火灾报警与消防联动

第一章绪论随着社会经济的快速发展，高层建筑不断涌现，火灾的危害性也越来越大了。主要原因有四个：①建筑物装饰装修的档次越来越高，而在装饰装修材料中有很多的有机易燃物，发生火灾的几率增加了。②新建的建筑物内一般都设置有各种管道和竖井，他们像一个个直立的烟囱，一旦失火，火势借助“烟囱效应”蔓延很快。③由于楼层较高，建筑物内的人员和物资难以疏散。④由于楼与楼之间的距离较小，消防车辆难以接近，消防扑救也相当困难。所以在现代的建筑物内建立一个先进的、行之有效的火灾自动报警及消防联动控制系统是非常重要的。1.1国内外研究现状简述纵观一百多年来，火灾自动报警技术主要经历了多个发展阶段：最初阶段是用一些简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从十九世纪四十年代一直延续到本世纪四十年代，这期间感温探测器占主导地位，火灾自动报警系统的发展处于初级阶段。1847年美国缅因大学教授Farmer等研究出世界上第一台用于城镇的火灾报警发送装置，1852年成功安装在波士顿。1874年英国安装了世界上第一套水喷淋装置，1890年英国科学家研制成功感温式火灾探测器，到1896年几种不同类型的定温火灾探测装置相继研制成功了，并得到实际应用。从八十年代开始至今。总线制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显著减少，安装调试变的容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。就如同设置房间号一样，人们为每个探测点设置单独的地址编码。火灾报警控制器通过巡检方式，分别采集各探测点的数据，并报出火警及故障等具体信息。中科院合肥智能机械研究所在85年就研制成功了我国第一套总线制火灾报警控制系统（船用）。随着技术的不断进步，智能系统已突破传统的火灾探测报警范畴，它与建筑物内的防盗报警系统，电视监控系统，信息交换系统，公共安全系统等组成楼宇自动系统而成智能大厦。1.2设计指标设计一个智能小区火灾报警与消防联动控制系统具体化技术指标如下。1）能够随时采集小区内的温度与烟浓度状况，小区内无死角。2）火灾发生时，能够自动报警及启动消防联动设备灭火。3）标准性本方案依照国家和地区的有关标准进行。确保系统的扩充性和扩展性，有利于实现投资保障。1.3本文的工作详细分析课题任务，对智能小区火灾报警与消防联动控制系统的历史和现状进行分析，并对智能小区火灾报警与消防联动控制系统的原理进行了深入的研究，并将其综合。然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务第2章火灾报警与消防联动本设计为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，；第二部分为联动控制部分。2.1火灾报警与消防联动的历史与发展它的发展主要经历了由传统布线连接的有线系统到无限系统的转变。随着城市化建设步伐的不断加快，大型建筑和民用建筑对火灾报警系统的要求也越来越高。现代火灾自动报警系统的兴起，用无线触发装置和无线传输方法组合的控制接收设备进行通讯的无线火灾自动报警系统有了很快的发展。它是集火灾报警、防盗保安等多功能于一体的高科技无线安全系统[1]。而目前，世界上普遍使用的就是无线火灾报警系统。无线火灾报警系统不仅省去了烦琐的布线工程，还可以有效的避免因安装工程而带来的建筑物结构破坏的问题。而今后，火灾报警系统也将在无线的基础上朝综合性报警系统发展。火灾报警系统的研究和发展，是社会稳定安全的需要。它作为城市消防自动化工程基础设施之一，在火灾的早期发现、消防重点目的监测等方面都发挥着巨大的作用。随着电子学和计算机软硬件开发技术的日新月异,火灾探测和控制技术正得到不断发展与提高，高科技新品层出不穷。这些都使得火灾报警系统的功能更趋强大,集中体现在智能化上。以前，令使用单位感到头疼的误报警和维修麻烦被很大程度地降低。操作日趋简便、直观，应用更趋灵活、广泛。从数千平方米的规模建筑到超过万平方米的超大规模建筑均有与之适用的火灾自动报警系统,呈现一片可喜的景象[12]。火灾报警系统经过数十年的飞速发展已取得了可喜的成绩。智能化、形式多样化等特性已成为无可辩驳的发展趋势。对于现在使用最普遍的无线火灾报警系统，由于它组网方便、灵活，施工简单、安装容易，给建筑带来很大方便，因而受到用户青睐。但目前无线火灾自动报警系统设备的价格偏高，是今后研究的一项重要课题。如果设备价格与有线火灾报警系统设备相媲美，那么它的未来一定是光明的。2.2火灾报警与消防联动组成1)火灾报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光。这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作2)联动控制部分主要对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制第3章设计思想与方案论证实现火灾报警系统与消防联动控制的方法有多种，在火灾报警系统中可以用控制中心报警系统；也可以用集中报警系统，还可以用区域报警系统。在消防联动系统的喷淋系统中可以用湿式自动喷水灭火系统，干式自动喷水灭火系统，干湿交替式自动喷水灭火系统，预作用自动喷水灭火系统。当然每一种方案都有其各自的优点。本章详细列举、说明了三种不同实现火灾报警系统与消防联动控制的方案、并分别画出了其原理方框图，对三种方案的优缺点进行了对比，选出了最佳控制方案。3.1设计思想3.1.1火灾报警系统方案方案一：区域报警系统1)硬件组成：火灾探测器、手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器2)系统说明：区域报警系统采用区域报警系统时，其区域报警控制器不应超过三台，因为未设集中报警控制器，当火灾报警区域过多而又分散时就不便于集中监控与管理。3）系统原理框图图3-1-1区域报警系统框图手动火灾报警按区域火灾报警控制器火灾探测器方案二：集中报警系统(1)硬件组成;火灾探测器手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器以及消防控制设备等组成(2)系统说明：集中报警系统应设置在由专人值班的房间或消防值班室内，若集中报警不设在消防控制室内的，则应将它的输出信号引至消防控制室，这有助于建筑物内整体的火灾自动报警系统集中监控和统一管理。（3）系统原理框图图3-1-2集中报警系统框图方案三：控制中心报警系统(1)硬件组成:火灾探测器手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器以及消防控制设备等组成。(2)系统说明：控制中心报警系统集中火灾报警控制器设在消防控制室内，其他消防设备及联动控制设备，可采用分散就地控制和集中遥控两种方式，各消防设备工作状态的反馈信号，必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上，以便对建筑物内的防火安全设施进行全面控制与管理。控制中心报警系统探测区域可多达数百甚至上千个。火灾探测器区域火灾报警控制区域火灾报警控制集中火灾报警控制器手动火灾报警按钮火灾探测器手动火灾报警按钮（3）系统原理框图图3-1-3控制中心报警系统框图3.1.2喷淋系统中系统方案方案一：湿式自动喷水灭火系统1)硬件组成:由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。2)工作原理：发生火灾时，火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件动作，喷头开启，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，使水流指示器动作送出电信号，在报警控制器上指示某一区域已在喷水。由于喷头开启持续喷水泄压造成湿式报警阀上部水压低于下部水压，在压力差的作用下，原来处于关闭状态的湿式报警阀就自动开启，压力水通过报警阀流向灭火管网，同时打开通向水力警铃的通道，水流冲击水力警铃发出声响报警信号。控制中心根据水流指示器或压力开关的报警信号，自动启动消防水泵向系统加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。3）系统原理框图消防控制设备火灾探测器手动火灾报警按钮火灾探测器手动火灾报警按钮区域报警控制器（或楼层显示器）区域报警控制器（或楼层显示器）火灾警报装置火警电话火灾事故照明火灾事故广播联动控制装置固定灭火系统控制装置集中报警控制器电源1区N区图3-1-4湿式自动喷水灭系统框图方案二干式自动喷水灭火系统1)硬件组成:由闭式喷头、管网、干式报警阀、充气设备、报警装置和供水设备组成。2)工作原理：干式自动喷水灭火系统在火灾发生时，火源处温度上升，使火源上方喷头开启，首先排出管网中的压缩空气，于是报警阀后管网压力下降，干式报警阀阀前压力大于阀后压力，干式报警阀开启，水流向配水管网，并通过已开启的喷头喷水灭火。干式系统平时报警阀上下阀板压力保持平衡，当系统管网有轻微漏气时，由空压机进行补气，安装在供气管道上的压力开关监视系统管网的气压变化状况。3）系统原理框图火灾发生末端实验阀开启高位水箱供水喷头或排气阀开启放气湿式报警阀开启水力警铃动作水流指示器动作压力开关动作消防中心控制室水泵开启供水喷头正常喷水灭火水泵接合器供水报告发出指令图3-1-5干式自动喷水灭系统框图方案三：预作用自动喷水灭火系统1)硬件组成:由闭式喷头、管网系统、预作用阀组充气设备、供水设备、火灾探测报警系统等组成。2)工作原理：发生火灾时，由火灾探测器探测到火灾，通过火灾报警控制箱开启预作用阀，或手动开启预作用阀，向喷水管网充水，当火源处温度继续上升，喷头开启迅速出水灭火。如果发生火灾时，火灾探测器发生故障，没能发出报警信号启动预作用阀，而火源处温度继续上升，使得喷头开启，于是管网中的压缩空气气压迅速下降，由压力开关探测到管网压力骤降的情况，压力开关发出报警信号，通过火灾报警控制箱也可以启动预作用阀，启动灭火。因此，对于充气式预作用系统，即使火灾探测器发生故障，预作用系统也能正常工作。3）系统原理框图火灾发生高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网喷头或排气阀开启放气干式报警阀开启水力警铃动作水流指示器动作压力开关动作消防中心控制室水泵开启供水喷头正常喷水灭火图3-1-6预作用自动喷水灭系统框图3.2论证分析3.2.1在火灾报警系统中方案（一）系统相对来说比较的简单，但是其只适用于较小范围的保护。在方案(二)中它适用于较大范围内多个区域的保护。该系统的容量越大，所要求输出的控制程序越复杂，消防设施控制功能越全.但是其功能单一，无法跟上计算机技术的飞速发展。在方案（三）中它适用于较大范围内多个区域的保护。随着计算机技术的飞速发展，将综合成一个整体，即成为报警控制系统（器），报警后都能按需要输出一定程序的控制机能，启动相应的设施。综上所述：方案3是无论是从安全方面、科学性还是从环境保护上都优于其它两个方案，不失为最佳的选择。火灾发生人员发现开启末端实验装置水泵控制柜感温元件动作火灾探测器报警报警控制装置联动控制器水力警铃水流指示器预作用阀喷水灭火传动管泄压手动阀泄压电磁阀泄压电磁阀排气压力开关消防泵3.2.2在喷淋系统中方案一湿式自动喷水灭火系统在环境温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和场所(不能用水扑救的建筑物和场所除外)都可采用。方案二干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下停车场、冷库等等。喷头应向上安装，或采用干式下垂型喷头。方案三预作用自动喷水灭火系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点，而且还克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统易产生水渍的缺陷。因此，预作用系统可以用于干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所，而且还能用于一些这