消防系统设计

PAGEPAGE33毕业设计报告（论文）所属系：班级：学生姓名：学号：同组成员：指导教师：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：自动喷水灭火系统消防自动报警目录摘要 1第一章绪论 41.1引言 41.2课题的背景 51.3课题的特点 61.4课题的意义 61.5课题的现状 7第二章系统方案的确定 72.1自动喷水系统分类和主要部件 72.2方案的确定 92.2.1洒水喷头 92.2.2选择和布置喷头 122.2.3管网布置 132.2.4水力计算 142.2.5压力开关与报警阀 162.2.6末端试水装置 18第三章控制系统设计 183.1自动喷水系统全压启动消防泵的控制电路 183.2火灾自动报警系统设计 213.2.1火灾自动报警系统的形式 213.2.2火灾自动报警控制器 243.2.3火灾探测器 263.2.4手动报警器 31第四章自动喷水灭火系统的安装与保养 324.1施工前的准备 324.1.1自动喷水灭火系统的施工前专业培训 324.1.2自动喷水灭火系统施工前应具备的条件 324.1.3系统组件管件及其他相关设备材料 324.2管材的选用 324.3系统的验收 324.4系统的验收 334.5系统维护与保养 33第五章总结与展望 345.1总结 345.2展望 35参考文献 36致谢 37附录： 38第一章绪论1.1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。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。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。第二章系统方案的确定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。编号名称用途编号名称用途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排水21压力表指示系统压力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-15系列15111/257687993+15橙红黄绿2738496380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5738橙6849红7960黄9374绿141121蓝182160紫227204黑260238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(%)高低ZSTK-1515ZG1/2744680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保护面积/m2喷头距离室内高度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/MPa喷头间距m喷头流量L/min喷水强度L(minm2)强度比较%一只喷头最大保护面积m2轻危险级标准800.100.054.4805642.81007019.36中危险级Ⅰ级标准800.100.053.6805664.31007213.0Ⅱ级标准800.100.053.4805685.61007011.56严重危险级Ⅰ级标准800.100.052.68056128.4100706.76大口径1150.100.053.111581128.5100709.6Ⅱ级标准800.200.052.6511356168100507.0大口径1150.150.053.014081169100569.02.2.2选择和布置喷头①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℃;②公称直径为15mm;③喷头特性系数K=4.2；④安装方式为吊顶式;⑤喷头的最大保护面积12．5㎡/只;⑥喷头距端墙距离为1.05m和1.25m;⑦确定最不利点为1喷头;⑧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。⑨每边支管上最多喷头数nˊ=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*m²）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（m²）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712~203.03.69.01.51、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。（a）正方形布置（b）长方形布置（c）菱形布置图4-1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.5R2.2.4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：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面积为12.5，喷头与端墙的最大距离为1.8m。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/10-5MPam-1管段长度L/m当量长度L'/m水头损失h/MPa10.11.331—24.21.33321.652663.40.90.01120.1112.732—34.22.73402.173423.42.40.02030.1314.253—44.24.25502.172531.73.10.0122”0.1111.3993”0.1312.9194’0.1437.1694—54.27.169701.861203.43.70.00850.15114.54a—57.57a'—55.205—614.54802.902443.44.60.02060.17130.0b—69.165b'—66.2956—8301003.8231627.254.90.259水流指示器0.020湿式报警阀0.020800.4730∑h+P00.472.2.5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。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，给检查带来方便第三章控制系统设计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。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。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。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。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。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。操作键盘操作按钮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ROMRAM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.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。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]。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。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：A=a*b公式3-（1）公式3-（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＞80m²，房间高度6＜h＜12，房顶坡度Θ＜15º，则应选取保护面积A=80m²，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-（3）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（m²）；A——一个火灾探测器的保护面积（m²）；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=80m²，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③计算可得：（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。消火栓报警按钮发出起动信号后，在消防控制室应有声光报警。消火栓按钮有一组常开触点，可以直接起动消防泵，消防泵起动后，消火栓箱的起泵信号灯点亮。消防栓按钮也是人工确认火灾后