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1、,楼宇智能化技术 第3版,许锦标,广东工业大学自动化学院 ,第9章 消防及联动控制技术,本章导读,对智能楼宇的安全构成最大威胁就是火灾，建筑物一旦发生火灾，后果将不堪设想。人的生命在火灾面前是极其脆弱的，所以，在进行智能化楼宇的消防系统设计时，应该将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。如何能做到这一点？需要更加先进的火灾探测技术，更准确可靠的早期火灾报警，更有效的能延缓火势蔓延的自动化灭火装置。 本章着重讨论如何构建智能消防系统、火灾探测的技术、自动化灭火技术及与其他系统的联动控制技术。,本章目录,第9章 消防及联动控制技术 本章导读 9.1 概述 9.1.1 智能楼宇对消防系统的要求
2、 9.1.2 智能楼宇消防系统的构成 9.1.3智能楼宇消防系统的基本工作原理 9.2 火灾探测器 9.2.1室内火灾的发展特征 9.2.2 火灾探测器的分类 9.2.3 火灾探测器的系统组成方式 9.2.4常用火灾探测器 9.2.5火灾探测器的选用及设置 9.3 火灾报警控制器及火灾报警系统 9.3.1 作用与类型 9.3.2 火灾报警控制器功能 9.3.3火灾报警控制系统结构 9.4 自动灭火系统 9.4.1 灭火的基本原理 9.4.2自动喷水灭火系统 9.4.3气体灭火系统 9.5智能楼宇的消防联动控制 9.5.1消防联动控制 9.5.2 消防系统的智能化 9.5.3智能消防系统与BA系
3、统的集成 复习题与思考题,9.1 概述,燃烧大量消耗氧气会使人窒息。 许多物质燃烧时所产生的烟雾和有害有毒气体对人体有窒息、麻醉、中毒等作用。 燃烧产生的大量烟雾会大大影响人的视线，使人睁不开眼，给人们逃生、救援带来困难。 燃烧产生的高温通过对流、辐射会对人体灼烫伤。 客观而论，由于各种物质燃烧的机理非常复杂，就当前的消防技术而言，人们在与火灾的斗争中尚处于下风。,生命在火灾面前是极其脆弱的,智能消防系统的要求,由此可见人的生命在火灾面前是极其脆弱的。所以，在智能楼宇的消防系统设计时，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
4、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。,9.1.1 智能楼宇对消防系统的要求,1)宜选择智能型火灾探测器、复合型火灾探测器以及具有预警功能的线型光纤感温探测器或空气采样烟雾探测器等。 2)对于重要的建筑物，火灾自动报警系统的主机宜设有热备份。 3)应配置带有汉化操作的界面，操作软件的配置应简单易操作。 4)应预留与BAS的数据通信接口。 5)应与安全技术防范系统实现互联。 6)消防监控中心机房宜单独设置。 7)应符合现行国家标准火灾自动报警系统设计规范GB 50116等的有关规定。 8) BAS应能对火
5、灾自动报警系统进行监视，但不作控制。,9.1.2 智能楼宇消防系统的构成,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,智能消防系统的功能和组成,报警功能: 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。 自动灭火功能：在报警的同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器进行自动灭火。 避难诱导功能：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。
6、,火灾自动报警系统的构成,9.1.3 智能楼宇消防系统的基本工作原理,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。,9.2 火灾探测器,火灾探测器是一种在火灾发生后能依据火灾所产生的理化现象（烟雾、 火焰、高温、CO,等），将火灾信号转变为电信号，并输入火灾报警控制器，由报警
7、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。要判别一个燃烧现象是火还是火灾需要人的智慧。 目前的火灾探测器实际上是“燃烧探测器”，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。要真正实现对火灾的探测还需要做许多研究工作。,9.2.1 室内火灾的发展特征,9.2.2 火灾探测器的原理分类,火灾探测器算法分类,9.2.3 火灾探测器的系统组成方式(多线制系统结构 ),多线制系统特点是火灾控制器采用信号巡检且火灾探测器和火灾控制器之间采用硬线对应连接关系。多线制系统由于设计、施工和维护复杂，己逐步淘汰,9.2
8、.3 火灾探测器的系统组成方式(总线制系统结构 ),区域火灾自动报警系统结构,火灾参数的有效采集、变换和传输,火灾判定和消防设备联动,分区声光报警,火灾参数的有效采集、变换和传输,分区声光报警,火灾探测器的漏报、误报和迟报的现象,火灾探测器把火灾当成了火就发生漏报，把火当成了火灾就发生误报，火灾发生己经到了发展阶段才报警就是迟报。 火灾自动报警系统的漏报、误报和迟报都会造成不可预计的严重后果。 人们对于火灾探测器期望在于:首先要求能早期发现火灾，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。,9.2.4 常用火灾探测器-感烟式探测器,这是一种能探测物质燃烧所产生的气溶胶或烟雾粒子
9、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。,离子感烟探测原理,由于烟雾离子的直径大小超过被电离的空气离子的直径，会对空气离子产生阻挡作用，同时也会因“电荷异性相吸”原理而与异性空气离子相结合产生吸附作用，最后导致的结果就是离子电流减小,放射源Am241不断放出射线,双源式离子感烟探测器原理,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。离子电流从正常状态的I减小到I，探测器工作点移至B点。A点和B点间的电压增量V即反映了烟雾浓度的大小。通过检测V1或V2的变化量实现对烟雾浓度
10、参数的探测,单源式离子感烟探测器原理,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、气压等因素的影响均相同,可以相互抵消，因而提高了对环境的适应性。,光电感烟式探测器原理 - 遮光型探测器,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,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,线型遮光感烟探测器,光电感烟式探测器原理 -散射型探测原理,当光敏电流增大到某个设定值时，该感烟探测器发出报警信号,感温式探测器,物质在燃烧过程中释放出大量的热
11、，使环境温度升高，通过检测环境温度及其变化量可以探测火灾发生。 与感烟及其他类型探测器相比，其可靠性高但灵敏度略低，反应时间滞后，不太合宜早期火灾的探测。 采用热敏电阻作温度检测元件的电子式差定温探测器是目前的主流。,线型定温式探测器,红外火焰探测器,利用火焰的红外辐射和闪烁现象(火焰闪烁频率在330Hz的范围 )来探测火灾。红外光的波长较长，烟雾粒子对其吸收和衰减远比紫外光及可见光弱。所以，即使火灾现场有大量烟雾，并且距红外火焰探测器较远，红外探测器依然能接收到红外光.,紫外式火焰探测器,对易燃、易爆物（汽油、酒精、煤油、易燃化工原料等）引发的燃烧，在燃烧过程中它们的氢氧根在氧化反应（即燃烧
12、）中有强烈的紫外光辐射。在这种场合下，紫外式火焰探测器可以很灵敏地探测这种紫外光。,防爆复合式红外紫外火焰探测器,使用高灵敏度的传感器，能迅速、准确地探测火灾发生时放射的紫外线（UV)、红外线（IR) 波长. 探测距离:25M 材质:铝合金铸造粉沫涂漆 工作环境温度:-40 +80 工作环境湿度:RH 85 % 视角:90 (左右45) 感应波长 : 紫外线 185 260 , 红外线 4.3 感应速度 : 0.1 sec 10 sec,火灾探测器的发展,(1)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。
13、 (2)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。 (3)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。,火灾探测器的发展-多参量多判据复合探测技术,现代火灾探测器发展的一方向是多参量/多判据技术，多个传感器从火灾不同现象获得多个信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。例如，探测器中装有3只传感器：光学、热敏和化学传感器,火灾探测器的发展-多参量多判据复合探测技术,将多种探测与报警功能复合在一体, 内置CPU分析数据，真正分布
14、智能，是一个发展趋势。例如四合一智能探测器包括：双光电烟温复合探测器带声音、语音及闪灯报警。,抽气式烟雾探测器,抽气式烟雾探测器2,无线探测器,智能探测器,9.2.5火灾探测器的选用及维护,1.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
15、，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。”,9.3 火灾报警控制器及火灾报警系统,9.3.1 作用与类型,火灾自动报警控制器给火灾探测器供电，接收来自探测器的火灾信号，声光报警并将火灾信息传送到上一级监控中心，同时能自动输出控制指令到其他联动设备，控制它们作出相应动作。 根据工程规模的大小, 分为三种基本形式: 1)区域报警系统 2)集中报警系统 3)控制中心报警系统,火灾自动报警系统结构,区域报警控制器是接收火灾探测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
16、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。,9.3.2 火灾报警控制器功能,火灾报警控制器的功能包括：火灾报警功能、火灾报警控制功能、故障报警功能、屏蔽功能、监管功能、自检功能、信息显示与查询功能、系统兼容功能、电源功能、软件控制功能等,9.3.3 火灾报警控制系统结构,区域报警系统,区域报警系统(Local Alarm System)应用于小区域的火灾报警(几十个报警点), 由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成，是功能简单的火灾自动报警系统。,集中报警系统(Remote Alarm System),应用于中等区域的火灾报警(几百个报警点), 由集
