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文档简介

PAGEPage:PAGE60第一章楼宇自控系统概述楼宇自控系统的设计标准楼宇自控系统的组成分布式集散控制系统空调通风监控系统给水排水监控系统供配电监控系统照明与动力监控系统电梯监控系统一、概述楼宇自动化系统(BuildingAutomationSystemBAS)是智能大厦(IntelligentBuilding)最重要的组成部分,它与办公自动化系统(OfficeAutomationSystemOAS)以及通讯自动化系统(CommunicationAutomationSystemCAS)并称智能大厦的“3A”系统。楼宇自动化系统,既能提供安全保证和舒适宜人的生活与工作环境,又能提高大厦运行的经济性,因此在世界各地的建筑物中被广泛采用。楼宇自动化系统的任务是提供客户安全、健康、舒适、温馨的生活与高效的工作环境,并能保证系统运行的经济性和管理的智能化,因此监控范围涉及面很宽。广义上的BAS应包含消防自动化系统(FireAutomationSystemFAS)和保安自动化(SafetyAutomationSystemSAS)以及广播音响系统(BroadcastingSoundSystemBcss)停车场管理系统(CarparkingManagementSystem,cpms),本报告仅涉及大厦机电设备的监测与控制,又称楼宇机电设备自动化系统,它主要包括电力、照明、空调、给排水、电梯管理等。二、楼宇自控系统的设计标准JGJ/T16-92“民用建筑电气设计规范”GBJ19-87“采暖通风与空调调节设计规范”三、楼宇自控系统的组成:在现代建筑中,楼层不断增加,功能要求日益增多,其中包括了对环境空间的要求。因此广泛使用了各种各样的机械和电子设备,如空调、电梯、给水排水、防火防盗等设备,而且都要求对这些设备具有自动控制,使之处于最佳状态下运行,以提高工作效率和服务质量,确保有一个舒适、清洁的生活与工作环境。从八十年代中期开始,随着信息技术、微电脑技术以及计算机网络技术日新月异的高速发展,对建筑物的结构,对楼宇的管理与服务的优化提供了一个既合理又理想的技术支持。智能大厦也就在这种高新技术的支持下应运而生,开创了建筑史上的一个新纪元。楼宇机电设备监控系统,作为智能大厦楼宇自动化系统的一部分,而且是非常重要的一部分,担负着对整座大厦内机电设备的集中监测与控制,保证所有设备的正常运行,并达到最佳状态。同时,在计算机软件的支持下进行信息处理、数据计算、数据分析、逻辑判断、图形识别等,从而提高了智能大厦的高水平的现代化管理和服务。楼宇机电设备监控系统包括下列主要内容:空调通风监控系统给水排水系统供配电系统照明与动力系统电梯系统1、供配电系统安全、可靠的供电是智能建筑正常运行的先决条件。供配电系统除继电保护与备用电源自动投入等功能要求外,必须具备对开关与变压器的状态,系统的电流、电压、有功功率与无功功率等参数的监测,进而实现全面的能量管理。2、照明系统照明系统能耗亦很大,在大型高层建筑中往往仅次于空调通风系统,并导致冷气负荷的增加。智能照明控制应十分重视节能,例如,人走灯熄;用程序设定开/关灯时间,如客户需要加班则用电话通知中控室值班人员,在电脑上修改时间设定;利用钥匙开关、红外线、超声波及微波等测量方法,一旦人离开室内,5min以内自动关灯。国外的分析报告指出,按这三种设计方案的照明控制大概可节约30%—50%的照明用电。3、空调通风监控系统随着科学技术的不断发展和进步以及人类生活水平的提高,人们在日常的生活和劳动生产中对空气环境的要求也不断提高,特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求,以利于提高人们生活的质量。它的主要功能是对建筑物内的空气进行调节,为人们的生活与工作造就一个温度适宜,湿度恰当,空气洁净的舒适环境。一般而言,空调的内容包括以下几个方面:温度调节湿度调节气流速度的调节空气洁净度的调节空调系统在建筑物中的能耗最大,故在保证提供舒适环境的条件下,应尽量降低能耗。主要节能控制措施如下:设备最佳启/停控制;空调及制冷机的节能优化控制;设备运行周期控制;电力负荷控制;储冷系统最佳控制等。4、给排水监控系统给水排水系统的监控是提高科学管理水平,减轻劳动强度,保证人们用水质量和节约能源消耗的一项既重要又必要的技术措施,其最终目的是确保管网中各水泵根据用户用水量的变化能及时地改变其运行,使水泵房中的水泵处于最佳的运行状态,从而实现管网的合理调度。5、电梯系统大型建筑均配备多组电梯。需要利用计算机实现群控,以达到优化传送、控制平均设备使用率与节约能源运行管理等目的。电梯楼层的状况、电源状态、供电电压、系统功率因数等亦需监测,并连网实现优化管理。四、分布式集散控制系统分布式集散控制系统(DCS,DistributedControlSystem)就是以分布在现场被控设备处的控制装置(又称直接数字控制器DDC)完成被控设备的实时检测保护与控制任务,由中央计算机进行统一管理的系统。集散控制系统主要由中央管理计算机、直接数字控制器和计算机通信网三大部分组成。DCS具有高可靠性、高灵活性、高可扩展性、智能通信,多级计算机网络与集散式计算机系统结构等特点。(1)中央管理计算机中央管理计算机为分布式集散控制系统的管理与调度中心,它是楼宇自动化系统的主管,是监视、远动控制、数据处理和中央管理的中心,它可实现对全系统的集中监督管理及运行方案指导、并可实现设备的远动控制。中央管理工作站为全中文提示,彩色画面直接、明了、操作简便、运行可靠。它可对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理,专用的工程开发软件及运行环境可提供标准的用户应用程序及友好、开放的用户界面,使整个系统易于扩展,为系统的修改、完善提供了方便。中央管理工作站的主要功能包括:①、数据采集与管理中央站定时采集各子系统的运行参数及运行状态,并将数据加工处理后以数据文件形式存贮,供以后查询分析。②、系统运行状态与历史状态显示以图形显示当前或历史上某一时刻的运行参数,图形包括系统总平面图、各分系统的系统图和任一分系统内某一部分子系统或设备的局部图,以及用户要求的任何其它图形。图中依据系统实际情况显示各测点的参数及各设备的运行状态,还可以曲线形式显示系统中某些参数在指定的一段时间内的变化曲线,以便对系统运行的情况进行分析。③、运行报表与参数曲线打印以表格形式打印各测量参数及设备运行状态。打印格式可以是班报表、日报表和月报表,也可打印屏幕上显示的任一曲线或图形画面。④、调度指挥运行操作人员可在中央站通过鼠标器来启停管理工作系统中的任一设备,调整各阀门开度,改变各系统的控制设定参数。除操作人员手动操作外,还可进行各系统的全局自动调度管理。⑤、故障诊断和报警中央管理控制系统实时接收各子系统送来的参数状态信息,经分析整理后将故障信息及时在屏幕上进行显示,上述信息都贮存在硬盘的故障信息库中,供以后查找和分析。⑥、定时控制可根据用户的要求,定时自动投入,切断被控设备。(2)通讯网络通讯网络负责中央管理计算机与直接数字控制器(DDC)及DDC之间的信息传输,保证整个控制系统的正常工作。该通讯网络由中央接口、现场通讯接口及通讯线二部分组成。通讯网络构成简单、实用,通讯线为一根二芯的普通电缆(在本工程中由综合布线统一布线),用其将所有直接数字控制器(DDC)依次连接,通过中央通讯接口与中央站连接、中央站、直接数字控制器(DDC)可灵活地设置在网络中的任意位置,不受距离限制,抗干扰性好,易于系统的进一部扩展。中央管理计算机与各DDC之间多采用485总线及现场总线技术。LONworks现场总线主要技术特点:网络结构简单,不需专用中央处理机和服务器安装方便,不需要铺设专用电缆,可利用普通电源线、普通双绞、载波或无线电波传输网络信息采用扩频技术,抗干扰能力强网络采用总线结构,具有标准通讯协议,系统扩展方便,组网灵活网络结构成本低,I/O模块齐全,并可与各种智能设备建立接口连接软件丰富,可编程性好,配有开发系统LONTalk协议的特点:支持多种传输媒体响应时间快开放性好高可靠性(3)直接数字控制器(DDC)直接数字控制器具有能独立地完成对现场机电设备的数据采集和控制,它与下面的需要监控的设备直接连接,向上与中央控制站通过网络介质相连,进行数据的传输。直接数字控制器(DDC)基本功能如下:———多回路参数检测与显示;———被控环境参数的设定;———独立进行设备状态及参数的自动控制;———设备运行状态显示;———控制机与传感器故障诊断与报警;———自动/手动控制切换及手动操作;(4)现场设备传感器:如温度、湿度、压力、压差、流量等传感器执行器:如风门执行器、电动阀门执行器触点开关:如继电器、接触器等上述现场设备应具备安全可靠能满足实际要求的精确度。现场设备直接与直接数字控制器(DDC)相连,它的运行状态和物理模拟量信号将直接送到DDC,反过来,DDC输出的控制信号也直接引用于现场设备。五、空调监控系统的设计空调监控系统是智能大厦楼宇自控系统的一个子系统,它采用计算机为主体的分布式集散控制系统,实现对空调通风设备的自动监控功能。空调监控系统的设计包括如下几方面的内容:确定空调通风系统的设备配置空调通风监控系统的工作原理及功能确定监控点及控制类型1、空调通风系统的设备配置空调通风系统的主要设备有:中央冷却机组,它包括冷水机组、冷冻水循环泵、冷却塔、泠却水循环泵、水流开关、旁通调节水阀、淋水开关蝶阀等。新风空调机空调处理机风机盘管通风机冷水交换器与热水交换器2、空调监控系统功能(1)中央制冷系统监控中央制冷系统监控主要是对冷却塔及其进水时间、冷却水泵、冷水机及其冷却和冷冻进水蝶阀、出水水流开关、冷冻水泵、冷却总供水和总回水温度、冷冻总供水和总回水温度及其之间的压差、冷冻总回水流量、旁通调节水阀的监控等。中央制冷系统担负着整幢大厦各楼层及各房间、办公室的制冷任务.系统中设备的配置由空调设计者根据系统的规模与大小而定.如果在系统中配置了多台冷却水泵和冷却塔,多台冷冻水泵和冷却机组,那么,这些设备之间的联接方式不外乎串联式和并联式二种。中央制冷系统中各设备启动与停止的顺序控制如下:启动:冷却水电动阀——冷却水泵——冷却塔进水电动阀——冷却塔风机——冷冻水电动阀——冷冻水泵——冷水机组——监视水流状态。停止:冷水机组——冷冻水泵——冷冻水电动阀——冷却塔风机——冷却塔进水电动阀——冷却水泵——冷却水电动阀。对于串联运行的制冷系统,当其中任一台设备发生故障时,系统将自动关停此串联制冷机组,启动运行累计时间最少的下一串联制冷机组。对于并联运行方式的制冷系统,当某一台设备发生故障时,关停该设备,然后启动与之并联的另一台运行累计时间最少的下一台相同设备。根据冷冻水总供水、总回水的温度以及总回水流量计算冷冻水系统的冷负荷,按其实际的冷负荷决定投入冷水机组的数量,即实现冷水机组运行台数的优化控制,以达到最佳的节能效果。根据冷冻水总供水,总回水之间的压差值与BAS系统中设定的压差值进行比较后,控制旁通阀的开关,从而保证冷冻供水回水压差的稳定。冷却塔回水温度与系统中设定的值相比较后,控制冷却塔进水电动阀及风机的启动与停止。冷却水泵、冷却塔风机、冷水机、冷冻水泵的运行状态的监测及故障的报警以及流水开关的检测是系统必不可少的功能。此外,当发生火灾时,楼宇自动化系统根据消防报警子系统所发送来的信号,发出控制指令,关停所有中央制冷机组设备,这是在系统设计时必须要考虑的。(2)新风空调机监控新风空调监控系统主要由:风管式温度传感器湿度传感器压差报警开关风门驱动器二通电动调节阀区域控制器等器件组成。新风空调机监控的一个非常重要的目的是对空调系统中的新风量及温度、湿度的控制。新风量在空调的冷热负荷中有时显得很重要,所占的比例很大,因此,把新风量、新风温度与湿度控制在适合的范围之内是很有意义的。新风空调机监控的功能如下:根据送风温度与BAS系统中设定的温度值进行比较,由PID(比例积分微分)调节控制冷冻回水电动阀,改变冷冻水流量,使送风温度达到设定值根据送风湿度与设定的湿度值比较,采用PI(比例加积分)调节,控制湿度电动调节阀,使送风的湿度保持在所需要的范围内根据新风温度,改变送风温度的设定值风机启动/停止状态风机故障报警新风温度防冻报警过滤器淤塞报警由于风机与所有的电动控制阀连锁,当风机停止时,新风门及电动阀也同时关闭当发生火灾时,BAS系统根据消防报警子系统发送来的信号,发出控制指令,关闭新风空调机及相关的设备。(3)空调处理机组监控空调处理机组监控系统主要由风门驱动器、风管式温度传感器、温度传感器、压差报警开关、二通电动调节阀、压力传感器以及区域控制器等组成。空调处理机监控系统的监控功能如下:将回风管内的温度与系统设定的值进行比较,用PID(比例加积分、微分)方式调节,冷水热水阀开度,调节冷冻水或热水的流量,使回风温度保持在设定的范围之内。对回风管,新风管的温度与湿度进行检测,计算新风与回风的焓值,按回风和新风的焓值比例,控制回风门和新风门的开启比例,从而达到节能效果检测送风管内的湿度值与系统设定的值进行比较,用PI(比例加积分)调节,控制湿度电动调节阀,从而使送风湿度保持在所需要的范围之内测量送风管内接近尾端的送风压力,调节送风机的送风量,以确保送风管内有足够的风压风机启动/停止的控制风机运行状态的检测风机故障报警过滤网堵塞报警以上工作状态可用文字及图形在显示屏上显示,同时,经打印机打印出来作为记录。(4)风机盘管监控BA系统对风机盘管的监控实际上只是对风机盘管的供电电源的控制,而对风机盘管运行的调节控制来说,是用三联手动调节恒温器和回水磁阀独立地控制风机盘管,除了能对温度进行控制外,也可以控制风机盘管的出风管。风量的调节可分为高(H)、中(M)、低(L)三档。3、冷水交换器监控冷水交换器监控系统主要由冷水交换器、电动调节阀、电动隔离阀、水管式温度传感器、压差报警开关以及区域控制器组成。工作原理及监控功能如下:通过调节电动调节阀,控制冷水机的供水流量,保持冷水交换器供水温度恒定电动隔离阀与冷水交换器供水循环水泵联锁,当水泵停止运行时,所对应的隔离阀把冷水交换器隔离冷水机、冷水交换器的供水和回水温度监测冷水机和冷水交换器的供水回路水流开关的压差检测及过滤器堵塞报警对于热水交换器的工作原理及监控功能与冷水交换器的监控相同。4、通风机监控通风机是指大厦(楼)室内环境通风换气的离心风机、轴流风机等。通风监控系统的监控功能有:通风机启动/停止的控制,这种控制是由BAS的时间控制程序和事件控制程序来控制的。风机运行状态的监测和故障报警当发生火灾时,BAS系统根据消防系统发来的信号,发出控制指令,关停所有通风机“监控”包含二层意思,即对现场设备的数据采集与对现场设备发出执行动作的指令。所以,在BAS系统中,对监控点的设置是很重要的一项工作,但遗憾的是对监控点的设置又无一个固定的模式和原则,对于不同的系统设备监控点的设置也各不相同,这样,系统监控点数表的设计只能具体问题具体确定。在一般情况下,一个空调监控系统的监控点数表如下所示。控制点描述设备数量控制点类型备注AIAODIDO冷水机开关指令∨冷水机运行状态∨冷水机故障∨冷水机手动/自动转换开关状态∨可省略冷冻水泵开关指令∨冷冻水泵运行状态∨冷冻水泵故障∨冷冻水泵手动自动转换开关状态∨可省略冷冻水泵出口水压∨可省略冷水机冷冻/冷却出水水流开关状态∨冷水机冷冻进水电动阀开关指令∨冷冻水压差旁通调节阀控制∨冷冻水总供水温度∨冷冻水总供水/回水压差∨冷冻水总回水温度∨冷冻水总回水流量∨冷却水泵开关指令∨冷却水泵运行状态∨冷却水泵故障∨冷却水泵手动/自动转换开关状态∨可省略冷却水泵出口水压∨可省略冷水机冷却进水电动阀开关指令∨冷却塔风扇开关指令∨冷却塔风扇运行状态∨冷却塔风扇故障∨冷却塔风扇手动/自动转换开关状态∨可省略冷却塔进水电动阀开关指令∨冷却塔进水温度∨冷却塔回水温度∨新风机开关指令∨新风机运行状态∨新风机故障∨新风机手/自动转换开关状态∨可省略新风门开关指令∨加湿电动阀调节∨新风温度∨冷冻供热回水电动阀控制∨送风温度∨送风湿度∨过滤网堵塞报警∨空调处理机组开关指令∨空调处理机组运行状态∨空调处理机组故障∨空调处理机组手/自动转换开关状态∨可省略回风温度∨回风湿度∨新风温度∨新风湿度∨送风温度∨送风湿度∨回风门控制∨新风门控制∨冷冻供热回水电动阀控制∨过滤网堵塞报警∨加湿电动阀控制∨风机盘管开关指令∨风机盘管运行状态∨风机盘管故障∨风机盘管手/自动转换开状态∨可省略通风机开关指令∨通风机运行状态∨通风机故障∨通风机手/自动转换开关状态∨可省略六、给水排水监控系统给排水监控系统是智能大厦BAS中的一个子系统,它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数,以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡,实现泵房的最佳运行,实现高效率,低能耗的最优化控制,从而达到经济运行的目的。1、系统设备配置给排水系统通常包括:给水系统(生活用水及消防用水)排水系统热水系统给水系统的设备配置大厦给水系统的设备主要有:地下储水池楼层水箱和天面水箱生活给水泵气压装置消防给水泵排水系统设备配置大厦排水系统的设备主要有:排水泵(潜水泵)污水集水井废水集水井热水系统设备配置大厦热水系统的设备主要有:自动燃油/燃气热水器(炉)热水循环水泵(回水泵)。热水箱2、系统监控功能设计智能大厦BAS系统的给排监控系统监控对象主要是水池、水箱的水位和各类水泵的工作状态,例如,水泵的启停状态,水泵故障报警以及水箱高低水位的服警等。这些信号可以用文字及图形在显示屏上显示及通过打印机把其记录打印出来。给水系统监控功能大厦给水系统监控功能如下:地下储水池水位、楼层水池、天面水池水位的监测及当高/低水位超限时的报警对于生活给水泵,根据水池(箱)的高/低水位控制水泵的启/停,监测生活给水泵的工作状态和故障,如果当使用水泵出现故障时,备用水泵会自动投入工作气压装置压力的检测与控制排水系统监控功能大厦排水监控系统的监控对象为集水井和排水泵。排水监控系统的监控功能有:污水集水井和废水集水井水位监测及超限报警根据污水集水井与废水集水井的水位,控制排水泵的启/停。当集水井的水位达到高限时,联锁启动相应的水泵;当水位达到高高限时,联锁启动相应的备用泵,直到水位降到低限时联锁停泵排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警热水监控系统监控功能热水监控系统监功能主要有:热水循环泵按时间程序启动/停止热水循环泵状态检测及故障报警(当发生故障时,相应备用泵自动投入运行)热水器与热水循环联锁控制,当循环泵启动后,热水器(炉)才能加热,控制热水温度热水供水温度和回水温度及检测对于热水部分,当热水箱水位降至低限时,联锁开启热水器冷水进口阀,以补充系统水源;当热水箱水位达高限时,联锁关闭冷水进水阀3、给排水监控系统的监控点大厦给排水监控系统的监控点包括:地下水池、楼层水池、天面水池水位低限、高限报警生活给水泵的开关指令、运行状态、故障报警及手动/自动转换开关状态集水井水位低限、高限、高高限报警潜水泵之开关指令、运行状态、故障报警及手动/自动转换开关状态热水箱水位低限、高限报警热水炉冷水进水阀开关指令热水循环泵之开关指令,运行状态,故障报警及手动/自动转换开关状态热水回水温度监测。监控点描述及监控点类型如下:控制点描述设备数量控制点类型备注AIAODIDO地下水池高/低水位∨楼层水池高/低水位∨天面水池高/低水位∨生活水泵开关指令∨可省略生活水泵运行状态∨生活水泵故障∨生活水泵手动/自动转换状态∨可省略集水井高高/高/低水位∨潜水泵开关指令∨可省略潜水泵运行状态∨潜水泵故障∨潜水泵手动/自动转换开关状态∨可省略热水箱高/低水位∨热水炉冷水进水阀开关指令∨热水循环泵开关指令∨热水循环运行状态∨热水循环泵故障∨热水循环泵手动/自动转换状态∨可省略热水箱水温∨热水回水温度∨七、供配电监控系统供配电系统是大厦的动力系统,如果没有供配电系统,那么,一座大厦要成什么样子是不言而喻的,大厦内的空调系统、给排水系统、照明与动力系统、电梯系统、甚至于消防、防盗保安等系统都无法工作,成为一堆废物。因此,供配电系统是大厦最主要的部分。供配电监控系统除了确保大厦的“动力”系统正常的运行外,还可以大大地提高其工作效率,节省能源消耗。1、供配电系统设备大厦供配电系统主要由如下设备组成:高压配电柜低压配电柜电力变压器空调动力配电柜应急柴油发电机组直流操作柜通常大厦为一类用电负荷,采用二路高压供电,二路电源互为备用,当工作电源失电后,备用电源自动投入运行,确保整座大楼的供电。当二路电源均失电的情况下,自备发电机组自动投入,向大厦负责供电。2、供配电监控系统的监控功能在电气设计中,对于采用双回路供电电源和自备发电机组的供配电系统,均设置一整套完整的电气联锁启停和保护装置。当工作电源失电后,备用电源通过联锁装置的切换投入运行,担负起全部负载的供电;当发生二路供电电源都失电时,应急柴油发电机组将在最短的时间内(约10秒)自动启动投入运行,担负起确保负载的供电。当外部供电电源恢复供电后,电气联锁装置将使柴油发电机组自动停机。因此,大厦供配电监控系统,主要的是监测大厦供配电设备和柴油发电机组的运行状态。统具体的监控功能如下:(1)系高压进线、出线和中间联络断路器状态监测和故障报警,高压进线电压流、有功功率、无功功率、功率因数等参数的检测。(2)变压器断路器状态监测和故障报警,变压器温度检测和高温报警。(3)低压进线、中间联络和重要出线回路断路器状态监测和故障报警;低压进线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和电量统计等参数的检测。(4)直流操作柜断路器状态监测与报警;直流输出电压、电流等参数的检测。(5)发电机运行状态、控制柜断路器状态与故障报警、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、油箱油位、进口油压、冷却出水水温和水箱水位等监测和故障/超限报警。(6)火灾时,切断相关区域的非消防电源。3、监控点设置大厦供配电监控系统的主要监控点设置如下:控制点描述设备数量控制点类型备注AIAODIDO高压进线柜断路器状态∨高压进线柜断路器故障∨高压进线电压∨高压进线电流∨高压出线柜断路器状态∨直流操作柜断路器状态∨直流操作柜电压∨直流操作柜电流∨高压出线柜断路器故障∨高压联络柜母联开关状态∨高压联络柜母联开关故障∨变压器温度∨低压进线柜断路器状态∨低压进线柜断路器故障∨低压进线电压∨低压进线电流∨低压进线有功功率∨低压进线无功功率∨低压进线功率因数∨低压进线电量∨低压联络柜母联开关状态∨低压联络柜母联开关故障∨低压配电柜断路器状态∨低压配电柜断路器故障∨市电/发电转换柜断路器状态∨市电/发电转换柜断路器故障∨空调动力进线柜断路器状态∨空调动力进线柜断路器故障∨空调动力进线电压∨空调动力进线电流∨空调动力进线有功功率∨空调动力进线无功功率∨空调动力进线功率因数∨空调动力进线电量∨空调动力联络柜母联开关状态∨空调动力联络柜母联开关故障∨空调动力配电柜母联开关状态∨空调动力配电柜断路器状态∨空调动力配电柜母联开关故障∨发电机冷却水泵开关指令∨可省略发电机冷却水泵运行状态∨发电机冷却水泵故障∨发电机冷却水泵手动/自动转换状态∨可省略发电机冷却塔风扇开关指令∨可省略发电机冷却塔风扇运行状态∨发电机冷却塔风扇故障∨发电机冷却塔风扇手/自动转换状态∨可省略发电机冷却塔出水电动阀开关指令∨可省略发电机用水池高/低水位∨发电机日用油箱高/低油位∨发电机冷却水温度∨发电机油压∨发电机配电屏断路器状态∨发电机配电屏断路器故障∨发电机并车屏断路器状态∨发电机并车屏断路器故障∨发电机电压∨发电机电流∨发电机有功功率∨发电机无功功率∨发电机功率因数∨发电机频率∨八、照明与动力监控系统大厦的照明与动力监控系统包括大厦各层的照明配电箱、事故照明配电箱以及动力配电箱,其监控功能包括:根据季节的变化,按时间程序对不同区域的照明设备分别进行开/停控制当正常照明供电出现故障时,该区域的事故照明配电立即投入运行当发生火灾时,按事件控制程序关闭有关的照明设备,打开应急灯当有保安报警时,将相应区域的照明打开照明监控系统的监点包括:照明配电箱进线电源的开关指令、运行状态、故障报警和手动/自动转换状态以及电量的统计。事故照明配电箱进线电源的开关指令、运行状态、故障报警及手动/自动转换状态。动力配电箱进线电源的开关指令、运行状态、故障报警和手动/自动转换状态以及电量统计。航空障碍灯、主面灯、照景灯、装饰灯等电源回路的开关指令、运行状态、故障报警以及手动/自动转换状态。照明监控系统的监控点的描述以及监控类型列表如下:控制点描述设备数量控制点类型备注AIAODIDO各楼层照明电源开关指令∨各楼层照明电源运行状态∨各楼层照明电源故障∨各层照明电源手/自动转换开关状态∨可省略各层照明电源电量∨航空障碍灯电源开关指令∨航空障碍灯电源运行状态∨航空障碍灯故障∨航空障碍灯电源手/自动转换开关状态∨可省略主面灯电源开关指令∨主面灯电源运行状态∨主面灯电源故障∨主面灯电源手/自转换开关状态∨可省略照景灯电源开关指令∨照景灯电源运行状态∨照景灯电源故障∨照景灯电源手/自动转换开关状态∨可省略装饰灯电源开关指令∨装饰灯电源运行状态∨装饰灯电源故障∨装饰灯电源手/自动转换开关状态∨可省略各楼层事故照明电源开关指令∨可省略各楼层事故照明电源运行状态∨各楼层事故照明电源故障∨各楼层事故照明电源手/自动转换开关状态∨可省略各层动力电源开关指令∨可省略各层动力电源运行状态∨各层动力电源故障∨各层动力电源手/自动转换开关状态∨可省略各层动力电源电量∨九、电梯监控系统电梯是高层楼宇的重要设备之一,一座大夏的电梯少则几部,多则几十部。电梯可分类直升电梯和手扶电梯,直升电梯按其用途分,可分为客梯、货梯、消防梯等。电梯控制方式可分为层间控制、简易自动、集选控制、有/无司机控制以及群控等。对于大厦电梯,通常选用群控方式。1、电梯的主要组成与工作原理电梯的主要组成部分有:曳引部分引导部分轿厢和厅门对重装置补偿装置电气设备及控制装置曳引部分由曳引机和引钢丝组成。曳引钢丝绳绕在曳引轮上,一端与电梯轿厢相连,另一端与对重装置相连,电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。引导部分由导轨和导轨架组成。垂直固定于井壁上,轿厢和对重装置在导轨上移动,用导轨稳定轿厢和对重装置的运行。轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成。轿门一般分封闭式、中分式、双折式、双折中分式和直分式等几种。对重装置用于平衡轿厢负荷,一般为轿厢自重加0.4—0.5倍电梯额定载重量,它是用几十块铸铁块放于对重架构成的。补偿装置用于抵消钢丝绳和控制电缆自重对电动机负载的影响;通常,当电梯提升高度超过35M时才需要加补偿链。电气设备及控制装置由曳引电动机、选层器、传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器等组成。2、电梯监控系统的监控功能电梯监控的监控功能如下:电梯升降控制器作为BAS系统的一个分站,它控制和扫描电梯升降楼层的信号,并将其传送到中央控制站。对各部电梯的运行状态检测。故障检测与报警,包括厅门、厢门故障检测及报警,限速器故障检测与报警;轿厢上下限超限故障报警以及钢绳轮超速故障报警等。各部电梯的开/停控制,电梯群控,当任一层用户按叫电梯时,最接近用户的同方向电梯,将率先到达用户层,以节省用户的等待时间;自动检测电梯运行的繁忙程度以及控制电梯组的开启/停止的台数,以便节省能源。当发生火警时,电梯升降控制器控制所有的电梯,包括直升客梯和货梯降到首层,并切断电梯的供电电源。电梯监控子系统的监控点如下:控制点描述设备数量控制点类型备注AIAODIDO客梯开关指令∨可省略客梯运行状态∨客梯故障∨客梯手/自动转换状态∨可省略货梯开关指令∨可省略货梯运行状态∨货梯手/自动转换状态∨可省略手扶电梯开关指令∨手扶电梯运行状态∨手扶电梯故障∨第二章消防自动化系统(FAS)一、概述二、消防自动化系统的设计标准三、火灾报警系统四、火灾探测器五、分布智能式模拟火灾报警控制器六、消防监控中心七、消防灭火及联动控制八、消防电源九、应急照明十、消防专用通信十一、消防报警系统与其它子系统的集成一、概述现代化的建筑物,电气设备的种类与用量大大增加,内部陈设与装修材料大多是易燃的,这无疑是火灾发生频率增加的一个因素。其次,现代化的高层建筑物一旦起火,火势猛,蔓延快,这样,处于高处的人员及物资在火灾时疏散较为困难。除此之外,高层建筑物发生火灾时,其内部通道往往被火切断,从外部扑救不如低层建筑物从外部扑火那么有效,扑救工作主要靠建筑物内部的消防设施来扑救。由此可见高层建筑的火灾自动报警和自动灭火系统是何等的重要。消防自动化系统(FAS)主要是贯彻以防为主,防消结合的方针,及时发现并报告火情,控制火灾的发展,尽早扑灭火灾,确保人身安全和减少社会财富的损失,为此急需提高对火灾的监测、报警和灭火控制技术以及消防系统的自动化水平。随着科技进步和生产发展,微电子技术、检测技术、自动控制技术和计算机技术等获得了迅猛的发展,并广泛应用到消防技术领域,使火灾探测与自动报警技术、消防设备联动控制技术、消防通信调度指挥系统、火灾监控系统和消防控制中心等,在近年取得了突飞猛进的发展,逐步形成了以火灾探测与自动报警为基本内容,计算机协调控制和管理各类消防灭火、防火设备,具有一定自动化和智能化水平的消防自动化系统。消防自动化系统可使大楼的灯光、照明、配电、音响与广播、电梯等装置,通过楼宇自控系统实现联动控制,还可进一步与整个大楼的通信、办公和保安系统联网,实现大楼的综合自动化。按我国的有关规定,建筑物根据其性质、火灾危险程度、疏散和救火难度等因素,把建筑物的防火分为二大类:(1)一类防火建筑。它指的是楼层在19层及以上的普通住宅。建筑高度超过24米的高级住宅、医院、百货大楼、广播大楼、高级宾馆以及主要的办公大楼、科研大楼、图书馆、档案馆等都属于一类防火建筑。(2)二类防火建筑。二类防火建筑指的是10~18层的普通住宅,建筑高度超过24米,但又不超过50米的教学大楼、办公大楼、科研大楼、图书馆建筑物都属于二类防火建筑。二、消防自动化系统的设计标准1.《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ116-88)2.《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92)3.《火灾报警控制器通用技术条件》(GB4717-93)4.《火灾报警设备专业名词术语》(GB4718-84)5.《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)三、火灾报警系统1、火灾报警系统形式火灾自动报警系统通常由火灾探测器、区域报警控制器和集中报警控制器,以及联动模块与控制装置等组成。火灾探测器的选用及其与报警控制器的配合,是火灾自动报警系统设计的关键;探测器是对火灾有效探测的基础与核心。控制器是火灾信息处理和报警控制的核心,最终通过联动控制装置实施消防控制和灭火操作。火灾报警控制器通常按其用途分为区域报警控制器、集中报警控制器和通用报警控制器。区域报警控制器用于火灾探测器的监测、巡检、供电与备电,接收监测区域内火灾探测器的报警信号,并转换为声、光报警输出,显示火灾部位等,其主要功能有火灾信号处理与判断,声、光报警、故障监测,模拟检查,报警记时,备电切换和联动控制等。集中报警控制器用于接收区域控制器火灾信号,显示火灾部位,记录火灾信息,协调联动控制和构成终端显示等,主要功能包括报警显示、控制显示、记时、联动联锁控制、信息传输处理等。通用火灾报警控制器兼有区域和集中控制器的功能,小可作为区域控制器使用,大可独立构成中心处理系统,其形式多样,功能完备,可按其特点构成各种类型的火灾自动报警系统模式。《火灾自动报警系统设计规范》规定的火灾自动报警系统基本形式有3种:区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。区域报警系统由火灾探测器、手动报警器、区域控制器或通用控制器、火灾警报装置等构成。这种系统形式适于小型建筑等对象单独使用,报警区域内最多不得超过3台区域控制器;若多于3台,应考虑使用集中报警系统。集中报警系统由火灾探测器、区域控制器或通用控制器和集中控制器等组成适于高层的宾馆、写字楼等情况。控制中心报警系统是由设置在消防控制室的消防控制设备、集中控制器、区域控制器和火灾探测器等组成,或由消防控制设备、环状布置的多台通用控制器和火灾探测器等组成。适用于大型建筑群、高层及超高层建筑、商场、宾馆、公寓综合楼等,可对各类设在建筑中的消防设备实现联动控制和手动/自动转换。一般,控制中心报警系统是智能型建筑中消防系统的主要类型,是楼宇自动化系统的重要组成部分。2、火灾自动报警系统的总线技术总线制系统形式是在多线制系统形式的基础上发展起来的。随着微电子器件、数字脉冲电路及微型计算机应用技术等用于火灾自动报警系统,改变了以往多线制系统的直流巡检功能,代之以使用数字脉冲信号巡检和信息压缩传输,采用大量编码及译码逻辑电路来实现探测器与控制器的协议通信,大大减少了系统线制,带来了工程布线灵活性,并形成支状和环状两种布线结构。当前使用较多的是两总线。其优点:真正的二线数据总线线路,工作电压和数据通讯由同一对导线传输地址模块电流消耗小,与总电流相比可以忽略不计。较低的传输波特率保证数据的可靠信息传递以及抗外界的电磁干扰和静电干扰的影响。3、控制中心消防报警系统其结构分为三层:现场探测器与执行器模拟式消防报警控制器消防监控中心四、火灾探测器在消防报警系统中,火灾探测器是非常重要的检测元件,它将火灾发生初期所产生的热、烟及光转变成电信号,当其电信号超过某一定值时,传递给与相关的报警控制设备。由于火灾涉及到人类的生命与财产的大事,所以,对于火灾探测器的性能,包括它的工作稳定性、可靠性以及灵敏度等技术指标一定要保证,因为它直接影响到整个消防报警系统的运行。目前,国内外市场上火灾探测器的种类较多,但从其工作原理来划分主要的有如下几种:感温式感烟式感光式感温式探测器又可分为定温探测器、差温探测器、差定温探测器;感烟式分为离子感烟探测器、光电感烟探测器;感光式的分为紫外火焰探测器、红外火焰探测器等。其中离子感烟探测器具有稳定性能较好,误报率又低,寿命长等优点,在消防报警系统中被广泛使用。其它类型的火灾探测器在某种特殊的场合补充使用。1、火灾探测器的种类及原理(1)感烟火灾探测器1)离子感烟探测器离子感烟火灾探测器由电离室、场效应管以及开关电路组成。电离室分内电离室,即补偿室和外电离室,即检测室,内电离室是密封的,烟不易进入,外电离室是开孔的,烟能够方便地进入。内外二个电离室是串联的,二端接有24伏的直流电源。火灾发生时,烟进入外电离室,吸附被电离的正负离子,使电离电流减小,外电离室空气的等效阻抗增加,内电离室因无烟进入其阻抗不变,这样促使加在内外电离室二端分压比的变化;外电离室二端的电压增加,当它的值增加到某一定值时,开关电路动作,从而发出报警号。2)光电感烟探测器光电感烟探测器分为遮光与散射光式二种。但通常在建筑物内部使用的差不多都是散射光式光电感烟探测器。散射光式感烟探测器由暗箱、发光元件、受光元件和电子线路组成。对于暗箱来说,外部光线是不能达到受光元件的,但烟雾粒子能够进入暗箱。在暗箱中,发光元件与受光元件之间呈一定角度设置,并在其间设有遮光板,使从发光元件发出的光不能直接射到受光元件上。在正常情况下,即无烟时,光不能射到光电元件上,电路下于正常状态;当异常的时候,即当发生火灾时,有烟雾产生,随着烟雾浓度的增加,烟雾粒子也随着增多,烟雾粒子散射的光量也增加,当其值达到某一额定值时,光信号转换成电信号,经电子线路中的放大器的放大,驱动报警装置,发出火灾报警信号。(2)感温火灾探测器1)定温探测器定温探测器的工作原理较为简单。当火灾发生后,定温探测器周围的环境温度也随之升高,当温度超过某个额定值时,定温探测器就开始动作。目前国内市场上较多的使用双金属片式点型定温探测器,这种双金属片定温探测器主要由外壳、触点、电极以及双金属片——温度敏感元件组成。火灾发生的时候,由于周围温度的升高,促使双金属片发生弯曲变形,温度升到某一定值时,双金属片便下弯曲推动触头,把二个电极接通,从而使有关的电子线路发出火警信号。定温探测器的灵敏度与温度的变化有很大的影响,这显然是定温探测器的缺点之一。2)差温探测器差温探测器根据其工作原理可以分为机械式和电子式二种。目前国内使用较多的是膜盒式差温探测器,它是机械式探测器中的一种。这种探测器由底座与感热外罩组成的一个密封的气室。当火灾发生时,温度迅速升高,气室内的气压也随之而增大,它把气室上部的波纹板向上推,推动具有弹性的接触片,接通电触点发出报警信号。这种差温探测器的最大优点是灵敏度和可靠性较高,受气候变化的影响不大。3)差定温探测器差定温探测器实际上既有差温探测器的功能,又有定温探测器的功能,这样,即使失去了其中一方面的功能,另一方面的功能仍起作用,从而大大提高了报警的可靠性。(3)感光式感光式探测器分为红外线传感器与紫外线传感器二类。在火灾报警方面用的较多的是红外线探测器。红外线探测器可分为量子型与热型二种。量子型中又有光电导式、光生伏特式、光电磁式以及肖特基势垒式;热型又分成热电偶式、电阻式、电容式以及热释电子式。热型红外光线光敏元件具有灵敏度较低、响应速度较慢、响应的红外波长范围较宽、价格也比较便宜,能在室温下工作等特点,而量子型红外线光敏元件的特点恰恰与热型的相反。热型中热释电型的应用是目前用的较广的一种红外线探测器,它利用了热释电效应原理而工作。所谓热释电效应就是如某些强介电物质表面温度发生变化,随着温度的上升或下降在这些物质表面会产生电荷的变化,此现象称为热释电效应。(4)手动报警按钮(5)SDN分布智能式离子感烟火灾探测器,这种探测器具有SDN功能:S──灵敏度自动调整功能。探测器内置专用微处理器,实现了探测器本身对信号进行不间断的真正的智能模拟量处理,当灵敏度阈值超出允许范围时,自动进行干扰参数计算,调整报警灵敏点(免去现场人工设定),使之适应探测器所处环境。D──自动诊断功能。采用综合诊断方式进行预防性维护,通过自动修正检测值,确保对探测器电气性能进行诊断,确定探测器的老化程度。N──自动报脏功能。通过自动修正灵敏度,补偿环境条件变化,消除干扰和灰尘积累所带来的影响,可使探测器在相当长时间内免维护;当自动修正已无法满足灵敏度要求时,发出过脏信号,提醒人员维护。可见,探测器对火灾参数直接进行采集、处理与计算,自身具有一定的分析诊断能力,可提供更有效的火灾信息,送入控制器中进一步处理和确认火灾。这种分布智能型探测器的特点就是探测器本身能直接进行参数测量和鉴定,并将测量的各种参数和数据送到自身信号处理机,在整定值有偏差情况下,处理机就相应计算出它的最佳整定值,并修正它的反应值。如此保证了该探测器随着环境变化而保持恒定的灵敏度及功能稳定性,并减少了探测器对报警主机的依赖,减轻了主机和通讯线路的压力。同时,该探测器可以通过中央火灾报警控制器上的综合诊断程序对其进行独立的全面的功能性检验,即能诊断出SDN探测器正常工作状态及故障外,还能在探头的环境污染值到极限状态时,会给控制器一个干扰信号,同时探头上的黄色发光二极管闪亮,以提示检测人员对探头进行更换或清洗。此外,检测人员可利用已有的诊断程序对探测器进行检查是否在短期内其污染值会达到极限状态,以便建议预先更换探测器。2、火灾探测器的选择在消防报警系统中火灾探测器是现场设备,是火灾的报警者。由于探测器探测区域的具体情况各不相同,所以,应该根据探测器探测区域的实际情况,例如,可能发生火灾的特点、气流状况、空间的高度、可燃物质的分布、着火场所的条件、新鲜空气的供给程度以及环境温度等综合因素来选择适用的探测器,或几种探测器的组合。火灾探测器的选择应遵循如下几个原则:(1)对火灾初期的阻燃过程,即有大量的烟产生只有少量的热产生,很少甚至没有火焰辐射的火灾,应选用感烟探测器。离子感烟和光电感烟探测器的适用场所是根据离子和光电感烟方式的特点确定的。对于那些使感烟探测器变得不灵敏或总是误报,对离子式感探测器放射源产生腐蚀并改变其工作特性,或使感烟探测器在短期内被严重污染的场所,感烟探测器不适用。(2)对有大量烟和热产生,蔓延速度快且有火焰辐射的火灾,应选用感温、感烟、感光探测器(又称火焰探测器)或其组合。感温探测器的使用一般应考虑其定温、差温和差定温方式选择,其使用环境条件要求不高,一般在感烟探测器不能使用的场所均可使用。但是,在感烟探测器可用的场所,尽管也可使用感温探测器,但其探测速度却大大低于感烟方式,因此,只要感烟和感温探测器均可用的场所多选用感烟式,在有联动控制要求时则采用感烟与感温组合式或复合式。此外,点型电子感温探测器受油雾等污染会影响其外露热敏元件的特性,因此对环境污染应鉴别考虑。感温探测器的主要适用场所有:相对湿度经常高于95%以上的场所,有大量粉尘、水雾滞留的场所,可能发生无烟火灾的场所,正常情况下有烟和蒸气滞留的场所以及其它不宜用感烟探测器的厅堂和公共场所。对于可能产生阴燃火或需要早期报警以避免重大损的场所,各种感温火灾探测方式均不可用;正常温度在0C以下的场所,不宜用点型定温探测器,可用差温或差定温探测器;正常情况下温度变化较大的场所,不宜用差温探测器,可用定温探测器。(3)火焰辐射强烈,但仅有少量烟和热产生的火灾,应选用感光探测器。如:配电式、大型展厅和厨房的可燃气体瓶附近。(4)对于情况复杂或火灾形成的特点不可预测的火灾,应在进行模拟试验,然后根据试验结果选择适宜的探测器。(5)对于散发可燃气体和燃蒸气的场所,选用可燃气体探测器;如使用煤气的地方,应采用煤气泄漏探测器。(6)在房间高度高12米时,不宜采用感烟探测器。感温探测器按其灵敏度适用于不同高度的房间;房间高度超过8米时不宜使用一级感温探测器;房间高超过6米时,二级感温探测器不适合使用;三级感温探测器不适合用于高度大于4米的房间。感光探测器在高度为20米以下的房间内都可以采用。(7)火灾探测报警与灭火设备有联动要求时,必须以可靠为前提,获得双报警信号后,或者再加上延时报警判断后,才能产生联动控制信号。(8)火灾探测器使用的环境条件,如环境温度、气流速度、振动、空气湿度、光干扰等,对探测器的工作有效性(灵敏度等)会产生影响。一般,感烟与火焰探测器的使用温度<50C,定温探测器在10-35C;在0C以下探测器安全工作的条件是其本身不允许结冰,并且多采用感烟或火焰探测器。环境的气流速度对于感温和火焰探测器工作无影响,感烟探测器则要求气流速度<5M/S。环境中有限的正常振动,对于点型火灾探测器一般影响很小,对分离式光电感烟探测器影响较大,要求定期调校。环境空气湿度<95%时,一般不影响火灾探测的工作;有雾化烟雾或凝露存在时,对感烟和火争探测器的灵敏度有影响。环境中存在烟、灰及类似的气溶胶时,直接影响感烟探测器的使用;对感温和火焰探测器,如避免湿灰尘,则使用不受限制。环境中的光干扰对感烟和感温探测器的使用无影响,对火焰探测器则无论直接与间接,都将影响工作可靠性。3、火灾探测器的布置原则①探测区内的每个房间至少设置一个火灾探测器,即使某房间的面积很小。②在宽度小于3米的内走廊顶棚上设置火探测器时最好放在中间。感温探测器的设置距离不超过10米,感烟探测器的设置间距不超过15米。探测器至端墙的距离不大于探测器设置距离的一半。③探测器至墙壁、梁边的水平距离>0.5米。④探测器至空调送风口的水平距离>1.5米;至多孔送风顶棚孔口的水平>0.5米。⑤在电梯井、升降机井设置探测器时,其位置必须在井道上方的机房顶棚上。⑥火灾探测器最好水平安装,如果需倾斜安装时,其倾斜的角度小于45度。⑦探测器的周围0.5米的范围内不应有遮挡物。五、分布智能式模拟火灾报警控制器模拟量探测器的提出和类比判断方式的应用,使得探测器本身不判定火警,只是给出代表敏感现象值的一个真实的模拟信号或一个同敏感值等效的数字编码,而将所有类比判断智能集中放在控制器中,由控制器实现数据记忆、存储比较、分析和统计处理,并做出是否发生火灾的判断。模拟量探测器实质上就是作为火灾探测器用的传感器,它具有良好的静态特性和动态性,其输出值能够真实的再现变化着的输入量;采用模拟量探测器并把判断信号交给控制器处理,带来的主要问题是:为使系统能够识别真假火灾现象和防止误报、提高灵敏度,必须采用复杂的处理方法;为使模拟量被清楚地发送并以高分辨率传输,必须采用有效的传输技术并提出严格的要求;大量的数据处理和算法计算,增加了控制器的复杂性。为此,提出了分布智能的火灾信息处理方式。分布智能方式的中心目的是让火灾传感器保留一定的智能和判断功能,以构造简化为标准,减少从终端传感器或探测器向控制器的信息传输量和降低传输速度或增大一定传输速度下的有效信息传输量,使火灾传感器或探测器具有更高的火灾探测能力。一般,采用分布智能方式的火灾监控系统,在其每个火灾探测器或火灾传感器上设置一个原始微处理器,代替探测器的电子线路进行数据处理并进行必要的分析判断,提高探测器有效数据输出,因此,分布智能方式在模拟量报警系统,尤其是响应阈值自动浮动式模拟量报警系统和智能火灾监控系统中广泛应用。采用分布智能方式的智能火灾监控系统在高层建筑,特别是智能建筑中,能够较好地协调早期发现火灾、消灭和基本消除误报、降低系统总成本费用三方面要求,采用微电子计算机使系统具有较高的智能,并将智能分散配置在终端传感器和控制器中。在多种火灾参数探测方面,分布智能方式可能显示出更多的优点。消防报警系统结构的第二层是消防报警控制器,目前广泛采用的就是这种分布智能式模拟火灾报警控制器,它上接监控中心的电脑,对下连接模拟式感烟或感温探测器、碎玻璃或其它报警器和执行器。线路采用编码传送方式,探测信号、联动控制信号共用二总线回路传送,每个探测器或控制转换器按其各自不同的部位给予不同的地址编码。模拟功能可以自动判别报警信号是预报警火警、故障或正常等多种情况;地址码即时报警时,控制机上能显示出报警的具体地址、编码地址。模拟式探测器可根据不同房间、不同地区,利用软件程序,在控制机上调整,以达到预报警及报警的取样浓度要求。控制器对现场设备的监控功能如下:①当控制器收到探测器的报警信号时,即显示报警的地点和报警的时间,并打印记录,同时,启动联动设备。联动功能包括:启动防烟通风系统、开启事故层及上下一层的防排烟阀门,切断空调电源,一般照明电源,指令电梯回降首层,并开启事故层及上下层的警铃,开启事故照明及疏散标志灯等,以及开启紧急广播。②当控制器收到故障信号,即在显示屏上显示故障点和故障时间,并打印记录。③当碎玻璃按钮被启动后,控制器将收到信号,即时显示报警地点,如楼层、房间号、探测器等,并打印记录,并且发出指令,即时启动消防栓泵,以及启动有关的联动设备。④在喷淋水系统中,当水流指示器动作,控制器收到报警信号时,立即显示报警的地点、时间,并打印记录,经确认火灾后,启动喷淋水泵,以及启动有关的联动设备。⑤当控制器收到气体灭火系统中探测器发出的报警信号时,立即显示报警地点、时间、打印记录,并启动保护区内的警铃和火灾信号灯,启动防火卷帘,当收到第二个探测器报警信号时,启动放气警铃和放气灯,延时时间到火被灭了。此外,控制器还把报警、故障的信息送到上一层的消防监控中心,并接受消防监控中心的指令。六、消防监控中心1、消防监控中心的设备消防监控中心的主要设备一般配有一套微电脑,此外,配有高速中英文打印机一台和信关,用作与消防控制机的接口以及自动与手动转换联动操作台,专用的消防电话和消防紧急广播系统。2、消防监控中心的功能消防监控中心的功能如下:①通过信关与第二层的所有消防控制器联接,消防控制器从现场得到的所有现场信号都得送到监控中心的计算机。②监控中心对任何一点的状态,包括火警信号,动作信号和故障信号都要报出该点的具体位置(楼层、房号、探测器),并用彩色图形显示各楼层区域的直观平面图。③接到报警信号后,显示报警点的平面图,打印记录,值班人员通过消防专用电话或对讲电话了解火灾现场情况。④打印日常设备维修报表、设备状态报表以及报警信息统计报表等。3、消防报警系统的功能设计在对消防报警系统设计时对系统的下列一些功能要求必须得到满足:(1)系统宜采用集中报警,火灾自动报警和消防联动控制都采用总线方式。(2)在消防监控中心的主机系统中除了对硬件有一定的要求外,系统必须具有很强的网络通信功能。(3)系统必须具有自检的功能。所谓自检即要在一定的时间间隔内,对系统的所有火灾探测器完成一次自动测试,检查其探测器的工作是否属于正常;巡检指的是在一定的时间间隔内,对系统所有的火灾探测器完成一次火灾报警信号的检测,要能及时发现火灾。系统的主机必须能按楼层依次显示自检和巡检的结果;一旦检测出火警信号,必须立即判断火警信号所发出的楼层和防火分区,在确认后,控制火灾区的警报器发出报警,并启动消防灭火程序,通过火灾报警控制机或消防联动控制器,控制消防灭火设备的运作,迅速实现消防灭火。系统的自检和巡检是一个不间断重复过程。(4)系统要有处理火灾误报警的功能。(5)消防监控中心设置的大彩色显示屏能显示楼层包括地下层的报警信号、灭火系统设备状况,消防联动控制设备状况以及火灾应急照明状态。(6)设置于消防监控中心的播音设备应包括紧急广播分区切换器和楼层选择开关、控制面板要有线路输出显示,任一路输出发生故障时,必须不影响其它线路的输出。一旦火灾被确认,按疏散顺序控制原则,播放疏散指令。此外,在消防报警系统中,手动自动报警按钮的设置、报警铃的设置都要接《火灾自动报警系统设计规范GBJ116-88》设定。七、消防灭火及联动控制在消防报警系统中不具有任何联动控制功能的报警控制系统是没有太大的实际意义的。事实上,纯报警而没有联动控制能力的报警控制器产品也是不多的。一个完整的消防报警系统大致可分为:火灾自动报警设备灭火设备避难诱导设备而主要的消防联动控制系统有:消防供水系统消火栓灭火系统自动喷水灭火系统气体灭火系统泡沫灭火系统电动防火卷帘、防火、防烟、排烟系统电梯控制系统消防排水1、消防供水系统通常高层建筑或智能大厦都设有地下层,而在地下层设有水池,在楼层或大楼的天面都备有水池,消防泵把地下层水池中的水抽至楼层或(和)天面水池,增压,然后再供水。消防报警系统通过火灾报警控制器或联动控制器监测楼层或天面水池中水位的高、低位状态,根据水池中水位的状态启动或停止消防泵的工作。消防监控中心主机上应该显示出监控点的状态,这些状态包括:楼层或天面水池水位高、低状态地下水池消防泵的运行状态及故障地下水池消防泵启停控制等2、消火栓灭火系统消防栓灭火是最基本最常用的灭火方式,在现代化的智能大楼中也少不了消防栓灭火。在消防栓灭火系统中,为了使喷水枪在灭火时具有相当的压力,需要加压设备。加压设备有二种:消防水泵气压给水装置现代建筑,尤其是高层建筑和智能化建筑物的消火栓供水系统在屋面上设有高位水箱,消火栓的供水箱网与高位水箱相连。高位水箱的储水量足够可供火灾初期消防泵投入前的灭火用水,消防泵投入使用后的灭火用水主要依靠消防泵从低位储水池或市区供水管网把水注入消防管网。采用气压给水装置时,由于采用了气压水罐并以气压分隔来保证供水压力,所以,水泵的功率较少,也不需人工操作。室内消火栓灭火系统在具体设计时,按照楼层的竖向和楼层的高度划分若干个区域分别处理。处理的方法主要有如下几种:地下楼层和较低的楼层,由楼层水池或高位水箱供水,需要对主管设减压阀减压高层区域需将楼层水池抽至天面水池,由天面水池供水控制系统记录各水泵──地下层消防泵、楼层消防泵、天面增压泵的运行累积时间,每次启动投入运行时间最少的水泵。如果发生水泵故障,按累积时间最少原则投入备用泵的运行。对其它灭火系统消防的主、备用设备也采用类似的原则。室内消防消火栓系统的联动控制动作可分为二部分:火灾确识的动作灭火后的处理动作(1)火灾确识消防栓碎玻璃开关被敲击──判断并显示消火栓部位所在楼层或防火分区。由于火灾的发生总是从局部开始的,其火灾的灾源可能在地下层或低层,也可能在高层处或中间层处,对此,消防联动控制系统根据火灾源所在的防火分区的水池水位的高、低状态,启动或停止相应的水池的消防泵、启动气压水罐空气缩机以及启动增压泵等。(2)灭火后处理在灭火工作完成以后,控制系统必须对灭火时所启动的那些设备,包括增压水泵、空气压缩机、消防水泵等一系列设备作一一关停的处理。消火栓灭火系统的上述这些联动动作都是在消防监控中心的控制下,通过报警控制器或联动控制器实现的,与此同时,在消防监控中心系统主机上显示有关的信息,它们是:各楼层及各防火区域消火栓碎玻璃按钮开关状态消防水泵的运行状态和故障报警消防水泵启停控制天面水池(高位水箱)水位高、低状态气压水罐水位高、低状态空气压缩机状态空气压缩机故障空气压缩机启停控制增压泵状态增压泵故障增压泵启停控制3、自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是一种固定式灭火系统:它适用于一类建筑中的剧场舞台、观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、厨房、商场、办公室、停车库及易燃品仓库等场所。(1)自动喷水灭火系统的分类自动喷水灭火系统可分为二类:湿式系统干式系统这二类自动喷水灭火系统的区别主要在于喷水管道内是否处于充分状态。湿式系统的喷水是由装有热敏液体的玻璃球水喷淋头的作用完成的。当火灾发生时,由于周围温度的骤然升高,玻璃球内的温度也随着升高,从而促使内压力增加,当压力增加到一定程度时,致使玻璃球破裂,此时密封垫脱开,喷出压力水。喷水后引起水压降低,这样使压力继电器动作,将水的压力信号变成电信号从而启动喷水水泵并保持其水压。干式自动喷水灭火系统采用开放式水喷头,当火灾发生时由探测器发出信号,经过消防控制中心发出指令,控制电磁手动二用阀打开阀门,从而各开放式水喷头便同时按预定方向喷水。与此同时,控制中心的指令启动喷水水泵,保持正常的工作压力,水流经水流指示器发出信号给消防监控中心,显示喷水灭火的区域。(2)系统设备自动喷水灭火系统的设备主要有:抽水用的水泵报警阀消防接合器喷淋泵稳压泵水流指示器喷头等。(3)自动喷水系统的分区自动喷水系统可以根据楼层的高低,水池设置以及水压等因素分为若干个分区。例如,一幢40层的大楼,除了地下室设有水池外,在20层及天面也分别设有水池,在系统分区时,可以把地下层至地面15层作为一个分区,称为下区,而15层以上的楼层又作为另一个分区,称为上区。对于下区,消防泵把水从地下水池抽至20层处的水池,这样,对下区而言水压较高,可以由20层处的水池直接供水,但对上区来说,由于水压尚不足,无法向上直接供水,必须由20层处的水池抽水加压供给,它通过喷淋泵、稳压泵以及稳压泵组与气压罐组合使用,向上区喷淋管网提供工作所需要的水压。通常,自动喷淋系统在每个楼层设一个水流指示器,当然,这决非是绝对的,也可以按照防火分区考虑水流指示器的设置。(4)消防灭火控制程序自动喷水灭火系统的控制可以分为二种不同的情况予以处理。1)正常情况下对需要加压的喷淋系统的分区工作进行调控。检测气压水罐压力开关状态和水位高低状态,如果是低压低水位,启动气压水罐空气压缩机及稳压泵;如果是低压高水位,只启动气压缩机,停止空气压缩机及稳压泵的工作。2)在火灾的情况下,喷头破裂,安装在各楼层或防火区中的水流指示器指示楼层的信号,报警阀经延时后发出报警信号,从而对所发生的火灾进行确认。确认的过程如下:①对非火灾区,勿动作。②对火灾区,如发生在下部区域,即能直接供给的区域,根据高层水池水位的高低,决定启停地下水池的消防泵;如果火灾发生在需要加压的分区,则需要启动喷淋泵向该区域提供消防用水。③灭火后关停喷淋泵。(5)消防监控中心的控制功能消防控制器,包括火灾报警器或联动控制器,如果能实现上述所列出的一旬控制功能,那么,需要消防监控中心的主机系统的显示屏上显示如下的监控功能:大楼各层或(和)防火分区中的水流指示器的状态气压水罐压力开关状态及水位高低状态报警阀报警信号空气压缩机状态空气压缩机故障空气压缩机启停控制稳压泵状态稳压泵故障稳压泵启停控制喷淋泵状态喷淋泵故障从可靠性角度考虑,通常要求在消防监控中心内设置喷淋泵的手动控制开关。4、气体灭火系统气体灭火系统适用于不能使用水或泡沫灭火的场合,例如,大楼的变压器房、高低压配电室、柴油机发电机房、电话机房、档案资料室、电脑机房、书库、贵重仪器室、可燃气体及易燃液体仓库等。(1)气体灭火系统的种类气体灭火系统按其使用的气体可分为:卤代烷灭火设备二氧化碳灭火设备氮气灭火设蒸气灭火设备在现代化的高层楼宇中最为常用的气体灭火设备为卤代烷和二氧化碳灭火设备。1)卤代烷自动灭火系统卤代烷灭火剂的作用是阻止可燃物与氧气进行化学作用,从而达到灭火的目的。其优点是灭火能力强、毒性小、易氧化,特别适用于电气火灾和油类火灾。卤代烷自动灭火系统是通过灭火指令控制压力容器上的电磁阀,放出卤代烷实现灭火的。1301气体灭火系统由储气钢瓶组、喷头、探测器、控制器、释气装置以及相应的管道组成。这种气体灭火系统是目前卤代烷应用中最为广泛、最有代表性的一种气体灭火系统,如法国计算机房中的95%采用1301灭火系统。2)二氧化碳灭火系统二氧化碳灭火系统的价格比较便宜,通常被用于无人值班的变压器房或高压变电房等场所。当火灾发生时,通过现场的火灾探测器发出信号至执行器,它便打开二氧化碳气体瓶的阀门,放出二氧化碳气体,使室内缺氧而达到灭火的目的。(2)气体灭火系统的控制功能气体灭火系统由消防监控中心通过消防控制器自动启动气体灭火系统进行灭火。为了可靠,一般在消防监控中心及气体存放的地方都设置系统的紧急启动和切断的手工操作装置,在必要时,能够万无一失地完成气体的释放和关闭的所有程序。消防监控中心对气体灭火系统的如下功能进行监控,并显示:气体瓶头阀开关状态气体瓶头阀开关控制启动瓶电磁阀开关状态启动瓶电磁阀开关控制分配阀开关状态分配阀开关控制压力开关状态联动控制设备的状态与故障联动控制设备的控制5、泡沫灭火系统泡沫灭火系统可以这么说,它是气体灭火系统的一种补充,所以,一般泡沫灭火系统与气体灭火系统同时使用。气体灭火系统无疑是一种非常好的灭火系统,它的最大优点是具有很高的灭火效率,但在释放气体之前,需要有一段延时的时间用于人员的疏散,这样给火势的蔓延提供了时间,对灭火工作增加了难度,特别是气体灭火系统区里的哪些柴油机房及储油间或易燃物仓库,一旦着火,火势的发展是非常迅速的,如不能及时扑灭其后果不堪设想的,尤其是发电机组遭受火灾破坏,将直接影响到整座大楼的供电系统。如果气体灭火系统与泡沫灭火系统同时安装在一个区域,在火灾发生时,泡沫灭火系统由于无延时时间的影响,可以立即启动投入灭火工作,迅速控制火势的发展,这比起在气体灭火在延时后释放气体就快了一倍,灭火的效果比起气体灭火系统孤军作战要强得多。泡沫灭火系统的工作都是在消防监控中心的监控下工作的。在火灾被确认后,需要完成一系列的联动控制动作;根据高层水池中水位的高低,控制相应水池的消防泵的启停,向高层水池供水──打开入水控制阀,启停泡沫液泵──检测消防水管、泡沫液压力开关状态──启动比例混合器──打开选择阀,向火灾区域喷洒泡沫液投入灭火工作。在消防监控中心的主机显示器上显示下列监控点的状态:入水控制阀开关状态入水控制阀开关控制消防水管压力开关状态泡沫液管压力开关状态选择阀开关状态选择阀开关控制泡沫混合液管开关状态泡沫液泵状态泡沫液泵故障泡沫液泵启停控制比例混合器状态比例混合器故障比例混合器启停控制对于泡沫灭火系统的手工开关,通常要求在泡沫液罐、泡沫液泵、比例混合器、地下水泵房以及消防监控中心都应设置。6、防火门、防火卷帘(1)防火门防火门按门的固定方式一般有二种方式:一种是防火门被永久磁铁吸住处于开启状态,火灾时可通过自动控制或手动将其关闭,自动控制时由消防监控中心控制台发出指令信号,使直流24V,0.6A电磁线圈通电产生的吸力,克服永久磁铁的吸引力,从而靠弹簧将门关闭;另一种是防火门被电磁锁的固定锁扣位呈开起状态,火灾时由消防监控中心发出指令后电磁锁动作,固定门的锁被解开,防火门依靠弹簧把门关闭。(2)防火卷帘电动防火卷帘除了卷帘之外,还需要配备防火卷帘电机、水幕和水幕保护系统──水幕电磁阀、水幕泵等设备。防火卷帘一般设在大楼防火分区通道口处,一旦消防监控中心对火灾确认之后,通过消防控制器控制卷帘的电机转动,使卷帘下落。在卷帘设备的中间有限位开关,其作用是当卷帘下落到离地面某一限定高度时,例如离地面1.5米,电机便停止转动,经过一段时间的延迟后,控制卷帘电机重新启动转动,使卷帘继续下落直至到底。此时,底部的接触开关开始动作,控制器使控制电机停止转动,其后,具有水幕保护系统的防火卷帘开启水幕电磁阀,消防控制器启动水幕泵,向防火卷帘喷水。在防火卷帘的内外二侧都设有紧急升降按钮的控制盒,该控制盒的使用主要是用于火灾发生后让部分还未撤离火灾现场的人员全部安全撤离后,再按紧急降按钮,使防火卷帘的卷帘落下。当然,上述这些动作也可以通过消防监控中心对防火卷帘的升降进行控制。(3)监控点及其功能防火门,防火卷帘的监控点都由消防监控中心通过消防报警系统的控制器完成其联动控制的,并在显示器上显示各监控点及其功能。监控点及监控功能如下:防火门闭门器状态防火门闭门器闭门控制防火卷帘电机状态防火卷帘电机故障防火卷帘电机正、负转向控制防火卷帘中间限位开关状态防火卷帘底部接触开关状态水幕电磁阀开关状态水幕泵状态水幕泵故障水幕泵启停控制7、防排烟系统火灾发生时产生的烟雾主要的是以一氧化碳为主,这种气体具有强烈的窒息作用,对人员的生命构成极大的威胁,其人员的死亡率可达到50─70%以上,换言之,火灾时一氧化碳是人员伤亡的主要祸首。另外,火灾发生所产生的烟雾对人的视线的遮档,使人们在疏散时无法辨别方向,尤其是高层建筑因其自身的“烟囱效应”,使烟雾的上升速度非常快,如果不及时迅速地排除,那么,它会很快地垂直扩散到楼内的各处,危害性是显而易见的。因此,火灾发生后应该立即使防排烟系统工作,把烟雾以最快的速度迅速排出,尽量防止烟雾扩散到楼梯、电梯及非火灾区域是当务之急。1)防排烟系统的设备一个防排烟系统主要的设备有:正压送风机油流排烟机排烟口送风口此外,在所有穿越防火分区和机房的空调、通风风管等位置处所设置的防火阀。用于排烟风系统在室内的排烟口或下压送风风道系统的室外送风口,其内部为可控制

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