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楼宇智能化技术广东工业大学自动化学院第七章智能楼宇消防技术第一节概述第二节火灾探测器第三节火灾报警控制器第四节消防联动控制第五节智能消防系统第一节概述一、智能楼宇对消防系统的要求二、智能楼宇消防系统的构成一、智能楼宇对消防系统的要求智能化建筑的消防系统设计应立足于防范于未然，在尽量选用阻燃型的建筑装修材料的同时,其照明与配电系统、机电设备的控制系统等强电系统必须符合消防要求。再有就是建立起一个对各类火情能准确探测到，快速报警，并迅速将火势扑灭在起始状态的智能消防系统。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。二、智能楼宇消防系统的构成消防系统由火灾探测与报警系统、通报与疏散系统、灭火控制系统、防排烟控制系统组成消防系统的构成区域报警控制器1区域报警控制器2区域报警控制器n...集中报警控制器1中心监控系统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第二节火灾探测器一、火灾探测器的分类二、离子感烟式探测器三、光电感烟式探测器四、感温式探测器五、感光式探测器六、可燃气体探测器七、火灾探测器的选用一、火灾探测器的分类基本火灾现象1．热(温度)凡是物质燃烧，必有热量释放，使得环境温度升高，这是物质燃烧的基本特征之一。因此，物质燃烧过程所产生的温度变化是重要的火灾特征参数之一。2．燃烧气体与烟雾普通可燃物质在燃烧开始时，往往首先释放出燃烧气体。物质燃烧过程所产生的燃烧气体和烟雾是重要的火灾探测参数。通常，物质燃烧产生的燃烧气体和烟雾统称为烟雾气溶胶，其粒径一般在0．01—10μm。3．火焰火焰是物质燃烧产生的灼热发光的气体部分。物质燃烧到发光阶段，一般是物质的全燃阶段。这时，物质燃烧反应的放热提高了燃烧产物的温度，并引起产物分子内部电子能级跃迁，因而放出各种波长的光。所以，火焰光作为燃烧的鉴别特征之一，也是重要的火灾探测参数典型火灾过程1．初起和阴燃阶段占时较长2．火焰燃烧阶段火势蔓延迅速3．物质全燃阶段产生强烈火焰辐射烟浓度温度全燃阶段熄灭预热引燃汽化潜伏初起阴燃火焰燃烧火焰燃烧火焰扩散ab（时间）探测器))(),(,,,,(0tntftzyxFS0FS气体、烟、温度、辐射探测器基本功能探测器分类火灾探测器按其探测火灾不同的理化现象而分为四大类：感烟探测器、感温探测器、感光探测器、可燃性气体探测器。按探测器结构可分为点型和线型。测量值`处理结果输出判断测量元件/传感器处理判断MFS0YMSY)(00FSTM)(1MTY)(2YTS火灾信号0FS感烟探测器离子感烟型光电感烟型线型红外光束型激光型点型散射型逆光型感温探测器线型差温定温管型电缆型半导体型点型差温定温差定温双金属型膜盒型易熔金属型半导体型感光探测器型紫外光型红外光型可燃性气体探测器型催化型半导体型二、离子感烟式探测器离子感烟式探测器适用于点型火灾探测。根据探测器内电离室的结构形式，又可分为双源和单源感烟式探测器（一）感烟电离室主感知区域α射线电离区域Am241E＋－P1P2饱和电流Is外加电压U双极型离子电流Ih单极型ΔIhΔIhA′B′ABa）b）（二）双源式感烟探测原理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V0ΔV进入烟的时候V2V2′V1V1′（R电离室）（M电离室）（三）单源式感烟探测原理放大比较电路传输电路＋－P2P1Pm三、光电感烟式探测器（一）遮光型感烟探测原理1．点型遮光感烟探测器2．线型遮光感烟探测器脉冲信号输出123456787脉冲电源激光发生器光电接收器脉冲放大及报警激光发射器激光接收器烟雾离子火源激光束（二）散射型感烟探测原理平行光束散射光烟室发光元件烟粒子受光元件.........................................四、感温式探测器（一）定温式探测器（二）差温式探测器接点双金属片＋－＋－触点气室感热外罩波纹片泄漏孔五、感光式探测器（二）紫外式感光探测器123465（一）红外式感光探测器六、可燃气体探测器（一）半导体型可燃气体探测器（二）催化型可燃气体探测器MQ-K110kΩ510Ω5.1Ω2.2kΩ电热丝通断控制输出VCC七、火灾探测器的选用（一）火灾类型及形成规律与探测器的关系火灾分为两大类：一类是燃烧过程极短暂的爆燃性火灾；另一类是具有初始阴燃阶段，燃烧过程较长的一般性火灾。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光辐射作出快速报警反应。一般性火灾初始的阴燃阶段，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。（二）根据建筑物的特点及场合的不同选用探测器建筑物的室内高度的不同，对火灾探测器的选用有不同的要求。房间高度超过12m感烟探测器不适用，房间高度超过8m则感温探测器不适用，这种情况下只能采用感光探测器。对于较大的库房及货场，宜采用线型激光感烟探测器。第三节火灾报警控制器一、作用与类型二、主要技术性能三、区域火灾报警控制器四、集中火灾报警控制器一、作用与类型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。区域报警控制器是直接接收火灾探测器（或中继器）发来报警信号的多路火灾报警控制器。集中报警控制器是接收区域报警控制器发来的报警信号的多路火灾报警控制器。通用报警控制器是既可作区域报警控制器又可作集中报警控制器的多路火灾报警控制器。火灾报警控制器按系统布线制式分为总线制和多线制两种决型。二、主要技术性能①确保不漏报。②减少误报率。③自检和巡检，确保线路完好，信号可靠传输。④火警优先于故障报警。⑤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。⑥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。⑦兼容性强，调试及维护方便。⑧工程布线简单、灵活。三、区域火灾报警控制器四总线制区域报警控制器的原理框图通信RAMROM控制输出CPU显示板探测器1探测器2探测器n...电源变压器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...四、集中火灾报警控制器①区域报警控制器范围小，可单独使用。而集中报警控制器是监控整个系统，不能单独使用。②区域报警控制器的信号来自各种火灾探测器，而集中报警控制器的输入一般来自区域报警控制器。③区域报警控制器必须具备自检功能，而集中报警控制器应有自检及巡检两种功能。④集中报警控制器都具有消防设备联动控制功能，区域报警控制器则不是所有的都具备该功能。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...第四节消防联动控制一、消防供电二、消防设备的联动控制一、消防供电消防电力负荷，通常是采用单电源或双电源的双回路供电方式，用两个10kv电源进线和两台变压器构成消防主供电电源。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）b）二、消防设备的联动控制（一）消防栓水泵联动控制室内消防栓系统水泵起动方式的选择与建筑的规模和给水系统有关，以确保安全，电路设计简单合理为原则。消防泵联动控制原理框图如图所示。（二）喷洒泵联动控制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（三）排烟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）（四）防火卷帘及防火门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防火卷帘降至设定高度反馈信号防火卷帘降至地面反馈信号火灾探测器区域报警控制器集中火灾报警控制器气体灭火装置打开信号反馈喷洒信号反馈第五节智能消防系统一、消防系统的智能化二、智能消防系统与设备自动化系统的联网三、智能消防系统实例一、消防系统的智能化智能消防系统的智能化程度涉及诸多方面的因素，包括火灾探测器的选用和电信号处理电路的设计、探测器与控制器之间信息通信方式的选择与实现，以及火灾探测与报警和消防设备联动控制等方面，对火灾探测器输出信号的识别处理方式主要有：（一）阈值比较方式（二）报警阈值自动浮动方式（三）分布智能方式（四）火灾模式识别方式（一）阈值比较方式散射型光电感烟探测器振荡发光电路感光放大电路脉冲信号发生器比较电路同步信号发生器开关电路报警输出a）热敏电阻感温探测器检出电路开关电路报警输出b）（二）报警阈值自动浮动方式该方式的特点是灵敏度可通过火灾报警控制器中软件多级设置，并且可以容易实现对影响火灾探测器精度的环境温度、湿度、风速、污染等因素的自动补偿或人工补偿。因此，其智能化程度较上一种方式更高。该方式处理的火灾信息多为模拟量信号，例如离子感烟探测器输出的烟浓度模拟量。（三）分布智能方式该方式目的是让火灾传感器具备一定的智能和判断功能，以构造简洁为标准，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。采用分布智能方式的智能消防系统中，每个火灾传感器或探测器配置一片简单的微处理器，取代探测器硬件电路进行数据处理并进行简单的分析判断，提高探测器有效数据输出。采用分布智能方式的智能消防系统高层建筑中，能够迅速发现初期火灾，杜绝误报警。在组合使用多种类型火灾探测器的时候分布智能方式的上述优点更为突出。（四）火灾模式识别方式火灾模式识别的主要思想是，在火灾报警控制器的计算机内存中存入各种火灾和非火灾性燃烧的特征值。由探测器探测到的各类表征火灾的特征参数（烟浓度、温度等），送入火灾报警控制器或在智能探测器中进行初级智能处理。把火灾探测器的测量值与计算机内存储的火灾特征值进行多级比较分析，对火灾的真实性作出正确判断。二、智能消防系统与设备自动化系统的联网智能消防系统可以自成体系进行运作，实现火灾信息的探测、处理、判断并进行消防设备的联动控制。同时，智能消防系统可以与BAS和OAS进行联网，通过网络实现远端报警和信息传送。智能消防系统与BAS联网工作示意图自来水公司电力局交通指挥中心消防指挥中心公安局BAS或OAS智能消防系统区域火灾报警控制器消防设备联动控制三、智能消防系统实例控制台(自动/手动)气体灭火控制箱S1700闪灯阀PDPDDSDSSS紧急广播煤气探测火警电话GGHH楼层模拟盘4311控制箱14311控制箱24311控制箱34311控制箱4计算机文字/图形显示打印机24V充电电源24V充电电源～～蜂鸣器铃光电烟感扬声器煤气探测器电话防火阀排烟口防火门排烟机防烟垂壁送风机消防泵喷淋泵SSDSMGLMHHDSMSSF手动钮子母探头模块水流开关温探1～8路1～8路1～8路1～8路