备；女儿墙8：悬挂各种防火设备。

实施例1：

根据图2，所述光伏组件7安装于新能源厂房屋顶的安装支架上形成光伏阵列，所述定温型感温电缆21呈“S”形全域敷设在屋顶光伏组件背板上，用于实时预警监测光伏组件的安全状况，所述气溶胶灭火装置31安装于光伏组件7下方的安装支架上，所述防火布箱体51壁挂于屋面女儿墙8两侧，所述玻璃纤维防火布52安装在防火布箱体51内，所述导轨42安装在屋面光伏阵列两侧，所述自动牵引车41安放在导轨42两侧通过电控连接卡件43与防火布箱体51相连，自动牵引车41末端牵引臂拖拽防火遮蓬布52。

实施例2：

如图3所示，安放在导轨42上的自动牵引车41通过电控连接卡件43与防火布箱体51相连。当火灾发生后，电控连接卡件43断开，自动牵引车41启动，末端牵引臂拖拽玻璃纤维防火布52覆盖光伏组件形成封闭空间，位于光伏组件下的气溶胶灭火装置31启动并进行灭火操作。

实施例3：

当位于绿色建筑屋面的光伏组件7温度异常或电路故障产生电弧等情况时，位于光伏组件7背板的定温型感温电缆21和电弧检测装置22将异常的电信号传输到系统处理器1上，系统处理器1经过简单的分析与辨别，断开电控连接卡件43，启动自动牵引车41沿导轨42滑行铺设玻璃纤维防火布52覆盖屋面光伏组件7形成密闭空间，控制安装于光伏组件7下方的气溶胶灭火装置31进行灭火操作，同时控制电路保护模块6降低光伏组件7周围区域的电压并对电路进行保护。当绿色建筑内部发生常规火灾或电气火灾时，23-建筑内火灾探测器组将异常的火灾信号发送到系统处理器1上，系统处理器1控制气溶胶灭火装置31进行灭火操作，启动建筑内消防应急设施32疏散建筑内人员并进行防排烟工作。

Claims

1.一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，其特征是：包括：

系统处理器（1）：用于处理各模块反馈的信息；

自动预警模块（2）：用于识别火情；

自动灭火模块（3）：用于灭火；

引导模块（4）：用于引导各工作设备，将阻火层铺设；

空间封闭模块（5）：将着火区域封闭；

电路保护模块（6）：将对应设备调整为防火模式；

光伏组件（7）：发电设备；

女儿墙（8）：悬挂各种防火设备。

2.根据权利要求1所述的一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，自动预警模块还包括：

定温型高温电缆（21），用于感知光伏组件的温度状态；电弧检测装置（22），用于检测电弧；

建筑内火灾探测器组（23），用于检测起火点。

3.根据权利要求1所述的一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，自动灭火模块还包括：

气溶胶灭火装置（31），用于灭火；建筑内消防应急设施（32），用于人员疏散。

4.根据权利要求1所述的一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，引导模块还包括：

自动牵引车（41），用于牵引承和装载装有防火布的箱体；预先安置在各个发电区块的导轨（42），用于引导自动牵引车；电控连接卡件（43），件用于连接防火布箱体与自动牵引车。

5.根据权利要求1所述的一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，空间封闭模块还包括：

防火布箱体（51），用于装载防火布；耐高温防火布（52），用于构建防火围墙。

6.根据权利要求1所述的一种绿色建筑屋面光伏的火灾自动预警及灭火系统，电路保护模块还包括：

快速断电装置（61），用于切断发电设备电路；电弧故障保护器（62），用于判断电弧故障并及时断开故障电路。