第九章+弱电系统.ppt

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1、第九章第九章 建筑弱电系统建筑弱电系统概述概述o建筑弱电工程是建筑电气工程的重要组成部分。o由于弱电系统的引入，使建筑物的服务功能大大的扩展，增加了建筑物与外界信息的交换能力。o随着电子学、计算机、激光、光纤通信和各种遥感技术的发展，建筑弱电技术发展迅速，其范围不断扩展。o智能建筑工程，可以说就是弱电工程的延伸和发展。建筑弱电工程是一个复杂的集成系统工程。建筑弱电是多种技术的集成，是多门学科的综合。常见的建筑弱电系统有:o共用天线电视系统o建筑通讯系统o建筑音响系统o保安监视系统o火灾报警与联动控制系统o建筑物智能化系统等第一节第一节 火灾自动报警与消防联动系统火灾自动报警与消防联动系统一一

2、火灾自动报警系统概念火灾自动报警系统概念1 报警系统的组成及功能 火灾自动报警系统安装包括探测器、按钮、模块（接口）、报警控制器、联动控制器、报警联动一体机、重复显示器、警报装置、远程控制器、火灾事故广播、消防通信、报警备用电源安装等项目。火灾自动报警系统是由触发装置，火灾报警装置、火灾警报装置及电源等四部分组成的通报火灾发生的全套设备。火灾自动报警系统是用于尽早探测初期火灾并发出警报，以便采取相应措施（如：疏散人员，呼叫消防队，启动灭火系统，操作防火门、防火卷帘、防烟、排烟风机等）的系统。火灾报警系统的组成图9.1 火灾自动报警装置实图图9.2 火灾自动报警系统二二 火灾探测器的类型及选择方

3、式火灾探测器的类型及选择方式 火灾探测器是火灾自动报警装置最关键的部件之一，它是整个系统自动检测的处罚器件，就像系统的“觉器官”，能不间断地监视和探测被保护区域火灾的初期信感号。1 火灾探测器的类型以及工作原理 1）类型：l感烟火灾探测器 l感温火灾探测器l感光（火焰）火灾探测器 l可燃气体探测器 l复合火灾探测器 感烟式感温式感光式图9.3 火灾报警器实图2）基本原理：）基本原理：（1）感烟火灾探测器）感烟火灾探测器 这类火灾探测器对燃烧或热解产生的固体或液体微粒予以响应，可以探测物质初期燃烧所产生的气溶胶或烟粒子浓度。(2)感温火灾探测器感温火灾探测器 这种火灾探测器响应异常温度、温升速率

4、和温差等火灾信号，是使用面广、品种多、价格低的火灾探测器。(3)感光火灾探测器感光火灾探测器 感光火灾探测器又称火焰探测器，主要对火焰辐射出的红外、紫外、可见光予以响应。光电感烟式探测器光电感烟式探测器 光电感烟式探测器的基本原理是，利用烟雾粒子对光线产生遮挡和散射作用来检测烟雾沟存在。遮光型感烟探测原理：这种探测器原理如图所示。其中的烟室为特殊结构的暗室，外部光线进不去，但烟雾粒子可以进入烟室。烟室内有一个发光元件及一个受光元件。发光元件发出的光直射在受光元件上，产生一个固定的光敏电流。当烟雾粒子进入烟室后，光被烟雾粒子遮挡，到达受光元件的光通量减弱，相应的光敏电流减小，当光敏电流减小到某个

5、设定值时，该感烟探测器发出报警信号。图9.4 典型的遮光探测器原理2 火灾探测器的选用原则火灾探测器的选用原则1）类型的选择（1）对火灾初期有阴燃阶段，既有大量的烟和少量的热产生，选用感烟探测器。（2）对蔓延迅速，有大量的烟和热产生，可以使用感温、感烟探测器。（3）感烟探测器在房间高度大于12m时不宜采用。温感探测器按照其灵敏度适用于不同高度的房间一级小于8m二级小于6m三级小于4m低于20m的房间使用火焰探测器。2）火灾探测器的设置（1）探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器。（2）感烟、感温探测器的保护面积和保护半径见表101。（3）在厨房、开水房、浴室等房间连接的走廊安装探测器时，

6、应避开其入口边缘1.5m安装。（4）电梯井、未按以层封闭的管道井（竖井）等安装火灾探测器时应在最上层顶部安装。在下述场所可以不安装火灾探测器：n 隔断楼板高度在三层以下且完全处于水平警戒范围内的管道井（竖井）极其它类似的场所。n 垃圾井顶部平顶安装火灾探测器检修困难时。（5）感烟、感温探测器的安装间距，不应超过极限曲线所规定的范围。（6）安装在天棚上的探测器边缘与下列设施的边缘水平间距宜保持在：n 与照明灯具的水平净距不应小于0.2m；n 感温探测器距高温光源灯具（如碘钨灯、容量大雨100W 的白炽灯等）的净距不应小于0.5m；n 距电风扇的净距不应小于1.5m；n 距不突出的扬声器净距不应小

7、于.1m；n 与各种自动喷水灭火喷头净距不应小于0.3m；n 距多孔送风顶棚孔口的净距不应小于0.5m；n 与防火门、防火卷帘的间距，一般在m的适当位置。3）数量的确定（1）一个探测区域内所设置的探测器数量，应按下式计算：NS/KA N 一个探测区探测器的数量 S 探测区域的面积 A 一个探测器的保护面积 K 安全系数，取0.7-0.8。（2）在梁突出顶棚的高度小于200mm的顶棚上设置感烟、感温探测器时，可不考虑梁对探测器保护面积的影响。当梁突出顶棚的高度小于在200600mm时，需确定梁的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域应

8、至少设置一只探测器。当被梁隔断的区域面积超过一只探测器的保护面积时，则应将被隔断的区域视为一个探测区域，按24.5.3.1计算探测器数量。二二 火灾自动报警与联动系统的概念火灾自动报警与联动系统的概念1 火灾自动报警与联动系统的组成 报警设备：其中包括各类火灾探测器、报警控制器、手动报警按钮、紧急报警设备（电铃、紧急电话、紧急广播等）。自动灭火设备：洒水喷水、泡沫、粉末、气体灭火设备等。手动灭火设备：消火器（泡沫、粉末、室内外消火栓）。防火排烟设备：防火卷帘门、防火风门、排烟口、排烟机、空调通风设备等。通信设备：应急通信机、一般电话、对讲电话、无线步话机等。避难设备：应急照明装置、引导灯、引导

9、标志牌。其它设备：洒水其它设备送水设备、应急插座设备、消防水池、防范报警设备、航空障碍灯设备、地震探测设备、煤气检测设备、电气设备的监视等等。二二 火灾自动报警与联动系统的概念火灾自动报警与联动系统的概念图 9.5 火灾自动报警系统与联动系统框图 图9.6 火灾自动报警与联动系统示意图 2联动控制系统 消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件,消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。根据建筑设计防火规范建筑物应具备以下全部或部分消防联动设备:(1)火灾警报装置与应急广播,火灾发生时警示或通知人员安全转移;(2)消防专用电话,火灾报警,查询情况,应急指挥,能与“119”直通;

10、(3)非消防电源控制,火灾应急照明和安全疏散指示灯控制;(4)启动消火栓泵和喷淋水泵,火灾时实施灭火;(5)消防电梯运行控制;(6)管网气体灭火系统,泡沫灭火系统和干粉灭火系统,火灾确认后实施灭火;(7)防火门、防火卷帘、防火阀的控制,火灾时实施防火 分隔,防止火灾蔓延;(8)防、排烟风机、空调通风设备、送风阀、排烟阀,防止 烟气蔓延提供救生保障。（1）防排烟控制系统 建筑物防烟设备的作用是防止烟气侵入安全疏散通道,而排烟设备的作用是消除烟气大量积聚并防止烟气扩散到安全疏散通道。因此防、排烟设计是综合防灾的必要组成部分。防、排烟设备主要包括正压送风机、排烟风机、正压送风 阀及设于空调通风管道上

11、的防排烟阀等。若发生火灾,由其排烟分区内设置的感烟探测器发出报警信号,通过火灾自动报警系统预先编制的程序控制指令,开启正压送风阀、排烟 阀,关闭防烟阀,使通风、空调机自动停止。同时也可以在现场进行手动控制。送风阀、防排烟阀动作后,通过联动模块将动作信号反馈到消防控制室。图9.7 自动防烟阀图片 图9.8 防排烟风机控制模块（2）消火栓（泵）控制系统消火栓的水源一般来自消防水箱。系统处于常压状态当压力不足时,由稳压泵自动开启补水达到规定的压力时水泵自动停止。一般设置2台互为备用的消防水泵,并要求在泵房、消防控制室、各层消火栓处3地控制。设计中消火栓控制系统的控制电源电压等级为直流24V,且多采用

12、独立 电源。消火栓按钮的作用是:向消防控制室报警并申请启动消防水泵;直接启动消防水泵;发生火灾时,任一消火 栓按钮动作启动消防水泵后,该防火分区内所有消火栓上的 指示灯亮,告诉消防人员该区消防水泵已启动,不需要再操作消火栓按钮。图9.9 消火栓图片 图9.10 消火栓控制模块一备一用消防泵控制原理图 图9.11 一备一用消防泵控制原理图（3）自动水喷淋系统 根据高层民用建筑设计防火规范规定,对一、二类高层建筑分别要求设置自动喷水系统,其工作原理是:失火时，喷淋头表面温度达到它的破碎温度时,喷淋管网中的压力水自动喷出,此时系统中压力开关、水流指示器动作,通过火灾 自动报警系统的联动模块,向消防控

13、制室报警并申请启动喷 淋水泵,火灾自动报警系统则对压力开关、水流指示器的报 警时间及位置进行记录,启动喷淋水泵,灭火后由远控或现地控制水泵停止运行。需注意的是仅水流指示器的动作信号不能作为启动喷淋水泵的命令,因为水流指示器动作较灵敏,有时喷淋管网中的压力波动,也会引起水流指示器的动作。因此在设计中采用的是报警阀压力开关与水流指示器 同时动作才能启动喷淋水泵。图9.12 喷头图片图9.13 自动喷淋控制模块（4）防火卷帘、防火门控制系统 两个防火分区之间设置防火卷帘和防火门,是阻止烟火势蔓延的防火隔断设备。它要求现地(现场手动)控制、探测器联动控制、消防控制室控制,即三地控制。一般在卷帘(门)两

14、侧设置感烟及感温两种探测器、声光报警信号及 手动控制按钮(具有防误操作措施),当发生火灾时,防火卷帘(门)采用二次控制下落方式,门两侧任一个防火分区的个感烟探测器报警时,由联动模块控制防火卷帘(门)下落 距地1.8m处停止,动作信号返回至消防控制室;第二次由 门两侧的感温探测器,通过联动模块将防火卷帘(门)自动下 落到地面,同时将动作信号返回至消防控制室。采用两次控 制降落的作用是便于火灾初起时疏散人员。图9.14 防火卷帘门图片 图9.15 防火卷帘、防火门控制模块（5）火灾事故广播系统 在消防控制室设置1台消防广播通讯柜,大多采用独立的火灾事故广播系统。该系统配置有专用的广播扩音机、广播控

15、制盘、分路切换盒、音频传输网络及扬声器等。当火灾事故广播与建筑物内广播音响系统合用时,可通过联动模块将火灾疏散层的扬声器和广播音响扩音机等强制转入火灾事故广播状态,即停止背景音乐广播,播放火灾事故广播火灾事故的广播按火灾疏散程序进行,并采用N1层方式如2层失火时,13层广播;1层失火时,首层与地下室层一起广播,对于超高层建筑,在避难层内需另配置一套独立的火灾事故广播系统,并与消防控制室相连。在各层走道及公共场所均应设有广播扬声器,同时扬声器的功率不小于3W对火灾事故广播系统的专用广播扩音机的容量也要求不小 于火灾事故广播扬声器容量总和的1.3倍。（6）电梯控制系统 大楼内设有多部客梯和消防电梯

16、,当发生火灾时,由火灾自动报警系统的联动模块发出指令,客梯全部降到首层自动切断客梯电源,同时将动作信号反馈至消防控制室。消防电梯降到首层后,供消防人员使用。3.线路的敷设 消防联动控制有采用多线制的，有采用总线制的。多线制是电源驱动线与信号线分开，电源、检测、控制分别占用导线的制式。多线制一般有五线制、四线制。总线制是基于计算机技术中控制总线的原理，采用信号线与电源驱动线分时复用的方式，利用计算机编程技术来达到监测与控制目的，总线制有三总线制和二总线制。总线制比多线制有布线少，监测控制设备多等优点，目前大中型项目多采用总线制。在具体设计中选择采用哪种制式可结合工程的具体情况而定。许多消防线路设

17、计采用穿塑料管（PVC）保护，并从吊顶内走线。而“民规“第24.8.5条规定:消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于 30mm。当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施。在布线上要求与民规、报警规范“基本一致，只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。从实际情况可以看出，很多设计人员对这一条有所疏忽。本条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，

18、在这段时间内，这些线路应保证安全使用。敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内下是火灾多发地段。在实际操作中，凡是新设计的建筑，对该条文规定的线路，一律穿金属管或阻燃PVC管保护并在现浇板内、墙内等处暗敷走线。而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。一是防止火灾发生时消防控制、通信和警报线路中断，使灭火工作无法进行，造成更大的经济损失；二是抑制电磁干扰（如变压器、电动机、电缆等）对火灾自动报警系统产生的影响。为此，对火灾自动报警系统的传输线路与消防控制、通信和警报线路均应采用阻燃型电缆，其电缆应采用金属管或封闭式金属线槽保护。消防

19、联动控制设备之手动直接控制装置的线路应采用耐火型电缆，其电缆也应采用金属管或封闭式金属线槽保护。特别是敷设方式采用明敷时，均应在金属管或封闭式金属线槽上采取防火保护措施。4 消防供电及其配电线路要求 各级消防负荷的供电要求在我国供配电规范、建规、高规以及火规中都作了相应规定,消防负荷等级不同,对供电的要求也不同。因此,在合理确定消防负荷等级的同时,应严格按照要求保障消防用电设备的供电。（1）重要消防负荷供电要求 对一类建筑中特别重要的消防负荷,除由两个电 源供电外,还应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。也就是说特别重要的消防负荷需要三个电源供电,一般的做法是在已有两路高压市电的基

20、础上,再设自备应急电源,以此提高特别重要的消防负荷供电的可靠性。图9.16 重要消防两个独立电源+应急电源（2）一级消防负荷供电要求一级消防负荷应由两个独立电源供电。当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏,并能够自动和手动装置切换到另一个电源继续供电。两个独立电源供电,应符合下列条件之一:电源来自两个不同发电厂;电源来自两个区域变电站(电压一般在35kV及35kV以上);电源来自一个区域变电站,另一个设有独立于正常电源的自备应急电源。图9.17 一级消防两个独立电源供电图9.18 一级消防负荷主电源+应急电源（3）二级消防负荷供电要求 二级消防负荷宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供

21、电条件困难时,二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可为一回架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。二级消防负荷供电系统,供配电规范第2.0.条的条文解释中指出:“对二级负荷,由于其停电造成的损失较大,其包括的范围也比一级负荷广”。工程设 计时,应根据供电系统的停电概率、停电带来的损失 电源条件、供电系统各方案所需投资等诸多因素综合考虑。二级负荷设备的供电有多种可选择的方案,工 程设计者应尽量选择安全可靠、经济合理的方案。应 尽量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电,“有条件时采用双电

22、源供电”。图9.19 二级消防两回路线供电 图9.20 二级消防负荷主电源+应急电源（4）三级消防负荷供电要求 三级消防负荷虽然对供电的可靠性要求不高,只需一路电源供电。但从保障消防用电设备的可靠性出 发,有条件的应尽可能设有两台终端变压器(一主、一备),当一台变压器发生故障时,另一台能够照常供电。图9.21 三级消防两台变压器供电图9.22 三级消防最简单的供电第二节第二节 有线电视系统有线电视系统一一 有线电视系统组成有线电视系统组成l有线电视从最初的共用天线电视接收系统(MATV)，到有小前端的共用天线电视系统(CATV)，由于它以有线闭路形式传送电视信号，不向外界辐射电磁波，所以也被人

23、们称之为闭路电视(CCTV)。l目前，电缆电视(CableTV，也称CATV)在我国也一律称为“有线电视”，其传输手段也不局限于同轴电缆，现已采用光缆、微波以及多路微波分配系统(MMDS)。l为了区别于无线电视，人们仍称上述诸传输分配系统为“有线电视”。第二节第二节 有线电视系统有线电视系统一一 有线电视系统组成有线电视系统组成l有线电视从最初的共用天线电视接收系统(MATV)，到有小前端的共用天线电视系统(CATV)，由于它以有线闭路形式传送电视信号，不向外界辐射电磁波，所以也被人们称之为闭路电视(CCTV)。l目前，电缆电视(CableTV，也称CATV)在我国也一律称为“有线电视”，其传

24、输手段也不局限于同轴电缆，现已采用光缆、微波以及多路微波分配系统(MMDS)。l为了区别于无线电视，人们仍称上述诸传输分配系统为“有线电视”。l有线电视几乎汇集了当代电子技术许多领域的成就，包括电视、广播、传输、微波、光纤、数字通信、自动控制、遥控遥测和电子计算机等技术。l人们已经不满足于娱乐性、爱好性节目的传送，而要求信息交换业务的发展，即不仅可以下传常规节目而且可以上传用户信息，如视频点播即VOD，为家庭服务。1 有线电视基本组成 有线电视系统包括天线及前端设备、信号传输分配网络和用户终端(或用户输出端)。图9.23 CATV系统组成框图图9.24 有线电视系统详图l天线是接收空间电视信号

25、的元件。l前端设备主要包括天线放大器、混合器、主干放大器等，它是CATV系统中最重要的组成部分。l前端设备的主要任务是进行电视信号接收后的处理，这种处理包括信号放大、混合、频率变换、电平调整，以及干扰信号成分的滤波等。2 有线电视设备有线电视设备（1）前端设备l前端的构成多种多样，有共用天线系统，也有大型有线电视系统。l随着城市有线电视的发展,新建的共用天线系统越来越少，旧的共用天线系统也逐步并入了有线电视网。l目前，有线电视系统接收节目包括：开路VHF、UHF，卫星电视节目，开路调频节目，自放录像节目等。下图一种小型前端的设置:l在开路信号较弱时(如60dB)加天线放大器，开路信号都加频道放

26、大器，以将各个节目放大后送入混合器。l从卫星或微波接收到 的信号解调成A、V信号，经过调制器(包括上变频器)调至指定的频道。l混合器有频道混合器(图中的V、U混合器)、频段混合器(图中的UV混合器)和宽带混合器。图9.25 小型前端设置(2)用户分配网络l图4为常用的两种网络分配方式，其中分支一分支方式最为常用。l在靠近延长放大器的分支器选用分支损耗大一些的，远离延长放大器的分支器选用分支损耗小一些的，这样使用户电平保持一致。l为了实现系统的匹配，最后一个分支器输出口应接上75的假负载。l分配一分支方式适用于以延长放大器为中心分布的用户簇，且每簇的用户数相差不多，若为二簇，则每一个分配器采用二

27、分配器，以此类推。图9.26 CATV用户网络分配方式(3)线路敷设l有线电视线路在用户分配网络部分，多采用SYKV75型同轴电缆。l室内采用暗管敷设，但不得与照明线、电力线同线槽、同出线盒(中间有隔离的除外)、同连接箱安装。二 有线电视系统图实例 下图5为某高层住宅有线电视系统图，有关的设计说明如下：（1）有线电视信号采用SYWV-75-9同轴电缆从本小区有线电视网络引入至底层电视前端箱，要求输入信号电平为100db左右，如不能满足则应加信号放大器。二至七层每户通过层分支器引入一路电视信号至家庭多媒体布线箱，再分配至各出线座，终端信号电平不得小于644db。（2）除图中注明外，有线电视系统的

28、支线均采用SYWV-75-5物理发泡聚氯乙烯绝缘同轴 轴电缆穿15焊接钢管沿地和墙暗敷。（3）电视前端箱挂墙明装,距地1米，各层电视分支器置于层弱电箱内，嵌墙暗装；终端电视出线插座距地0.3米，电视系统的放大器，分支器及分配器，由当地广播电视局根据进户网络电平值进行调整，选定和安装，调试及开通。施工时只预埋管线和箱、盒。从图中可以看出，外部电视电缆穿焊接钢管直径50沿地面暗敷设进入底层的电视前端箱，通过一个放大均衡器和一个二分配器，然后分成两条线路，每条线路均为电视电缆穿焊接钢管直径15mm沿地面暗敷，分别通向二、三、四层的弱电穿线箱，和五、六、七层的弱电穿线箱。弱电穿线箱型号为500450200。从每层的弱电穿线箱再引出两条电视电缆，穿焊接钢管，直径15mm沿地面暗敷至各层的家庭综合布线箱，向各个用户提供电视信号。图9.27 某住宅单元有线电视系统图