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1、火灾自动报警与消防联动控制系统的设计及设备选型是电气设计的一个重要组成部份。本文 就其在设计实践中的一些问题，如火灾自动报警与消防联动控制系统的组成、选择等进行探 讨。火灾自动报警消防联动控制系统电气设计现代化的建造规模大、标准高、人员密集、设备众多，对防火要求极其严格。为此，除 对建造物平面布置、建造和装修材料的选用、机电设备的选型与配置有许多限制条件外，还 需要设置现代化的消防设施。随着我国经济建设的发展，各种高层建造、大中型商业建造、 厂房不断涌现，对自动消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾，防 止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，保卫社会主义现代化建设，在现代化的
2、工业民用 建造、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工 程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建造的消防安全而且也直接关系到各种消防设 施能否真正发挥作用。因此，自动报警及消防联动的设计及设备选型显得尤其重要。一、系统的组成火灾自动报警与消防联动控制系统是建造物防火综合监控系统，由火灾报警系统和消防 联动控制系统组成。在实际工程应用中，系统的组成是多种多样的，设备量的多少、设备种 类都会有很大的不同。但是，决定系统特征的是火灾自动报警和消防联动控制这两个系统的 实现方式。火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统普通由探测器、信号路线和自动报警装置三部份组成。
3、1、火灾探测器和手动报警按钮有可能产生大量蒸汽的场所XXXXXXOOXXX5发机电室，立体停车场，飞机库等oXoooXXXo6电视演播室，电影放映室XX发生火灾时，温度变化缓慢的小间ooo8楼梯及倾斜路XXXXXXXXX9走道及通道XXXXXXXXXoO电缆竖井，管道井XXXXXXXXXOO11电子计算机房，通机房XXXXoO12书库，地下仓库oooXXoo13吸烟室，小会议室XXoOOoo注：。表示适于使用；表示根据安装场所等状况，限于能够有效地探测火灾发生的场所使用；X表示不适于使用。根据房间高度选择探测器不同种类探测器的使用与房间高度的关系参照下表。房间高度感烟探测器感温探测器火焰探测器
4、I级II级III级12h20不适合 不适合 不适合 适合 8h12 适合 不适合 不适合 不适合 适合 6h8 适合 适合不适合 不适合 适合火灾探测器是整个报警系统的检测元件。它的工作稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标 直接影响着整个消防系统的运行。1）探测器的种类火灾探测器的种类不少，大致有如下几种：离子感烟探测器。光电感烟探测器。感温探测器。气体式探测器。红外线式探测器。紫外线式探测器。2）常用的火灾探测器基本原理感烟火灾探测器火灾发展过程大致可以分为初期阶段、发展阶段和衰减熄灭阶段。感烟火灾探测器的功 能在于：在初燃生烟阶段，能自动发出火灾报警信号，以期将火扑灭在未成灾害之前。根据 结构
5、不同，感烟探测器可分为离子感烟探测器和光电感烟探测器。离子感烟探测器离子式感烟探测器是由两个内含Am241放射源的串联室、场效应管及开关电路组成的。 内电离室即补偿室，是密封的，烟不易进入；外电离室即检测室，是开孔的，烟能够顺利进适合适合适合不适合适合h4适合适合适合适合适合探测器的灵敏度选择，应据探测器的性能及使用场所，正常情况下系统没有误报警为准进行 选择。目前，国内高层建造中，大部份使用光电感烟测器，惟独在个别场所、厨房、发机电 房、车库及有气体灭火装置的场所才用感温探测器。只用一种探测器，在联动的系统里易产 生误动作，这将造成不必要的损失，无联动的系统里易误报。故应选用两种或者两种以上
6、种 类探测器。他们是“与”的逻辑关系，当两种或者两种以上探测器同警，联动装置才动作， 这样才能确保不必要的损失总之，探测器选择应根据实际环境情况选择合适的探测器，以达到及时、准确报警的目的。4）手动报警按钮报警区域内每一个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮，且从一个防火分区里的任何 位 置至最近一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30m ,并应设置在明显和便于操作的位 置。手动报警按钮距地面1.5m。2、自动报警装置我国火灾自动报警装置的研究、生产和应用虽然起步较晚，但发展非常快，特殊是最近几年， 随着我国四化建设的迅速发展和消防工作的不断加强，火灾自动报警装置的生产和应用都有 了较大的发展
7、，生产厂家、产品种类和产量及应用单位都不断地增加。我国目前生产的火灾 自动报警装置是包括报警显示、故障显示和发出控制指令的自动化成套装置。当接收到火灾 探测器、手动报警按钮或者其他触发器件发送来的火灾信号时，能发出声光报警信号，记录 时 间、自动打印火灾发生的时间、地点、并输出控制其他消防设备的指令信号，组成自动灭火 系统。目前，生产、使用的自动报警装置，多采用多线制，分为区域报警控制器、集中报警 控制器和智能型火灾报警控制器。区域报警控制器区域报警器是一种由电子电路组成的自动报警和监视装置。它联结一个区域内的所有火灾探 测器，准确、及时的进行火灾自动报警。因此，每台区域报警器和所管辖区域内的
8、火灾探测 器经正确连接后，就能构成完整、独立的自动火灾报警装置。区域报警器的基本原理如下：接收探测器或者手动报警按钮发出的火灾信号，以声光的形式进行报警；电子钟可以记忆首次发生火灾的时间;可以带动若干对继电器触点给出适当外接功能；可以配置备用直流电源，当市电断电时，直流备用电便自动投入；具有自检功能，当区域报警器与探测器之间有接触不良或者断线时，报警器发出开路或者 短路的故障声、光报警信号并自动显示故障部位；具有“火警优先”功能，各类报警信号至区域报警器，经信号选择电路处理后，进行火灾、 短路、开路判断，报警器首先发出火灾报警信号，指示具体着火部位，发出火警音响，记忆 火警信号、开路、短路故障
9、信号；通过通接口电路将三类信号送至集中报警控制器。区域报警控制器将接收到的探测器火警 信号进行“与”“或者”逻辑组合，控制继电器动用联动外部设备，如排烟阀、送风阀、防火门等。目前国内各厂家生产的区域报警器的容量即监控部位多少不同。不同型号的区域报警器需与 不同型号的探测器相连接。以西安262厂生产的JB-QB-2700/088A系列区域报警器为例， 它有壁挂式、柜式两种，最大容量为256路，一路是一个部位号，一个探测器占一个部位号。在工程设计中，选择区域报警控制器的容量应大于该区域的探测器数。如一建造物以一层为 一个区，共24个房间，每一个房间一个探测器，共24个，则应选择30路区域报警控制器
10、。若48个房间，则应选择50回路区域报警控制器。集中报警控制器集中报警控制器的基本原理如下：把若干个区域报警器连接起来，组成一个系统，集中管理；可以巡回检测相连接的各区域报警器有无火灾信号或者故障信号，并能及时指示火灾区部 位和故障区域，同时发出声、光报警信号;其他功能、原理同区域报警控制器。在系统中如惟独探测器和集中报警器是不能工作的。因为集中报警器的巡检功能、火灾报警 功能、自检功能等都是与区域报警器构成系统后才具备的。所以，惟独区域报警器与集中报 警器配合使用，才干构成自动火灾报警系统。集中报警系统合用于大型、复杂工程。集中报警器最大容量可接40台区域报警器。智能型火灾报警控制器智能型火
11、灾报警控制器的基本原理如下：采用摹拟量探测器，能对外界非火灾因素，诸如温度、湿度和灰尘等影响实施自动补偿， 从而在各种不同使用条件下为解决无灾误报和准确报警奠定了技术基础；报警控制器采用全总线计算机通信技术，实现总线报警和总线联动控制，减少了控制输出 与执行机构之间的长距离管线；采用大容量的控制矩阵利交叉查寻程序软件包，以软件编程代替硬件组合，提高了消防联 动的灵便性和可修改性。262厂生产的NA1000系列火灾报警控制器就属此类形式。自动报警装置的选择火灾自动报警系统中，所选用的火灾报警装置应具有以下基本功能：能为火灾探测器供电；能接收来自火灾探测器或者手动报警按钮的报警信号;能检测并发出系
12、统本身的故障信号;能检查火灾报警器的报警功能；具有电源转换功能。火灾报警控制器的选择，普通考虑下列因素：火灾探测器、火灾报警器宜选用同一厂家的配套产品；报警系统所需回路数量；是否需要自动消防联动控制功能；安装位置和安装方式等。消防联动控制系统的组成消防联动控制范围很广，据实际工程的大小、等级高低的不同各异。联动控制设备有消火栓、 水灭火、气体灭火、防火门、防火卷帘、排风机、空调设施、防火阀、排烟阀、电梯、诱导 灯、事故灯、警铃、切断工作电源等。二、系统选择火灾自动报警系统的保护对象是建造物或者建造物的一部份。不同的建造物，其使用性质、 重要程度、火灾危（wei）险性、建造结构形式、耐火等级、分
13、布状况、环境条件以及管 理形式等各不相同。在设计中应子细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动 报警系统。系统确定 火灾自动报警系统是触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其他辅助功能的装置 组成的火灾报警系统，是人们为了早期发现通报火灾、并及时采取有效措施，控制和扑灭火 灾而设置在建造中或者其他场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。报警系统的确定普通是整个系统中报警部位总点数，包括探测器数量、手动报警按钮数量及 消火栓、自动门、自动阀、行程开关等总数量来确定。也就是说与建造物大小、等级、使用 功能有关。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，特殊是近年来，科研、设计
14、单位与创造 厂家联合开辟了一些新型的火灾自动报警系统，如智能型、全总线型等，但在工程应用中， 采用最广泛的是如下三种基本形式：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。1、区域报警系统该系统一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应超过3台，区 域报警控制器宜设于有人值班的房间、场所。系统的组成见下图。2、集中报警系统报警区域较多、区域报警控制器超过3台时，采用集中报警系统。集中报警系统至少有一台 集中报警控制器和两台以上区域报警控制器集中报警控制器应设置有人值班的专用房偶尔 消防班室内。系统的组成见下图。3、控制中心报警系统工程建造规模大、保护对象重要、设有消防控制设
15、备和专用消防控制室时，采用控制中心报 警系统。系统的组成见下图。以上各系统布线方式与探测器、报警器种类有关。采用二线制。区域报警器单独使用为N+ 1式，到集中报警器为N+N/8+1+3+1式，设计、施工比较方便，而且降低造价。除以上系统外，国内各厂家又相继推出总线制报警器。不同厂家总线制系统各异，但共同点 都是总线制、地址编码形式。二总线制集中报警系统。区域报警器到探测器的路线传输只需二条总线，每一部位的控制器 都有自己的编号，即一个部位一个编址单元。如JB-QB-50-2700/076型为例，它采用了先进 的单片机技术，CPU主机将不断地向各编址单元发码。当编址单元接收到主机发来的信号 后，
16、加以判断：如果编址单元的码与主机的发码相同，该编址单元响应。主机接收到编址单 元返回的地址及状态、信号，进行判断处理：如果编址单元正常，主机将继续向下巡检；经 判断如果是故障信号，将发出故障区域声、光报警信号。发生火灾时，经主机确认后，火警 信号被记忆，同时发出火灾区域声、光报警信号。在实际工程应用中，如果用一台区域报警器控制一层楼，在二总线上可接50个编址单元； 控制二层，每层二总线上可接35个编址单元；控制三层，每层二总线上可接25个编址单元。 076型区域报警器的扩展型最多可设置200个编址单元。三总线制集中报警系统。该报警器是由单片机8031为中央控制单元，计算机管理的三线制 报警器。
17、三总线制系统通过三总线与被控的各区域报警器相联。三总线制在工程应用中有两 种形式：楼层复示器集中报警器系统、区域报警器集中报警器系统。楼层复示器集中报警器系统 楼层复示器可以对编址探测器发码、收码，显示本层的报警部位，具有断线故障自动报警功 能。该系统合用于每层不超过32个报警部位，楼层无值班点，首层设有消防总值班室的建 筑。区域报警器集中报警器系统由区域报警器和标准集中报警器组成的两级管理总线制火灾报警系统，合用于每层报警部位 多少不一，并设有楼层服务台的中型宾馆等建造物。采用总线制报警系统布线简单，设计、施工方便，与其他报警系统相比多一些接口元件。消防联动控制系统消防联动控制系统有无联动、
18、现场联动、集中联动等几种形式。在实际工程中，报警系统与消防联动系统的配合有以下几种形式：1、区域集中报警、横向联动控制系统。此系统每层有一个复合区域报警控制器，他具有火灾自动报警功能，能接收一些设备的报警 信号，如手动报警按钮、水流指示器、防火阀等，联动控制一些消防设备，如防火门、卷帘 门、排烟阀等，并向集中报警器发送报警信号及联动设备动作的回授信号。此系统主要合用 于高级宾馆建造，每层或者每区有服务人员值班，全楼有一个消防控制中心，有专门消防人 员值班。2、区域集中报警、纵向联动控制系统。此系统主要合用于高层“火柴盒”式宾馆建造。这种建造物标准层多，报警区域划分比较规则， 每层有服务人员值班
19、，整个建造物设置一个消防控制中心。3、大区域报警、纵向联动控制系统。此系统主要合用于没有标准层的办公大楼，如情报中心、图书馆、档案馆等。这种建造物的 每层没有服务人员值班，不宜设区域报警器，而在消防中心设置大区域报警器，有专门消防 人员值班。4、区域集中报警、分散控制系统。此系统在联动设备的现场安装有“控制盒、以实现设备的就地控制，而设备动作的回授信号 送到消防中心。消防中心的值班人员也可以手动操作联动设备。此系统主要合用于中、小型 高层建造及房间面积大的场所。此外，还有自动报警和消防控制于一体的灭火装置系统，如FJ-2714自动灭火装置。此系统 主要合用于计算机房、发机电房、贵重物品仓库、档
20、案库、书库等场所的火灾自动报警及自 动灭火。气体灭火、药剂灭火具有能力强、效率高、对金属腐蚀性小、不导电、长期存储不 变质、不污损灭火对象等优点，但造价高。火灾自动报警系统的设计，必须遵循国家有关方针、政策、规范和公安消防部门的有关法规， 针对保护对象的特点，做到安全可靠、技术先进、经济合理、使用方便。火灾自动报警系统 的保护对象是建造物或者建造物的一部份。不同的建造物，其使用性质、重要程度、火灾危(wei)险性、建造结构形式、耐火等级、分布状况、环境条件以及管理形式等各不相同。在设计中应 子细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动报警系统：保护对象规 模不大，重要程度不高，可选用区域
21、报警系统，当区域报警控制器垂直方向警戒各楼层探 测区域时，应在每一个楼层的各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示装置，以便发生 火警时，能及时找到火警区域，并迅速采取相应措施；保护对象规模大，重要程度高，人 员集中，联动设备也多，可采用集中报警系统或者控制中心报警系统。归根结柢，选择何种方式报警、确定何种系统方式，应根据实际工程情况而定 入。在串联两个电离室的两端直接接入24V直流电源。当火灾发生时，烟雾进入检测电离 室，Am241产生的a射线被阻挡，使其电离能力降低，于是电离电流减少，检测电离室空 气的等效阻抗增加，而补偿电离室因无烟进入，电离室的阻抗保持不变，因此，引起施加在 两个电离室两
22、端分压比的变化，在检测电离室两端的电压增加量达到一定值时，开关电路动 作、发出报警信号。光电感烟探测器光电式感烟探测器由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生 的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。按照光源不同，可分为普通光电式、激光光电式、 紫外光光电式和红外光光电式等4种。a、普通光电式感烟探测器根据其结构特点可分为遮光型和散射型两种。遮光型光电感烟探测器由一个光源和一个光电元件对应装在小暗室内构成。在无烟情况 下，光源发出的光通过透镜聚成光束，照射到光电元件上，并将其转换成电信号，使整个电 路维持在正常状态，不发出报警。当火灾发生有烟雾进入探测器，使光的传播特性改变，光
23、 强明显减弱，电路正常状态被破坏，则发出报警信号。散射光电式感烟探测器的发光二极管和光电元件设置的位置不是对应的。光电元件设置 在多孔的小暗室里。无烟雾时，光不能射到光电元件上，电路维持正常状态。而发生火灾时， 有烟雾进入探测器，光通过烟雾粒子的反射或者散射到达光电元件上，则光信号转换成电信号, 经放大电路放大后，驱动自动报警装置发出报警信号。b、激光式感烟探测器。由激光发射机和激光接收器组成。它利用激光方向性强、亮度 高及单色性和相干性好的特点。在无烟情况下，脉冲激光束射到光电接收器上，转换成电信 号，报警器不发出报警。一旦激光束在发射过程中有烟雾遮挡而减弱到一定程度，使光电接 收器信号显着
24、减弱，探测器发出报警信号。在种类繁多的激光光源中，半导体激光器由于具有所需激发电压低、效率高、脉冲功率大、器件体积小、耐震、寿命长和价格低廉等优点而 受到重视。C、紫外光和红外光感烟探测器。它们具有灵敏度高、性能稳定、可靠、探测方位准确 等优点，于是得到普遍重视，并成为目前火灾探测器的重要设备和发展方向。光电式感烟探测器发展很快，种类不断增多，就其功能而言，它能实现早期火灾报警， 除应用于大型建造物内部外，还特殊合用于电气火灾危（wei）险性较大的场所，如计算机房、 仪器仪表室和电缆沟、隧道等处。感温火灾探测器感温探测器按结构原理不同有双金属片型、膜盒型、热敏电子元件型等三种。双金属片型是应用
25、两种不同膨胀系数的金属片作为敏感元件的，普通制成差温和定温 两种形式，定温式是当环境温度上升达到设定温度时，定温部件即将动作，发出报警信号； 差温式是当环境温度急剧上升，其温升速率达到或者超过探测器规定的动作温升速率时，差 温部件即将动作，发出报警信号。膜盒型探测器由波纹板组成一个气室，室内空气只能通过气塞螺钉的小孔与大气相 通。普通情况下，气室受热，室内膨胀的气体可以通过气塞螺钉小孔泄漏到大气中去。当发 生火灾时，温升速率急剧增加，气室内的气压增大，波纹板向上鼓起，推动弹性接触片，接 通电接点，发出报警信号。电子感温探测器由两个阻值和温度特性相同的热敏电阻和电子开关路线组成，两个热 敏电阻中
26、一个可直接感受环境温度的变化，而另一个则封闭在一定热容量的小球内。当外界 温度变化缓慢时，两个热敏电阻的阻值随温度变化基本相接近，开关电路不动作。火灾发生时，环境温度剧烈上升，两个热敏电阻阻值变化不一样，原来的稳定状态破坏，开关电路打 开，发出报警信号。3）火灾探测器的选择根据火灾的特点选择探测器火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或者没有火焰辐射，应选用感烟 探测器。火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温探测器、火 焰探测器或者其组合。火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量烟和热、应选用火焰探测器。火灾形成特点不可预料，可进行摹拟试验，根据试验结果选择探测器
27、。根据安装场所环境特征选择探测器相对湿度长期大于95%,气流速度大于5m/s,有大量粉尘、水雾滞留，可能产生腐 蚀性气体，在正常情况下有烟滞留，产生醇类、酸类、酮类等有机物质的场所，不宜选用离 子感烟探测器。可能产生阴燃或者发生火灾不及警将造成重大损失的场所，不宜选用感温探测器；温 度在0以下的场所，不宜选用定温探测器；正常情况下温度变化大的场所，不宜选用差温 探测器。有下列情形的场所，不宜选用火焰探测器：a、可能发生无焰火灾;b、在火焰浮现前有浓烟扩散;c、探测器的镜头易被污染；d、探测器的,视线“易被遮挡；e、探测器易被阳光或者其他光源直接或者间接照射；f、在正常情况下，有明火作业以及X射线、弧光等影响。高层民用建造及其有关部位火灾探测器类型的选择参照下表。项目设置场所火灾探测器的类型差温式差定温式定温式感烟式I级II级III级III级I级II级III级I级II级III级1剧场、电影院，礼堂，会场，百货公司，商场，旅馆，饭店，集体宿舍，公寓，住宅, 医院，图书馆，博物馆OO厨房，锅炉房，开水间，消毒室等进行干燥烘干的场所