高层建筑火灾自动报警系统设计

项目二高层建筑火灾自动报警系统设计教学过程设计与建议项目内容任务2-1火灾自动报警系统综述任务2-2高层住宅火灾探测器选择、布置、安装与接线任务2-3消防系统组件及功能模块的选择与应用任务2-4火灾报警控制器的选用任务2-5火灾自动报警系统及工程图的识读和综合训练参考学时16项目知识点明白火灾报警系统的组成、分类及原理；学会报警设备的使用、选择和布置；懂得火灾自动报警系统工作过程及相关设计知识。项目技能点具有报警设备的使用、选择和布置能力；具有火灾自动报警系统工作过程及相关设计知识；具有独立操作火灾自动报警系统工作过程的能力；具有识读工程图、设计火灾自动报警系统和使用相关规范的能力。教学重点火灾自动报警系统工程图的识读教学难点火灾自动报警系统设计教学资源与载体《国家建筑标准设计图集》10D303-2～3、GB501164-2001、GB50166—2007、多媒体网络平台，教材、动画PPT和视频等，一体化消防实验室，消防系统工程图纸图2-2（a）(b)(c)(d)(e)(f)(h)(l)，课业单、工作计划单、评价标准。教学方法建议参与型教学法，角色扮演法，设计步步深入法等教学过程设计给出工程图→采用设计步步深入法，边学边做考核评价内容和标准探测器的选择与布置；设备的编码、安装及控制操作能力；火灾自动报警系统图的识读；火灾自动报警系统设计能力；沟通协作能力；工作态度；任务完成情况与效果任务2-1火灾自动报警系统综述教学载体是高层民用建筑火灾自动报警系统设计工程图，见图2-2（a）(b)(c)(d)(e)(f)(h)(l)。《消防系统工程设计与施工》工作页

姓名：学号：班级：日期：

任务2-1火灾自动报警系统组成认知课时：4学时项目二高层住宅火灾自动报警系统设计与施工课程名称消防系统工程设计与施工任务描述：通过讲授、视频录像、动画播放及现场参观等形式认知火灾自动报警系统的组成、作用等，让学生对几个典型的系统有明确的了解，学会识别不同系统。工作任务流程图：播放录像、动画→教师给出工程图纸并结合图纸讲授→参观→分组研讨→提交工作页→集中评价→提交认知训练报告1、资讯（明确任务、资料准备）（1）火灾自动报警系统由哪些设备组成？各部分的作用是什么？（2）区域报警系统由哪些设备组成？特点如何？

（3）集中报警系统由哪些设备组成？特点如何？（4）控制中心报警系统由哪些设备组成？特点如何？（5）火灾自动报警系统发展经历哪几个阶段？有何特点？2、决策（分析并确定工作方案）（1）分析采用什么样的方式方法了解火灾自动报警系统的组成、发展及分类等，通过什么样的途径学会任务知识点，初步确定工作任务方案；

（2）小组讨论并完善工作任务方案。3、计划（制订计划）制定实施工作任务的计划书；小组成员分工合理

需要通过实物认识、图片搜集、视频播放、查找资料、参观等形式完成本次任务。

（1）通过查找资料和学习明确火灾自动报警系统的分类、特点等

（2）通过录像、动画认知火灾自动报警系统的特点

（3）通过对实训室设备或校区消防系统的参观增强对火灾自动报警系统的感性认识，为后续课程的学习打好基础。4、实施（实施工作方案）（1）参观记录

（2）学习笔记（3）研讨并填写工作页5、检查（1）以小组为单位，进行讲解演示，小组成员补充优化；

（2）学生自己独立检查或小组之间互相交叉检查；

（3）检查学习目标是否达到，任务是否完成。6、评估（1）填写学生自评和小组互评考核评价表；

（2）跟老师一起评价认识过程；

（3）与老师深层次的交流；

（4）评估整个工作过程，是否有需要改进的方法。指导老师评语：任务完成人签字：

日期：年月日指导老师签字：

日期：年月日2.1.1火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成。联动动画

火灾自动报警系统各部分作用：火灾探测器：它是火灾自动探测系统的传感部分，捕捉、检测火灾发生过程中的“信号”，并将捕捉检测到的信号转换成电信号立即传送至报警控制器和消防控制中心。手动报警按钮：是在应急状态下由人工手动通报火警或确认火警的近控制电器。火灾报警装置（火灾报警控制器）：是火灾自动报警系统的中心（心脏），是接收火灾信号、启动火灾报警装置、指示火灾部位，记录有关火灾信息、确认火警、发送自动灭火设备和消防联动控制设备的信号、自动检测系统的正常运行并对特定故障等给出声光报警、对有关探测器和设备等实施供电。警报器：发生火情时，能发出区别环境声光的声或光报警信号。电源：火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电源一般采用蓄电池组。系统电源除为火灾报警控制器供电外，还为与系统相关的消防控制设备等供电。火灾自动报警动画及图示

2.1.1．1、区域报警系统（regionalalarmsystem）

1、区域火灾报警控制系统

由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成,或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成,功能简单的火灾自动报警系统。火灾探测器手动报警按钮区域报警控制器火灾警报装置消防联动电源区域报警系统

2、区域火灾报警控制系统特点及适用场所(1)区域报警系统特点。①系统保护对象仅为某一区域或某一局部范围；②系统中只有一台区域报警控制器；③系统具有独立处理火灾事故的能力，具有基本的火灾报警与联动控制系统，可以实现楼层的纵向火灾报警及纵向联动控制。（2）区域报警系统适用场所。适用于建筑规模小、控制设备（被保护对象）不多二级保护对象的建筑物。2.1.1.2、集中报警系统（centralizedalarmsystem）1、集中火灾报警控制系统组成集中火灾报警控制系统由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成或由火灾报警控制器，区域显示器和火灾探测器等组成的功能较复杂的火灾自动报警系统。区域火手动火灾报警按钮火灾探测器报警开关信号区域火灾报警控制器电源１区火灾警报装置排烟阀集中火灾报警控制器电源手动火灾报警按钮火灾探测器报警开关信号灾报警控制器电源n区集中报警系统2、集中火灾报警控制系统特点及适用场所(1)系统特点。①系统报警和联动控制一般采用总线的方式；②系统应设置消防控制室，集中报警控制器及其附属设备应安装在消防控制室内；系统可以实现按每个监控区域由区域报警控制器控制的横向联动灭火控制；③火灾报警是由各区域报警控制器实现，并由区域报警控制器纵向发送至集中报警器；④消防通讯及广播系统由总机控制各层分机及广播扬声器，实现按楼层或区域的纵向控制。（2）系统使用场所。集中火灾报警控制系统适用于建筑规模较大、保护对象较多，有条件设置区域报警控制器且需要集中管理或控制的场所。2.1.1.3、控制中心报警系统（controlcenteralarmsystem）1、控制中心火灾报警控制系统组成由消防控制室的消防设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成的功能复杂的火灾自动报警系统

控制中心报警系统2、控制中心火灾报警控制系统特点及适用场所(1)控制中心火灾报警控制系统特点。①系统能显示各消防控制室的总状态信号并负责总体灭火的联络与调度；②系统一般采用二级管理制度。（2）控制中心火灾报警控制系统使用场所。建筑规模大、系统的容量较大，消防设施控制功能较全、需集中管理的大型建筑群体建筑及超高层建筑。能自动（手动）发现火情并及时报警，以不失时机地控制火情的发展，将火灾的损失减到最低限度。火灾自动报警系统的作用是任务2-2探测器的《消防系统工程设计与施工》工作页

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任务2-2火灾探测器选择与布置课时：学时项目二高层住宅火灾自动报警系统设计与施工课程名称消防系统工程设计与施工任务描述：通过讲授、视频录像、动画播放及实践教学等形式认知火灾探测器的种类、原理，会根据不同场所选择计算并懂得如何布置及安装，会运用规范，会确定线制。工作任务流程图：播放录像、动画→结合工程图2-2→学生查找探测器种类、数量、符号等→教师结合图纸讲授→采用步步深入法→分组研讨→探测器布置→探测器线制→提交工作页→集中评价1、资讯（明确任务、准备资料）（1）常用探测器分为几类？（2）感烟、感温、感光探测器的区别？（3）怎样根据不同场所确定探测器种类及数量？（4）描述探测器安装间距确定方法。（5）探测器的线制有几种？各有何特点？（6）探测器安装及编程方法？2、决策（分析并确定工作方案）（1）分析采用什么样的方式方法完成探测器的选择与布置等，通过什么样的途径学会任务知识点，初步确定工作任务方案；（2）小组讨论并完善工作任务方案。3、计划（制订计划）制定实施工作任务的计划书；小组成员分工合理

需要通过实物认识、图片搜集、视频播放、查找资料、参观等形式完成本次任务。（1）通过查找资料和学习明确探测器的分类、特点及原理等（2）通过录像、动画、课件探测器的选择、布置、线制等（3）通过实训学会编码、接线、安装及控制操作等。4、实施（实施工作方案）（1）资料搜集使用记录（如用什么规范等）（2）学习笔记（3）研讨并填写工作页5、检查（1）以小组为单位，进行讲解演示，小组成员补充优化；（2）学生自己独立检查或小组之间互相交叉检查；（3）检查学习目标是否达到，任务是否完成。6、评估（1）填写学生自评和小组互评考核评价表；（2）跟老师一起评价认识过程；（3）与老师深层次的交流；（4）评估整个工作过程，是否有需要改进的方法。指导老师评语：任务完成人签字：

日期：年月日指导老师签字：

日期：年月日2.2.1任务引入及工作过程策划安排1、任务导出结合图2-2中标准层各房间和场所，查找探测器名称、数量、图例符号，完成探测器的选择、计算、设计、布置、接线、编码与安装，具体见工作页。2、工作过程策划及流程采用工程项目导向方法完成探测器的认知，采用设计步步深入法，完成探测器选择、计算、设计、布置，采用实验训练法完成探测器安装、编码、接线与操控，通过识读工程图的途径学会任务知识点，通过实验训练促使技能形成。2.2.2探测器设计知识连接

2.2.2.1、探测器的分类、型号及图形符号1、探测器分类2、探测器型号及图形符号探测器的型号命名探测器的图形符号：2.2.2.2.探测器的构造、原理、参数及用途

1、感烟火灾探测器

感烟探测器是对探测区域内某一点或某一连续路线周围的烟参数响应敏感的火灾探测器。（1）离子感烟火灾探测器构造及原理

有双源双室和单元双室之分，双源双室探测器是由两块性能一致的放射源片（配对）制成相互串联的两上电离室及电子线路组成的火灾探测装置。一电离室开孔称采样电离室（或称作外电离室）Km，烟可以顺利进入，另一个是封闭电离室，称参考电离室或内电离室）Kr，烟无法进入仅能与外界温度相通。两电离室形成一个分压器。

离子感烟探测器原理火灾时，烟雾进入外电离室后，镅241产生的a射线被阻挡，电离能力降低率增大，电离电流减小。正负离子被体积比其大得多的烟粒子吸附，外电离室等效电阻变大，内电离室因无烟进入，电离室的等效电阻不变，引起两电阻交接点电压变化。当变化到某一定值（由报警阈值确定）,交接点的超阈部分经过处理后，开关电路动作，发出报警信号。（2）光电式感烟探测器认知是对能影响红外，可见和紫外电磁波频谱区辐射的吸收或散射的燃烧产物敏感的探测器。光电式感烟探测器由光源、光电无件、电子开关及迷宫般的型腔密室组成。散射光型探测器内部结构如图示。它是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。工作原理：在敏感空间无烟雾粒子存在时，探测器外壳之外的环境光线被迷宫阻挡，基本上不能进入敏感空间，红外光敏二极管只能接收到红外光束经多次反射在敏感空间形成的背景光。当烟雾颗粒进入由迷宫所包围的敏感空间时（，烟雾颗粒吸收入射光并以同样的波长向周围发射光线，部分散射光线被红外光敏二极管接收后，形成光电流。当光电流大到一定程度时，探测器即发出报警信号。（3）红外光束线性火灾探测器①类型。这种探测器有点型和线型之分，有主动式、反射型、防爆型、智能型等多种。由发射器和接收器两部分组成。点型防爆型主动式线型智能型反射式②特点。不同的红外光束线性火灾探测器其特点各异。如JTY-HF-GST102特点有：工作电压范围宽、保护面积大；探测器将发射部分、接收部分合二为一，安装简单、方便，光路准直性好；内置微处理器，智能化火警、故障判断；具有自动校准功能，确保可以由单人在短时间内完成调试，操作简单、方便；具有自诊断功能，可以监测探测器的内部故障；具有自动补偿功能，对于一定程度上的灰尘污染、位置偏移及发射管的老化等致使接收信号减小的因素可自动进行补偿；具有火警、故障无源输出触点；可现场设置三个级别的灵敏度；探测光路设计巧妙，抗干扰性能强；外形美观大方，已获国家专利，专利号为ZL033580537。

③工作原理：正常下发射器发送一个不可见的，波长940mm脉冲红外光束，经过保护空间不受阻挡地发射到接收器的光敏元件上，火灾时，由于受保护空间的烟雾气溶胶扩散到红外光束内，使到达接收器的红外光束衰减，接收器接收的红外光束辐射通量减弱，当辐射通量减弱到预定的感烟动作阈值，有的厂家设定在光束减弱超过40%时，如果保持衰减5S（或10S）时间，探测器立即动作，发出火灾报警信号。④技术特性。见书。⑤安装与接线。安装：应安装在坚硬平滑的墙壁上，安装应牢固并使中心轴线尽量对正。沿发射器与接收器之间的中心轴向半径0.3m范围内不允许有固定或移动遮挡物。安装高度：平顶房：H≤5米，高度h＝4.7m；5米＜H≤8米，高度h＝4.7～6.5m.；上顶面为不规则顶面（人字、圆弧）：5米＜H≤8米，高度h＝H－0.3m；8米＜H≤14米，分两层安装，高度6.5m、13.5m；14米＜H≤20米，分三层安装，高度6.5m、13.5m、19.5m。安装如图2-13所示。接线：发射器、接收器的红线接24V，黑线接GND；接收器的两根蓝线故障继电器的常闭触点，两根黄线为为为火警继电器的常开触点

⑥适用场所：火灾发生时产生黑烟的场所；·各类仓库、大型纪念馆、车间、图书馆览馆、体育馆、变电所等。不适用场所：有日光照射，或有强烈红外辐射的地方；·有剧烈振动的地方；·有一定浓度的灰尘水气粒子且粒子的浓度变化较快的场所；·天顶高度超过30m的场所；空间高度小于1.5m的场所。

(4)探测器底座。探测器分为探头和底座两部分，接线主要在底座上完成，底座上有4个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器报警指示灯的方向。预埋管内的探测器总线分别接在任意对角的二个接线端子上（不分极性），另一对导体片用来辅助固定探测器。待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在底座上。探测器底座

（5）感烟探测器的灵敏度感烟灵敏度(或称响应灵敏度)是探测器响应烟参数的敏感程度。感烟探测器分为高、中、低(或I、II、III)级灵敏度。高灵敏度用于禁烟场所，中级灵敏度用于卧室等少烟场所，低级灵敏度用于多烟场所。高、中、低级灵敏度的探测器的感烟动作率为10%、20%、30%。

2、火焰探测器认知

（1）火焰探测器的分类。

根据火焰的光特性分三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。具体根据探测波段可分为：单紫外、单红外、双红外、三重红外、红外\紫外、附加视频等火焰探测器。

紫外火燃探测器红外火燃探测器当光敏管接收到185～245nm的紫外线时，产生电离作用，进行放电，其内阻变小，导电电流增加，电子开关导通，工作电压降低，当电压降低到V熄灭电压时，停止放电，电子开关断开，电源电压通过RC电路充电，使光敏管的工作电压重新升高到V导通电压，于是又重复上述过程，产生一串脉冲，脉冲的频率与紫外线强度成正比，同时与电路参数有关。（2）火焰探测器的工作原理（3）火焰探测器的应用场合。高端，石油和天然气的勘探、生产、储存与卸料；海上钻井---固定平台、浮动生产贮存于装卸；陆地钻井---精炼厂、天然气重装站、管道；石化产品---生产、储存和运输设施，油库，化学品；易燃材料储存仓库，汽车---制造、油漆喷雾房；飞机---工业和军事，炸药和军需品；汽车---喷漆房；医药业；废品焚烧。3、感温探测器感温探测器是响应异常温度、温升速率和温差等参数的探测器。（1）感温探测器分类。感温式火灾探测器按其结构可分为电子式和机械式两种。每种按原理又分为定温、差温、差定温组合式等三种。

定温探测器差定温探测器差温探测器（2）感温探测器工作原理。定温式探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升超过某个定值时启动报警的火灾探测器。差温式探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时启动报警的火灾探测器。差定温式探测器结合了定温和差温两种作用原理并将两种探测器结构组合在一起。（3）感温探测器灵敏度：火灾探测器在火灾条件下响应温度参数的敏感程度称感温探测器的灵敏度。感温探测器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度。定温、差定温探测器灵敏度级别标志如下：I级灵敏度（62℃）：绿色；II级灵敏度（70℃）：黄色；III级灵敏度（78℃）：红色。（4）感温探测器的适用范围。多烟、多尘、湿度大于95％以上的场所。如厨房、锅炉房、开水间、吸烟室等4、可燃气体探测器对探测区域内某一点周围的特殊气体参数敏感响应的探测器称为气体火灾探测器（又称可燃气体探测器）。其探测的主要气体种类有天燃气、液化气、酒精、一氧化碳等。

（1）可燃气体探测器原理。催化燃烧式可燃气体探测器探头由一对催化燃烧式检测元件组成，其中一个元件对可燃气体非常敏感(该元件上涂有多层催化剂)，另一个元件不敏感，用于补偿环境温度变化。这一对检测元件与另外一对高精度电阻构成惠斯登电桥。在催化剂的作用下敏感元件上发生催化燃烧(这种燃烧是阴燃，不会引爆外界可燃气体)，使其温度升高(可高达500摄氏度)，从而改变电阻造成电桥失衡。缺点是当检测气体中含有硫化氢和氯化物时，不宜选用。（2）可燃气体探测器安装场所、数量和高度。适用非敞开式天然气、液化气压缩机房；原油、液化气泵房；液化石油气罐瓶充装车间；输油站计量间；油泵房；污油、污水泵房；阀组区；管汇间地沟内；油气管道密集、油气泄漏不易发现而且泄漏后容易积聚或经常污染的场所。可燃气体探头的保护半径一般为6-7.5米。安装数量需要根据场所面积来定。可燃气体的相对密度大于0.75时，探头宜安装在低处，距离地面0.2-0.5米为宜。可燃气体的相对密度小于等于0.75时，探头宜安装在高处，距离屋顶0.5-1米为宜。

(3)可燃气体探测器案例及应用。可燃气体探测器具有：采用进口催化燃烧式传感器，反应时间短、使用寿命长；防爆外壳，坚固耐用；高可靠性和准确性，良好的抗