消防系统设计

毕业设计报告 论文 毕业设计报告 论文 题 目 所 属 系 班 级 学 生 姓 名 学 号 同 组 成 员 指 导 教 师 1 摘要摘要 自动喷水没火系统作为一种消防设施 已经证明了其灭火 控火的高效性 该系统能够自动探测火灾并自动启动喷水灭火系统的固定灭火设施 该系统使 用较长 工作性能稳定 安全可靠 维护管理方便 不污染环境 可用于各种 建筑物种允许用水灭火的保护对象和场所 是目前应用最广泛的固定灭火设备 自动喷水灭火设备经过长期的 实践和不断的改进与创新 其灭火效果十分 理想 成为消防安全的主要保障措施 自动喷水灭火系统能扑灭初期火灾并发 出火灾报警信号 可以减少经济损失 同时 由于其喷水及时 可有效减低辐 射热 火灾不易扩大和蔓延 统计表明 自动喷水灭火系统具有良好的灭火和 控火效果 本文主要对系统方案确定 控制系统的设计和自动喷水灭火控制系统的实 现等几个方面进行的探讨 第一章主要对课题的背景 课题的依据 课题特点 以及意义作了最简单的介绍 第二章对设计中一些重要部件做简单的概述以及 系统的组成 第三章主要对控制系统进行了简单的阐述 第四章对系统的安装 调试维护保养作了简要的说明 自动喷水灭火系统将在发展中不断得到完善 通过喷水灭火机理的研究 对不同火灾场所的火灾负荷 发展 蔓延过程 决定采用不同类型的喷水灭火 方式 根据被保护建筑物性质和火灾发生 发展特性的部同 可以有许多不同 的系统形式 通常根据系统中所使用的喷头形式不同 分为闭式自动喷水灭火 和开式和开式自动喷水灭火系统两大类 关键词关键词 自动喷水灭火系统 消防 自动报警 2 目目 录录 摘要摘要 1 第一章 绪论 4 1 1 引言 4 1 2 课题的背景 5 1 3 课题的特点 6 1 4 课题的意义 6 1 5 课题的现状 7 第二章第二章 系统方案的确定系统方案的确定 7 2 1 自动喷水系统分类和主要部件 7 2 2 方案的确定 9 2 2 1 洒水喷头 9 2 2 2 选择和布置喷头 12 2 2 3 管网布置 13 2 2 4 水力计算 14 2 2 5 压力开关与报警阀 16 3 2 2 6 末端试水装置 18 第三章第三章 控制系统设计控制系统设计 18 3 1 自动喷水系统全压启动消防泵的控制电路 18 3 2 火灾自动报警系统设计 21 3 2 1 火灾自动报警系统的形式 21 3 2 2 火灾自动报警控制器 24 3 2 3 火灾探测器 26 3 2 4 手动报警器 31 第四章第四章 自动喷水灭火系统的安装与保养自动喷水灭火系统的安装与保养 32 4 1 施工前的准备 32 4 1 1 自动喷水灭火系统的施工前专业培训 32 4 1 2 自动喷水灭火系统施工前应具备的条件 32 4 1 3 系统组件管件及其他相关设备材料 32 4 2 管材的选用 32 4 3 系统的验收 32 4 4 系统的验收 33 4 5 系统维护与保养 33 第五章第五章 总结与展望总结与展望 34 5 1 总结 34 5 2 展望 35 参考文献参考文献 36 致致 谢谢 37 附附 录录 38 4 第一章第一章 绪论绪论 1 1 引言引言 火灾 作为一种具有突发性和强破坏性的灾害现象 严重危害人类生命财 产安全和自然环境 人类和火灾进行了长期的斗争 积累了许多防火 灭火的 经验教训 随着社会的不断发展 人们对于火灾的认识不断加深 针对火灾初 期不同特征的各种探测方法越来越多 人类逐步掌握了火的燃烧机理 燃烧条 件和燃烧发展的过程 创造了各种各样防火 灭火的方法 其中心内容就是用 现代高科技手段研究火灾发生 发展和防治的机理和规律 为火灾防治提供新 的思想 理论和方法 使得人类对火灾的研究进入了科学化 系统化的轨道 并促进了防火 灭火技术的进步 自动喷水灭火系统之所以能成为目前世界上使用最广泛上午固定式灭火系 统 特别是应用在高层建筑等火灾危险性较大的建筑物中 主要是由于它在保 护人身和财产安全方面有着其他系统无法比拟的优点 自动喷水灭火系统是一种重要的灭火措施 随着社会的发展迫使高层建筑 拔地而起 从自动喷水灭火系统的应用实践和统计资料可以看出 自动喷水灭火系统的控 火灭火率很高 对建筑物的中的灭火具有很高的实用价值 而且随着科学的进 步 该系统的应用范围将会越来越广泛 系统可靠性和控火灭火率也会相应提 高 1 2 课题的背景课题的背景 随着我国自动喷水灭火系统的不断发展 自动喷水灭火系统降低了火灾的 危害性 把火灾给人们带来损失将降到了最低 为人类的生命财产提供了保障 自动喷水灭火系统 就是在火灾的情况下 能够自动喷水灭火 以保障人 身 和财产安的 5 一种灭火系统 其最大的特点是能够在火灾的初期喷水灭 火防止火灾的蔓延 越来越得到人们的重视 通过喷水灭火机理的研究 对不 同火灾场所的火灾负荷 发展 蔓延过程 决定采用不同类型的喷水灭火方式 根据被保护建筑物性质和火灾发生 发展特性的部同 可以有许多不同的系统 形式 传统的灭火器主要是人工机械操作 通过眼 鼻等感官来获得外在的信息 然后进行判断 中间的反应时间较长 同时可能由于人的判断能力 应变能力 有限 导致灾情扩大 贻误最佳的时机 自动喷水灭火系统属于固定式灭火系统 是世界上较为广泛采用一种固定 式消防设施 它具有价格低廉 灭火效率高等特点 能在火灾发生后 自动地 进行喷水灭火 并能在喷水灭火的同时发出报警 在发达国家的消防规范中 几乎所有的建筑都要求使用自动灭火系统 在我国 随着建筑业的快速发展及 消防法规的逐步完善 自动喷水灭火系统也得到了广泛的应用 1 3 课题的特点课题的特点 自动喷水系统反应快 由于采用火灾探测传动装置来控制系统的开启 从 火灾发生到火灾探测装置动作开启喷水系统的时间短 如果采用充水式雨淋系 统 其反应会更快 有利与快速出水灭火 自动喷水灭火系统控制面积大 用 水量大 完善系统自身的可靠性 自动喷水灭火系统将在发展中得到完善 一方面 表现在 通过喷水灭火机理的研究 对不同火灾场所的火灾负荷 发展 蔓延 过程 决定采用不同类型的喷水灭火方式 自动喷水灭火系统 根据被保护建筑物的性质和火灾发生 发展特性的不 同 可以有许多不同的系统形式 通常根据系统中所使用的喷头形式不同 分 为闭式自动喷水灭火和开式自动喷水灭火系统两大类 闭式自动喷水灭火系统采用闭式喷头 它是一种常闭喷头 喷头的感温闭 锁装置只有在预定的温度环境下才会脱落 开启喷头 因此 在发生火灾时 这种喷头灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火 开式自动喷水灭火系统采用的是开式喷头 开式喷头不带感温闭锁装置 处 于常开状态 发生火灾时 火灾所处的系统保护区域的所有开启式喷头一起出 水灭火 6 根据被保护建筑物的要求 闭式自动喷水灭火系统还可以分为 湿式自动喷水 灭火系统 干式自动喷水灭火系统 干湿式自动喷水灭火系统 预作用自动喷 水灭火系统等形式 开式自动喷水灭火系统 可分为雨淋系统 水幕系统等形 式 1 4 课题的意义课题的意义 随着我国自动喷水灭火系统的不断发展 自动喷水灭火系统降低了火灾的 危害性 把火灾给人们带来损失将降到了最低 为人类的生命财产提供了保障 自动喷水灭火系统 就是在火灾的情况下 能够自动喷水灭火 以保障人 身 和财产安的 一种灭火系统 其最大的特点是能够在火灾的初期喷水灭火防止火灾的蔓延 越来越得到人们的重视 通过喷水灭火机理的研究 对不同火灾场所的火灾负 荷 发展 蔓延过程 决定采用不同类型的喷水灭火方式 根据被保护建筑物 性质和火灾发生 发展特性的部同 可以有许多不同的系统形式 1 5 课题的现状课题的现状 自动喷水灭火系统属于固定式灭火系统 是世界上较为广泛采用一种固定 式消防设施 它具有价格低廉 灭火效率高等特点 能在火灾发生后 自动地 进行喷水灭火 并能在喷水灭火的同时发出报警 在发达国家的消防规范中 几乎所有的建筑都要求使用自动灭火系统 在我国 随着建筑业的快速发展及 消防法规的逐步完善 自动喷水灭火系统也得到了广泛的应用 水是一种最可 靠 最有效且最易趣的灭火剂 自动喷水系统也正是充分利用了水的特点设施 灭火 而实践证实了自动喷水灭火系统的灭火高效性 随着喷水灭火机理的研 究不断深入 新的自动灭火方法和机理的不断出现 将保护和人提供可靠的技 术保证 随着我国经济实力的增长 法制的健全和人们对自动喷水灭火系统认 识的深入 自动喷水灭火系统将取代消火栓 占据我国消防体系的主导地位 随着我国自动喷水灭火系统的不断发展 自动喷水灭火系统的大大降低了 火灾的危害性 把火灾给人们带来的经济损失将到了最低 为确保人的生命及 财产安全提供了保障 7 第二章第二章 系统方案的确定系统方案的确定 2 1 自动喷水系统分类和主要部件自动喷水系统分类和主要部件 自动喷水灭火系统 根据被保护建筑物的性质和火灾发生 发展特性的不 同 可以有许多不同的系统形式 通常根据系统中所使用的喷头形式的不同 分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类 同时系统分为湿 式自动喷水灭火系统 干式自动灭火系统 干湿式自动灭火系统 预作用自动 喷水灭火系统 循环启闭自动灭火系统 雨淋系统 水幕系统 水喷雾灭火系 统 湿式喷水灭火系统是由喷头 报警止回阀 延迟器 水力警铃 压力开关 安在干管上 水流指示器 管道系统 供水设施 报警装置及控制等组成报 警阀的前后充满压力水 主要器件如表所列 编号编号名称名称用途用途编号编号名称名称用途用途 1 高位水箱存储初期火灾 用水 13 水池存储 1h 火灾用水 2 水力警铃发出音响警报 信号 14 压力开关自动报警 或控制 3 湿式报警器系统控制阀 输出报警水流 15 感烟探测器感知火灾 自动报警 4 消防水泵接 合器 消防车供水口 16 延迟器克服水压 液动引起 的误报警 5 控制箱接收电信号并 发出指令 17 消防安全指示 阀 显示阀门 启闭状态 6 压力罐自动启闭消防 水泵 18 放水阀试警铃阀 7 消防水泵专用消防升压 泵 19 放水阀检修系统 时放空 8 进水管水源管 20 排水漏斗排走系统 的出水 9 排水管末端试水装置 21 压力表指示系统 8 排水压力 10 末端试水装 置 实验系统功能 22 节流孔板减压 11 闭式喷头感知火灾出水 灭火 23 水表计量末端 实验装置 出水量 12 水流指示器输出电信号 指示火灾区域 24 过滤器过滤水中 杂质 自动喷洒泵的启动过程是 当发生火灾时 随着火灾部位的 温度的升高 系统喷头上的玻璃球暴裂 或易熔合金喷头上的易熔合金片熔化脱落 喷头开 始喷水 水管内的水流推动水流指示器的桨片 使其电接点闭合接通电路 输 出电信号至消防中心 此时 设在主干水管上的报警水阀被水流冲开 向洒水 喷头供水 同时水流经过报警阀流入延迟器 竟延迟后 又流入压力开关使压 力继电器动作 SP 接通 使喷洒用消防泵启动 在压力继电器动作的同时 启动 水力警铃 发出报警信号 2 2 方案的确定方案的确定 2 2 1 洒水喷头 喷头可分为开启式和封闭式两种 它是喷水系统的重要组成部分 因此其 质量 性质和安装的优劣直接影响火灾初期灭火的 成败 可见选择时必须注意 A 封闭式喷头 可以分为易熔合金式 双金属片式和玻璃球式三种 应用 最多的是玻璃球式喷头 喷头不止在房间顶棚下面 与支管相连 喷头主要技 术参数 如表 2 所示 动作温度级别 如表 3 所示 表 2 玻璃球式喷淋头主要技术参数 型号 直径 mm 通水口 径 mm 接管螺 纹 in 温度级 别 度 炸裂温 度范围 玻璃球 色标 最高温 度环境 度 流量系 数 K ZST 57 橙 27 9 15 系 列 15111 268 79 93 15 红 黄 绿 38 49 63 80 表 3 玻璃球式喷水头动作温度级别 动作温度 度 安装环境允许最高温度级别 度 颜 色 57 38 橙 68 49 红 79 60 黄 93 74 绿 141 121 蓝 182 160 紫 227 204 黑 260 238 黑 在正常情况下 喷头处于封闭状态 火灾时 开启喷水是由感温部件 充 液玻璃球 控制 当装有热敏液体的玻璃球达到动作温度 57 度 68 度 79 度 93 度 141 度 182 度 227 度 260 度 时 球内液体膨胀 使内压力增 大 玻璃球炸裂 密封垫脱落 喷出压力水 喷水后 由于压力降低压力开关 动作 将水压信号变为点信号向喷淋泵控制装置发出启动喷淋泵信号 保证喷 头有水喷出 同时 流动的消防水使主管道分支处的水流指示器电接点动作 接通延时电路 延时 20 30s 通过继电器触点 发出声光信号给控制室 以 识别火灾区域 综上可知 喷头具有探测火情 启动水流指示器 扑灭早期火灾的重要作 用 其特点是 结构新颖 耐腐蚀性强 动作灵敏 性能稳定 适用范围 高 多 层建筑 仓库 地下工程 宾馆饭店等用水灭火的场 所 B 开启式喷头 按其结构可分为双臂下垂型 单臂下垂型 双臂直力型和 双臂边墙型四种 其主要参数 见表 4 表 4 开启式喷淋头的主要技术参数 型号名称直径 mm 接管螺纹 in 外形尺寸 mm 流量系数 K 10 高 低 ZSTK 15 15 ZG1 2 74 46 80 开启喷头与雨淋阀 或手动喷头水阀 供水管网以及探测器 控制装置等 组成雨淋灭火系统 开启式喷头的特点是 外型美观 结构新颖 价格低廉 性能稳定 可靠性强 适用范围 易燃 易爆品加工现场或储存仓库以及剧场舞台上部的葡萄棚下部 等处 表 5 喷头的保护面积与喷头间距 喷头距离保护面积 m2 室内高度 9 1m室内高度 9 1 13 7m 最大最小最大最小最大最小 9 37 43 662 443 252 44 表 6 不同危险等级不同种类的喷水强度比较 危险等级 喷 头 种 类 流 量 系 数 K 喷 头 工 作 压 力 M Pa 喷 头 间 距 m 喷 头 流 量 L m in 喷 水 强 度 L m in m2 强 度 比 较 一 只 喷 头 最 大 保 护 面 积 m2 轻危险级 标 准 8 0 0 10 0 05 4 4 8 0 5 6 4 2 8 1 00 7 0 19 3 6 11 级 标 准 8 0 0 10 0 05 3 6 8 0 5 6 6 4 3 1 00 7 2 13 0 中 危 险 级 级 标 准 8 0 0 10 0 05 3 4 8 0 5 6 8 5 6 1 00 7 0 11 5 6 标 准 8 0 0 10 0 05 2 6 8 0 5 6 1 2 8 4 1 00 7 0 6 76 级 大 口 径 1 15 0 10 0 05 3 1 1 15 8 1 1 2 8 5 1 00 7 0 9 6 标 准 8 0 0 20 0 05 2 6 5 1 13 5 6 1 6 8 1 00 5 0 7 0 严 重 危 险 级 级 大 口 径 1 15 0 15 0 05 3 0 1 40 8 1 1 6 9 1 00 5 6 9 0 2 2 2 选择和布置喷头 喷头选用标准玻璃球闭式喷头 因为环境最高温度为 40 度左右 所以工 作液色标为红色 公称动作温度为 68 公称直径为 15mm 喷头特性系数 K 4 2 安装方式为吊顶式 12 喷头的最大保护面积 12 5 只 喷头距端墙距离为 1 05m 和 1 25m 确定最不利点为 1 喷头 喷头采用正方形布置 布置时 喷头间距选为 3 4m 喷水强度为 8L min 正方形布置时 其长边长度为 L 1 2 1 2 15 2m 15 2m A160 每边支管上最多喷头数 n 15 2 3 4 5 个 2 2 3 管网布置 根据设计标准表预选管径 管网布置如附图所示 每边设支管 5 个 第六个 不存在 共设 9 排 45 个喷头 最大作用面积为 45 11 5 517 5 470 5 房 间面积 系统设湿式报警阀 水流指示器各一个 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷水强度 L min m 正方形布置 的边长 m 矩形或平行四边形 布置的长边的边长 m 一只喷头的最大 保护面积 m 喷头与端墙 的最大距离 m 44 44 520 02 2 63 64 012 51 8 83 43 611 51 7 12 203 03 69 01 5 1 喷头布置原则 自动喷水灭火系统能有效扑灭火灾 喷头布置需要遵循以下原则 1 所有喷头的喷水范围覆盖全部的保护面积 喷头喷水交汇处不能留有空白 2 喷头的喷水不能出现过多的重叠 2 自动喷水灭火系统喷头的布置形式和间距的确定 喷头的布置形式有三种 正方形 长方形和菱形 其喷头和配水支管间距的 确定根据其布置形式不同有所区别 见图 4 1 所示 13 a 正方形布置 b 长方形布置 c 菱形布 置 图图 4 14 1 喷头的三种布置形式喷头的三种布置形式 a 正方形布置如图 4 1 a 所示 喷头之间的间距 L 2Rcos45o l 414R b 长方形布置如图 4 1 b 所示 在长方形布置中 只有当 4 个喷水圆两 两相切于 O 点 而且在 R N 时 该喷头的布置最经济合理 喷头的长边间距 M 2Rcos30o 1 732R 喷头的短边间距 N R c 菱形布置如图 4 1 c 所示 喷头 A B C D 交错布置 其连线构成菱 形 其中喷头 B C D 连线构成一个等边三角形 只有喷水圆域边缘通过该等 边三角形的形心时 才既不会有过多交汇 也不会出现空白 是最经济的布置 喷头的横向间距 M 2Rcos30o 1 732R 喷头纵向间距 N R Rcos30o l 5R 2 2 4 水力计算 喷头的流量 喷头的 流量取决于喷头处的水压力和喷头本身与结构有关 的水力特性 按下式计算 Hkq 式中 q 为喷水出水量 L s k 为与喷头结构有关的特性系数 公称直径 15mm 的玻璃球喷头和公称直径 12 7mm 的易熔金属喷头 k 4 2 H 为喷头工作 压力 Mpa 自动喷水灭火系统的设计流量 应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水 的总流量确定 式中为系统设计流量 L s 为最不利点处作 n i is qQ 1 s Q i q 用面积内喷头节点的流量 L s 同一配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷头喷水强度应为 6 条形布置的间距为 2 5m 一只喷头的最大保护 2 min mL 14 面积为 12 5 喷头与端墙的最大距离为 1 8m 2 m 水力计算过程如下表所列 节点管段 特性 系数 K 节点 水压 H MPa 节点流 量q L s 1 管段 流量Q L s 1 管 径 d mm 流速v m s 1 单位 长度 水头 损失 i 10 5 MPam 1 管段 长度L m 当量 长度 L m 水头 损失 h MPa 1 0 11 33 1 24 2 1 33321 652663 40 90 011 2 0 11 1 2 73 2 34 2 2 73402 173423 42 40 020 3 0 13 1 4 25 3 44 2 4 25502 172531 73 10 012 2 0 11 1 1 399 3 0 13 1 2 919 4 0 14 3 7 169 4 5 4 2 7 16970 1 86 1203 4 3 7 0 008 5 0 15 1 14 54 a 5 7 57 a 5 5 20 5 6 14 54802 902443 44 60 020 6 0 1730 0 15 1 b 6 9 165 b 6 6 295 6 8 301003 8231627 254 90 259 水流指示器 0 02 0 湿式报警阀 0 02 0 80 0 4730 h P0 0 47 2 2 5 压力开关与报警阀 ZSJY ZSJY25 型号 它安装在延迟器与水力警铃之间的信号管道上 压力 开关的工作原理是 当喷头启动喷水时 报警阀阀瓣开启 水流通过阀座上的 环型槽流入信号道和延迟器 延迟器充满水后 水流经信号管进入压力继电器 压力继电器接到水压信号 即接通电路报警 并启动喷淋泵 压力开关特点 ZSJY 型 1 膜片驱动 工作压力为 0 07 1MPa 之间可调 2 适用于空气 水介质 3 可用交流直流电 工作电压为 VC22V 380V DC12V 24V 36V 48V 触 点所能承受的电容量 AC220V 5A DC24V 3A 接线电缆外径 20mm ZSJY25 50 型 工作压力为 0 02 0 025MPa 及 0 04 0 05MPa 用弹簧线柱给接线带来了 方便 触点容量为 DC24V 5A 以上二种压力开关都有一对常闭触点开关 作自 动报警时控制作用 压力开关应用接线 压力开关用在系统中需经模块与报警总线连接 如图 2 2 所示 16 图 2 2 压力开关接线图 报警阀是自动喷水灭火系统中接通或切断水源 并启动报警器的装置 在自 动喷水灭火系统中 报警阀是至关重要的组件 作用有三 接通或切断水源 输出报警信号和防止水流倒回供水源 以及通过报警阀可以对系统的供水装置 和报警装置进行检验 报警阀根据系统的不同分为湿式报警阀 干式报警阀和 雨淋阀 A 湿式报警阀用于湿式喷水灭火系统 他主要的功能是 当喷头开启时 湿 式阀能自动打开并使水流入水力警铃发出报警信号 湿式报警阀在湿式喷水灭 火系统中有非常关键的作用 安装在总供水干管上 连接供水设备和配水管网 它必须十分灵敏 当管网中即使有一个喷头喷水 破坏了阀门上下的静止平衡 压力 就必须立即开启 任何延迟都会耽误报警的发生 他一般采用止回阀的 形式 即只允许水流向管网 不允许水流回水源 其作用 一是防止随着供水 水源压力波动而启闭 需放报警 二是管网内水质因长期不流动而腐化变质 如让它流回水源将产生污染 当系统开启时报警阀打开 接通水源和配水管 同时部分水流通过阀座上的环型槽 经信号管道送至水力警铃 发出音响报警 信号 湿式报警阀的作用 平时阀芯前后的水压相等 水通过导向杆中的水压平衡 小孔保持阀板前后水压平衡 由于阀芯的自重和阀芯前后所受总压力的不同 阀芯处于关闭状态 阀芯上面的总压力大于阀芯下面的总压力 发生火灾时 闭式喷头喷水 由于水压平衡小孔来不及补水 报警阀上面的水压下降 此时 阀下水压大于阀上水压 于是阀板开启 向洒水管网及洒水喷头供水 同时水 沿着报警阀的环形槽进入延时器 压力继电器及水力警铃等设施 并发出火警 信号并启动消防水泵等措施 B 干式报警阀用于干式喷水灭火系统 它的阀瓣将阀门分成两部分 出口 侧与系统管路和喷头相连 内充压缩空气 进口侧与水源相连 干式阀利用两 侧气压和水压作用在阀瓣上的力矩差控制阀瓣的封闭和开启 一般可分为差动 17 型干式报警阀和封闭型干式报警阀两种 C 雨淋阀用于雨淋喷水灭火系统 预作用喷水灭火系统 水幕系统和水喷 雾灭系统 这种阀的进口侧与水源相连 出口侧与系统管路和喷头相连 一般 为空管 仅在预 作用系统中充气 雨淋阀的开启由各种火灾探测装置控制 放水阀的作用 进行检修或更改喷头时放空阀后管网余水 警铃管阀门的作用 检修报警设施 应处于常开状态 水力警铃的作用 火灾时报警 水力警铃宜安装在报警阀附近 其连接管 的长度不宜超过 6cm 高度不宜超过 2cm 以保证驱动水力警铃的水流有一定 的水压 并不得安装在受雨淋和暴晒的场所 以避免影响其性能 电动报警不 得代替水力警铃 延迟器的作用 它是一个罐式容器 安装在报警阀和财产安的与水力警铃 之间 用以防止由于水源压力突然发生变化而引起报警阀短暂启动 或对因报 警阀渗漏而进入警铃管道的水流起一个短暂容纳作用 从而避免虚假报警 只 有在火灾真正发生时 喷头和报警阀相继打开 水流源源不断地流入延迟器 经过 30 秒左右充满整个容器 然后冲入水力警铃 试警铃阀的作用 进行人工实验检查 打开试警铃阀能自动打开 水流应迅 速充满延迟器 并使压力开关及水力警铃立即动作报警 2 2 6 末端试水装置 自动喷水灭火系统末端试水装置是喷洒系统的重要组成部分 通过此装置 可以检测整个系统运行状况 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 2001 以下简称 设计规范 条文解释中对此装置作用做了详细的诠释 为了 检测系统的可靠性 测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并 正常启动 要求在每个报警阀的供水最不利处设置末端试水装置 末端试水装 置测试的内容 包括水流指示器 报警阀 压力开关 水力警铃的动作是否正 常 配水管道是否通畅 以及最不利点处的喷头工作压力等 喷水管网的末端 应设置末端试水装置 宜与水流指示器一一对应 图中流量表直径与喷头相同 连接管道直径不大于 20mm 末端试验阀可以采用电磁阀或手动阀 如设有消防控制室时 若采用电磁阀可 直接从控制室启动试验阀 给检查带来方便 18 第三章第三章 控制系统设计控制系统设计 3 1 自动喷水系统全压启动消防泵的控制电路自动喷水系统全压启动消防泵的控制电路 电气线路的组成 在高层建筑及建筑群体中 每座楼宇的喷水系统所用的泵 一般为 2 3 台 采用 2 台泵时 平时管网中压力水来自高位水池 当喷头喷水 管道里有消防水流动时 流水指示器启动消防泵 向管网补充压力水 平时一 台工作 一台备用 当一台故障停转 接触器触点不动作时 备用泵立即投入 运行 两台可以互为备用 图中所示为两台泵的全电压启动的喷淋泵电路 图 中 B1 B2 Bn 为区域水流指示器 如果分区较多可用 n 个水流指示器及 n 个继 电器与之配合 采用 3 台消防泵的自动喷水系统也比较常见 三台泵中两台为压力泵 一台 为恒压泵 恒压泵一般功率很小 在 5kW 左右 其作用是使消防管网中水压保 持在一定范围之内 此系统的管网不得与自来水或高水位池相连 管网消防用 水来自消防储水池 当管网中的渗漏压力降到某一数值时 恒压泵启动补压 当达到一定压力后 所接压力开关断开恒压泵控制回路 恒压泵停止运行 19 电路的工作情况分析 A 正常 即 1 号泵工作 2 号泵备用 时 将 QS1 QS2 QS3 合上 将转 换开关 SA 至 1 自 2 备 位置 其 SA 的 2 6 7 号触头闭合 电源信号灯 HL n 1 亮 做好火灾下的运行准备 如二层着火 且火势使火灾现场温度达到热敏玻璃球发热程度时 二楼的 喷头爆裂并喷出水流 由于喷水后压力降低 压力开关动作 向消防中心发出 信号 同时管网里有消防水流动时 水流指示器 B2 闭合 使中间继电器 KA2 线 圈通电 时间继电器 KT2 线圈通电 经延时后 中间继电器 KA n 1 线圈通电 使接触器 KM1 线圈通电 1 号喷淋消防泵启动运行 向管网补充压力水 信号 灯 HL n 1 亮 同时警铃 HA2 响 信号灯 HL2 亮 即发出声光报警信号 20 B 当一号泵故障时 2 号泵的自动投入过程 如果 KM1 机械卡住 如 n 层着火 n 曾喷头因室温达到动作值而爆裂喷水 n 层水流指示器 Bn 闭合 中 间继电器 Kan 线圈通电 使时间继电器 KT2 线圈通电 延时后 KA n 1 线圈通 电 信号灯 HLn 亮 警铃 HLn 响 发出声光报警信号 同时 KM1 线圈通电 使 备用中间继电器 KA 线圈通电 接触器 KM2 线圈通电 2 号备用泵自动投入运行 向管网补充压力水 同时信号灯 HL n 3 亮 C 手动强投 如果 KM1 机械卡住 而且 KT1 也损坏时 应将 SA 至 手动 位置 其 SA 的 1 4 号触头闭合 按下按钮 SB4 使 KM2 通电 2 号泵启动 停止时按下按钮 SB3 KM2 线圈失电 2 号电动机停止 3 2 火灾自动报警系统设计火灾自动报警系统设计 3 2 1 火灾自动报警系统的形式 1 火灾自动报警系统的基本要求 1 确保火灾探测和报警功能 保证不漏报 2 减少环境因素影响 减少系统误报率 3 确保系统工作稳定 信号传输准确可靠 4 系统的灵活性 兼容性强 产品成系列 5 系统的工程适用性强 布线简单 灵活 方便 6 系统的应变能力强 调试 管理 维护方便 7 系统的性能价格比高 8 系统的联动功能丰富 联动控制方式有效 多样 为达到上述的基本要求 火灾自动报警系统通常由火灾探测器 区域火灾报 警控制装置和火灾报警控制器 以及联动模块与控制模块 控制装置等组成 火灾探测器是对火灾进行有效探测的基础与核心 火灾探测器的选用及其与火 灾报警控制器的配合 是火灾自动报警系统设计的关键 火灾报警控制器是火 灾信息处理和报警识别与控制的核心 最终通过联动控制装置实施对消防设备 的联动控制和灭火操作 2 火灾自动报警系统的基本设计形式 根据 火灾自动报警系统设计规范 GBJ116 98 的规定 火灾监控对象 的特点和火灾报警控制器的分类 以及消防联动设备联动控制要求的不同 火 灾自动报警系统分为三种基本设计形式 即 区域报警系统 集中报警系统和 控制中心报警系统 本次设计的建筑物为一类建筑 保护对象等级为一级 按照设计规范的要 求 其基本设计形式应选用控制中心报警系统 21 控制中心报警系统是由设置在消防控制中心 或消防控制室 的消防联动 控制装置 集中火灾报警控制器 区域报警控制器和各种火灾探测器及功能模 块等组成 一般控制中心报警系统形式是高层建筑及智能建筑中自动消防系统 的主要类型 是楼宇自动化系统的主要组成部分 其系统结构如图 3 2 所示 采用区域火灾报警控制器 集中火灾报警控制器 各种火灾探测器以及功能模 块和联动控制装置 进一步加强了对消防设备的监测与控制 适用于大型的建 筑群 高层或超高层建筑等对象 可以对各类设置在建筑中的消防设备实现联 动控制和手动 自动控制转换 火灾探测器 手动火灾 报警按钮 区域火灾 报警控制器 6区 集中 火灾 报警 控制 器 消防 控制 设备 电源 控制中心报警系统示意图 火警电话 联动控制装置 固定灭火控制装置 火灾警报装置 1区 区域火灾 报警控制器 火灾探测器 手动火灾 报警按钮 图 3 2 控制中心报警系统示意图 3 火灾自动报警与联动控制系统的应用形式 在火灾自动报警与联动控制系统中 火灾报警控制器如何对火灾探测器进 行识别和控制 即探测回路的工作原理及接线方式 反映了火灾自动报警系统 的技术构成 可靠性 稳定性及性能价格比等诸因素 是评价火灾自动报警系 统先进与否的一项重要技术指标 因此 按照所采用的火灾探测器 各种功能模块和与火灾报警控制器的连 接方式 和火灾探测器本身的结构设计和电子线路的设计 以及火灾探测器与 报警控制器间信号传输处理方式的不同 本系统的接线方式应为二总线制 此 外 根据火灾报警控制器实现火灾模式识别方式的不同 本火灾自动报警系统 为智能型 随着微电子器件 数字脉冲电路以及微型计算机技术不断用于火灾自动报 22 警系统 二总线制以使用数字脉冲信号巡检和信息压缩传输 采用了大量的编 码及译码逻辑电路来实现火灾探测器与火灾报警控制器之间的协议通信 大大 减少了系统的线制 并且带来了工程布线的灵活性 形成了支状和环状两种布 线结构 可以确切报出各个火灾探测器编码点的信息和实现模块联动与信息传 输 也可用硬线联动输出 运行可靠 抗干扰能力强 误报率低 同时系统的 总功耗也大大 485总线 工作站 屏幕 键盘 火灾报警 模拟显示屏 控制总线 和 据 控制器 控 主机 打印机 总 制 线 数字量输入 数 数字量输出 类比输入 模拟量输入 模拟量输出 脉冲计数输入 类比输出 3 3 智能型系统形式的结构图 智能型系统形式一般采用二总线制 结构如图 3 3 所示 这种系统形式的 特点是 火灾探测器实际上就是火灾传感器 仅实现度火灾参数的有效采集 变换和传输 火灾报警控制器则采用微机技术实现数据集中处理 数据存储 系统巡检等 并且由内置软件完成火灾信号特征模型和灵敏度调整 火灾判优 网络通讯 图形显示和消防设备监控 同时由火灾报警控制器将对探测信号的 处理 环境补偿 报脏和故障判断等返还给每个现场火灾探测器 从而实现消 防设备监控和管理 联网等功能 提高系统巡检速度 稳定性和可靠性 目前总线制火灾自动报警系统获得了广泛的应用 在火灾自动报警系统与 消防联动控制设备的组合方式上 总线制火灾自动报警系统的设计有两种常用 的形式 即火灾自动报警与消防联动分体式和火灾自动报警与消防联动一体式 而本次火灾自动报警与联动控制系统的设计采用火灾自动报警与消防联动分体 式形式 如图 3 4 所示 这种系统的设计思想是分别设置报警控制器与联动控制器 报警控制器负责接 23 收各种火警信号 联动控制器负责发出声光报警信号和启动消防设备 即系统 分设报警总线和联动总线 所有的火灾探测器通过报警总线回路接入报警控制 器 各类联动控制模块侧通过联动总线回路接入联动控制器 联动设备的控制 信号和火灾探测器的报警信号分别在不同的总线回路上传输 报警控制器和联 动控制器之间通过通讯总线相互连接 CC CC CCC CCC SY SY 水流指示器 水压力开关 火灾报警系统 联动控制系统 防火阀 报警控制器 防火阀 联动控制器 水流指示器 电梯 电源箱 排烟阀 排风机卷帘门 喷淋泵 电源箱 排烟阀 排风机卷帘门 3 2 2 火灾自动报警控制器 火灾自动报警控制器的原理 火灾报警控制器是有单片机 存储器 操 作面板接口电路 数据输出接口电路 串行通讯接口电路构成 这种系统的特点是由于分别设置了控制器及总线回路 报警系统与联动系 统相对独立运行整个报警与联动系统的可靠性较高 该系统适合于消防报警及 联动控制规模较大的一级保护对象 24 操作键盘 操作按钮 时钟显示 故障地址显示 报警地址显示 工作状态显示 显 示 接 口 操 作 输 入 接 口 单 片 机 ROM RAM 串 行 通 讯 接 口 火灾探测器 消防传动盘 记录磁盘 打印机 数 据 记 录 接 口 智能报警系统的火灾报警控制器的工作流程图 这种系统对模型有自修正 自适应功能 有模糊逻辑分析和判断功能 这大大提高了系统的可靠性 减少 了系统的误报率 25 3 2 3 火灾探测器 1 火灾的探测方法 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障 因此 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火方法 开拓火灾自动报警技术的新领域 如图所示为最常用的感烟 感温探测器响应时间曲线 烟浓度 1 2 时间 定温探测器 差温探测器 温度 感烟探测器 图常用感烟 感温探测器响应时间曲线 在图中 燃烧气体和烟浓度与时间的关系曲线 1 说明在同一时间内所产 生的燃烧气体和烟同时间关系的百分比 而热气流温度与时间的关系曲线 2 则说明热气流温度随时间而上升 从图 3 7 可知 如果火灾探测系统能够探测 出燃烧气体和烟雾 也即在燃烧初起和阴燃阶段能起到探测作用 就可达到早 期预报 以降低火灾损失 使人员不受伤亡 红外光束线型感烟探测器 红外光束线型感烟探测器如图所示 是应用感烟粒子吸收或散射红外光束 使红外光束强度发生变化的原理工作的 探测器的工作原理与光电感烟探测器 类似 只是烟不必进入点型光电感烟探测器的采样室中 在保护空间任何地点 上的烟都可能使红外光束衰减 线型光束探测器在一个长达 100 米的路径上可 代替若干个点型感烟探测器 具有保护面积大 安装位置较高 在相对湿度较 高和强电场环境中反应速度等优点 适宜保护较大的场所 尤其适宜保护难以 使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所 10 26 图红外光束线型感烟探测器 缆式线型定温火灾探测器 缆式线型定温火灾探测器如图所示 适宜保护电缆隧道等工业建筑或特殊 的应用场所 它又分为模拟式和数字式两大类 目前主要发展和应用是数字式 该探测器实际上是条热敏电缆 它由两根弹性钢丝 热敏绝缘材料 塑料包带 及塑料外护套组成 在正常监视状态下 两根钢丝间呈绝缘状态 在每一热敏 电缆中有一极微小的电流流动 当热敏电缆线路上任何一点 部位 的温度 可以 是 电缆 周围空气或它所接触物品的表面温度 上升达到其额定动作温度时 其绝缘材料熔化 两根钢丝互相接触 此时报警回路电流骤然增大 报警控制 器发出声 光报警 同时数码器或液晶火灾报警的回路号和火警的距离 即热敏 电缆动作部分的米数 经人工处理后 热敏电缆可重复使用 缆式线望足温火灭殊侧器 可燃气体火灾探测器 可燃气体火灾探测器适用保护可燃气体容易泄漏处的附件 泄漏出来的气 体容易流经或容易滞留的场所 可燃气体探测器按其测气体的特性又有很多种 类与品种 但主要手段大多采用 点型可燃气体探测器 该类探测器在实际应 用中存在寿命短 易中毒 探测器面积小等缺陷 因此目前现场应用一般只限 于在重点位置安放 我国自行研制开发的线型红外可燃气体探测器 采用双波 段实现对可燃气体的探测 一对探测器的最远探测距离可达 80m 探测灵敏度 27 高 响应速度快 不会因某种气体中毒而损坏器件 也不会因可燃气体浓度过 高而降低性能 由于该系统采用了双波段互补技术 信号窄脉冲同步分离技术 探测器工作点自动调整技术 最大限度地消除了灰尘 雨 雪 雾等自然环境 对系统工作的影响 较好地解决了系统在较恶劣环境下长期稳定运行问题 其 探测效率 寿命 性能稳定都远优于目前应用的 点型可燃气体控制器 空气采样感烟探测器 该探测器能够通过测试空气样本了解烟雾的浓度 并根据预先确定的响应 闭值给出相应的报警信号 在探测方式上 该探测器完全突破被动式感知火灾 烟气 温度和火焰等参数特性的局面 跳跃到主动进行空气采样 快速 动态 地识别和判断可烯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 普通的空气采样式感烟火灾探测系统 一般是在吸气管道中加装普通点型 感烟火灾探测器或采用相似的传感器作为烟粒子探测器 其烟雾探测原理与普 通点型感烟控制器相同 目前先进的高灵敏度空气采样式感烟火灾控制报警系 统 按其探测原理可分为浓度计一式和激光计数式两种 如澳大利亚 GODEX 极 早期火灾智能预警系统主要用于抽取空气样本的管道网络 高效长寿的气泵 空气流速控制器 烟粒子激光探测器 信号处理电路 人工神经网络 微处理 器和报警信号显示电路等组成 它采用了分布智能和神经网络算法以及专用的 集成电路 在探测器内补偿了灰尘等污染和温度等对激光器的影响 并对信号 进行数字滤波 用神经网络对烟等信号的幅度 动态范围和持续时间等特征进 行处理后 输出四种级别的报警信号 典型激光感烟探测器 点型激光感烟探测器 其灵敏度优于目前光电感烟探测器 50 倍 但成本费 用比吸气式感烟报警系统低得多 美国公司研制出革新型即甚早期智能报警系 统 发射强光激光二极管结合特定的透镜和反光镜光学系统 使其信噪比远远 高于传统的光电感烟探测器 采用 高级可寻址燃烧探测报警 AWACS 软件和 漂移补偿及平滑算法 使得激光探测器辨别灰尘和烟粒子 而且能抑制较大的 悬浮粒子 例如灰尘 纤维屑和小昆虫 引起的误报信号 多探测器协同探测是 该系统独特性能 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 综上可见 按初期火灾的形成和发展特点选用火灾探测器 应结合各种火 28 灾探测器的原理和有关的消防法规 规范的规定与要求 以发挥探测器有效性 为前提 确保火灾探测器能可靠工作和输出信号 1 安装间距 探测器的安装间距定义为两只相邻探测器中心之间的水平距离 单位 m 当探测器矩形布置时 a 称为横向安装间距 b 称为纵向安装间距 2 探测器的平面布置 火灾自动报警系统设计中 当一个保护区域被确定后 就要根据该保护区 域所需要的探测器进行平面布置 布置的原则是被保护区域都要处于探测器的 保护范围之中 一个探测器的保护面积 A 是以它的保护半径 R 为半径的内接正 四边形面积表示的 而它的保护区域又是一个保护半径为 R 的一个圆 探测器 的安装间距又以 a b 水平距离表示 A R a b 之间近似符合如下关系 即 Error Error NoNo bookmarkbookmark namename given given b a A 公式 3 1 公式 3 222 2 2 baR 2 工程设计中 为了减少探测器布置得工作量 常借助于 安装间距 a b 的 极限曲线 见附录一 在适当考虑修正系数后 根据以上的计算式将 A R a b 之间的关系用极限曲线图表示 确定满足 A R 的安装间距 a b 根据 火灾自动报警设计规范 中有关火灾探测器的保护面积 A 和保护半 径 R 的标准 见附录二 建筑平面图资料和建筑物特点 本建筑物主要选用的 探测器为感烟探测器 在有联动控制和特殊要求的部分设置感温探测器 建筑 物探测区域地面面积 S 80m 房间高度 6 h 12 房顶坡度 15 则应 选取保护面积 A 80m 保护半径 R 6 7m 的感烟探测器 3 火灾探测器数量的确定 根据 火灾自动报警系统设计规范 GBJ116 88 在一个火灾探测区域内 所需的火灾探测器最小数量应该又下式决定 公式 3 AKSN 3 29 式中 N 一个火灾探测区域内所需探测器数量 S 一个火灾探测区域的面积 m A 一个火灾探测器的保护面积 m K 修正系数 对重点保护建筑取 0 7 0 9 非重点保护建筑取 1 根据本建筑的结构特点 主要设置感烟探测器 在有联动控制和特殊要求 的部分设置感温探测器 则火灾探测器的数量的确定主要以感烟探测器为主 本建筑为一类重点保护建筑 修正系数为 0 8 一个报警区域内总的探测区域 面积为 S 1 6 报警区域内总探测区域面积分别为 S1 S6 感烟探测器保 护面积 A 80m 则各报警区域的感烟探测器数量分别为 N1 N2 N3 N4 N5 N6 由等式 计算可得 2 21951mS 34 11 AKSN 2 34462mS 53 22 AKSN 2 18503mS 29 33 AKSN 2 14724mS 23 44 AKSN 2 19705mS 31 55 AKSN 2 19166mS 30 66 AKSN 4 火灾探测器的设置要求 火灾探测器的设置位置可以按照下列三项基本原则确定 1 设置位置应该是火灾发生时烟 热最易到达之处 并且能够在短时间内 聚积的地方 2 消防管理人员易于检查 维修 而一般人员应不易触及火灾探测器 3 火灾探测器不易受环境干扰 布线方便 安装美观 对于常用的感烟和感温探测器来讲 其安装时还应符合下列要求 1 探测器距离通风口边缘不小于 0 5m 如果顶棚上设有回风口时可以靠近 回风口安装 2 在楼梯间 走廊等处安装火灾探测器时 应该安装在不直接受外部风吹 的位置 3 在与厨房 开水尖 浴室等房间相连的走廊安装火灾探测器时应该避开 30 其入口边缘 1 5m 处安装 3 2 4 手动报警器 1 手动报警器的作用 手动报警器用于手动向火灾报警系统发出火灾报警信号或者启动消防泵 普通手动报警器只作向消防控制室发送报警信号用 不起动消防泵 用于起动 消火栓的消防泵的手动报警器称为消火栓按钮 消火