智能大厦 第10章

1、第第1010章章 消防及联动控制技术消防及联动控制技术 第10章 消防及联动控制技术 10.1 概述10.1.1 智能化建筑对消防系统的要求10.1.2 智能化建筑消防系统的构成10.1.3智能建筑消防系统的基本工作原理10.2 火灾探测器10.2.1室内火灾的发展特征10.2.2 火灾探测器的分类10.2.3 火灾探测器的系统组成方式10.2.4常用火灾探测器10.2.5火灾探测器的选用及维护10.3 灭火系统10.3.1 灭火的基本原理10.3.2 智能建筑内常用灭火系统10.4 火灾报警控制器10.4.1 作用与类型10.4.2 主要技术性能10.4.3 区域火灾报警控制器10.4.4

2、集中火灾报警控制器10.5智能化建筑的消防联动控制10.5.1消防供电10.5.2 消防设备的联动控制10.6 智能消防系统10.6.1 消防系统的智能化10.6.2智能消防系统与设备自动化系统的联网本章导读 对智能建筑的安全构成最大威胁就是火灾，对智能建筑的安全构成最大威胁就是火灾，建筑物一建筑物一旦发生火灾，后果将不堪设想。旦发生火灾，后果将不堪设想。人的生命在火灾面前人的生命在火灾面前是极其脆弱的，所以，在是极其脆弱的，所以，在智能化建筑的智能化建筑的消防系统设计消防系统设计时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。如何能做到这一

3、点？需要更在首位。如何能做到这一点？需要更准确可靠的火灾准确可靠的火灾探测技术，更早期的火灾报警，更有效的能延缓火势探测技术，更早期的火灾报警，更有效的能延缓火势蔓延的自动化蔓延的自动化灭火装置。灭火装置。 本章着重叙述如何构建本章着重叙述如何构建智能消防系统、火灾探测智能消防系统、火灾探测的技的技术术、自动化、自动化灭火灭火技术及与其它系统的联动控制技术及与其它系统的联动控制技术。技术。 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 第10章 消防及联动控制技术 我们在考虑消防系统设计时，必须坚持以人为本的方针。火灾对人的生命威胁是第一位需要面对的事实，人的生命在火灾面前是极其

4、脆弱的。所以，在智能化建筑的消防系统设计时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。我们认为，智能化的消防系统会给建筑物内的人们多一些逃生的时间以及更好的逃生环境。如何能做到这一点？需要更准确可靠的火灾探测技术，更早期的火灾报警，更有效的能延缓火势蔓延的自动化灭火装置。当然，这一切要建立在该建筑物大量采用优良的防火建材基础之上。 10.1.1 10.1.1 智能化建筑对消防系统的要求智能化建筑对消防系统的要求 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 本章所叙述的内容只限于智能消防系统中检测和控制部分,它综合应用了自动检测技术、现代电子工程技术及计算机技术等高新技术

5、。火灾自动检测技术可以准确可靠地探测到火险所处的位置，自动发出警报，计算机接收到火情信息后自动进行火情信息处理，并据此对整个建筑内的消防设备、配电、照明、广播以及电梯等装置进行联动控制。可见，这样的消防系统智能化程度很高，作为BAS主系统中的一个子系统，它可以受控于主系统，也可以独立工作，并可与通信、办公及保安等其它子系统联网，实现整个建筑的综合智能化。 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 一个完整的消防体系构成如图10-1所示，由火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备组成。 避难诱导设备灭

6、火设备火灾自动报警设备消防体系报警控制联动控制火灾探测液体、气体、干粉的喷洒装置灭火辅助系统信号指示系统传统开关量火灾探测器现代模拟量火灾探测器图10-1消防体系构成 火灾自动报警系统火灾自动报警系统的构成的构成 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成集中报警控制器灭火控制单元防排烟控制单元紧急广播系统闭路电视系统区域报警控制器1烟雾探测温度探测火焰探测红外探测报警按键区域报警控制器n烟雾探测温度探测火焰探测红外探测报警按键区域报警控制器2消防控制中心到安防系统控制中心联动信息当地消防部队119火

7、警报警火灾探测器图10-2 火灾自动报警系统的构成 10.1.310.1.3智能建筑消防系统的基本工作原理智能建筑消防系统的基本工作原理 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 智能建筑消防系统的基本工作原理是: 当某区域出火灾时,该区域的火灾探测器探测到火灾信号,输入到区域报警控制器,再由集中报警控制器送到消防控制中心, 控制中心判断了火灾的位置后立即向当地消防部队发出119火警，同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器进行自动灭火。与此同时,紧急广播发出火灾报警广播,照明和避难诱导灯亮,引导人员疏散。此外,还可起动防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟凤机等进行隔离和排烟等。

8、 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 第10章 消防及联动控制技术 火灾探测器是一种在火灾发生后能依据物质燃烧过程中所产生的烟雾、高温等各种现象，将火灾信号转变为电信号，并输入火灾报警控制器，由报警控制器以声、光信号向人发出警报的器件。严格意义上的火灾探测器是具有人工智能的，因为火与火灾是相对于人的控制能力而言的。在人的控制范围内的燃烧是有用的火，超出人的控制范围内的燃烧才是火灾。要判别一个燃烧现象是火还是火灾需要人的智慧。目前在智能建筑消防系统中所用的火灾探测器实际上是“燃烧探测器”，是通过检测燃烧过程中所产生的种种物理或化学现象来探测燃烧现象。要真正实现对火灾的探测还需要做许多研究工

9、作。 10.2.110.2.1室内火灾的发展特征室内火灾的发展特征 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 火势（温度）燃烧时间t初起阶段猛烈阶段发展阶段熄灭阶段阴燃，有烟雾，温度分布不均，火势不大疏散和灭火最有利的时机可达400600大量可燃气体热烟气逃生困难逃生渺茫达800900火势快速扩大和蔓延火场温度下降建筑构件会出现变形图10-3室内火灾发展特征曲线 10.2.2 10.2.2 火灾探测器的分类火灾探测器的分类 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 多线制系统结构多线制系统结构 第10章 消防及联动控制技术 10.2

10、10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.3 10.2.3 火灾探测器的系统组成方式火灾探测器的系统组成方式 报警控制器探测器12n图10-4多线制系统结构 总线制系统结构总线制系统结构 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.3 10.2.3 火灾探测器的系统组成方式火灾探测器的系统组成方式 图10-5总线制系统结构 报警控制器探测器12n报警控制器探测器12n总线二总线制（树枝形接线）报警控制器探测器12二总线制（环形接线）探测器报警控制器探测器12n二总线制（链式接线）感烟式探测器感烟式探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火

11、灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-6感烟式探测器实物图 这是一种能探测物质燃烧所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度的探测器，有根据散射光、透射光原理工作的光电感烟探测器和电离原理工作的离子感烟探测器，是一种点型火灾探测器，图10-6所示是一些感烟式探测器实物图。 离子感烟探测原理离子感烟探测原理 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-7电离室结构和电特性示意图 主感知区域射线电离区域Am241EP1P2饱和电流Is外加电压U双极型离子电流Ih单极型IhIhAB

12、ABa）b）双源式双源式离子感烟探测器离子感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-8 双源式离子感烟探测器原理图 a）电路原理 b）工作特性 a）b）信号放大开关回路（补偿用电离室）（检测用电离室）V1V2RM回路电压V0直流18VBAII回路电压V0V进入烟的时候V2V2V1V1（R电离室）（M电离室）单源式单源式离子感烟探测器离子感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-9单源式离子

13、感烟探测器原理示意图 放大比较电 路传输电路P2P1Pm点型遮光感烟探测器点型遮光感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-10 遮光型探测器结构及原理示意图 脉冲信号输出放大器光学透镜发光二极管光敏二极管烟粒子暗箱线型遮光感烟探测器线型遮光感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-11线型遮光感烟探测器原理及实物图 散射型光电感烟探测器散射型光电感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术

14、10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-12 散射型光电感烟探测器的原理示意图 平行光束散射光烟室发光元件烟粒子受光元件.线型定温式探测器线型定温式探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-13线型定温式探测器 护套负温度系数的热敏绝缘材料钢芯聚脂带感温电缆型线型定温火灾探测器紫外光敏管紫外光敏管 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-1

15、5紫外光敏管实物及其光敏特性图 光波长(nm)日光气体火焰钨丝电灯泡紫外光红外光可见光紫外光敏管工作区强度/灵敏度紫外光敏管实物图紫外光敏管的工作原理紫外光敏管的工作原理 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-16 紫外光敏管的工作原理 充满特殊气体紫外线照射UV玻璃外壳阳极阴极（靶）光电子发生雪崩效应限流电阻Rs放电电流管压降高电压 Ebb工作点辉光放电区放电电流 i(A)管压降Rs 负载特性Vs(工作电压）Ve(管压)Ebb紫外光敏管的伏-安特性紫外式火焰探测器紫外式火焰探测器第10章 消防及联

16、动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-17紫外式火焰探测器电路原理 阳极阴极放电电流i4.7k10M220pF300V10k1000pF输出脉冲紫外（兰色火焰光）紫外光敏管紫外式火焰探测器 点型半导体型可燃气体探测器点型半导体型可燃气体探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-18 可燃气体探测电路 MQ-K110k5105.12.2k电热丝通断控制输出VCC火灾探测器的发展火灾探测器的发展 第10章 消防及联动控制技

17、术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.410.2.4常用火灾探测器常用火灾探测器 (1)复合探测器现代火灾探测器发展的一方向是多传感器/多判据技术，多个传感器从火灾不同现象获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。例如，将常用的离子感烟探测器改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它灵敏度更高，能提供甚早期火灾探测，应用前景良好。(2)空气采样感烟探测技术是一种通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该技术在探测方式上，突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的传统，跳

18、跃到主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子,具有很高的灵敏度，用于早期火灾智能预警。(3)多探测器协同探测每一只探测器在进行其模拟量报警判定时，要参照其相邻探测器的读数，可用于抑制某些误报现象，并对真实的火灾作出较快的响应。 10.2.510.2.5火灾探测器的选用及维护火灾探测器的选用及维护 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 1.火灾类型及形成规律与探测器的关系 对于第一类火灾，必须采用可燃气探测器实现灾前报警，或采用感光式探测器对爆燃性火灾瞬间产生的强烈火焰光辐射作出快速报警反应。一般性火灾初

19、始的阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很弱的火光辐射，此时应选用感烟式探测器。2.根据建筑物的特点及场合的不同选用探测器3. 探测器的定期试验和清洗维护依据火灾自动报警系统施工验收规范，要求严格对火灾自动报警系统进行定期检查和试验，尤其是“在火灾探测器投入使用二年后，应每隔三年全部清洗一遍，并作响应阈值及其它必要的功能试验，合格者方可继续使用，不合格者严禁重新安装使用。” 10.3.1 10.3.1 灭火的基本原理灭火的基本原理 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 灭火的基本方法就是根据起火物质燃烧的状态和方式，为破坏燃烧必须具备的基本条件而采取的一些措施。不管

20、采用哪一种方法，只要能去掉一个燃烧条件，火就可被扑灭。 1.冷却灭火法2.隔离灭火法3.窒息灭火法4.抑制灭火法 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 (1)湿式自动喷水灭火系统，湿式自动喷水灭火系统，是使用时间最长、应用最广泛、控火、灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。湿式的含意是平时管道系统中是充满水的状态。 (2)干式自动喷水灭火系统，干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干式系统灭火效率不如湿式系统，造价也高于湿式系

21、统，但由于它的特殊用途，至今仍受到人们的重视。 (3)雨淋系统，雨淋系统为开式自动喷水灭火系统的一种，系统所使用的喷头为开式喷头，发生火灾时，系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火。 (4) 水幕系统，水幕系统是开式自动喷水灭火系统的一种。水幕系统喷头成13排排列，将水喷洒成水幕状，具有阻火、隔火作用，能阻火焰穿过开口部位，防止火势蔓延，冷却防火隔绝物，增强其耐火性能，并能扑灭局部火灾。10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 气体灭火系统气体灭火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 (1)CO2气体灭火系统，CO2的灭火机理是

22、通过向一个封闭空间喷入大量的CO2气体后，将空气中氧的含量由正常的21%降低到15%以下，从而达到窒息中止燃烧的目的。 (2)烟烙尽气体灭火系统，虽然烟烙尽的灭火机理与CO2一样，也是把药剂喷放到封闭空间内，降低氧的浓度，窒息燃烧扑灭火灾。但是烟烙尽药剂是由52%氮气.40%氩气和8%的CO2气体组成，它掺入了合适的气体混合物，使得人们在缺氧的气氛中能呼吸，它实际上增强了人吸收氧气的能力。 (3)七氟丙烷气体灭火系统，七氟丙烷（HFC-227ea）在常温常压下为无色、几乎无味、不导电的气体，其密度大约是空气的6倍；在其自身压力下为无色透明的液体，无毒不燃，无腐蚀性，具有良好的热稳定性和化学稳定

23、性。 10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 泡沫灭火系统泡沫灭火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 泡沫灭火系统由消防泵组，压力式泡沫比例混合装置、泡沫生产器、管路、仪表、阀门等组成。泡沫灭火系统与自动喷水系统联合可组成泡沫喷淋系统。泡沫灭火系统是扑救甲、乙、丙类液体火灾普遍使用的一类灭火系统，广泛应用于油库，汽车车库、船舶、飞机维修库、化工、油品散装车间、油码头等场场所。 10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 10.4.1 10.4.1 作用与类型作用与类型 第10章 消防及联动控制

24、技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 火灾报警控制器按用途来分有三种类型：区域报警控制器、集中报警控制器和通用报警控制器。 集中报警控制器区域报警控制器1烟雾探测温度探测火焰探测红外探测报警按键区域报警控制器n烟雾探测温度探测火焰探测红外探测报警按键区域报警控制器2火灾探测器图10-19火灾报警控制器 10.4.2 10.4.2 主要技术性能主要技术性能 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 火灾报警控制器性能好坏直接关系到火灾的早期发现和扑救的成功与否，对于能否将火灾带来的损失限制在最小范围起着决定性作用。火灾报警控制器的重要性决定

25、了它的主要技术性能包括以下一些内容：确保不漏报；减少误报率；自检和巡检，确保线路完好，信号可靠传输；火警优先于故障报警；电源监测及自动切换，主电源断电时能自动切换到备用电源上，同时具备电源状态监测电路；控制功能，能驱动外控继电器，以便联动所需控制的消防设备；兼容性强，调试及维护方便；工程布线简单、灵活。 10.4.3 10.4.3 区域火灾报警控制器区域火灾报警控制器 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 图10-20 总线制区域火灾报警控制器原理图 显 示声报警打 印区域报警控制板CPU集中报警控制器总线接口编码器编码器编码器探测器1探测器2探测器n

26、.10.4.4 10.4.4 集中火灾报警控制器集中火灾报警控制器 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 图10-21 集中火灾报警控制器原理框图 声光报警火警电话记 时火警广播录 音火灾事故照明打 印显 示集中火灾报警控制器联动装置灭 火防 火区域报警控制器1区域报警控制器2区域报警控制器n.10.5.110.5.1消防供电消防供电 第10章 消防及联动控制技术 10.510.5智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-22 一级消防电力供电系统 a）不同电网 b）同一电网 消防设备用电源一般负荷一般负荷消防设备用电源一般负荷发电机a

27、）b）10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制 第10章 消防及联动控制技术 10.510.5智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-23 消防泵、喷洒泵联动控制原理框图 手动报警火灾探测器水位信号探测器水流报警器阀关闭信号区域报警控制器信号处理单元水压信号集中火灾报警控制器消防泵及喷洒泵控制装置手动控制消防泵喷洒泵排烟联动控制排烟联动控制 第10章 消防及联动控制技术 10.510.5智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-24 排烟联动控制原理框图 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制火灾探测器区域报警控制器集中火灾报警控制器排烟阀门反馈信号排烟风机反馈信号空调、送风机、防火门反馈信号a）火灾探测器区域报警控制器集中火灾报警控制器控制模块排烟阀门反馈信号控制模块排烟风机反馈信号控制模块空调、送风机等反馈信号b）防火卷帘及防火门的联动控制防火卷帘及防火门的联动控制 第10章 消防及联动控制技术 10.510.5智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-25 防火卷帘联动控制原理框图 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制火灾探测器区域报