消防工程学课程设计指导书

《消防工程学》课程设计指导书徐竟天张乃禄电子工程学院自动化系2006年8月目录1课程设计性质和内容................................................................................................12消防计算机监控系统介绍........................................................................................22.1火灾自动报警系统的工作原理及组成..........................................................22.2火灾探测器的分类及工作原理......................................................................32.3探测器的选择..................................................................................................82.4火灾报警及控制............................................................................................113海湾公司消防监控系统..........................................................................................163.1GST-119NET城市火灾自动报警监控管理网络系统................................163.2海湾公司火灾自动报警监控系统设计........................................................194消防监控系统应用举例..........................................................................................474.1楼宇级别消防监控系统................................................................................474.2单位级别消防监控系统................................................................................555课程设计任务..........................................................................................................5811课程设计性质和内容《消防工程学课程设计》是在学完《消防工程学》、《自动控制理论》、《安全检测技术》等课程之后，为使所学到的理论知识得以实践，增强学生的对基本知识的理解、掌握能力和工程实践能力而进行的一个重要的实践性教学环节。通过本次设计，使学生能够运用已学过的各种火灾探测器的探测原理，火灾自动报警系统的工作原理及各种灭火系统、防排烟系统及火灾探测新技术进行火灾监测监控系统的初步设计，进一步理解火灾探测与控制的基本原理，了解火灾监测监控系统设计的步骤和方法，培养学生初步设计、安装和使用火灾监测监控系统的能力。要求学生最后写出课程设计报告。1、在教师的指导下，学生应独立按时完成课程设计任务书所规定的全部内容和工作量。2、课程设计应完成1个完整的有关火灾监测监控系统的设计任务。内容包括：1)模拟室内火灾，选用温度、离子感烟、光电等不同种类的火灾探测器探测火灾，加深理解火灾探测器工作原理。2)进行火灾探测器选型，掌握基本的安装方法。3)了解火灾自动报警系统的工作原理、基本构造及使用方法，设计一个火灾自动报警系统，并画出系统的方框图。4)掌握火灾联动控制系统的基本结构和工作原理，设计一个火灾自动喷淋灭火系统，画出系统的方框图，所做设计要符合国家规范的要求。3、通过课程设计使学生系统掌握有关火灾基础理论、火灾被动防护和主动防护的基本原理与技术，了解火灾防护技术发展现状，火灾被动防护设计和主动防护产品工作原理、类型、结构及应用设计等，要求考生有较强的消防基础知识，具备较强的设计计算与审核能力，具有初步设计、安装和使用火灾监测监控系统的能力。22消防计算机监控系统介绍2.1火灾自动报警系统的工作原理及组成1、火灾自动报警系统的工作原理火灾自动报警系统的工作原理是：被保护场所的各类火灾参数由火灾探测器或经人工发送到火灾报警控制器，控制器将信号放大、分析、处理后，以声、光、文字等形式显示或打印出来，同时记录下时间，根据内部设置的逻辑命令自动或由人工手动启动相关的火灾警报设备和消防联动控制设备，进行人员的疏散和火灾的扑救。2、火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置、电源以及具有其他辅助控制功能的装置所组成。它能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、光辐射及变化的空气组分等物理量，通过感温、感烟、感光及气体浓度等火灾探测器变成电信号，传输给火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。一般火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防烟排烟系统、通风系统、空调系统、防火门、防火卷帘门、挡烟垂壁等相关系统联动，通过自动或手动方式发出指令，控制外围联动装置的启停并接收其反馈信号。火灾报警系统触发装置报警装置警报装置电源控制装置手动报警按钮火灾探测器火灾报警控制器探测器报警控制装置火灾指示灯火灾警报器声、光显示器消防泵控制装置喷淋控制装置电梯控制装置火灾显示盘机械排烟加压装置图2-1火灾自动报警系统的组成1)触发器件在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发器件，主要包括火灾探测器和手动报警按钮。火灾探测器是能对火灾参数(如烟、温、光、火焰辐射、气体浓度等)响应，并自动产生火灾报警信号的器件。按响应火灾参数的不同，火灾探测器分成感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。不同类型的火灾探测器适用于不同类型的火灾和不同的场所。手动报警按钮是手动方式产生火灾报警信号的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。现代消3防设施中的重要部件，如自动喷水灭火系统中的压力开关、水流指示器、供水阀门等，由于其所处状态直接反映出系统的当前状态，关系到灭火行动的成败，因此，在很多工程实践中，已将此类与火灾有关的信号传送至火灾报警控制器。2)火灾报警装置在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。火灾报警控制器就是其中最基本的一种。火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源，监视探测器及系统自身的工作状态，接收、转换、处理火灾探测器输出的报警信号，进行声光报警，指示报警的具体部位及时间，同时执行相应的辅助控制等诸多任务，是火灾报警系统中的核心组成部分。在火灾报警装置中，还有一些如中继器、区域显示器、火灾显示盘等功能不完整的报警装置，它们可视为火灾报警控制器的演变或补充。在特定条件下应用，与火灾报警控制器同属火灾报警装置。火灾报警控制器的基本功能主要有：主电源、备用电源自动转换；备用电源充电；电源故障检测；电源工作状态指示；为探测器回路供电；控制器或系统故障声光报警；火灾声、光报警；火灾报警记忆；时钟单元；火灾报警优先故障报警；声报警音响消音及再次声响报警。3)火灾警报装置在火灾自动报警系统中，用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置称为火灾警报装置。声光报警器就是一种最基本的火灾警报装置，通常与火灾报警控制器(如区域显示器、火灾显示盘、集中火灾报警控制器)组合在一起，它以声、光方式向报警区域发出火灾警报信号，以提醒人们展开安全疏散、灭火救灾等行动。警铃、讯响器也是一种火灾警报装置，火灾时接收由火灾报警装置通过控制模块、中间继电器发出的控制信号，发出有别于环境声音的音响，它们大多安装于建筑物的公共空间部分，如走廊、大厅。4)控制装置在火灾自动报警系统中，当接收到来自触发器件的火灾信号后，能自动或手动启动相关消防设备并显示其工作状态的装置，称为控制装置。主要包括：火灾报警联动一体机；自动灭火系统的控制装置；室内消火栓的控制装置；防烟排烟控制系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷帘的控制装置；电梯迫降控制装置；以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明及疏散指示标志的控制装置等十类控制装置中的部分或全部。控制装置一般设置在消防控制中心，以便于实行集中统一控制。如果控制装置位于被控消防设备所在现场，其动作信号则必须返回消防控制室，以便实行集中与分散相结合的控制方式。5)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。2.2火灾探测器的分类及工作原理1、火灾探测器的分类火灾探测器的分类比较复杂，常用的分类方法有：41)按探测器的结构造型可分为：点型火灾探测器，这是一种响应某一点周围的火灾参数的火灾探测器；线型火灾探测器，这是一种响应某一连续线路周围的火灾参数的探测器，其连续线路可以是“光路”，也可以是实际的线路或管路。2)按响应的火灾参数不同可分为：感烟式、感温式、感光式、可燃气体和复合式火灾探测器等。3)按使用环境的不同可分为：陆用型、船用型、耐寒型、耐酸型、耐碱型、防爆型等。2、火灾探测器的工作原理1)感烟火灾探测器感烟火灾探测器是响应环境烟雾浓度的探测器，根据探测烟范围的不同感烟探测器可分为点型感烟探测器和线型感烟探测器。其中点型感烟探测器可分为离子感烟探测器、光电感烟探测器，光电感烟探测器又可分为散射光型和遮光型探测器；线型感烟探测器可分为红外光束、激光等火灾探测器。①离子感烟探测器离子感烟探测器是利用电离室离子流的变化基本正比于进入电离室的烟雾浓度大小来探测烟雾浓度的。电离室内的放射源(放射性元素“镅241”)将室内的纯净空气电离，形成正负离子，当两个收集极板间加一电压后，在极板间形成电场，在电场的作用下，离子分别向正负极板运动形成离子流；当烟雾粒子进入电离室后，由于烟雾粒子的直径大大超过被电离的空气粒子的直径，因此，烟雾粒子在电离室内对离子产生阻挡和俘获的双重作用，从而减少了离子流。②光电式感烟探测器光电感烟探测器是利用烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟雾粒子对光线的吸收和散射作用，光电感烟探测器又分为散光型和遮光型两种。散光型光电感烟探测器的工作原理是当烟雾粒子进入光电感烟探测器的烟雾室时，探测器内的光源发出的光线被烟雾粒子散射，其散射光使处于光路一侧的光敏元件感应，光敏元件的响应与散射光的大小有关，且由烟雾粒子的浓度所决定。如探测器感受到的烟雾浓度超过一定限量时，光敏元件接收到的散射光的能量足以激励探测器动作，从而发出火灾报警信号。③红外光束感烟探测器红外光束感烟探测器为线型火灾探测器，其工作原理和遮光型光电感烟探测器相同。它由射器和接收器两个独立部分组成，作为测量用的光路暴露在被保护的空间，且加了许多倍。如果有烟雾扩散到测量区，烟雾粒子对红外光束起到吸收和散射的作用，使到达受光元件的光信号减弱，当光信号减弱到一定程度时，探测器发出火灾报警信号。④激光感烟探测器其工作原理与对射式红外光束感烟探测器相同，不同之处是光源。激光具有方向性强、亮度、单色性和抗干扰性能好等优点。2)感温火灾探测器感温火灾探测器是对警戒范围中的温度进行监测的一种探测器。物质在燃烧过程中释放出量热，使