火灾报警和消防控制系统汇编

1、第五章第五章 火灾自动报警和消防控制系统火灾自动报警和消防控制系统第一节第一节 概概 述述第二节第二节 火灾探测器火灾探测器第三节第三节 火灾报警控制器火灾报警控制器 第四节第四节 消防设施的联动控制消防设施的联动控制消防系统消防系统 教学基本要求教学基本要求：理解消防系统的基本概念；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；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。防系统的相关内容。消防系统消防系统 设计依据及相关规范、标准 火灾自动报警系统设计规范 GB50116-1998 建筑设

2、计防火规范 GB50016-2006 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-1995（2005年版） 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001（2005年版） 民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 火灾自动报警系统施工验收规范 GB50166-2007消防系统消防系统 一、一、火灾的产生与规律火灾的产生与规律 2. 2.电气起火。如用户随意接插用电，线路超载，配电线路受电气起火。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，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。电气事故后迅

3、速引燃周围物质等。 3. 3.建筑物遭受雷击。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：建筑物产生火灾的原因很多，大约有以下几种原因： 4. 4.人为破坏。人为破坏。 1. 1.人员用火不慎。如乱丢烟、火柴，电焊、气焊火花跌落等人员用火不慎。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。引起可燃气、油料和木材、化纤等物体燃烧产生火灾。第一节第一节 概概 述述消防系统消防系统 1. 1. 燃烧气体。物质在燃烧开始阶段，首先释放出来的是燃燃烧气体。物质在燃烧开始阶段，首先释放出来的是燃烧气体。其中有单分子的烧气体。其中有单分子的CO和和C

4、O2 2等气体、较大的分子团、灰烬等气体、较大的分子团、灰烬和未燃烧的物质颗粒悬浮在空气里。和未燃烧的物质颗粒悬浮在空气里。 2. 2.烟雾。一般把人的肉眼可见的燃烧生成物，其粒子直径为烟雾。一般把人的肉眼可见的燃烧生成物，其粒子直径为0.010.011010m 的液体或固体微粒称之为烟雾。不管是燃烧气体还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，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，在火灾中约有在火灾中

5、约有70%70%的死亡是由于燃烧气体或烟雾造成的。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：般产生下列现象： 4. 4.火焰。火焰是物质着火产生的灼热发光的气体部分。物质火焰。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。量的红外线和紫外线。 3. 3.热（温）度。凡是物质燃烧必然有热量释放，使环境温度热（温）度。凡是物质燃烧必然有热量释放，使环境温度升

6、高。但在燃烧速度非常缓慢的情况下，这种热（温）度不容易升高。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。鉴别出来。消防系统消防系统 对于普通可燃物质燃烧的表现形式，首先是产生燃烧气体，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。如图所示。 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火灾探测时，准备安装探测器的房屋结构与高度也是应考

7、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，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。物质燃烧产生的烟、热和火焰，会影响到探测器的应用。 从从b b曲线可知，火灾从开始阶段到全部燃烧，要经过一段时曲线可知，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。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，总是头两个阶段从图中可知，火情发展在多数情况下，总是头

8、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（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（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。不高，尚未达到蔓延发展的程度。消防系统消防系统 普通可燃物质典型起火过程普通可燃物质典型起火过程曲线曲线a a表示烟雾气胶浓度与时间的

9、关系表示烟雾气胶浓度与时间的关系曲线曲线b b表示热气流温度与时间的关系表示热气流温度与时间的关系温度温度烟浓度烟浓度时间时间ba火焰燃烧火焰燃烧引燃引燃汽化汽化预热预热全燃阶段全燃阶段熄灭熄灭火焰扩散火焰扩散火焰阶段火焰阶段阴燃阴燃初起初起潜伏潜伏消防系统消防系统 二、二、火灾探测的方法火灾探测的方法 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，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。是充分利用灭火措

10、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。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一定的环境适应性，也有一定的局限

11、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，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。扬长避短。下图所示为最常用的感烟、感温探测器响应时间曲线。下图所示为最常用的感烟、感温探测器响应时间曲线。消防系统消防系统 温度温度烟浓度烟浓度时间时间ba差温探测器差温探测器定温探测器定温探测器感烟探测器感烟探测器曲线曲线a a表示燃烧气体与烟浓度与时间的关系表示燃烧气体与烟浓度与时间的关系曲线曲线b b表示热气流温度与时间的关系表示热气流温度与时间的关系感烟、感温探测器响应时间曲线感烟、感温探测器响应时间曲线消防系统消防系统 在图中，燃烧气体和烟

12、浓度与时间的关系曲线在图中，燃烧气体和烟浓度与时间的关系曲线a a说明在同一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度与时间的关系曲线b b则说明热气流温度随时间而上升。从图中则说明热气流温度随时间而上升。从图中可知，若火灾探测系统能够探测出燃烧气体和烟雾，也即在燃烧可知，若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。若火灾探测系统的动作取决于温度的灾损失，

13、使人员不受伤亡。若火灾探测系统的动作取决于温度的上升，只有在火灾发展到火焰扩散阶段，即火灾已经确立之后才上升，只有在火灾发展到火焰扩散阶段，即火灾已经确立之后才能发出报警信号。能发出报警信号。 图中两条曲线还表示几种最常用类型的火灾探测器所作出的图中两条曲线还表示几种最常用类型的火灾探测器所作出的反应。感烟探测器能够在短时间内作出反应，早期发出报警信号；反应。感烟探测器能够在短时间内作出反应，早期发出报警信号；而感温探测器则要在较长时间后才能作出反应。到火灾达到火焰而感温探测器则要在较长时间后才能作出反应。到火灾达到火焰燃烧阶段，温度急剧升高时，差温探测器响应；而当燃烧不断扩燃烧阶段，温度急剧

14、升高时，差温探测器响应；而当燃烧不断扩大，温度不断升高，当环境温度达到某一定值时，定温探测器才大，温度不断升高，当环境温度达到某一定值时，定温探测器才能响应，发出火灾报警信号。由此可知，对于同一可燃物，在燃能响应，发出火灾报警信号。由此可知，对于同一可燃物，在燃烧状态相同的条件下，感烟探测器比感温探测器能够更早的响应。烧状态相同的条件下，感烟探测器比感温探测器能够更早的响应。消防系统消防系统 感温探测器对大部分火灾不仅灵敏度比感烟探测器差，而且感温探测器对大部分火灾不仅灵敏度比感烟探测器差，而且在房间高度和保护面积上都有局限性。在房间高度和保护面积上都有局限性。 在火灾探测方法及探测器选择上，

15、要充分考虑到房间的几何在火灾探测方法及探测器选择上，要充分考虑到房间的几何图形，会发生何种类型火灾，以及存在的火灾危险性等条件，方图形，会发生何种类型火灾，以及存在的火灾危险性等条件，方能实现早期报警的目的。能实现早期报警的目的。三、三、电气消防系统的组成与保护等级划分电气消防系统的组成与保护等级划分 现代建筑的防火，首先在建筑物工程设计时就必须考虑防火现代建筑的防火，首先在建筑物工程设计时就必须考虑防火设施，例如防火结构、防火分区、非燃性及阻燃性材质、疏散途设施，例如防火结构、防火分区、非燃性及阻燃性材质、疏散途径、避难区固定设施等。其作用在于尽量减少起火因素，防止烟、径、避难区固定设施等。

16、其作用在于尽量减少起火因素，防止烟、热气流及火的蔓延，确保人身安全。此外，还必须按照国家有关热气流及火的蔓延，确保人身安全。此外，还必须按照国家有关建筑设计防火规范的规定选择相应的电气（或自动）消防系统。建筑设计防火规范的规定选择相应的电气（或自动）消防系统。消防系统消防系统 区域报警控制器区域报警控制器1 1区域报警控制器区域报警控制器2 2区域报警控制器区域报警控制器n n集中报警控制器集中报警控制器中中 心心 监监 控控 系系 统统灭火控制单元灭火控制单元防排烟控制单元防排烟控制单元紧急广播系统紧急广播系统闭路电视系统闭路电视系统消防系统的组成消防系统的组成消防系统消防系统 1 1火灾探

17、测与报警系统火灾探测与报警系统：这主要由火灾探测器和火灾自动：这主要由火灾探测器和火灾自动报警控制装置等组成。报警控制装置等组成。 2 2通报与疏散系统通报与疏散系统：由紧急广播系统：由紧急广播系统( (平时为背景音乐系平时为背景音乐系统统) )、事故照明系统以及避难诱导灯组成。、事故照明系统以及避难诱导灯组成。 3 3灭火控制系统灭火控制系统：由自动喷洒装置，气体灭火控制装置、：由自动喷洒装置，气体灭火控制装置、液体灭火控制装置等构成。液体灭火控制装置等构成。 4 4防排烟控制系统防排烟控制系统：主要实现对防火门、防火阀、排烟口、：主要实现对防火门、防火阀、排烟口、防火卷帘、排烟风机等设备的

18、控制。防火卷帘、排烟风机等设备的控制。 一般情况下，一级保护对象宜采用控制中心报警系统，并一般情况下，一级保护对象宜采用控制中心报警系统，并设有专用消防控制室。二级保护对象宜采用集中报警系统，消设有专用消防控制室。二级保护对象宜采用集中报警系统，消防控制室可兼用。三级保护对象宜用区域报警系统，可设消防防控制室可兼用。三级保护对象宜用区域报警系统，可设消防报警室。在具体工程设计时根据工程实际需要进行综合考虑，报警室。在具体工程设计时根据工程实际需要进行综合考虑，并取得当地公安部门的认可。并取得当地公安部门的认可。 消防系统消防系统 分级按照分级按照火灾自动报警系统设计规范 GB50116-199

19、8 3.1系统保护对象分级3.1.1 火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级，并宜符合表3.1.1的规定。火灾自动报警系统保护对象分级火灾自动报警系统保护对象分级 表表3.1.13.1.1消防系统消防系统 第二节第二节 火灾探测器火灾探测器一、一、火灾探测器的分类火灾探测器的分类 火灾发生时，会产生出烟雾、高温、火光及可燃性气体等理火灾发生时，会产生出烟雾、高温、火光及可燃性气体等理化现象，火灾探测器按其探测火灾不同的理化现象而分为四大类：化现象，火灾探测器按其探测火灾不同的理化现象而分为四大类：感烟探测器、感温探测器、感光探测器、可燃性气

20、体探测器；按感烟探测器、感温探测器、感光探测器、可燃性气体探测器；按探测器结构可分为点型和线型。探测器结构可分为点型和线型。二、二、离子感烟式探测器离子感烟式探测器 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。离室的结构形式，又可分为双源和单源感烟式探测器。 ( (一一) )感烟电离室感烟电离室 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理如图所示。电离室两极间的空气分子受放射源Am24124

21、1不断放出不断放出的的射线照射，高速运动的射线照射，高速运动的粒子撞击空气分子，从而使两极间粒子撞击空气分子，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。有规则运动，使电离室呈现典型的伏安特性，形成离子电流。 消防系统消防系统 电离室可以分为单极性和双极性两种。电离室局部电离室可以分为单极性和双极性两种。电离室局部被被射线覆盖，使电离室一部分为电离区，另一部分

22、为射线覆盖，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。离室结构的离子感烟探测器更常用。 消防系统消防系统 EAm241 射线射线 主感知主感知区区 域域电离区域电离区域P1 P2 单极性电离室结构单极性电离室结构双极性双极性单极性单极性离子电流离子电流Ih 外加电压外加电压U饱和电流饱和

23、电流IsABABIhIh电离室结构和电特性示意图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，烟雾浓度大小可以以离子电流的变化量大离子电流减小。显然，烟雾浓度大

24、小可以以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。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。 消防系统消防系统 这是一种双源双电离室结构的感烟探测器，即每一电离室都这是一种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

25、补偿室的离子电流不随其两端电压的变化而变化。无区，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，探测器工作在烟时，探测器工作在A点。有烟时，由于检测室点。有烟时，由于检测室M中，离子减少中，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，探测器工作点移至电流不变，故检测室两端电压增高，探测器工作点移至B点。点。A点和点和B点间的电压增量点间的电压增量U，即反映了烟雾浓度的大小。即反映了烟雾浓度的大小。 （二）双源式感烟探测原理（二）双源式感烟探测原理 消防系统消防系统 补偿电离室

26、补偿电离室检测电离室检测电离室开关电路开关电路V1V2回路电压回路电压V024V DC电路原理电路原理电离电流电离电流I无烟时曲线无烟时曲线进烟后曲线进烟后曲线补偿电离室补偿电离室检测电离室检测电离室VI1I1 V1 电压电压0V0工作特性曲线工作特性曲线V1V2V2 双源式感烟探测器的电路原理和工作特性双源式感烟探测器的电路原理和工作特性MRAB消防系统消防系统 ( (三三) )单源式感烟探测原理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离室由电极板Pl l、P2 2和和Pm m等构成，共用一个放射源。

27、其检测室和等构成，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，极板补偿室都工作在非饱和灵敏区，极板Pm m上电位的变化量大小反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

28、比感烟探测器以及分布智能式感烟探测器。器，编码型类比感烟探测器以及分布智能式感烟探测器。 比较放比较放大电路大电路传输传输电路电路P P1 1P P2 2P Pm m单源式离子感烟探测器原理示意图单源式离子感烟探测器原理示意图消防系统消防系统 三、三、光电感烟式探测器光电感烟式探测器 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。和散射型感烟探测器。 ( (一一) )遮光型感烟探测原理遮光型感烟探测原理 遮

29、光型感烟探测器具体又可分为点型和线型两种类型。遮光型感烟探测器具体又可分为点型和线型两种类型。 1 1点型遮光感烟探测器点型遮光感烟探测器：这种探测器原理如图所示。其中：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雾粒子进入烟室后，光被烟

30、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。时，该感烟探测器发出报警信号。 消防系统消防系统 . .脉冲信号脉冲信号输出控制输出控制放大电路放大电路开关元件开关元件光学透镜光学透镜暗箱暗箱光敏二极管光敏二极管发光二极管发光二极管电源电源. . . . . . . . . .遮光型光电感烟探测器遮光型光电感烟探测器消防系统消防系统 2 2线型遮光感烟探测器：线型遮光感烟探测器在原理上与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

31、器中发光及受光点型探测器相似，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，受光元件产生一固定光敏电流，无报警输出。而当光束通过路径上有烟时，生一固定光敏电流，无报警输出。而当光束通过路径上有烟时，则光束被烟雾粒子遮挡而减弱，相应的受光元件产生的光敏电流则光束被烟雾粒子遮挡而减弱

32、，相应的受光元件产生的光敏电流下降，当下降到一定程度则探测器发出报警信号。在此，发射光下降，当下降到一定程度则探测器发出报警信号。在此，发射光束可以是图所示的激光束，也可以是红外光束。束可以是图所示的激光束，也可以是红外光束。 脉脉 冲冲电电 源源激激 光光发生器发生器激光发生器激光发生器光光 电电接受器接受器脉冲放大脉冲放大及及 报报 警警激光接受器激光接受器消防系统消防系统 ( (二二) )散射型感烟探测原理散射型感烟探测原理 烟室烟室发光元件发光元件受光元件受光元件. . .散射型光电感烟探测器散射型光电感烟探测器 散射型感烟探测原理如图散射型感烟探测原理如图所示。其中的烟室也为一特殊所

33、示。其中的烟室也为一特殊结构的暗室，进烟不进光。烟结构的暗室，进烟不进光。烟室内有一个发光元件，同时有室内有一个发光元件，同时有一受光元件，但散射型感烟探一受光元件，但散射型感烟探测器不同的是，发射光束不是测器不同的是，发射光束不是直射在受光元件上，而是与受直射在受光元件上，而是与受光元件错开。这样，无烟时受光元件错开。这样，无烟时受光元件上不受光，没有光敏电光元件上不受光，没有光敏电流产生。当有烟进入烟室时，流产生。当有烟进入烟室时，光束受到烟雾粒子的反射及散光束受到烟雾粒子的反射及散射而达到受光元件，产生光敏射而达到受光元件，产生光敏电流，当该电流增大到一定程电流，当该电流增大到一定程度时

34、则感烟探测器发出报警信度时则感烟探测器发出报警信号。号。 消防系统消防系统 四、四、感温式探测器感温式探测器 感温式探测器根据其对温度变化的响应可分为以下二类。感温式探测器根据其对温度变化的响应可分为以下二类。 ( (一一) )定温式探测器定温式探测器 双金属片定温探测器双金属片定温探测器结构示意图结构示意图+ +- -接点接点双金属片双金属片 定温式探测器是在规定时定温式探测器是在规定时间内，火灾引起的温度达到或间内，火灾引起的温度达到或超过预定值时发出报警响应，超过预定值时发出报警响应，有线型和点型两种结构。其中有线型和点型两种结构。其中线型是当火灾现场环境温度上线型是当火灾现场环境温度上

35、升到一定数值时，可熔绝缘物升到一定数值时，可熔绝缘物熔化使两导线短路，从而产生熔化使两导线短路，从而产生报警信号。点型则是利用双金报警信号。点型则是利用双金属片、易熔金属、热电偶、热属片、易熔金属、热电偶、热敏电阻等热敏元件，当温度上敏电阻等热敏元件，当温度上升到一定数值时发出报警信号。升到一定数值时发出报警信号。下面对双金属片定温探测器进下面对双金属片定温探测器进行介绍，其结构如图所示。行介绍，其结构如图所示。 消防系统消防系统 +-绝缘物绝缘物高膨胀金属高膨胀金属低膨胀金属低膨胀金属接点接点+-+-双金属定温探测器圆筒状结构示意图双金属定温探测器圆筒状结构示意图 这种定温探测器由热膨胀系数

36、不同的双金属片和固定触点组这种定温探测器由热膨胀系数不同的双金属片和固定触点组成。当环境温度升高时，双金属片受热膨胀向上弯曲，使触点闭成。当环境温度升高时，双金属片受热膨胀向上弯曲，使触点闭合，输出报警信号。当环境温度下降后，双金属片复位，探测器合，输出报警信号。当环境温度下降后，双金属片复位，探测器状态复原。状态复原。 消防系统消防系统 ( (二二) )差温式探测器差温式探测器 差温式探测器是在规定时间内，环境温度上升速率超过预差温式探测器是在规定时间内，环境温度上升速率超过预定值时报警响应。它也有线型和点型两种结构。线型是根据广定值时报警响应。它也有线型和点型两种结构。线型是根据广泛的热效

37、应而动作的，主要感温器件有按探侧面积蛇形连续布泛的热效应而动作的，主要感温器件有按探侧面积蛇形连续布置的空气管、分布式连接的热电偶、热敏电阻等。点型则是根置的空气管、分布式连接的热电偶、热敏电阻等。点型则是根据局部的热效应而动作的，主要感温器件是空气膜盒、热敏电据局部的热效应而动作的，主要感温器件是空气膜盒、热敏电阻等。图所示的是膜盒式探测器结构示意图。阻等。图所示的是膜盒式探测器结构示意图。 消防系统消防系统 + +- -感热外罩感热外罩膜片膜片接点接点泄露孔泄露孔空气室空气室膜盒式差温探测器结构示意图膜盒式差温探测器结构示意图 空气膜盒是温度敏感元件，其感热外罩与底座形成密闭气室，空气膜盒

38、是温度敏感元件，其感热外罩与底座形成密闭气室，有一小孔与大气连通。当环境温度缓慢变化时，气室内外的空气有一小孔与大气连通。当环境温度缓慢变化时，气室内外的空气可由小孔进出，使内外压力保持平衡。如温度迅速升高，与室内可由小孔进出，使内外压力保持平衡。如温度迅速升高，与室内空气受热膨胀来不及外泄，致使室内气压增高，波纹片鼓起与中空气受热膨胀来不及外泄，致使室内气压增高，波纹片鼓起与中心线柱相碰，电路接通报警。心线柱相碰，电路接通报警。 消防系统消防系统 五、五、火灾探测器的选用火灾探测器的选用 火灾探测器的选用应根据火灾的特点及规律，按照国家标火灾探测器的选用应根据火灾的特点及规律，按照国家标准火

39、灾自动报警系统设计规范准火灾自动报警系统设计规范(7 火灾探测器的选择火灾探测器的选择)和火和火灾自动报警系统施工验收规范的有关要求来进行。灾自动报警系统施工验收规范的有关要求来进行。 火灾探测器的选用涉及到的因素很多，主要有火灾的类型、火灾探测器的选用涉及到的因素很多，主要有火灾的类型、火灾形成的规律、建筑物的特点以及环境条件等，下面进行具火灾形成的规律、建筑物的特点以及环境条件等，下面进行具体分析。体分析。图7-21火灾探测器的选择消防系统消防系统 五、五、火灾探测器的选用火灾探测器的选用 ( (一一) )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 火灾分为两大类：一

40、类是燃烧过程极短暂的爆燃性火灾；火灾分为两大类：一类是燃烧过程极短暂的爆燃性火灾；另一类是具有初始阴燃阶段，燃烧过程较长的一般性火灾。另一类是具有初始阴燃阶段，燃烧过程较长的一般性火灾。 对于第一类火灾，必须采用可燃气探测器实现灾前报警，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光辐射作出快或采用感光式探测器对爆燃性火灾瞬间产生的强烈光辐射作出快速报警反应。这类火灾没有阴燃阶段，燃烧过程中烟雾少，用感速报警反应。这类火灾没有阴燃阶段，燃烧过程中烟雾少，用感烟式探测器显然不行。燃烧过程中虽然有强热辐射，但总的来说烟式探测器显然不行。燃烧过程中虽

41、然有强热辐射，但总的来说感温式探测器的响应速度偏慢，不能及时对爆燃性火灾作出报警感温式探测器的响应速度偏慢，不能及时对爆燃性火灾作出报警反应反应 。消防系统消防系统 一般性火灾初始的阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，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。很弱的火光辐射，此时应选用感烟式探测器。单纯作为报警目的的探测器，选用非延时工作方式；报警后联单纯作为报警目的的探测器，选用非延时工作方式；报警后联动消防设备的探测器，则选用延时工作方式。动消防设备的探测器，则选用延时工作方式。烟雾粒子较大时宜采用光电感烟式探测器。烟雾粒子较小时由烟雾粒子较大

42、时宜采用光电感烟式探测器。烟雾粒子较小时由于对光的遮挡和散射能力较弱，光电式探测器灵敏度降低，此于对光的遮挡和散射能力较弱，光电式探测器灵敏度降低，此时宜采用离子式探测器。时宜采用离子式探测器。火灾形成规模时，在产生大量烟雾的同时，光和热的辐射也迅火灾形成规模时，在产生大量烟雾的同时，光和热的辐射也迅速增加，这对应同时选用感烟、感光及感温式探测器，把它们速增加，这对应同时选用感烟、感光及感温式探测器，把它们组合使用。组合使用。 ( (二二) )根据建筑物的特点及场合的不同选用探测器根据建筑物的特点及场合的不同选用探测器 建筑物的室内高度的不同，对火灾探测器的选用有不同的要建筑物的室内高度的不同

43、，对火灾探测器的选用有不同的要求。房间高度超过求。房间高度超过1212m感烟探测器不适用，房间高度超过感烟探测器不适用，房间高度超过8m则感则感温探测器不适用，这种情况下只能采用感光探测器。温探测器不适用，这种情况下只能采用感光探测器。 消防系统消防系统 在较低温度的场合，宜采用差温或差定温探测器，不宜采在较低温度的场合，宜采用差温或差定温探测器，不宜采用定温探测器。在温度变化较大的场合，应采用定温探测器，用定温探测器。在温度变化较大的场合，应采用定温探测器，不宜采用差温探测器。不宜采用差温探测器。 风速较大或气流速度大于风速较大或气流速度大于5 5ms的场所不宜采用感烟探测器，的场所不宜采用

44、感烟探测器，使用感光探测器则无任何影响。使用感光探测器则无任何影响。 最后要强调的是，在火灾探测报警与灭火装置联动时，火最后要强调的是，在火灾探测报警与灭火装置联动时，火灾探测器的误报警将导致灭火设备自动启动，从而带来不良影灾探测器的误报警将导致灭火设备自动启动，从而带来不良影响，甚至是严重的后果。这时对火灾探测器的准确性及可靠性响，甚至是严重的后果。这时对火灾探测器的准确性及可靠性就有了更高的要求，一般都采用同类型或不同类型的两个探测就有了更高的要求，一般都采用同类型或不同类型的两个探测器组合使用来实现双信号报警，很多时候还要加上一个延时报器组合使用来实现双信号报警，很多时候还要加上一个延时

45、报警判断之后，才能产生联动控制信号。需要说明的是，同类型警判断之后，才能产生联动控制信号。需要说明的是，同类型探测器组合使用时，应该是一个具有高一些的灵敏度，另一个探测器组合使用时，应该是一个具有高一些的灵敏度，另一个灵敏度则低一些。灵敏度则低一些。 对于较大库房及货场，宜用线型激光感烟探测器，而采用对于较大库房及货场，宜用线型激光感烟探测器，而采用其它点型探测器则效率不高。在粉尘较多、烟雾较大的场所，其它点型探测器则效率不高。在粉尘较多、烟雾较大的场所，感烟式探测器易出现误报管，感光式探测器的镜头易受污染而感烟式探测器易出现误报管，感光式探测器的镜头易受污染而导致探测器漏报。因此，在这种场合

46、只有采用感温式探测器。导致探测器漏报。因此，在这种场合只有采用感温式探测器。 消防系统消防系统 火灾探测器的选择火灾探测器的选择 7.1 一般规定一般规定(GB50116-1998) 7.1.1 火灾探测器的选择，应符合下列要求： 7.1.1.1 对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。 7.1.1.2 对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。 7.1.1.3 对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器。 7.1.1.4 对火灾形成特征不可预料的场所，可根据

47、模拟试验的结果选择探测器。 7.1.1.5 对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。消防系统消防系统 探测器数量的确定探测器数量的确定 消防系统消防系统 第三节第三节 火灾报警控制器火灾报警控制器一、一、火灾报警控制器的功能与分类火灾报警控制器的功能与分类 火灾报警控制器是火灾自动报警系统的重要组成部分。在火火灾报警控制器是火灾自动报警系统的重要组成部分。在火灾自动自动报警系统中，火灾探测器是系统的灾自动自动报警系统中，火灾探测器是系统的“感觉器官感觉器官”，随，随时监视周围环境的情况。而火灾报警控制器则是系统的时监视周围环境的情况。而火灾报警控制器则是系统的“躯

48、体躯体”和和“大脑大脑”，是系统的核心。根据国家标准，是系统的核心。根据国家标准GB471847189696的定义，的定义，火灾报警控制器是可向探测器供电，并具有下列功能的设备：火灾报警控制器是可向探测器供电，并具有下列功能的设备： （1 1）能接受探测信号，转换成声、光报警信号，指示着火）能接受探测信号，转换成声、光报警信号，指示着火部位和记录报警信息。部位和记录报警信息。 （2 2）可通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消）可通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。 （3 3）自动

49、地监视系统的正确运行和对特定故障给出声光报）自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声光报警（自检）。警（自检）。消防系统消防系统 由此可见，火灾报警控制器的作用是向火灾探测器提供高由此可见，火灾报警控制器的作用是向火灾探测器提供高稳定度的直流电源；监视连接各火灾探测器的传输导线有无故稳定度的直流电源；监视连接各火灾探测器的传输导线有无故障；能火灾探测器发送的火灾报警信号，迅速、正确地进行转障；能火灾探测器发送的火灾报警信号，迅速、正确地进行转换和处理，并以声、光等形式指示火灾发生的具体部位，进而换和处理，并以声、光等形式指示火灾发生的具体部位，进而发送消防设备的启动控制信号。发送消防设备的启

50、动控制信号。 火灾报警控制器按其技术性能和使用要求大致分类如下：火灾报警控制器按其技术性能和使用要求大致分类如下：1 1、按用途和设计使用要求分、按用途和设计使用要求分 （1 1）区域火灾报警控制器。其控制器直接连接火灾探测器，）区域火灾报警控制器。其控制器直接连接火灾探测器，处理各种报警信息，是组成自动报警系统最常用的设备之一。处理各种报警信息，是组成自动报警系统最常用的设备之一。 （2 2）集中火灾报警控制器。它一般不与火灾探测器相连，而）集中火灾报警控制器。它一般不与火灾探测器相连，而与区域火灾报警控制器相连，处理区域级火灾报警控制器送来的与区域火灾报警控制器相连，处理区域级火灾报警控制

51、器送来的报警信号，常用在较大型系统中。报警信号，常用在较大型系统中。 （3 3）通用火灾报警控制器。它兼有区域、集中两级火灾报警）通用火灾报警控制器。它兼有区域、集中两级火灾报警控制器的双重特点。通过设置或修改某些参数（硬件或软件），控制器的双重特点。通过设置或修改某些参数（硬件或软件），即可作区域级使用，连接控制器；有可作集中级使用，连接区域即可作区域级使用，连接控制器；有可作集中级使用，连接区域火灾报警控制器。火灾报警控制器。消防系统消防系统 2 2、按内部电路设计分类、按内部电路设计分类 （1 1）普通型火灾报警控制器。其电路设计采用通用逻辑组合，）普通型火灾报警控制器。其电路设计采用通

52、用逻辑组合，有成本低廉、使用简单等特点，易于实现以标准单元的插板组合有成本低廉、使用简单等特点，易于实现以标准单元的插板组合方式进行功能扩展，其功能一般较简单。方式进行功能扩展，其功能一般较简单。 （2 2）微机型火灾报警控制器。其电路设计采用微机结构，对）微机型火灾报警控制器。其电路设计采用微机结构，对软件和硬件程序均有相应要求，具有功能扩展方便、技术要求复软件和硬件程序均有相应要求，具有功能扩展方便、技术要求复杂、硬件可靠性高等特点，是火灾报警控制器的首选型式。杂、硬件可靠性高等特点，是火灾报警控制器的首选型式。 3 3、按信号处理方式分类、按信号处理方式分类 （1 1）有阈值火灾报警控制

53、器。用有阈值火灾报警控制器，处）有阈值火灾报警控制器。用有阈值火灾报警控制器，处理的探测信号为阶跃开关量信号，对火灾探测器发出的报警信号理的探测信号为阶跃开关量信号，对火灾探测器发出的报警信号不能进一步处理，火灾报警取决于探测器。不能进一步处理，火灾报警取决于探测器。 （2 2）无阈值火灾报警控制器。用无阈值火灾报警控制器，处）无阈值火灾报警控制器。用无阈值火灾报警控制器，处理的探测信号为连续的模拟量信号。其报警主动权掌握在控制器理的探测信号为连续的模拟量信号。其报警主动权掌握在控制器方面，可以具有智能结构，是现代火灾报警控制器的发展方向。方面，可以具有智能结构，是现代火灾报警控制器的发展方向

54、。消防系统消防系统 4 4、按信号处理方式分类、按信号处理方式分类 （1 1）多线制火灾报警控制器。其探测器与控制器的连接采用）多线制火灾报警控制器。其探测器与控制器的连接采用一一一一对应方式。各探测器至少有一根线与控制器连接，因而其连对应方式。各探测器至少有一根线与控制器连接，因而其连线较多，仅适用于小型火灾自动报警系统。线较多，仅适用于小型火灾自动报警系统。 （2 2）总线制火灾报警控制器。控制器与探测器采用总线（少）总线制火灾报警控制器。控制器与探测器采用总线（少线）连接。所有探测器均并联或串联在总线上（一般总线数量为线）连接。所有探测器均并联或串联在总线上（一般总线数量为2424根），

55、具有安装、调试、使用方便，工程造价较低的特点，根），具有安装、调试、使用方便，工程造价较低的特点，适用小型火灾自动报警系统。适用小型火灾自动报警系统。消防系统消防系统 二、二、火灾报警控制器的组成和性能火灾报警控制器的组成和性能 火灾报警控制器的组成主要包括电源和主机两部分。根据国火灾报警控制器的组成主要包括电源和主机两部分。根据国标规定，火灾报警控制器各部分的基本功能如下：标规定，火灾报警控制器各部分的基本功能如下： （一）电源部分（一）电源部分 火灾报警控制器的电源应由主电源和备用电源互补两部分组火灾报警控制器的电源应由主电源和备用电源互补两部分组成。主电源为成。主电源为220220V V

56、交流市电，备用电源一般选用可充放电反复使交流市电，备用电源一般选用可充放电反复使用的各种蓄电池。电源部分的主要功能为：用的各种蓄电池。电源部分的主要功能为： （1 1）主电、备电自动切换；）主电、备电自动切换； （2 2）备用电源充电功能；）备用电源充电功能； （3 3）电源故障监测功能；）电源故障监测功能； （4 4）电源工作状态指示功能；）电源工作状态指示功能； （5 5）为探测器回路供电功能。）为探测器回路供电功能。消防系统消防系统 目前大多数火灾报警控制器的电源设计采用线性调节稳压电目前大多数火灾报警控制器的电源设计采用线性调节稳压电源，同时在输出部分增加过压和过流保护环节。近来还出现

57、开关源，同时在输出部分增加过压和过流保护环节。近来还出现开关型稳压电源方式。型稳压电源方式。（二）主机部分（二）主机部分 主机部分常态监视探测器回路变化情况，遇有报警信号时，主机部分常态监视探测器回路变化情况，遇有报警信号时，执行响应的动作，其功能如下：执行响应的动作，其功能如下： （1 1）故障声光报警。当出现探测器回路断路、短路、探测）故障声光报警。当出现探测器回路断路、短路、探测器自身故障、系统自身故障时，火灾报警控制器均应进行声、光器自身故障、系统自身故障时，火灾报警控制器均应进行声、光报警，指示具体故障部位。报警，指示具体故障部位。 （2 2）火灾声光报警。当火灾探测器、手动报警按钮

58、或其他）火灾声光报警。当火灾探测器、手动报警按钮或其他火灾报警信号单元发出报警信号时，控制器能迅速、准确地接收、火灾报警信号单元发出报警信号时，控制器能迅速、准确地接收、处理此报警信号，进行火灾声光报警，指示具体火警部位和时间。处理此报警信号，进行火灾声光报警，指示具体火警部位和时间。 （3 3）火灾报警优先功能。控制器在报故障时，如出现火灾）火灾报警优先功能。控制器在报故障时，如出现火灾报警信号，应能自动切换到火灾声光报警状态。若故障信号依然报警信号，应能自动切换到火灾声光报警状态。若故障信号依然存在，只有在火情被排除，人工进行火灾信号复位后，控制器才存在，只有在火情被排除，人工进行火灾信号

59、复位后，控制器才能转换到故障报警状态。能转换到故障报警状态。消防系统消防系统 （4 4）火灾报警记忆功能。当控制器收到探测器火灾报警信）火灾报警记忆功能。当控制器收到探测器火灾报警信号时，应能保持并记忆，不可随火灾报警信号源的消失而消失，号时，应能保持并记忆，不可随火灾报警信号源的消失而消失，同时亦能继续接受、处理其他火灾报警信号。同时亦能继续接受、处理其他火灾报警信号。 （5 5）声报警消声及再声响功能。火灾报警控制器发出声光）声报警消声及再声响功能。火灾报警控制器发出声光报警信号后，可通过控制器的消声按钮人为消声，如果停止声响报警信号后，可通过控制器的消声按钮人为消声，如果停止声响报警时又

60、出现其他报警信号，火灾报警控制器应能进行声光报警。报警时又出现其他报警信号，火灾报警控制器应能进行声光报警。 （6 6）时钟单元功能。控制器本身应提供一个工作时钟，用）时钟单元功能。控制器本身应提供一个工作时钟，用于对工作状态提供监视参考。当火灾报警时，时钟应能指示并记于对工作状态提供监视参考。当火灾报警时，时钟应能指示并记录准确的报警时间。录准确的报警时间。 （7 7）输出控制功能。火灾报警控制应具有一对以上的输出）输出控制功能。火灾报警控制应具有一对以上的输出控制接点，用于火灾报警时的联动控制，如用于室外警铃，启动控制接点，用于火灾报警时的联动控制，如用于室外警铃，启动自动灭火设施等。自动