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消防系统俄罗斯莫斯科电视塔大火2000年8月27日，俄罗斯国内最大的电视塔——位于莫斯科的奥斯坦基诺电视塔发生火灾，这起火灾所造成的国际影响和间接损失是无法估量的。这起火灾是从距地面460米(该电视塔高540米，仅次于553米高的加拿大多伦多CN塔)高的寻呼台首先燃起，火灾造成6人死亡、6人受伤，而死者中有5名是消防员，其中包括莫斯科市东北区消防局副局长阿尔秋科夫。这场火灾是由于电视塔内部电缆过载发热短路所致，起火后3个小时才关闭电源则导致火势的蔓延。火灾后，覆盖全俄范围的俄国家电视台、电视二台、独立电视台等都被迫停播。俄罗斯内务部通讯系统、莫斯科急救中心的通讯系统也被迫中断，寻呼台通讯设备被毁。消防系统•2008年9月21日凌晨零点46分，位于广东省深圳市龙岗区龙岗街道深惠路立交桥旁的舞王俱乐部发生火灾事故。目前，火灾已被扑灭，已发现43人死亡、88人受伤(5人重伤)。初步分析，事故原因为在歌舞厅中演出时燃放焰火引发火灾。消防系统新华网哈尔滨2008年10月9日电9日16时许，哈尔滨市道里区经纬街附近的经纬360大厦（双子座，一至四层连体）发生大火。现场火势很大，浓烟滚滚。不时有高空坠物，有人在四层楼平台上等待援救。还听到爆破的声音。现场至少有7辆救火车，还有救护车。据了解，这座大厦是新建的公寓楼，该楼外部工程都已完工，内部正在装修。着火时，楼内人基本上都是施工人员。消防部门查明，因工人违章电焊引燃天棚上的装修材料，导致火灾。第7章火灾自动报警和消防控制系统7.1主要设备7.2火灾自动报警系统7.3消防联动控制系统7.4消防广播系统7.3火灾自动报警系统工程设计7.5消防专用电话系统消防系统教学基本要求：理解消防系统的基本概念；掌握火灾探测器的工作原理和适用范围；理解火灾报警控制器、消防联动控制、智能消防系统的相关内容。消防系统一、火灾的产生与规律2.电气起火。如用户随意接插用电，线路超载，配电线路受潮、老化、漏电甚至短路，变配电设备和用电设备安放位置不当，电气事故后迅速引燃周围物质等。3.建筑物遭受雷击。建筑物产生火灾的原因很多，大约有以下几种原因：4.人为破坏。1.人员用火不慎。如乱丢烟、火柴，电焊、气焊火花跌落等引起可燃气、油料和木材、化纤等物体燃烧产生火灾。概述消防系统1.燃烧气体。物质在燃烧开始阶段，首先释放出来的是燃烧气体。其中有单分子的CO和CO2等气体、较大的分子团、灰烬和未燃烧的物质颗粒悬浮在空气里。2.烟雾。一般把人的肉眼可见的燃烧生成物，其粒子直径为0.01～10μm的液体或固体微粒称之为烟雾。不管是燃烧气体还是烟雾，它们都有很大的流动性，能潜入建筑物的任何空间。这些气体和烟雾有毒性，因而对人的生命有特别大的危险。据统计，在火灾中约有70%的死亡是由于燃烧气体或烟雾造成的。燃烧是一种伴随有光、热的化学反应。物质在燃烧过程中一般产生下列现象：消防系统对于普通可燃物质燃烧的表现形式，首先是产生燃烧气体，然后是烟雾，在氧气供应充分的条件下，才能达到全部燃烧，产生火焰，并散发出大量的热量，使环境温度升高。起火过程曲线如图所示。4.火焰。火焰是物质着火产生的灼热发光的气体部分。物质燃烧到发光阶段，是物质的全燃过程。此时，火焰热辐射含有大量的红外线和紫外线。3.热（温）度。凡是物质燃烧必然有热量释放，使环境温度升高。但在燃烧速度非常缓慢的情况下，这种热（温）度不容易鉴别出来。消防系统普通可燃物质典型起火过程曲线a表示烟雾气胶浓度与时间的关系曲线b表示热气流温度与时间的关系温度烟浓度时间ba火焰燃烧引燃汽化预热全燃阶段熄灭火焰扩散火焰阶段阴燃初起潜伏消防系统火灾探测时，准备安装探测器的房屋结构与高度也是应考虑的重要因素。这是由于着火部位和探测器之间的距离发生变化时，物质燃烧产生的烟、热和火焰，会影响到探测器的应用。从b曲线可知，火灾从开始阶段到全部燃烧，要经过一段时间。对于这种燃烧速度缓慢的初期火灾，用感烟探测方法最合适。而且测量烟雾浓度比测量温度更灵敏。从图中可知，火情发展在多数情况下，总是头两个阶段（初起和阴燃）所占时间较长，这是燃烧的开始阶段。若要把火灾损失控制在最低限度，保证人身不遭受伤亡，火灾探测应该从开始阶段进行为宜。因为此阶段尽管产生大量的气溶胶（燃烧气体）和烟雾，充满了建筑物内的空间，但环境温度并不高，尚未达到蔓延发展的程度。消防系统二、火灾探测的方法火灾的探测，是以探测物质燃烧过程中产生的各种物理现象为机理，从而实现早期发现火灾这一目的。因为火灾的早期发现，是充分利用灭火措施、减少火灾损失、保护生命财产的重要保证。世界各国对于火灾自动报警技术的研究，都致力于火灾探测手段的研究和实验，试图发现新的早期探测方法，开拓火灾自动报警技术的新领域。从物质燃烧的基本规律出发，选择合适的火灾探测器来探测火情是一个首要问题。因为任何一个探测器都不是万能的，都有一定的环境适应性，也有一定的局限性。要有效地发挥各种探测器的作用，就要掌握各种火灾探测器的探测原理及其适用场合，扬长避短。消防系统7.1.1火灾探测器火灾探测器将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并向火灾报警控制器发送报警信号。7.1.1.1火灾探测器的分类1、探测区域分类法（1）线型：探测某一连续线路周围的火灾参数。软、硬。（2）点型：探测某一点周围的火灾参数。消防系统2、探测火灾参数分类法（1）感温：响应异常温度、温升速率和温差的火灾探测器。定温火灾探测器：温度达到或超过预定值时响应。差温型：升温速率超过预定值时响应。差温&定温型：兼有以上两种功能的火灾探测器。（2）感烟：响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器。能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度，所以又称“早期探测器”。分为：离子感烟探测器光电感应探测器消防系统（3）感光：又称“火焰探测器”，响应火焰辐射出的红外、紫外、可见光的探测器。主要有红外火焰型和紫外火焰型。（4）气体火灾探测器：响应燃烧或热解产生的气体的火灾探测器。在易燃易爆场合中主要探测气体的浓度，一般调整在爆炸下限浓度的1/5－1/6时报警。（5）复合式火灾探测器：响应两种以上火灾参数的探测器。主要有感温感烟、感光感烟和感光感温型。消防系统（5）复合式火灾探测器：响应两种以上火灾参数的探测器。主要有感温感烟、感光感烟和感光感温型。（6）管道抽吸式感烟探测器：主要用在船舶上。（7）其他火灾探测器：漏电流感应型（探测漏电流大小）、静电感应型（探测静电电位高低）、微差压型、超声波型、激光感烟型探测器。消防系统3、使用环境分类法（1）陆用型：用于内陆、无腐蚀性气体的环境，使用温度范围为－10℃－＋50℃，相对湿度在85％以下。（2）船用型：舰船、高温高湿场所。在50℃以上和90％—100％的高湿环境中。（3）耐寒型：－40℃以下高寒环境。（4）耐酸型（5）耐碱型（6）防爆型消防系统4、输出信号类型或信号处理方式分类法（1）开关量火灾探测器：内部电路设计上，设定一个报警阈值，当火情达到一定值时，内部电路翻转，进入报警状态。阈值一旦设定，不能调节。（2）模拟量探测器：内部电路将环境情况通过通信方式传送给火灾报警控制器，通过控制器上设置阈值来决定是否报警。相对灵活。（3）智能火灾探测器：内置微处理器MCU。通过内置的火灾模型分析程序对现场的环境进行分析。（4）编码火灾探测器：报警控制器需要在两根回路总线上连接多个探测器，便需要对每个探测器设置一个地址，便于控制器识别。消防系统7.1.1.2火灾探测器型号代码编制在《GA/T227－1999》行业标准——火灾探测器产品型号编制方法中有明确的统一规定。消防系统1、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)感烟电离室感烟电离室是离子感烟探测器的核心传感器件，其工作原理如图所示。电离室两极间的空气分子受放射源Am241不断放出的α射线照射，高速运动的α粒子撞击空气分子，从而使两极间空气分子电离为正离子和负离子，这样就使电极之间原来不导电的空气具有了导电性。此时在电场的作用下，正、负离子的有规则运动，使电离室呈现典型的伏安特性，形成离子电流。7.1.1.3火灾探测器原理消防系统EAm241α射线＋＋－－－－主感知区域电离区域P1P2单极性电离室结构双极性单极性离子电流Ih外加电压U饱和电流IsABAˊBˊΔIhΔIh电离室结构和电特性示意图离子感烟探测器感烟原理：当烟雾粒子进入电离室后，被电离部分的正离子与负离子被吸附到烟雾粒子上，使正、负离子相互中和的概率增加；同时离子附作在体积比自身体积大许多倍的烟雾粒子上，会使离子运动速度急剧减慢，最后导致的结果就是离子电流减小。显然，烟雾浓度大小可以用离子电流的变化量大小进行表示，从而实现对火灾过程中烟雾浓度这个参数的探测。消防系统电离室可以分为单极性和双极性两种。电离室局部被α射线覆盖，使电离室一部分为电离区，另一部分为非电离区，从而形成单极性电离室。由图可见，烟雾进入电离室后，单极性电离室要比双极性电离室的离子电流变化大，相应的感烟灵敏度也要高。因此，单极性电离室结构的离子感烟探测器更常用。EAm241α射线＋＋－－－－主感知区域电离区域P1P2单极性电离室结构双极性单极性离子电流Ih外加电压U饱和电流IsABAˊBˊΔIhΔIh电离室结构和电特性示意图消防系统双源双电离室结构的感烟探测器，即每一电离室都有一块放射源，其原理如图所示。一室为检测用开室结构电离室M；另一室为补偿用闭室结构电离室R。这两个室反向串联在一起，检测室工作在其特性的灵敏区，补偿室工作在其特性的饱和区，即流过补偿室的离子电流不随其两端电压的变化而变化。无烟时，探测器工作在A点。有烟时，由于检测室M中，离子减少且离子运动速度减慢，相当于其内阻变大。又因双室串联，回路电流不变，故检测室两端电压增高，探测器工作点移至B点。A点和B点间的电压增量△U，即反映了烟雾浓度的大小。（二）双源式感烟探测原理补偿电离室检测电离室开关电路V1V2回路电压V024VDC电路原理电离电流I无烟时曲线进烟后曲线补偿电离室检测电离室ΔVI1I1ˊV1ˊ电压0V0工作特性曲线V1V2V2ˊ双源式感烟探测器的电路原理和工作特性MR消防系统(三)单源式感烟探测原理单源式感烟探测器原理如图所示。其检测电离室和补偿电离室由电极板Pl、P2和Pm等构成，共用一个放射源。其检测室和补偿室都工作在非饱和灵敏区，极板Pm上电位的变化量大小反映了烟雾浓度的大小。单源式感烟探测器的检测室和补偿室在结构上都是开室，两者受环境温度、湿度、气压等因素的影响相同，因而提高了对环境的适应性。离子感烟探测器按对烟雾浓度检测信号的处理方式的不同，可分为阈值报警式感烟探测器，编码型类比感烟探测器以及分布智能式感烟探测器。比较放大电路传输电路－＋P1P2Pm单源式离子感烟探测器原理示意图消防系统2、光电感烟式探测器光电感烟式探测器的基本原理是，利用烟雾粒子对光线产生遮挡和散射作用来检测烟雾的存在。下面介绍遮光型感烟探测器和散射型感烟探测器。(一)遮光型感烟探测原理遮光型感烟探测器具体又可分为点型和线型两种类型。1．点型遮光感烟探测器：这种探测器原理如图所示。其中的烟室为特殊结构的暗室，外部光线进不去，但烟雾粒子可以进入烟室。烟室内有一个发光元件及一个受光元件。发光元件发出的光直射在受光元件上，产生一个固定的光敏电流。当烟雾粒子进入烟室后，光被烟雾粒子遮挡，到达受光元件的光通量减弱，相应的光敏电流减小，当光敏电流减小到某个设定值时，该感烟探测器发出报警信号。.脉冲信号输出控制放大电路开关元件光学透镜暗箱光敏二极管发光二极管电源.........消防系统2．线型遮光感烟探测器：线型遮光感烟探测器在原理上与点型探测器相似，但在结构上有区别。点型探测器中发光及受光元件同在一暗室内，整个探测器为一体化结构。而线型遮光探测器中的发光元件和受光元件是分为两个部分安装的，两者相距一段距离。其原理如图所示。光束通过路径上无烟时，受光元件产