第第1010章章 消防及联动控制技术消防及联动控制技术 第10章 消防及联动控制技术 10.1 概述10.1.1 智能化建筑对消防系统的要求10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能建筑消防系统的基本工作原理10.2 火灾探测器室内火灾的发展特征10.2.2 火灾探测器的分类10.2.3 火灾探测器的系统组成方式常用火灾探测器火灾探测器的选用及维护10.3 灭火系统10.3.1 灭火的基本原理10.3.2 智能建筑内常用灭火系统10.4 火灾报警控制器10.4.1 作用与类型10.4.2 主要技术性能10.4.3 区域火灾报警控制器10.4.4 集中火灾报警控制器智能化建筑的消防联动控制消防供电10.5.2 消防设备的联动控制10.6 智能消防系统10.6.1 消防系统的智能化智能消防系统与设备自动化系统的联网本章导读 对对智智能能建建筑筑的的安安全全构构成成最最大大威威胁胁就就是是火火灾灾，建建筑筑物物一一旦旦发发生生火火灾灾，后后果果将将不不堪堪设设想想。人人的的生生命命在在火火灾灾面面前前是是极极其其脆脆弱弱的的，所所以以，在在智智能能化化建建筑筑的的消消防防系系统统设设计计时时，应应该该将将留留给给人人们们逃逃生生的的时时间间和和逃逃生生的的环环境境条条件件放放在在首首位位。如如何何能能做做到到这这一一点点？需需要要更更准准确确可可靠靠的的火火灾灾探探测测技技术术，更更早早期期的的火火灾灾报报警警，更更有有效效的的能能延延缓缓火火势势蔓延的自动化蔓延的自动化灭火装置。灭火装置。本本章章着着重重叙叙述述如如何何构构建建智智能能消消防防系系统统、火火灾灾探探测测的的技技术术、自动化、自动化灭火灭火技术及与其它系统的联动控制技术及与其它系统的联动控制技术。技术。 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 第10章 消防及联动控制技术 我们在考虑消防系统设计时，必须坚持以人为本的方针坚持以人为本的方针。火灾对人的生命威胁是第一位需要面对的事实，人的生命在火灾面前是极其脆弱的。所以，在智能化建筑的消在智能化建筑的消防系统设计时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环防系统设计时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。境条件放在首位。我们认为，智能化的消防系统会给建筑物内的人们多一些逃生的时间以及更好的逃生环境。如何能做到这一点？需要更准确可靠的火灾探测技术，更早期的火灾报警，更有效的能延缓火势蔓延的自动化灭火装置。当然，这一切要建立在该建筑物大量采用优这一切要建立在该建筑物大量采用优良的防火建材基础之上良的防火建材基础之上。 10.1.1 10.1.1 智能化建筑对消防系统的要求智能化建筑对消防系统的要求 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 本章所叙述的内容只限于智能消防系统中检测和控制智能消防系统中检测和控制部分部分,它综合应用了自动检测技术、现代电子工程技术及计算机技术等高新技术。 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。 可见，这样的消防系统智能化程度很高，作为消防系统智能化程度很高，作为BASBAS主主系统中的一个子系统，它可以受控于主系统，也可以独系统中的一个子系统，它可以受控于主系统，也可以独立工作立工作，并可与通信、办公及保安等其它子系统联网，实现整个建筑的综合智能化。 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 一个完整的消防体系构成如图10-1所示，由火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备组成。 图10-1消防体系构成 火灾自动报警系统火灾自动报警系统第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成消防体系中的核心应该是火灾自动报警系统，由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成。（1）火灾探测与报警系统。由火灾探测器和报警控制器组成。火灾探测器是火灾自动报警系统的核心技术，传统火灾自动报警系统与智能型火灾报警系统之间的区别就在于探测器本身性能。（2）报警、疏散与监视系统。由紧急广播系统（平时为背景音乐系统）、事故照明系统和避难诱导灯组成。（3）灭火控制系统。由自动喷洒装置、气体灭火控制装置、液体灭火控制装置组成。（4）防排烟控制系统。主要实现对防火门、防火阀、排烟口、防火卷帘等设备的控制。 火灾自动报警系统火灾自动报警系统的构成的构成 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成图10-2 火灾自动报警系统的构成 消防系统的供电消防系统的供电 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 10.1.2 10.1.2 智能化建筑消防系统的构成智能化建筑消防系统的构成需要特别指出：消防系统的供电属于一级用电负荷，消防供电应确保是高可靠性的不间断供电。为做到万无一失，还应有一组备用电源作为消防供电的保障。 智能建筑消防系统的基本工作原理智能建筑消防系统的基本工作原理 第10章 消防及联动控制技术 10.1 10.1 概述概述 智能建筑消防系统的基本工作原理是: 当某区域出火灾时,该区域的火灾探测器探测到火灾信号,输入到区域报警控制器,再由集中报警控制器送到消防控制中心, 控制中心判断了火灾的位置后立即向当地消防部队发出119火警，同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器进行自动灭火。与此同时,紧急广播发出火灾报警广播,照明和避难诱导灯亮,引导人员疏散。此外,还可起动防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟凤机等进行隔离和排烟等。 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 第10章 消防及联动控制技术 火灾探测器是一种在火灾发生后能依据物质燃烧过程中所产生的烟雾、高温等各种现象，将火灾信号转变为电信号，并输入火灾报警控制器，由报警控制器以声、光信号向人发出警报的器件。 严格意义上的火灾探测器是具有人工智能的，因为火与火灾是相对于人的控制能力而言的。在人的控制范围内的燃烧是有用的火，超出人的控制范围内的燃烧才是火灾。 要判别一个燃烧现象是火还是火灾需要人的智慧要判别一个燃烧现象是火还是火灾需要人的智慧。目目前在智能建筑消防系统中所用的火灾探测器实际上是前在智能建筑消防系统中所用的火灾探测器实际上是“燃燃烧探测器烧探测器”，是通过检测燃烧过程中所产生的种种物理或，是通过检测燃烧过程中所产生的种种物理或化学现象来探测燃烧现象化学现象来探测燃烧现象。要真正实现对火灾的探测还需要做许多研究工作。 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 第10章 消防及联动控制技术 火灾探测器当前存在的问题：1、漏报：把火灾当成了火；2、误报：把火当成了火灾；3、迟报：火灾已经发展到了发展阶段才发报。因此火灾探测器应该尽量克服漏报、误报和迟报的可能，加强自身的可靠性。10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 第10章 消防及联动控制技术 火灾探测器当前的发展方向：火灾探测器当前的发展方向： 首先要能早期发现火灾；其次是消除误报和降低成本。首先要能早期发现火灾；其次是消除误报和降低成本。智能型火灾探测器是一个发展方向，从不同现场中搜集大量的火灾过程数据并运用各类人工智能的方法进行相关的处理得出正确的判断。 因此，对火灾探测器的研究最为主要的是对火灾过程的因此，对火灾探测器的研究最为主要的是对火灾过程的深入掌握深入掌握，火灾不同于火，不同于受控的燃烧。需要建立一个能模拟火灾的实验室来验证和测试研究工作。 总体来说，火灾探测仍旧是当前的世界性总体来说，火灾探测仍旧是当前的世界性难题！难题！室内火灾的发展特征室内火灾的发展特征 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 图10-3室内火灾发展特征曲线 室内火灾的发展特征室内火灾的发展特征 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 1、起始阶段 火灾局限在起火部位的着火燃烧阶段。只是起火点温度较高，其他部位温度不高；烟气量较小，弥漫也缓慢。起火点火焰小，耗氧量小，与着火房间是否有开口关系不大。 火灾起始阶段如果能及时发现，是人员安全疏散和灭火的最有利时间。 室内火灾的发展特征室内火灾的发展特征 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 2、发展阶段 火灾发展阶段是指从起火点引燃周围可燃物到轰然之间的过程。火焰由局部向周围蔓延，燃烧面积不断扩大，周围物品受热分解出大量可燃气体，从而加剧火势，热气流对流加强，辐射热流强度也增大。 这个阶段热烟气温度可达500度，整个房间的可燃物可能发生轰燃并进入猛烈阶段。10.2.2 10.2.2 火灾探测器的分类火灾探测器的分类 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 多多线制系制系统结构构 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.3 10.2.3 火灾探测器的系统组成方式火灾探测器的系统组成方式 图10-4多线制系统结构 总线制系制系统结构构 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 10.2.3 10.2.3 火灾探测器的系统组成方式火灾探测器的系统组成方式 图10-5总线制系统结构 感烟式探感烟式探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-6感烟式探测器实物图 这是一种能探测物质燃烧所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度的探测器，有根据散射光、透射光原理工作的光电感烟探测器和电离原理工作的离子感烟探测器，是一种点型火灾探测器，图10-6所示是一些感烟式探测器实物图。 离子感烟探测原理离子感烟探测原理 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-7电离室结构和电特性示意图 双源式双源式离子感烟探测器离子感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-8 双源式离子感烟探测器原理图 a）电路原理 b）工作特性 单源式源式离子感烟探测器离子感烟探测器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-9单源式离子感烟探测器原理示意图 点型遮光感烟探点型遮光感烟探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-10 遮光型探测器结构及原理示意图 线型遮光感烟探型遮光感烟探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-11线型遮光感烟探测器原理及实物图 散射型光散射型光电感烟探感烟探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-12 散射型光电感烟探测器的原理示意图 线型定温式探型定温式探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-13线型定温式探测器 紫外光敏管紫外光敏管 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-15紫外光敏管实物及其光敏特性图 紫外光敏管的工作原理紫外光敏管的工作原理 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-16 紫外光敏管的工作原理 紫外式火焰探紫外式火焰探测器器第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-17紫外式火焰探测器电路原理 点型半点型半导体型可燃气体探体型可燃气体探测器器 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 图10-18 可燃气体探测电路 火灾探测器的发展火灾探测器的发展 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 常用火灾探测器常用火灾探测器 (1)(1)复合探测器复合探测器现代火灾探测器发展的一方向是多传感器/多判据技术，多个传感器从火灾不同现象获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。例如，将常用的离子感烟探测器改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它灵敏度更高，能提供甚早期火灾探测，应用前景良好。(2)(2)空气采样感烟探测技术空气采样感烟探测技术是一种通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该技术在探测方式上，突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的传统，跳跃到主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子,具有很高的灵敏度，用于早期火灾智能预警。(3)(3)多探测器协同探测多探测器协同探测每一只探测器在进行其模拟量报警判定时，要参照其相邻探测器的读数，可用于抑制某些误报现象，并对真实的火灾作出较快的响应。 火灾探测器的选用及维护火灾探测器的选用及维护 第10章 消防及联动控制技术 10.2 10.2 火灾探测器火灾探测器 1.1.火灾类型及形成规律与探测器的关系火灾类型及形成规律与探测器的关系 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火焰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。2.根据建筑物的特点及场合的不同选用探测器3. 探测器的定期试验和清洗维护依据火灾自动报警系统施工验收规范，要求严格对火灾自动报警系统进行定期检查和试验，尤其是“在火灾探测器投入使用二年后，应每隔三年全部清洗一遍，并作响应阈值及其它必要的功能试验，合格者方可继续使用，不合格者严禁重新安装使用。” 10.3.1 10.3.1 灭火的基本原理灭火的基本原理 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 灭火的基本方法就是根据起火物质燃烧的状态和方式，为破坏燃烧必须具备的基本条件而采取的一些措施。不管采用哪一种方法，只要能去掉一个燃烧条件，火就可被扑灭。 1.冷却灭火法2.隔离灭火法3.窒息灭火法4.抑制灭火法 自自动喷水水灭火系火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 (1)湿式自动喷水灭火系统，湿式自动喷水灭火系统，是使用时间最长、应用最广泛、控火、灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。湿式的含意是平时管道系统中是充满水的状态。 (2)干式自动喷水灭火系统，干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干式系统灭火效率不如湿式系统，造价也高于湿式系统，但由于它的特殊用途，至今仍受到人们的重视。 (3)雨淋系统，雨淋系统为开式自动喷水灭火系统的一种，系统所使用的喷头为开式喷头，发生火灾时，系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火。 (4) 水幕系统，水幕系统是开式自动喷水灭火系统的一种。水幕系统喷头成13排排列，将水喷洒成水幕状，具有阻火、隔火作用，能阻火焰穿过开口部位，防止火势蔓延，冷却防火隔绝物，增强其耐火性能，并能扑灭局部火灾。10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 气体灭火系统气体灭火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 (1)CO2气体灭火系统，CO2的灭火机理是通过向一个封闭空间喷入大量的CO2气体后，将空气中氧的含量由正常的21%降低到15%以下，从而达到窒息中止燃烧的目的。 (2)烟烙尽气体灭火系统，虽然烟烙尽的灭火机理与CO2一样，也是把药剂喷放到封闭空间内，降低氧的浓度，窒息燃烧扑灭火灾。但是烟烙尽药剂是由52%氮气.40%氩气和8%的CO2气体组成，它掺入了合适的气体混合物，使得人们在缺氧的气氛中能呼吸，它实际上增强了人吸收氧气的能力。 (3)七氟丙烷气体灭火系统，七氟丙烷（HFC-227ea）在常温常压下为无色、几乎无味、不导电的气体，其密度大约是空气的6倍；在其自身压力下为无色透明的液体，无毒不燃，无腐蚀性，具有良好的热稳定性和化学稳定性。 10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 泡沫泡沫灭火系火系统 第10章 消防及联动控制技术 10.3 10.3 灭火系统灭火系统 泡沫灭火系统由消防泵组，压力式泡沫比例混合装置、泡沫生产器、管路、仪表、阀门等组成。泡沫灭火系统与自动喷水系统联合可组成泡沫喷淋系统。泡沫灭火系统是扑救甲、乙、丙类液体火灾普遍使用的一类灭火系统，广泛应用于油库，汽车车库、船舶、飞机维修库、化工、油品散装车间、油码头等场场所。 10.3.2 10.3.2 智能建筑内常用灭火系统智能建筑内常用灭火系统 10.4.1 10.4.1 作用与类型作用与类型 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 火灾报警控制器按用途来分有三种类型：区区域域报警警控控制制器器、集中集中报警控制器和通用警控制器和通用报警控制器。警控制器。 图10-19火灾报警控制器 10.4.2 10.4.2 主要技术性能主要技术性能 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 火灾报警控制器性能好坏直接关系到火灾的早期发现和扑救的成功与否，对于能否将火灾带来的损失限制在最小范围起着决定性作用。火灾报警控制器的重要性决定了它的主要技术性能包括以下一些内容： 确保不漏报；减少误报率； 自检和巡检，确保线路完好，信号可靠传输； 火警优先于故障报警； 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； 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； 兼容性强，调试及维护方便；工程布线简单、灵活。 10.4.3 10.4.3 区域火灾报警控制器区域火灾报警控制器 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 图10-20 总线制区域火灾报警控制器原理图 10.4.4 10.4.4 集中火灾报警控制器集中火灾报警控制器 第10章 消防及联动控制技术 10.4 10.4 火灾报警控制器火灾报警控制器 图10-21 集中火灾报警控制器原理框图 消防供电消防供电 第10章 消防及联动控制技术 智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-22 一级消防电力供电系统 a）不同电网 b）同一电网 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制 第10章 消防及联动控制技术 智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-23 消防泵、喷洒泵联动控制原理框图 排烟排烟联动控制控制 第10章 消防及联动控制技术 智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-24 排烟联动控制原理框图 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制防火卷帘及防火防火卷帘及防火门的的联动控制控制 第10章 消防及联动控制技术 智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-25 防火卷帘联动控制原理框图 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制气体气体灭火系火系统联动控制控制 第10章 消防及联动控制技术 智能化建筑的消防联动控制智能化建筑的消防联动控制 图10-26 气体灭火系统联动控制 10.5.2 10.5.2 消防设备的联动控制消防设备的联动控制10.6.1 10.6.1 消防系统的智能化消防系统的智能化 第10章 消防及联动控制技术 10.6 10.6 智能消防系统智能消防系统 提高消防系统智能化最关键的问题是火灾信息判断处理。对火灾探测器输出信号的识别处理方式主要有阈值比较方式、报警阈值自动浮动方式和分布智能方式。1.阈值比较方式2.报警阈值自动浮动方式 3.分布智能方式4.火灾模式识别方式 智能消防系统与设备自动化系统的联网智能消防系统与设备自动化系统的联网 第10章 消防及联动控制技术 10.6 10.6 智能消防系统智能消防系统 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，向当地消防指挥中心及有关方面通报火灾情况，并可通过城市信息网络与城市管理中心、城市电力供配调度中心、城市供水管理中心等共享数据和信息。 图10-27智能消防系统与BAS联网工作示意图 习题与思考题习题与思考题 第10章 消防及联动控制技术1智能建筑的消防系统是由哪些部分组成的?它是如何工作的? 2通常火灾探测器有哪几种?各有哪些主要参数? 3. 如何理解消防系统设计时必须坚持以人为本的方针?4. 室内火灾有哪些发展过程?特点是什么？5. 如何合理选用和维护火灾探测器？6. 试述灭火的基本方法。7. 气体灭火系统有何特点？有哪些种类？8. 智能建筑的灭火系统有哪些种类？有何特点？9火灾报警控制器有何作用?常用的有哪几种类型?10试述总线制火警报警控制器的工作原理。11试述微机火警报警控制器的工作原理。12试述消防联动控制的必要性和工作原理。