项目十五 消防报警及联动控制系统集成

1、一、学习目标一、学习目标 1掌握消防报警及联动控制系统的设备组成和集成方法。 2掌握消防报警及联动控制系统的控制方法。 3掌握消防报警及联动控制系统的供电要求。二、项目导入二、项目导入 一个完整的消防报警及联动控制系统是由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成的，在实际应用中就是控制中心报警系统。组成控制中心报警系统有以下两种方式： 第一种是由火灾探测器与报警控制器单独构成火灾探测报警系统。然后再配以单独的联动控制系统，形成控制中心报警。系统中的探测报警系统和联动控制系统之间，可以在现场设备或部件之间相互联系，也可以在消防控制室产生联动关系。 第二种是以联动控制功能的报警控制器为中心，既联系火

2、灾探测器，又联系现场消防设备，联动关系是在报警控制区内部实现的。 三、学习任务三、学习任务 1项目任务项目任务 本项目是一个综合性的项目，需要以项目组为单位，根据前面所学的施工知识，运用系统集成的方法，同时结合实训条件构建一个尽可能完善的消防报警及联动控制系统。了解报警及联动控制中心的设备组成、控制功能和控制方法，了解系统的供电要求，从而掌握消防报警联动控制系统的实施方法。 2任务流程图 四、实施条件四、实施条件 要完成该项目，首先必须有一个安装施工的场地，同时运用实训室可能提供的消防报警及联动控制设备、多线制控制盘、消防报警控制器（联动型）、连线及安装工具等。 五、操作指导 1消防联动控制系

3、统的设备及系统构成消防联动控制系统的设备及系统构成 在建筑防火工程中，消防联动控制系统可由下列部分或全部控制装置组成： （1）能给出联动控制信号的火灾探测器及其控制器； （2）室内消火栓系统的控制装置； （3）自动喷水灭火系统的控制装置； （4）泡沫、干粉灭火系统的控制装置； （5）卤代烷、二氧化碳等气体灭火系统的控制装置； （6）电动防火门、防火卷帘、水幕等防火分隔设备的控制装置； （7）通风空调、防烟排烟设备及电动防火阀的控制装置； （8）电梯的控制装置； （9）火灾事故广播系统及设备的控制装置； （10）消防通信设备； （11）火警电铃、火警灯等现场声光报警控制装置； （12）避难与疏散

4、的诱导指示控制装置； （13）断电控制装置； （14）事故照明装置； （15）备用发电装置。 由于每个建筑物的使用性质和功能不完全一样，消防联动控制系统的控制设备也不完全一样，但作为消防控制室应该把该建筑内的火灾报警及其他联动控制装置都集中于消防中心，即使控制设备分散在其他房间或区域，但各种设备的操作，动作信号也应反馈到消防中心控制室。消防联动控制系统的结构如图15-2所示。 2多线制控制盘的安装多线制控制盘的安装（1）KZK-100型多线制控制卡KZK-100型多线制控制卡是专为消防控制系统中的重要设备（如消防泵、排烟机、送风机等）实施可靠控制而设计的。控制卡为模具化全塑结构，可与各类火灾报

5、警控制器配合使用，且可根据实际工程需要灵活配置控制点数，组成专用多线制控制盘。KZK-100型多线制控制卡设有手动输出控制和自动联动功能，在手动状态下，可利用控制卡上的按键完成对现场设备的手动控制；若需要实施自动控制，必须将控制卡接入火灾报警控制器信号总线，并由控制器按现场编写的逻辑联动公式指挥控制卡对外控设备进行自动联动控制。控制卡与被控设备连接时，为了保证所连接线路可受到检查并防止交流信号干扰损坏控制卡，必须用GST-LD-8302C模块作转换控制接口。由控制卡到GST-LD-8302C模块采用二线制（C+、C-），同名端子对应连接。KZK-100型多线制控制卡设有2路控制功能，面板特征为

6、每一路有4只灯，1个键。含义分别如下： 故障灯：当此路外控线路发生短路、断路时，该灯亮。 请求等：由控制器送来的请求信号点亮。在自动允许状态下，经延时后，多线制模块对相应的被控设备发出相应命令。 命令灯：控制命令发出后点亮。 回答灯：被控设备处于命令状态时，回答灯点亮。 按键：按下此键，向控制设备发出控制命令。KZK-100型多线制控制卡外接端子如图15-3所示。图中，+24V、GND为DC24V电源输出端子C1+、C1-为多线制控制卡第一路输出端子；C2+、C2-为多线制控制卡第二路输出端子。 （2）LD-KZC-100型多线端子控制卡（盘） LD-KZC-100型多线制控制卡（盘）为多线制

7、CPU模具化全塑结构，与KZK-100型多线制卡配套可用于各类火灾报警控制器上，并可与KZK-100型多线制卡一同组成专用多线制控制盘。该设备为标准插盘结构，可与JB-QG-GST5000、JB-QG-9000等火灾报警控制器组装在同一柜中，完成对消防泵、排烟机、送风机等重要设备的控制，可设置与其连接KZK-100型多线制卡的地址，并将控制卡接入火灾报警控制器信号总线。LD-KZC-100型多线制控制卡（盘）组合成14路输出多线制控制盘后，称为LD-KZ014多线制控制盘。多线制CPU控制卡（盘）有自检键、手动允许/禁止锁及对应的指示灯，含义分别如下： 自检键：用于检查多线制控制卡面板上的指示

8、灯是否正常。 手动允许/禁止：用于选择手动启动方式。 手动允许指示灯：当手动锁处于允许状态时，此灯点亮。LD-KZC-100型多线制控制卡（盘）外接端子如图15-4所示。图中，+24V、GND为DC24V电源输出端子Z1、Z2为由总线制报警器引来的两条无极性信号总线端子。 六、问题探究 1消防联动设备对室内消火栓系统的控制显示功能消防联动设备对室内消火栓系统的控制显示功能室内消防栓是建筑物内最基本的消防设备。消火栓启动水泵装置及消防水泵等都是室内消火栓必须配套的设备。在消防控制室的联动设备上应设置消防泵的启、停装置，显示消防水泵启动按钮、启动水泵的位置及消防泵的工作状态。使控制室的值班人员在发

9、生火灾时，对什么地方需要使用消火栓、消防水泵是否启动都一目了然，这样有利于火灾扑救和平时的维修调试工作。消防水泵的故障，一般是指水泵电机断电、过载及短路。由于消火栓系统都是由主泵和备用泵组成，只有当两台水泵都不能启动时，才显示故障，一般按钮启动后，先启动号水泵，号水泵启动失灵后，自动转启号水泵，当号和号泵均不能启动时，控制盘上显示故障。 2消防联动设备对自动喷水灭火系统的控制显示功能消防联动设备对自动喷水灭火系统的控制显示功能自动喷水灭火系统是目前最经济的室内固定灭火设备，使用的面比较广泛。按照自动喷水灭火系统设计规范的要求，宜显示监测以下六个方面：（1）系统控制阀的开启状态；（2）消防水泵电

10、源的供应和工作情况；（3）水池、水箱的水位；（4）干式喷水灭火系统的最高和最低气温；（5）预作用喷水灭火系统的最低气压；（6）报警阀和水流指示器的动作情况。同时要求在消防控制室实行集中监控。按照自动喷水灭火系统设计规范所规定的内容，消防控制室的控制设备应设置自动喷水灭火系统启、停装置（包括喷淋水泵等），并显示管道阀、水流报警阀及水流指示器的工作状态，显示水泵的工作及故障。喷淋水泵显示故障的内容及显示方法与消火栓水泵故障显示方法相同。 3消防联动设备对泡沫、干粉灭火系消防联动设备对泡沫、干粉灭火系统的控制显示功能统的控制显示功能 在设置泡沫、干粉灭火系统的工程中，消防控制室设置系统的启停装置，显

11、示系统的工作状态是必要的，控制显示功能包括： （1）泡沫、干粉灭火控制系统的启停； （2）显示系统工作状态； 4消防联动设备对有管网的卤代烷、二氧化碳等灭火系统的控制显示消防联动设备对有管网的卤代烷、二氧化碳等灭火系统的控制显示功能功能为了保证卤代烷等固定灭火装置安全可靠地运行，应具有手动和自动两种启动方式，并且在火灾报警后经过设备确认或人工确认方可启动灭火系统。设备确认的一般作法是，两组探测器同时发出报警后，方可确认为真正的灭火信号。当第一组探测器发出报警，值班人员应立即赶到现场进行人工确认。人工确认后，由值班人员在现场决定是否启动固定灭火系统。在设计上虽然有自动和手动两种启动方式，但有人值

12、班时，应以手动启动方式为主。在设计中，一般的系统都设有现场启动装置和远程启动装置（控制室），但为了准确可靠，应以现场的手动启动为主。当现场启动发生困难时，控制室也可启动固定灭火系统。控制显示功能包括：（1）控制系统的紧急启动和切断装置；（2）由火灾探测器联动的控制设备应具有30s可调的延时装置；（3）显示系统的手动、自动工作状态；（4）在报警、喷射个阶段，控制室应有相应的声、光报警信号并能手动切除声响信号；在延时阶段，应能自动关闭防火门、窗，停止通风、空气调节系统。 5火灾报警后，消防控制设备对联动控制对象应有的功能火灾报警后，消防控制设备对联动控制对象应有的功能（1）停止有关部位的风机，关闭

13、防火阀，并接收其反馈信号；（2）启动有关部位的防烟、排烟风机（包括正压送风机）、排烟阀，并接收其反馈信号。通风空调、排烟防烟设备（包括管道上的防火阀门）都是一些对火灾影响大而对人们工作、生活、安全疏散影响小的设备，当探测器报警后，应停止送新风，启动防烟、排烟设备。据有关资料统计，火灾死亡人数中有50%60%是烟气熏死的，最高达70%多，在烧死的人中也多数是先熏倒后烧死的。所以在有火灾报警的时候，先关闭空调，停送新风是必要的，即使有个别的误报现象发生，停一下空调也不会造成很大的影响和后果。 在设有空调和防烟、排烟设施的房间、走道、防烟楼梯间及其前室（包括合用前室）的火灾探测器报警后，消防控制室的

14、控制盘（也有可能通过区域控制盘）对有关部位的通风空调设备和防烟、排烟设备应具有以下的控制功能：（1）按照通风空调系统的分区，停止有关报警区域内的送风机，关闭通风管道上的防火阀。同时，接收风机和阀门动作后的反馈信号，表示其工作状态。（2）按照防烟分区启动有关报警部位的排风机（包括正压送风机）、防烟垂壁和排烟口。同时，接收排烟机和排烟口动作后的反馈信号，表示其工作状态。按照高层民用建筑设计防火规范的要求，在通风空调系统的送回风总管及垂直风管与每层水平管交接处的水平支管上均规定设置防火阀。在风管穿越机房和重要的或火灾危险性较大的房间时，隔墙、楼梯处、公共房间和内走道等部位也应设置防火阀。 在设有防烟

15、、排烟设施和空调设备房间的感烟探测器动作后，感烟探测器的电信号送到消防中心控制室报警控制器上，报出具体部位信号（也有的是报到区域控制器上，通过区域控制器报到消防中心控制室）。通过报警控制器的输出接点，输出两组联动控制信号：一组联动控制排烟系统，驱动排烟口开放，同时启动排烟机运行，使排烟系统开始工作，排烟口和排烟风机运行开启后，均有信号反馈到消防中心控制室的显示盘上。另一组是正压送风系统控制，信号输送给空调机控制盘，关停该房间的空调送风。当防火阀上280的感温元件动作后，均能使阀门自动关闭，同时分别联动停止排烟机或送风机。当然，除了联动控制外，还可以在现场手动操作。无论是手动和联动控制防火阀动作

16、后，均有信号反馈到消防中心控制室。在消防中心控制器盘上应设下列显示：（1）前室的报警部位；（2）排烟口的开启信号；（3）排烟机运行状态；（4）送风口的开启信号；（5）送风机的运行状态。 6火灾确认后，消防控制设备对联动控制对象应有的功能火灾确认后，消防控制设备对联动控制对象应有的功能（1）关闭有关部位的防火门、防火卷帘，并接收其反馈信号；（2）发出控制信号，强制电梯全部停于首层，开通消防电梯，并接收其反馈信号；（3）接通火灾事故照明和疏散指示灯；（4）切断有关部位的非消防电源。这里的消防控制设备的控制对象主要是指电动防火、防火卷帘等设备。消防联动系统的控制一般采用手动和自动两种控制方式。对消火

17、栓灭火系统、卤代烷等固定的气体灭火系统应以手动控制方式为主，对通风空调、防烟排烟设备（包括防火阀门）和电动防火门、防火卷帘进行联动控制是必要的。这些联动控制一般工程可在消防控制室集中进行。一些大型工程也可在区域控制室完成联动功能后将信号送到消防中心控制室，是消防控制室及时掌握各种设备所处的工作状态，以便及时采取应急措施。 关于火灾的确认，最可靠的确认是人工确认，也可以用电视监控。在系统设计上，一般用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后的“与”门信号作为“火灾的确认”方法。这里的“火灾确认前”是指一个探测器或一个回路的探测报警，“火灾确认后”是指两个探测器报警的“与”门信号。对防火门、

18、防火卷帘，一般都以两个探测器的“与”门信号作为控制信号。对于电梯的控制有两种方式：一种是将电梯的控制显示盘设在消防中心控制室，消防值班人员在必要时可直接操作。另一种作法是在人工确认真正是火灾后，消防控制室向电梯控制室发出火灾信号及强制电梯下降的指令，所有电梯下行停于首层，电梯是纵向通道的主要交通工具，联动控制一定要安全可靠。在对自动化程度要求较高的建筑物内，可用消防电梯前室的感烟探测器联动控制电梯。接通事故照明，疏散标志灯是火灾时人员疏散必备的照明设备。为了扑救方便，同时切断非消防电源是必要的。 7火灾确认后，联动设备控制疏散的顺序火灾确认后，联动设备控制疏散的顺序火灾确认后，消防联动控制设备

19、应按疏散程序接通火灾报警装置和火灾事故广播系统。当联动控制设备接通火灾报警装置和火灾事故广播后，警报装置的控制程序应符合下列要求：（1）二层及以上楼层发生火灾，宜先接通着火层及其相邻的上、下层；（2）首层发生火灾，宜先接通本层、二层及地下各层；（3）地下室发生火灾，宜先接通地下各层及首层。火灾发生后，及时向着火区发出火灾警报，有秩序地组织人员疏散，应急指示灯指明疏散通道方向，是保证人身安全的重要方面。本条是按照人们所在位置距火场的远近，依顺序发出警报，组织人们有秩序地进行疏散。一般是着火层和上层的人危险性较大，所以首先是向着火层及上、下层同时发出报警，进行广播，组织疏散。为了避免人为的紧张，造

20、成混乱，影响疏散，应先在最小范围内发出警报信号，进行事故广播。除了紧急情况外都应按顺序疏散。 8消防中心控制室通信设备设置要求消防中心控制室通信设备设置要求 （1）消防控制室与值班室、消防水泵房、配电室、通风空调机房、电梯机房、区域报警控制器及卤代烷等管网灭火系统应急操作装置处应设固定的对讲电话； （2）手动报警按钮处宜设对讲电话插孔； （3）消防控制室内应设置向当地公安机关消防部门直接报警的外线电话。 消防中心控制室设置对内联系、对外报警的电话是我国目前阶段的主要通讯手段。为了保证消防控制室同有关设备间的工作联系，规定消防控制室与单位值班室、消防水泵等有关房间应设固定的对讲电话。有些技术、经

21、济条件好、管理严的单位可设对讲录音电话。 9消防报警及联动控制系统的供配电要求消防报警及联动控制系统的供配电要求消防报警及联动控制系统的供配电应能充分保证用电设备的工作性能在火灾发生时充分发挥消防设备的功能，将损失减少到最低限度。对于电力负荷集中的高层建筑，常采用双电源双回路供电方式，即常用电源（工作电源）和备用电源两种。双电源系统的接线如图15-5所示（如果消防配电设备设在变电所内，K2、K4应取消）。该系统把消防及非消防负载通过K1K4开关分开，消防及非消防负载由各自单母线分段供电。一旦火灾发生可把K1、K3切断，保证对消防负载可靠供电。该系统由于负载分段明确，火灾发生时不易产生误操作。如

22、果可能，可将消防配电室设置在消防控制室的邻近位置，以便消防控制室值班人员联系处理。应急照明一般由置于电缆竖井的楼层消防配电箱配出，当楼层应急照明容量较大时，配出回路较多时，也可专设楼层应急照明配电箱。 常用电源一般是直接取自城市输电网（又称市电网），备用电源可取自城市两路独立高压（一般为10kV）供电中一路为备用电源；在有高层建筑群的规划区域内，供电电源常常取35kV区域变电站；有的取自城市一路高压（10kV）供电，另一种取自自备柴油发电机。对于电力负荷较小的多层建筑，常用电源一般是直接取自城市低压三相四线制输电网（又称低压市电网），其电压等级为380/220V。备用电源可以取自与常用电源不同

23、的变压器（380/220V），还可以采用蓄电池作为备用电源。当常用电源出现故障而发生停电事故时，备用电源能保证高层建筑的各种消防设备（如消防给水、消防电梯、防排烟设备、应急照明和疏散指示标志、应急广播、电动防火门窗、卷帘、自动灭火装置）和消防控制室等仍能继续运行。 （1）消防报警及联动控制系统的供电要求 消防系统对供电要求有以下几点：消防系统应设有专用的消防主电源及直流备用电源；消防主电源应设置专用的消防配电屏；各层消防联动控制设备及火灾报警控制器上电源宜由消防控制室专用回路集中供电；火灾事故照明、疏散指示照明、消防联动控制设备、火灾报警控制器等消防用电设备为分散供电时，在各层应设置专用配电箱

24、供电；火灾报警控制器的备用电源用蓄电池供电时，其容量应按火灾报警控制器在监视状态下工作24h后再加上2个分路同时报警30min用电量之和计算；消防用电设备的双路电源，应在消防控制室、消防泵房、消防电梯机房、事故照明配电箱、各楼层应急照明配电箱等处自动切换。 （2）消防报警及联动控制系统的配电要求为了保证供电连续性，消防系统的配电应符合下列要求：消防用电设备的双路电源或双回路供电线路，应在末端配电箱处切换。火灾自动报警系统，应设有主电源和直流备用电源，其主电源应采用消防电源，直流备用电源宜采用火灾报警控制器的专用蓄电池。当直流备用电源采用消防系统集中设置的蓄电池时，火灾报警控制器应采用单独的供电

25、回路，并能保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作。消防联动控制装置的直流操作电源电压，应采用24V。配电箱到各消防用电设备，应采用放射式供电。每一用电设备应有单独的保护设备。重要消防用电设备（如消防泵）允许不加过负荷保护。因消防用电设备总运行时间不长，短时间的过负荷对设备危害不大，以争取时间保证顺利灭火。为了在灭火后及时检修，可设置过负荷声光报警信号。消防电源不宜装漏电保护，如有必要可设单相接地保护装置，在故障发生时，发出报警信号。消防用电设备、疏散指示灯、消防报警设备、火灾事故广播及各层正常电源配电线路均应按防火分区或报警区域分别出线。所有消防电气设备均应与一般电气设备有

26、明显的区别标志。 （3）消防报警及联动控制系统备用电源的自投要求为了保证发生火灾时各项救灾工作顺利进行，有效控制和扑灭火灾，避免造成重大经济损失和人员伤亡事故。对消防用电设备的工作及备用电源采取自动切换方式。对于消防扑救工作而言，切换时间越短越好。根据目前我国供电技术条件，切换时间规定在30s以内。要求一类高层建筑自备发电设备，设有自动启动装置，并能在30s内供电。二类高层建筑自备发电设备，当采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置。电源自动切换可采用双电源切换开关或采用断路器或接触器联锁控制（包括电气联锁和机械联锁）方式。消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电

27、箱处设置自动切换装置。这里，切换部位是指各自的最末一级配电箱，如消防水泵应在消防水泵房的配电处切换。如消防电梯应在电梯机房配电箱处切换等。 七、知识的拓展与链接 联动控制设备分类：联动控制设备分类： 由于建筑物要求的防火等级不同以及建筑规模的差异，再加上承担防火设计者的经验和水平不同，因此对每一个工程会设置不同的功能要求，而每一个消防联动控制系统所包含的上述15种控制装置的内容（功能数）也会不同；每一种功能中的现场设备数量不同，分布也不同；所选用的现场设备的种类、型号、生产厂家不同；各个现场设备之间的联动逻辑关系也不同。 因此，多年来，消防联动系统的实现，一直是采取非标准设计与非标准加工的方式

28、。首先，设计人员根据有关规范及工程实际情况来设计蓝图，包括消防控制室中各种控制装置的结构尺寸、内部电气线路及逻辑线路，以及各种现场控制与驱动装置的电气线路图等，然后由生产厂家照图生产配制设备（包括厂家非标制作）；最后由施工部门按照设计人员提供的蓝图进行现场布线，调试开通。现场消防设备种类繁多，从功能上分有三大类。第一类是灭火系统，包括各种介质如液体、气体、干粉的喷洒装置，是直接用于扑灭火灾的。第二类是灭火辅助系统，是用于限制火势，防止灾害扩大的各种设备。第三类是信号指示系统，是用于报警并通过灯光与音响来指挥现场人员行动的各种设备。以上三类设备详细分，就是上述15种控制装置的功能体现。在每一种系

29、统中往往包含有多种设备，例如在防排烟系统中，除了有每个防烟分区中的排烟阀、送风阀以外，还有总的排烟机与正压送风机。 这些现场设备，从控制电压上分，有DC24V，也有AC220V和AC380V控制的；从驱动功率上分，有小功率（弱电）的，也有大功率（强电）的；从动作机构分，有脱扣式控制机构（如排烟阀）、电动式控制机构（如卷帘门）和电接触式控制机构等。从设备动作方式上分，有的是感受到火灾信息后在现场自行动作的（如玻璃球水喷淋，定温防火阀），有的是在现场人工操作的（如消火栓），也有的是接收到控制信号之后才动作的（如电磁阀、水泵、风机等）。在现场人工操作或自行动作的设备，称为主动型设备。这些设备不需要其

30、他设备的联动，在消防控制室无法对其动作进行干预。靠接受控制信号才能动作的设备，称为被动型设备，这些设备是不能自行动作的。不论是控制室，还是其他控制装置，都可以对其进行控制。有些设备（如防火卷帘），既能接收控制信号动作，又能现场人工操作，仍属于被动型设备。 从设备动作前后，信号的产生与传输情况来看，有以下几种：（1）主动型现场设备：信号在现场产生，之后送到控制室（有时也不经控制室直接送到相应的被动型现场设备）。（2）被动型现场设备：信号在控制室产生，之后送到该设备（有时也可由相应的主动型现场设备产生并直接送到该设备）。（3）带回答被动型现场设备：信号在控制室产生，之后送到该设备。设备动作后，又形成一个信号（回答信号）送回控制室。（4）主/被动型现场设备：信号在现场主动型部分产生，之后送到控制室；控制室发出一个信号（命令信号）送回现场进入被动型部分，设备动作后又形成一个信号（回答信号）返回控制室。（5）双动作型现场设备：两个命令信号在控制室产生，之后送到