火灾自动报警设计原理

火灾自动报警设计原理（共12篇）

火灾自动报警设计原理 篇1

由于火灾的破坏性较强, 会对人们的人身安全以及财产安全造成直接损失, 因此火灾防御工作一直都是社会关注的重点内容。为了有效对火灾险情进行控制, 有效降低火灾破坏力程度, 人们开始加大了对火灾自动报警系统极其联动系统运用方式的研究力度, 希望通过对该系统的合理运用, 能够达到对建筑物内部人员与物品进行保护的目标。

1. 火灾自动报警系统工作原理

目前使用的火灾报警系统, 主要是由火灾报警装置以及触发器器件等装置组合而成的。当火灾发生时, 火灾初期产生的热量与烟雾等物质, 会经由火灾探测器转变为电信号讯息, 并传输的火灾报警控制器之中, 使其发出声音以及光等报警信号, 开启消防联动设备, 以确保消防联动设备开始工作, 有效降低火灾造成的破坏力[1]。

在整体系统中, 探测器件会对火灾现场的气体以及温度进行感应, 一旦达到预先设定的感应标准, 就会将其认定为是火灾险情, 并及时生成并发出报警讯息。这种探测器件会按照内部火灾响应参数, 分成复合火灾探测器、烟检探测器以及热检探测器等类型, 相关人员会按照探测器工作性能以及工作特点, 将其科学安置在相应的区域内。而消防联动设备的关键作用, 就是在接到火灾报警信号之后, 整体消防系统会通过手动或者自动方式进行启动, 同时会将系统状态直观反映出来。此时自动灭火系统控制设备、火灾报警控制器以及常开防火门等设备都会在火灾中发挥作用, 为人员逃生以及火灾险情控制提供了一定保障。

2. 火灾报警系统的联动运用方式

2.1 自动灭火系统

消防联动系统中的自动灭火系统多以自动喷水灭火系统为主, 且按照喷水管道是否含水, 可以将其分为干式灭火以及湿式灭火两种形式。在对该系统进行设计与安装时, 相关人员要根据水暖情况来对该系统类型进行确定, 之后要按照系统功能以及特点, 来对电气以及其他相关安装内容进行明确, 以保证整体系统的正常使用。由于干式灭火系统对于周围温度的要求并不高, 因此这种系统多应用于没有采暖设备的北方厂房之中。此类型系统仍由火灾报警系统所控制, 在启动时会先将管网内的空气排出, 并向管网内部进行充水, 当水量达到相应点位之后, 才会开始进行灭火。而湿式系统因此长时间都保持着水量充足的状态, 因此与干式系统相比, 这一系统的喷水时间较短, 救火效率相对较高。但湿式系统因为管理含有水分, 所以对周围温度有着较为严格的要求, 只有室温始终保持在5℃以上的状态时, 才能确保管道水分的正常运行[2]。一旦火灾发生, 系统周围温度就会保持持续上升的状态, 当温度超过系统喷头温度控制件标准时, 系统喷头就会自动进行喷水, 而且会同时向联动系统中的控制主机进行信息传达, 实现火灾报警。

2.2 防火卷帘与防火门运用

现代使用的防火门主要分为常闭式以及常开式两种, 常闭式防火门主要是运用机械手段对闭门器进行控制的;而常开式防火门平时则始终处于开启模式, 当火灾发生, 该类型防火门便可以通过手动或者自动方式对其进行关闭处理。防火门开启状态是通过对带电磁锁以及永久磁铁的使用来实现的, 火灾发生时, 消防控制装置会向防火门系统发出指令, 电磁线圈便会产生对磁铁吸着力进行克服的力量, 来对防火门进行关闭, 避免火源进一步扩大。

根据相关规范需求, 探测器或者消防控制系统要在火灾发生时, 对防火卷帘发出质量, 使其能够按照指令自动开启卷帘控制设施, 使其能够自然下垂到与地相距1.8米的位置, 以便运用卷帘对火源范围进行控制[3]。同时在卷帘处安装的控制模式, 能够在卷帘下降到一定位置之后, 对其实施手动式控制, 使其能够再次上升, 以确保被困人员能够从此处离开火灾现场, 降低人员被困事件发生机率。

2.3 消防电梯运用

按照火灾逃生常识, 普通电梯无法在火灾发生时进行使用, 但现代建筑多以高层建筑为主, 为了在短时间内对火灾险情进行控制, 将火灾破坏程度降到最低, 消防联动系统便加入了应急消防电梯这一设备。此设备只是消防员进行使用, 并不做他用。而相关人员会通过对消防中心显示盘的操作, 来实现对该类型电梯的控制。在火灾发生时, 相关人员会现将普通电梯控制降到最底层, 之后在对其实施停运处理, 而应急消防电梯会继续进行工作。

2.4 紧急电话以及诱导照明系统的运用

当火灾发生时, 由于温度以及火势等因素的影响, 照明系统以及通讯系统很有可能会发生故障, 无法正常进行使用, 这时紧急联络电话以及诱导照明系统就会发挥极大的作用, 以实现对民众的引导以及火灾现场的联络。一般紧急电话的插孔都会设置在消防泵房以及消防控制室等重要地点, 而主机则会安防在消防中心之中。

备用照明装置以及应急照明装置的供电都由应急照明配电箱所提供, 会在火灾发生时自动进行启动。同时这种应急照明箱通常都设有双重供电电源, 为其在火灾中的正常运用提供了保障。

3. 结束语

鉴于火灾险情控制工作的重要性, 社会各界人士应加大对火灾自动报警系统的研究力度, 要保障对其工作原理以及联动系统的了解度, 确保在火灾时, 能够对该系统进行灵活运用, 最大限度降低火灾所造成的影响, 为民众的人身财产安全提供可靠保障。希望通过本文的论述, 能够对火灾自动报警系统的运用与推广提供一定的助益。

参考文献

[1]马春英, 王亚慧.大型卖场火灾自动报警及消防联动系统的设计分析[J].电工技术学报, 2015, (S1) :459-464.

[2]王鹏峰, 陈吉阳.火灾自动报警和消防联动控制系统的施工要点浅探[J].科技资讯, 2013, (21) :50-51.

[3]李盛, 战小康, 杜萌.论火灾自动报警及联动系统的应用[J].科技信息, 2010, (21) :961+938.

火灾自动报警设计原理 篇2

1.2 报警区域划分整个工程划分五个报警区域，一个主站（消防中心），四个子站。彩涂跨设为主站，压延跨设为1#子站，酸洗跨设为2#子站，镀锌跨设为3#子站，总降1#变电所10KV高压开关站设为4#子站。

1.3 系统的设计由于整个工程建筑的保护等级为二级，将火灾自动报警及联动控制系统的形式确定为集中报警系统。在主站内设置一台集中火灾报警控制器，4个子站分别设置一台区域火灾报警控制器。

1.3.1 自动报警系统火灾自动报警系统由火灾探测器、手动火灾报警按钮、声光报警器、区域火灾显示盘和相应模块组成。其中火灾探测器根据各区域的保护对象进行选择，在表一中给出。每个防火分区至少设置一个手动火灾报警按钮，相邻的两个按钮之间不大于30米。

1.3.2 联动控制系统在彩涂跨的生产准备间内采用泡沫灭火系统，在彩涂跨的底（面）涂层室采用气溶胶灭火系统。当彩涂跨的生产准备间内发生火灾，系统处于自动状态时，房间内温度上升达到探测器预先设定值，探测器向本区域的火灾报警控制器发出火灾信号。确认火灾后，停止送风机，关闭防火阀，启动排烟风机。延时30s后启动消防水泵和泡沫液泵，水流经过泡沫比例混合器后，按规定比例混合形成混合液，通过管道将混合液送至泡沫产生装置，将产生的泡沫用于该保护区域，扑灭火灾，同时通过压力开关将信号返回消防中心。当系统处于手动状态时，可通过现场紧急启动按钮启动，直接开启泡沫灭火装置，实施灭火。当彩涂跨的底（面）涂层室内发生火灾时，系统处于自动状态时，感烟或感温两个探测器都感到火灾后，自动启动控制器发出声光报警信号，在延时30s后，通过启动模块自动启动灭火装置喷射气溶胶灭火剂实施灭火，同时向启动控制器返回信号。当系统处于手动状态时，可通过现场紧急启动按钮启动，直接开启气溶胶灭火装置，实施灭火。

1.3.3 火灾自动报警及联动控制系统方框图如图1。

2火灾应急广播扬声器及消防专用电话的设置

在各区域电气室、主控制室、操作室、地下液压站和润滑油站等地设置火灾应急广播扬声器，正常时可设为生产广播状态，火警时自动将火警层及相邻层切换为火警应急广播状态，由消防指挥人员通过话筒指挥救火。在车间各调度室、电气值班电气室和主控制室等地方装设消防专用电话分机。

3系统供电、接地及布线

①系统供电。火灾自动报警及联动控制器设有主电源和直流备用电源。主电源由电力专业送来单相220V50Hz交流电源，直流备用电源采用火灾报警控制器的专用蓄电池。②系统接地。系统采用共用接地装置，接地电阻不大于1Ω。消防电子设备凡采用交流供电时，设备金属外壳和金属支架等均作保护接地。③系统布线。信号线采用ZR-RVSV-2x1.5mm2，电源线采用ZR-RVV-2x2.5mm2，多线联动控制信号线采用ZR-RVSV-4x1.5mm2。电缆采用穿钢管和金属线槽敷设，当钢管和线槽明敷时，所有明配钢管和线槽的`表面需涂刷防火涂料，以防止火灾发生时消防控制、通信和警报线路中断，使灭火工作无法进行，造成的经济损失。

4结束语

火灾自动报警及联动控制系统的设计成为自动消防设施的重要组成部分，是以“预防为主，防消结合”的原则，逐级实行防火责任制，重视工程建设实施过程中反映出的问题和系统实际运行中的经验，提高火灾自动报警及联动控制系统的设计水平。

浅析火灾自动报警系统设计 篇3

【关键词】火灾自动报警系统；设计的难度；问题；解决方案

改革开放以来，国家经济发生了巨大的变化，在建筑市场迅猛发展的推动下，我国的消防行业也有了较大的发展。为了有效地保证人民的生命财产安全，消防技术法规、消防产品标准也经历了从无到有、日益完善的过程。火灾报警及消防联动控制系统现已广泛运用在各种楼宇、建筑中，并充分显示了发现火灾及时、扑灭初起火灾迅速的特点，受到用户的肯定和好评。但是，如何正确的设计火警系统，仍然是一个十分重要而亟待深入探讨的问题。

1. 火灾报警系统设计的难度

1.1涉及的专业多。火灾报警系统涉及到强电、智能化、暖通、给排水、建筑等专业，这就要求设计人员对相关的专业知识有一定的掌握。

1.2没有专门的院校培养消防人才。我们国家至今只有在个别院校设立了消防专业，但也往往侧重于消防战训、指挥等，所以真正搞消防工程设计、安装的专业人才很奇缺。

1.3火灾报警系统产品发展很快，已从传统型、地址型发展到智能型，而且产品品种多，又无互换性，要充分了解其性能并灵活运用于设计中也是不容易的。

1.4我国第一部《火灾自动报警系统设计规范》 （GBJ 1l6-88）是1988年编制的，经过近10年的运行实践，国家公安部于1998年再次进行修订出版，并列为强制性国家标准。但是规范中一些条文有点滞后，导致设计人员对规范的理解不尽相同，最终还要参考当地消防部门的意见来设计 。

1.5大型设计院由智能化专业来设计火警系统，而一些中、小型设计院的强弱电均由电气专业来设计，工作量和难度都加大，这对设计人员提出了更高的要求。

2. 设计中遇到的主要问题及解决方案

2.1探测器的选择。

这个问题，应该说是火警系统设计人员最基本的常识，设计何种探测器应取决于所保护对象的功能是什么，可燃物特点是什么，现场有何特点。比如汽车库内探测器的设计问题，《汽车库、修车库、停车场防火设计规范》条文说明里面提到通风较好的情况下汽车库可以采用感烟探测器，笔者认为该地方是经常有汽车尾气滞留的地方，容易造成误报火警，而且现实生活中业主为了节约用电，汽车库内的通风系统平时是关闭的，根本谈不上通风，所以从责任角度讲，采用感温探测器是比较合适的。另外，在一些影剧院、教堂、展览馆等高大建筑设施内，一些设计采用了较先进的红外光束对射感烟探测器，安装位置要注意避光（包括灯光及顶棚射进的太阳光）、注意避开遮挡物，以免产生误报。

2.2手动火灾报警按钮和火灾警报装置的设置。

对规范条文的理解，可以这样认为：一个防火分区内按照60米的间距均布手动火灾报警按钮，同时要设在明显和便于操作的部位，而不是设在房间的深位地方。火灾警报装置采用声光报警器，常设置在楼梯出口附近。走道两端的手动火灾报警按钮可以与声光报警器设置在相同位置。

2.3重视防火分区的划分。

消防设计必须与建筑密切配合，系统设计应考虑防火分区的划分，特别是在大型商业和地下车库等场所。认为每个防火分区需要设置一个短路隔离器，故某一防火分区发生故障时不影响其它防火分区。

2.4防排烟的联动问题。

施工图中见有用一个模块一次开启5～6个排烟口的，一种采用传递接续开启，一旦其中1个打不开，信号传不下去，继后的便全打不开了；另一种则是同时全打开，此时电流值甚大，需全面核算。一般认为，以2～3个为宜。当然采用“单打一”控制最为安全，但造价高，应据工程性质、需要而定。

3. 小结

3.1需要与其它专业配合。

系统设计并不只是某个专业独立完成的事情，它需要各专业之间的密切配合。例如有关防火阀进入火灾报警系统的问题，电气设计人员必须和通风空调专业的设计人员密切配合，了解清楚哪个阀对应的是哪台风机或空调机，作出一个详细的联动动作表，提交给系统的承包商，以便在编制软件程序中将此逻辑关系一一列入，否则无从满足火灾情况下的联动要求。尽管有的承包商可能会根据图纸和现场的情况作出某些判断，但是否准确，并不能有完全的把握，甚至有些还出现错误。

3.2电气专业内部协调。

在设计一项工程时，电气专业往往分为强电和弱电，不同人员负责的设计内容有所侧重。然而火灾报警系统的设计人员对强电设计人员应提出要求，在建筑设计防火规范和高层建筑设计规范中，都明确要求消防用电设备应采用专用的供电回路。故名思义，专用回路是不允许在该回路上再接上其它的非消防负荷。

[文章编号]1619-2737（2014）03-03-569

火灾自动报警设计原理 篇4

关键词：自动控制,火灾,报警系统

在城市建设不断发展的今天, 伴随着信息技术与计算机技术的飞速发展, 世界上很多国家的城市都对建筑独立的火灾自动报警系统采取网络监控管理, 通过计算机网络把传统的电话通信网络、计算机数据网络相互渗透融合, 即利用公共电话网络实时监控城市建筑火灾自动报警系统运行状态、人员值班情况、系统设备的故障报警和火警预报。

为了保证重要的大型建筑及高层建筑的安全可靠, 及早发现和通报火灾, 防止和减少火灾损害, 也为适应建筑行业, 尤其是智能建筑行业发展的新形势, 必须从建筑设计上采取完备的防范措施, 安装功能齐全可靠的自动报警和消防系统。针对目前消防行业存在的主要不足之处, 确定了多用途火灾自动报警消防系统需要解决的问题和技术创新领域, 让智能化工程技术能够全面深入的用于火灾自动报警消防系统。

1智能火灾自动报警系统的构成

在设计安装时划分区域, 每个区域由一个控制器控制, 其中包括多个探测系统, 通过各种探测器所探测到的火灾信号, 由报警控制器发出警报信号传至中央控制器。中央控制器分析烟、光、热, 确定为火灾时, 中央控制器发出信号, 启动自动消防灭火系统, 区域控制器发出声光警报。

单个火灾探测器不能对厂房、车间、建筑楼宇进行有效的防护, 只有各种类型的火灾探测器与其他的设备和部件构成了火灾自动报警联动控制系统之后, 才有强大的报警灭火功能, 才能对人民的生命财产进行有效的保护。火灾自动报警系统由火灾报警控制器、火灾探测器、外接模块和消防设备构成。为了减少联动设备对报警系统的干扰, 早期的火灾自动报警联动控制系统由火灾自动报警系统和联动控制系统两部分组成, 它们分别担负着火灾报警和联动控制的功能, 他们的部件各自安装在自己的机柜中, 通过线缆将它们联接起来进行信息交换。现在的火灾自动报警联动控制系统已经将这两部分合为一个整体, 绝大多数设备都是通过总线制连接到火灾报警系统中。

2火灾自动报警控制系统的功能

火灾自动报警系统智能化是使探测系统能模仿人的思维, 主动采集环境温度、湿度、灰尘、光波等数据模拟量并充分采用模糊逻辑和人工神经网络技术等进行计算处理, 对各项环境数据进行对比判断, 从而准确地预报和探测火灾, 避免误报和漏报现象。发生火灾时, 能依据探测到的各种信息对火场的范围、火势的大小、烟的浓度以及火的蔓延方向等给出详细的描述, 甚至可配合电子地图进行形象提示、对出动力量和扑救方法等给出合理化建议, 以实现各方面快速准确反应联动, 最大限度地降低人员伤亡和财产损失, 而且火灾中探测到的各种数据可作为准确判定起火原因、调查火灾事故责任的科学依据。此外, 规模庞大的建筑使用全智能型火灾自动报警系统, 即探测器和控制器均为智能型, 分别承担不同的职能, 可提高系统巡检速度、稳定性和可靠性。

在火灾自动报警控制系统的设计中, 考虑了消火栓灭火系统、闭式自动喷水灭火系统、开式自动喷水系统、气体灭火系统等现实和工程中常见的固定灭火系统。

根据火灾参数和使用环境的差别, 选用普通型离子感烟、智能光电感烟、电子差定温感温和智能缆式感温等多种不同型号的火灾探测器, 并根据需要设置了一些控制模块、监视模块, 以实现对相应的警铃、喷淋泵、排烟风机、手动破玻按钮、消火栓按钮、水流指示器和压力开关等消防设备、装置的监测及联动控制。此外, 还设置了手动报警按钮、区域火灾报警器、消防电话、安全疏散应急照明与指示标志、火灾事故广播和警报系统等二级子系统。

所有的自动报警设备均明装, 以达到系统整体直观的效果。同时, 在火灾自动报警系统中增加了计算机的联动控制和消防控制室多线控制盘硬件直接控制电路, 加强系统运行的可靠性。

3火灾报警系统自动控制的实现

火灾自动报警消防系统是智能建筑综合管理系统中的一个子系统, 在系统的设计上相对独立, 主要实施对火灾自动报警及自动灭火系统的控制。作为智能建筑综合管理系统的一个组成部分, 应与其它的系统资源共享, 例如火灾探测报警信号对照明灯光的相应联动, 将火灾自动报警控制系统的监控信号及时传送至中央监控系统, 以实现中控室对火灾自动报警消防系统炎热监视和综合管理功能, 即实现系统集成。实现系统集成的方式是将火灾自动报警消防系统的监控主机通过实验室的Internet网络与BMS服务器互联。为了使火灾自动报警消防系统无缝地接入中央监控系统, 预留了EIA485硬件接口, 另外还预留了消防系统的通信协议网络接口。

事实上, 在整个控制系统的设计中, 应用软件的设计、程序编制所占的工作量是非常大的。一方面保证应用软件的本身的健壮性, 使程序能够持续稳定的运行。要做到这一点, 我们首先精心设计了应用软件的总体结构, 按照面向对象的观点, 综合考虑用户的观点和程序的易实现性, 编制出高效率的应用软件;在编写代码时, 多次调试, 做到思维严密, 尽可能减少人为的失误。另一方面, 我们通过采取软件方面的措施提供系统的可靠性。

总之, 火灾报警及灭火控制系统是一项复杂的工程, 必须在系统设计、结构设计、软件编制、整机装备和调试阶段各个环节方面统筹安排, 严格把关才能保证系统具有高的可靠性。

4结论

火灾自动报警系统把现实中火灾监控系统的不同设计形式全部都融合到试验系统中, 能够对火灾发生进行早期探测和报警, 能根据火情位置, 输出联动灭火信号, 启动灭火设施, 及时扑灭火灾。火灾自动报警监控系统在发展应用中充分显示了现代化网络的先进功能, 使消防部门通过多媒体管理能常年实时监控城市中火灾自动报警系统的运行状态及人员值班情况, 及时发现防火设备的故障信息和火警报告, 有利于消防部门的监督管理, 并对消防设备存在的问题能及时进行解决, 保证了火灾自动报警系统的正常开通运行。实现了城市火灾自动报警网络系统的监控管理, 将在以防为主, 防消结合的城市消防事业中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]孙景芝, 韩永学.电气消防[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[2]王奇, 母文平.智能建筑实验室安全防范系统设计[J].成都航空职业技术学院学报, 2006, (12) .

[3]贾年, 罗晓晖, 成华友.基于MSA的智能火灾报警系统[J].西南交通大学学报, 2007, 42 (4) .

火灾自动报警系统检测方案 篇5

系统验收时，施工单位应提供下列资料：

1、竣工验收申请报告、设计变更通知书、竣工图。

2、工程质量事故处理报告。

3、施工现场质量管理检查记录。

4、火灾自动报警系统施工过程质量管理检查记录。

5、火灾自动报警系统的检验报告、合格证及相关材料。

火灾自动报警系统验收前，建设和使用单位应进行施工质量检查，同时确定安装设备的位置、型号、数量，抽样时应选择有代表性、作用不同、位置不同的设备。

火灾报警系统检测必须严格执行以下三条

一、检测消防控制室向建筑设备监控系统传输、显示火灾报警信息的一致性和可靠性，检测与建筑设备监控系统的接口、建筑设备监控系统对火灾报警的响应及其火灾运行模式，应采用在现场模拟发出火灾报警信号的方式进行。

二、新型消防设施的设置情况及功能检测应包括：

1、早期烟雾探测火灾报警系统

2、大空间早期火灾智能检测系统、大空间红外图像矩阵火灾报警及灭火系统

3、可燃气体泄漏报警及联动控制系统

三、安全防范系统中相应的视频安防监控（录像、录音）系统、门禁系统、停车场（库）管理系统等对火灾自动报警的响应及火灾模式操作等功能的检测，应采用在现场模拟发出火灾报警信号的方式进行

检测内容

1、火灾自动报警及消防联动系统应是独立的系统。

2、检测火灾报警控制器的汉化图形显示界面及中文屏幕菜单等功能，并进行操作试验。

3、消防用电设备电源的自动切换装置，应进行3次切换试验，每次试验均应正常。

4、火灾报警控制器（含可燃气体报警控制器）和消防联动控制器应按下列要求进行功能抽验：

（1）实际安装数量在5台以下者，全部抽验；

（2）实际安装数量在6～10台者，抽验5台；

（3）实际安装数量超过10台者，按实际安装数量30％～50％的比例、但不少于5台抽验。

（4）各装置的安装位置、型号、数量、类别及安装质量应符合设计要求。

5、火灾探测器（含可燃气体探测器）和手动报警按钮，应按下列要求进行模拟火灾响应（可燃气体报警）和故障报警抽验：

（1）实际安装数量在100只以下者，抽验20只（每回路都应抽验）；

（2）实际安装数量超过100只，每个回路按实际安装数量10%-20%的比例进行抽验，但抽验总数应不少于20只。被抽验探测器的试验均应正常。

（3）被检查的火灾探测器的类别、型号、适用场所、安装高度、保护半径、保护面积和探测器的间距等均应符合设计要求。

6、室内消火栓的功能验收应在出水压力符合现行国家有关建筑设计防火规范的条件下进

行，并应符合下列要求：

（1）消火栓处操作启泵按钮，按5%-10%的比例抽验

（2）消防控制室内操作启、停泵1～3次；

7、自动喷水灭火系统的抽验，应在符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的条件下，抽验下列控制功能：

（1）压力开关、电动阀、电磁阀等按实际安装数量全部进行检验。

（2）消防控制室内操作启、停泵1～3次；

（3）水流指示器、信号阀等按实际安装数量的30%-50%的比例进行末端放水试验。上述控制功能、信号均应正常。

8、气体、泡沫、二氧化碳、干粉等灭火系统的抽验，应在符合现行各有关系统设计规范的条件下按实际安装数量的20％～30％抽验下列控制功能：

（1）自动、手动启动和紧急切断试验1～3次；

（2）与固定灭火设备联动控制的其它设备（包括关闭防火门窗、停止空调风机、关闭防火阀、落下防火幕等）试验1～3次；

9、电动防火门、防火卷帘的抽验，5樘以下的全部检验，超过5樘的应按实际安装数量的20％，但不小于5樘，抽验联动控制功能，其控制功能、信号均应正常。

10、通风空调和防排烟设备（包括风机和阀门）的抽验，应按实际安装数量的10％～20％抽验联动控制功能，其控制功能、信号均应正常。

（1）报警联动启动、消防控制室直接启停、现场手动启动联动防烟排风机1-3次。（2）报警联动停、消防控制室远程停通风空调送风1-3次

（3）报警联动开启、消防控制室开启、现场手动开启防排烟阀门1-3次

11、消防电梯的检验应进行1～2次人工控制和自动控制功能检验，非消防电梯应进行1-2次联动返回首层功能检验、其控制功能、信号均应正常。

12、火灾事故广播设备的检验，应按实际安装数量的10～20％进行下列功能检验：

（1）对所有广播分区进行选区广播，对共用扬声器进行强行切换。（2）对扩音机和备用扩音机进行全负荷试验。（3）检查应急广播的逻辑工作和联动功能。

13、消防通讯设备的检验，应符合下列要求：

（1）消防控制室与设备间所设的对讲电话进行1～3次通话试验；

（2）电话插孔按实际安装数量的10％～20％进行通话试验；

（3）消防控制室的外线电话与另一部外线电话模拟报警电话进行1～3次通话试验。上述功能应正常，语音应清楚。

浅谈某商场火灾自动报警系统设计 篇6

某商场购物中心工程,建筑面积6万平方米,地上5层,地下2层,建筑高度23.8m,拟设计一套火灾自动报警系统。

1设计依据

建筑设计防火规范GB 50016--2006;火灾自动报警系统设计规范,GB50116 - 98; 民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008；《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB 13955-2005；

2设计方案

本工程按一级保护对象设计火灾自动报警系统,消控中心设于一层。经过研究与论证,为该工程提供以下方案: 智能型火灾自动报警/消防联动系统由设在消防控制中心的火灾报警控制器、消防联动控制设备、消防广播系统、消防电话系统、CRT彩色图文显示系统、打印机等设备及"119"专线电话组成, 本系统除由消防电源做主电源外,另设直流备用电源, CRT显示器、消防通讯设备等的电源,由UPS装置供电,并配置专用消防报警系统软件。现场设备由火灾探测器、监视模块、控制模块、手动报警按钮、声光讯响器、消火拴报警按钮等组成。彩色CRT应能显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图等。火灾自动报警控制器的容量和每回路的地址编码总数应留有15%~20%的余量。

3系统运作模式

(1)监视模式 正常情况下,火灾报警控制器及现场设备(各类火灾探测器及监控模块)均处于监视状态。计算机显示各防火分区、防烟分区的平面及现场设备状态。

(2)报警模式 当判定现场发生火灾时,探测器将火警信息上传至控制器。控制器收到火警信号后,有两种确认模式:自动确认模式和手动确认模式。控制器在收到火警信号后,根据设定做出相应的反映。

①自动确认模式在控制器中预设定的火灾报警区域中,如果存在一个火灾探测器报警 ,则火灾报警控制器自动确认火警。火警确认后,火灾报警控制器将发出信号,并按照设定的联动逻辑控制相应的联动设备。

②人工确认模式当控制区域有一个火灾探测器报警时,值班人员通过人工方式(如通过闭路电视监控系统)对现场的火灾进行确认后,可按下控制器上的“确认”键对现场火灾进行确认。控制器将发出信号并按照设定的联动逻辑控制相应的联动设备。

(3)消防联动模式系统采用的火灾报警控制器(联动型)是一种火灾报警及消防联动控制一体化系统。正常情况下,系统可完成对火灾探测器、手动报警按钮、联动设备运行状态等信号的监测工作。当监控区域发生火灾时,本系统可通过自动模式或利用手动消防控制盘通过手动模式,控制联动设备启停,并接收各种联动设备的动作反馈信号,监视它们的运行状态。

4消防设备及联动系统的设计

该工程的消防联动控制系统选用总线制联动系统与多线系统相结合的联动控制系统。电气火灾监控系统是火灾隐患的先兆预警,漏电火灾报警系统是消防报警的预报警系统.在对火灾确认后，切断非消防负荷电源，点燃应急照明和疏散指示器照明；向火灾现场发出声光报警信号和火灾应急广播；并根据水流指示器、湿示报警阀、消火栓按钮的运作情况启动消防水泵、喷淋泵、正压送风机、火灾现场的排烟风机，打开相关的排烟口和防火阀，切换消防广播，迫降电梯并使消防电梯处于待命状态；控制防火卷帘下降、关闭常开式防火门,并接收其反馈信号；显示消防水池及水箱、消防水泵电源和备用动力等是否处于正常状态；显示气体灭火系统的手动/自动工作状态及故障状态、驱动装置的正常工作状态和动作状态,并能显示防护区域中的防火门(窗)、防火阀、通风等设备的正常工作状态和动作状态。

(1) 电气火灾监控系统 为了预防和减少电气火灾，应监测220/380 V供电线路的绝缘状态，可以使用电气火灾监控系统进行漏电检测并实施报警。报警但不切断电源，可以避免电源开关跳闸引起整个建筑物的停电，既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。本工程属于人员密集的公共场所,严格执行GB 13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》规定的防范措施，在建筑物的电源进线处及干线上安装电气火灾监控系统是十分必要的。

(2) 自动喷水灭火系统与消防联动系统 本工程商场、地下车库、设备房等设有洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。在火灾自动报警系统设计时应在报警总线上通过信号模块接收水流指示器、安全信号阀上接点发生的信号，传送至火灾自动报警控制器上显示其工作状态。消防控制室內应设手动联动控制台，实现自动和手动直接控制喷淋泵，并显示信号。

(3) 消火栓系统 大楼内安装有多套室内消火栓,消火栓箱内设有报警按钮。水泵的控制及各种状态的显示通过控制模块接入位于消防控制室。平时消防泵的工作状态反映在消防控制室,火灾状态下系统可根据设定的软件自动或人工手动启、停消防泵。

(4) 防烟和排烟系统大楼设有各类排烟风口、排烟防火阀及排烟风机以及设有防烟楼梯,其前室与消防电梯合用,设有正压送风机。报警控制器可自动或手动启动控制模块来打开加压送风口或排烟口,并接收其动作的返回信号;报警系统也可根据排烟防火阀的动作信号( 280℃)自动关闭排烟风机。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线，在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启、停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。火灾报警后，应开启该防烟分区内的排烟口，同时关闭排风口，联动开启排烟(排风)机。

(5)防火卷帘控制系统在大楼设有普通钢质防火卷帘门,卷帘门的释放和归底信号通过总线控制模块来实现。卷帘门的释放可根据其周围火灾探测器的报警信号自动完成,也可由消防值班人员在控制室人工或现场手动完成。根据《报警规范》6.3.8条的规定，作为防火分区分隔的防火卷帘，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。本工程防火卷帘均用作防火分隔,在感烟探测器动作后卷帘应下降到底。

(6) 气体灭火系统 本工程在变配电房、柴油发电机室等重要设备房设置气体灭火系统.本工程采用气溶胶气体灭火系统,结构型式采用无管网型的自动气体灭火装置。目前规范没有规定无管网型的气体灭火系统与火灾自动报警系统的联动控制，笔者认为宜参照有管网的气体灭火系统与火灾自动报警系统进行联动控制。从灭火柜的报警控制器引出联动信号线至消防控制室联动控制台(盘)显示灭火装置的状态信号，灭火的自动、手动控制应在灭火柜上控制。

(7) 火灾应急广播系统当发生火灾时,火灾报警控制器通过消防广播切换模块将广播系统强制转入火灾事故广播状态。走道、大厅、餐厅等公共场所都是人员很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器。针对前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声噪杂。故应在这些前室设置火灾应急广播扬声器及对一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器

(8) 消防通信系统针对各楼层的前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。在公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮；其次在主要通道内按“从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30米”设置手动火灾报警按钮。消防专用电话分机的设置，应按与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房（包括消防水泵房、备用发电机房、变配电室、排烟机房、消防电梯机房等）。消防控制中心设置一部直拨外线电话,可直接拨通当地119

(9)应急照明控制系统 火灾发生时，正常照明供电线路或者被烧毁，或者为了避免因电气线路短路而使事故扩大，必须人为切断全部或部分区域的正常照明。但是为了保证灭火活动正常进行和人员疏散，在建筑物内必须设置应急事故照明和疏散标志。火灾事故照明及疏散标志应在消防控制室内进行电源强制切换控制。

(10) 电梯控制系统本工程为多层公共建筑，电梯均为客梯。客梯在火灾状态下可自动或人工手动,通过总线控制模块迫降到底,且其归底信号也通过该模块返回到火灾报警控制器。

5结束语

消防自动报警与联动控制系统工程设计，必须严格遵循国家有关设计规范，如《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》等，以及公安消防管理部门的有关法规规定。选用的系统产品必须是通过国家有关消防产品质量认证的产品。本系统在电路设计方面采用了冗余技术,从器件的选用、参数的设置方面充分考虑产品应用的可靠性;本系统各组成部分均具有完备的自诊断功能,能够定期对系统内的重要部件及数据存储区进行故障诊断。系统提供图形、文本的编辑能力,并设计有多种配置功能,保障用户按照需求灵活设置系统功能,并对显示及记录进行编辑整理。

参考文献:

[1]徐鹤生 消防系统工程[M]北京:高等教育出版社,2004.

浅谈火灾自动报警设计 篇7

关键词：报警,设计

1 建筑的概况和分类

根据各方提供的材料, 首先了解建筑的总面积、结构特点、层数、高度、用途, 以及所处的位置, 毗邻建筑的火险状况等等。其中重点要了解建筑的用途, 不仅要知道整体建筑的使用性质, 而且要知道建筑几个分部的用途, 只有了解了这些, 我们才能够对建筑的分类及自动报警系统保护级别的归类做出正确的结论。确定建筑的分类, 进而确定属于报警系统保护对象的级别, 只有确定了这些, 设计过程我们才能全面地对各个部分做出合理的定位。

2 确定设计中选用的火灾自动报警形式

按“自动报警规范”的5.2.1条, 系统形式的选择有三种, 即:区域报警系统, 宜用于二级保护对象;集中报警系统, 宜用于一级和二级保护对象;控制中心报警系统, 宜用于特级和一级保护对象。按照这一规定衡量验证设计工程中采用何种系统形式。

3 平面图

3.1 根据建筑的防火区确认报警区域划分。

3.2 根据该区域的使用性质来确定探测器种类的选择。

3.3 探测器及手动报警按钮设置的数量和位置是否符合“自动报警规范”第8章的规定。

3.4 对监视控制对象, 考虑如何设置才能完备、合理, 并能实现联动。

3.5 走线要尽量合理, 不要出现如“三通”“四通”式的接口, 总线

如果厂家没有特殊要求的话, 最好走成蛇形, 这样能提高系统的抗干扰能力。

4 系统图

系统图是火灾报警系统设计图的总体纲领, 一定要详细准确。系统图中一般应当表达出下述几项内容:

(1) 主设备的种类及其所在的楼层。根据系统形式的大小可能有火灾报警主机、联动主机、联动电源、应急广播主机、消防电话主机及电梯监控通讯主机。

(2) 建筑各层 (以防火分区计) 的消防系统设备的种类及数量。例如:探测器 (感烟、感温) 、手动报警按钮、消火栓按钮、警铃或声光讯响器、输入模块及监视对象 (如:水流指示器、信号阀、报警阀、排烟阀、防火阀、重要设备的电源供电情况、消防水池的水位监视、防火卷帘、电动防火门启闭状况监视等) 、广播喇叭、消防电话及插座、楼层显示器、隔离模块等, 不仅要有设备的图例, 而且要有在每层或防火分区的数量。

(3) 各种线路的分配及走向:包括报警总线、联动电源线、广播信号线、电话线、消火栓直接启泵线、重要设备的直接控制线。其中要强调的是报警总线要表示出回路数, 及每个回路所分布到的楼层, 消防水泵、防烟排烟控制设备除了用模块控制外, 还必须有手动控制线。

(4) 标示采用导线的种类及数量。在满足了“规范”要求的前提下, 要根据设备厂家要求的导线种类及线径, 每条线路采用的数量要标示清楚, 最好将采用的保护方式 (穿管或桥架) 的型号规格也标示出来。

(5) 有固定灭火系统的, 如气体灭火系统、泡沫灭火系统或干粉灭火系统, 要单独出系统图及报警及设备布置平面图, 并且在系统图中明确标示出与整个建筑的火灾报警系统的联系方式和方法。

5 防火专篇

按照图纸所做的工作, 表述尽量完备。

参考文献

[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92.

[2]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95. (2005年版) .

无线火灾自动报警系统设计 篇8

关键词：无线通信,巡检协议,火灾报警系统

近年来,随着物联网技术的兴起,大数据、云计算等技术得到广泛应用,基于无线通信的火灾自动报警系统引起国内外广泛关注。尽管两总线式系统的施工布线已经比较简便,但仍然存在安装维护成本高、升级改造难度大等问题,特别是对于家庭以及一些特殊的应用场合,已无法满足实际需求。例如,对于文物古建筑,有线火灾报警系统在安装过程中需要开槽穿管,对建筑物会造成破坏,对于此类保护性建筑不适用。此外,对于多产权建筑、小型邻街商业店铺以及临时性建筑等场所,非常适合采用无线式火灾自动报警系统。

无线火灾报警系统安装方便,不需穿管布线,对建筑物没有破坏,对建筑使用功能发生变化时的适应性强,得到目前国内外研究者的广泛关注。以Zigbee为代表的2.4G组网技术是目前无线火灾自动报警系统常用技术,但2.4G传输仅在视距范围有优势,障碍物对其传输影响很大。对于一些大体量、分隔复杂的建筑,2.4G组网要保证较好的传输质量,就需要设置大量的中继或增大辐射功率,但这也会造成成本的上升,与无线火灾报警系统低成本、低功耗的初衷不相符。

针对上述问题,笔者分析了无线火灾报警的业务特点,提出了433M无线火灾报警系统架构和专用通信协议方案,设计完成无线火灾报警系统,以解决三合一场所、多产权邻街店铺、砖木或木结构文物古建筑、临时性建筑等场所的现实防火需求。

1 系统架构设计

有线式火灾自动报警系统造价高、施工难度大,但因信号通过线缆传输,并具有护套及铜管保护,故信号质量高,可以实现高容量高稳定的系统。无线火灾报警系统的信号是一种开放式的传输方式,受距离和障碍物的影响较大,导致系统传输速率、容量等相比有线系统略低,且为保证火灾报警信号与消防设施监管信号的无差错实时传输,系统规模不宜设置过大。因此,在无线火灾报警系统在应用模式上,应根据现场已有消防设施条件的不同,在架构模式上采用不同的设计。

一是对于已设置有线火灾自动报警系统的规模较大建筑,当因单元内部格局更改,或建筑单元局部增加,需要对已有系统进行局部改造或扩容时,无线系统可作为有线系统的补充,以子系统的形式接入原有有线系统,这种结合模式下主干网络仍采用有线形式,整体系统稳定性高,局部根据环境特点采用无线形式,设置灵活且改造成本低。

二是对于原有未设置有线火灾报警系统的小规模建筑,或服务期限较短的临时性建筑,整个火灾自动报警系统均应采用无线形式,因系统容量不大,可以实现信号无差错实时传输保证。

根据上述两种不同情况,系统采用了两种分别针对全无线通信场景和有线无线相结合场景的架构模式,可分别通过无线信号或CAN总线接入火灾报警控制器,如图1所示。整个系统由火灾报警控制器、中继模块、现场模块构成。

(1)中继模块。中继模块对外提供无线火灾报警系统的数据交换接口,并负责建立局部无线网络,以433M射频方式将现场模块接入,并负责现场模块的巡检工作。电源采用消防电源。与2.4G频段相比,433M射频通信波长长,易绕过障碍物,且抗干扰性好、适用于作为无线式火灾自动报警系统的基础通信技术。

中继模块与火灾报警控制器的连接,根据现场环境可选择有线制和无线制两种方式。其中,有线制采用CAN总线通信,无线制可以通过433M射频或GPRS网络通信。中继模块仅在巡检到火警信号或故障信号时向控制器上报上述信号。

(2)现场模块。现场模块包括火灾触发模块、设施监管模块以及输出模块三类。火灾触发模块包括火灾探测器、手动报警按钮;设施监管模块包括防火门监测装置、消火栓压力监测装置等;输出模块包括声光警报器、联动输出模块等。

现场可设置多个中继模块接入到火灾报警控制器,每个中继模块各自管理一部分火灾触发模块、设施监管模块以及输出模块,建立属于自己的同频网络。不同中继模块建立的网络之间采用跳频方式避免同频干扰。通过扩展中继模块数量,实现对现场火灾自动报警业务需求的完整覆盖。

2 模块硬件设计

此系统中继模块与现场模块设计构成,如图2所示。核心控制芯片采用TI MSP430低功耗系列芯片,无线传输功能基于MRF49XA射频芯片构建。依据《微功率无线电设备的技术要求》,无线网络设计工作在433M公共免费频段,符合国家无线电管理委员会要求,支持多频点的频率复用和跳频技术,具有较高的频率利用能力,所有模块均支持双向收发与休眠唤醒功能。

3 无线通信设计

3.1 无线火灾自动报警系统通信特征

(1)单次通信数据量少。火灾自动报警系统中需要进行传输的数据主要包括火灾探测报警信息以及消防联动控制信息,大部分数据类型都可表示为开关状态量,每种数据的长度通常在几个字节内。

(2)实时性要求高。依据GB 4717-2005《火灾报警控制器》的要求,从探测器发出火灾报警信号到控制器接收到该信号并发出警报的时间应控制在10s内,而当系统内任一模块发生故障时,火灾报警控制器应在100s内检测到该故障。

(3)故障监测通信具有常发性。为了能够实时监测系统内各模块状态信息,满足100s内获知模块故障状态的业务需求,系统需要以固定的周期查询模块状态。

(4)火灾报警信号的传输具有偶发性。火灾作为一种灾害,在某一个固定建筑物内的发生频次是很低的,因此火灾报警信号的传输具有偶发特点。

(5)具有能耗约束。与有线系统不同,无线报警系统中模块通常采用电池供电,能源有限。实际现场对电池的使用寿命要求通常需要能达到1a,因此无线系统中的通信行为是在能源有限的约束下进行的。

针对上述特点,此系统充分压缩了通信数据帧,并提出了一种可减少通信能耗的巡检协议。

3.2 通信帧设计

依据无线火灾自动报警系统通信行为单次通信数据少,但对实时性要求高的特点,通信帧设计如图3所示。一帧数据共10B,数据量小,有利于降低传输功耗,其中前导字节与同步字节为固定字节,类型、状态、数据域使用1个字节,地址域中源地址和目的地址各占1个字节。各类探测器和消防设施类型和状态都采用位编码方式编码进1个字节中,共可编码256种类型和256种状态。

3.3 间隙插入式巡检逻辑设计

依据无线式火灾自动报警系统中通信行为的功耗约束特点,通信次数越频繁,电池电量消耗越快,而根据通信实时性与常发性特点,网络点数越大,在一个巡检周期内进行的通信次数越多。因此,网络规模与能耗优化是一对相互制约的参数。针对上述问题,此系统巡检逻辑流程设计如图4所示。

在一个巡检周期中,一个同频网络以时分多址方式划分每个现场模块的时分地址,按网络中模块数量设置一系列查询场,并一一分配给各现场模块。每个现场模块在自己的查询场到来时被唤醒,中继模块对该现场模块进行一次状态查询后该现场模块重新进入休眠状态。

为了实时检测到火灾,每个现场模块每隔一定时间唤醒一次主控MCU检测火灾,而无线功能部分仍保持休眠,若无火灾则立刻重新进入休眠状态,若检测到火灾则唤醒无线功能部分并保持。

在查询两个相邻地址模块的间隙时间,中继模块插入火警单询指令,对所有火灾触发模块进行单询,由于唤醒休眠策略的设置,只有处于火警状态的火灾触发模块才保持唤醒,能够应答查询。

上述巡检逻辑设计具有3个特点:

(1)可将巡检周期尽可能地拉长,使得在没有火灾的正常监测情况下,模块的通信次数下降,从而降低其通信能耗。

(2)将网络通信的主要负荷移到中继模块,由于中继模块采用消防电源供电,不存在能耗约束,在实际现场具有较高实用性。

(3)火灾发生时,通过利用两次巡检查询之间的间隙,插入火警轮询指令,避免了因巡检周期拉长后可能导致的火警传输延迟问题,火警信号的传输仍然能够满足实时性要求。

4 试验测试

系统各部分实物如图5所示,按消防标准在某建筑物中部署设置无线火灾报警系统进行测试,测试结果如表1所示。

此系统现场模块的通信半径在有墙体阻隔的情况下可以达到35m,一个同频网络共可覆盖约1 000m2的空间,对于无墙体直接阻隔的场所,通信半径则更长,而且现场模块的工作电流小于93μA,在配备2 400mAh的电池情况下,最高工作时长可以达到3a,可以满足三合一等中小场所的实际需求。此系统的通信丢包率低至1/11 110,意味着一万次通信至多有一次可能发生丢包,而且即使发生丢包,通过在两个模块巡检间隙插入重查命令,可重新获得丢失的数据包。另外,系统的时效性也能得到保证,在一个中继管理100个现场模块的规模下,火警上报时间可以控制在5s内,现场模块故障发现时间可以控制在10s内。

由测试数据可知,此系统具有足够低的工作电流,信息传输时延小,丢包率低,满足无线式火灾报警系统所需要的低功耗、实时、传输错误率低等要求。

5 结束语

笔者通过分析火灾自动报警系统的设置特点,提出了433M无线式火灾自动报警系统架构,设计开发了系统模块硬件,并在分析总结了无线火灾自动报警系统通信行为特点的基础上,设计了可有效降低平均通信功耗的间隙插入式巡检协议,完成了无线火灾报警系统的设计开发。与2.4G通信技术相比,此系统利用了433M射频信号的波长优势,绕射能力强,与其他低兆赫射频通信无线火灾报警网络相比,系统具有可以有线系统集成,且平均通信能耗小的特点,其应用将有助于提高三合一场所、多产权邻街店铺、砖木或木结构文物古建筑、临时性建筑等场所消防安全工作水平。

参考文献

[1]傅胜兰,黄冷雨.塑料加工企业聚集区消防安全对策探讨[J].消防科学与技术,2011,30(10):962-965.

[2]张静峰.上海世博会场馆布展中的火灾危险性及防火对策[J].消防科学与技术,2011,30(4):341-344.

[3]赵华亮.上海世博会篷房建筑的防火设计原则[J].消防科学与技术,2010,29(3):206-208.

[4]王建军.文物古建筑科学防火思维与对策[J].消防科学与技术,2014,33(11):1334-1336.

[5]尹军,蒙建波,杜彬贤.基于Zigbee实现家庭火灾报警系统的设计[J].重庆大学学报,2012,(S1):53-56.

[6]姜印平,刘江江,李杰.基于MSP430单片机的智能电池监测仪[J].仪器仪表学报,2008,29(5):1040-1043.

[7]钱志鸿,王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报,2013,35(1):215-227.

[8]GB 4717-2005,火灾报警控制器[S].

[9]GB 50116-2013,火灾自动报警系统设计规范[S].

火灾自动报警设计原理 篇9

1 总线短路隔离器的设置

GB 50116-2013第3.1.6条规定:“系统总线上应设置总线短路隔离器, 每只总线短路隔离器保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等消防设备的总数不应超过32点;总线穿越防火分区时, 应在穿越处设置总线短路隔离器”。

在实际报警产品中, 采用RS 485总线的火灾自动报警系统, 其系统总线上设置总线短路隔离器的目的, 是为了在某个现场部件出现故障时将故障部分与总线回路隔离, 不致影响大局。但在实际工程中, 规定“应在穿越处”设置总线短路隔离器却存在以下问题:一是将总线短路隔离器集中设置在有防火隔墙、防火门保护的专用电气竖井内对总线回路而言更为安全;二是目前采用放射形布置方式的总线回路, 总线短路隔离器除了在末端串接在总线回路中外, 其余均应该设置在主线引接的支线上, 无法实现其“应在穿越处”设置的要求。采用环形布置方式的总线回路, 应在穿越防火分区处设置总线短路隔离器, 会有积极意义。

另外, 每只总线短路隔离器保护的“总数不应超过32点”, 从保障系统整体功能来看意义不大, 按防火分区设置即可。电子产品有其局限性、兼容性和发展性, 总线短路隔离器保护的允许点数由生产厂家根据自身产品确定更为合适。

笔者认为, 系统总线仅对应1个防火分区时, 可不设置总线短路隔离器;系统总线仅通过某个或某些防火分区但与这些防火分区无关时, 则无需对应这些防火分区设置总线短路隔离器。系统总线对应2个及以上防火分区时, 应按防火分区设置总线短路隔离器, 总线短路隔离器宜设置在专用电气竖井内。按照GB 50116-2013第3.1.5条规定, 每一报警总线回路连接设备的总数不宜超过200点 (应留有不少于额定容量10%的余量) , 每一联动总线回路连接设备的总数不宜超过100点 (应留有不少于额定容量10%的余量) 。建议报警总线与联动总线各自独立设置;如果报警总线与联动总线合用同一条总线, 则这条总线回路上连接的设备总数不宜超过200点 (应留有不少于额定容量10%的余量) , 且联动设备总数不宜超过100点 (应留有不少于额定容量10%的余量) 。

2 区域报警系统的确定

GB 50116-2013第3.2.1条规定:“仅需要报警, 不需要联动自动消防设备的保护对象宜采用区域报警系统”。GB 50116-2013第3.2.2条规定:“区域报警系统应由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器及火灾报警控制器等组成, 系统中可包括消防控制室图形显示装置和指示楼层的区域显示器”。

无论是规范释义还是在宣贯中对“自动消防设备”的解释尚需待进一步明确, 从目前“火规”对消防联动控制设备的要求来看, 室内消火栓系统、机械排烟系统等均通过火灾自动报警系统的联动控制而具有自动功能, 与以往大家对自动消防设备的理解不同。如果以是否设置“联动模块”作为判据, 区域报警系统中的火灾声光警报器也是通过设置“联动模块”来完成其功能, 则对如何正确理解“不需要联动自动消防设备”存在争议了。

对照规范前后一致性, 笔者建议, 仅需要报警, 除火灾声光警报器外无其他联动控制的火灾自动报警系统宜采用区域报警系统。

3 消防控制室的设置

GB 50116-2013第3.4.1条规定:“具有消防联动功能的火灾自动报警系统的保护对象中应设置消防控制室”。

以火灾自动报警系统的保护对象中是否存在消防联动功能作为设置消防控制室的依据, 存在两方面的问题:一是可不设置消防控制室的区域报警系统, 也存在需要消防联动的火灾声光警报器 (详见GB 50116-2013第3.2.2条规定) ;二是在其他防火规范中对设置消防控制室的相关规定, 明显与GB 50116-2013第3.4.1条规定不符。

在GB 50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称“建规”) 第11.4.3条和11.4.4条对消防控制室提出了明确的设置要求。但部分审图人员或设计人员将该条规定片面地理解为:消防控制室应强制要求贴建筑外墙或地下一层的疏散楼梯间设置, 并不利于工程实际应用。而即将实施的GB 50016-2014的8.1.7条在这方面做了比较合理的修订, 从要求“设置直通室外的安全出口”改为其疏散门“应直通室外”或“直通安全出口”, 这对保护系统及方便火灾救援则更具实际意义。从防雷击损害角度出发, 理应将电子信息系统的设备布置在GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的后续防雷区为宜, 可降低雷击电磁脉冲对火灾报警、控制器的危害;但从消防救火方面, 又希望消防控制室尽量设置在建筑物首层 (或地下一层) 的靠外墙部位, 便于消防队员第一时间到达该室获得相关信息, 也便于消防救援工作的顺利开展。因此, 消防控制室兼顾消防救火“宜靠外墙”和防雷击损害“宜往内设”的设计原则, 作适当内移才是最为合理的。

4消防泵、消防风机的联动控制和手动控制及反馈信号

GB 50116-2013第4.2.1条未对湿式系统和干式系统自身的联动控制与火灾自动报警系统的联动控制分别明确规定, 对手动控制方式要求有误, 没有明确联动控制的触发信号, 且要求将喷淋消防泵的停止动作信号反馈至消防联动控制器, 属于反馈多余的无效信号。

以湿式喷淋系统为例, 对联动控制而言, 无论建筑物是否设置火灾自动报警系统, 按GB 50084-2001 (2005年版) 《自动喷水灭火系统设计规范》 (以下简称“自喷规范”) 11.0.1条的规定, 是该系统自身的联动控制要求, 与火灾自动报警系统控制完全无关, 这些规定条款不宜出现在GB 50116-2013正文规定中。若是出于方便设计人员了解系统考虑, 也应该将GB 50116-2013第4.2.1条1款中的联动控制内容移至条文说明。GB 50116-2013第4.3.1条关于消火栓系统的联动控制, 也存在类似情况。

对规范宣贯中提出的“压力开关要与探测器信号‘与’逻辑组合才能起泵”要求, 则与《火灾自动报警系统设计规范实施指南》 (以下简称“报警规范指南”) 中“湿式报警阀压力开关的动作信号应同时传至消防联动控制器, 作为系统的联动触发信号, 由消防联动控制器通过总线模块冗余控制消防泵的启动”的说法不符, 且与其工作原理图对应不上, 如图1所示。

图1中送至消防联动控制器的信号为:水流指示器、系统管网压力开关和湿式报警阀压力开关的动作信号, 但未明确火灾报警系统应以上述哪个信号作为联动消防泵的信号。理论上, 水流指示器动作信号没必要联动启动消防泵, 作为报警信号反馈至火灾报警控制器即可。启动消防泵的联动控制信号, 应视自动喷水灭火系统的不同而不同:采用消防水箱为系统管道稳压的, 取报警阀组的压力开关信号;采用气压给水设备的, 取报警阀组的压力开关信号或稳压泵的压力开关信号。

对手动控制而言, 条文中“应将喷淋消防泵控制箱 (柜) 的启动、停止按钮用专用线路直接连接至……手动控制盘”的写法易引起歧义, 建议作相应修改。众所周知, 无论是消防水泵还是消防风机, 其就地控制箱 (柜) 上均设有SAC选择开关, 一旦调试、检修完毕, 必须将SAC选择开关从“手动”位置转至“用1#备2#”档 (或“用2#备1#”档, 消防风机则转至“自动”档) 。此时, 控制箱 (柜) 手动控制环节的“启动、停止按钮”完全失效, 消防控制室的手动控制将不起任何作用。实际上, 消防控制室的手动控制方式, 相当于“消防应急控制”中的SF钥匙式控制按钮环节。GB 50116-2013第4.3.2条关于消火栓系统的手动控制方式, 同样也存在类似情况。

手动控制可分为两种, 均采用点对点的专线直接控制:一是直接采用AC 220V控制方式, 由喷淋消防泵控制箱 (柜) 用专用线路直接连接至消防控制室内联动控制器的手动控制盘;二是可采用DC 24V控制方式, 即喷淋消防泵控制箱 (柜) 附近设置多线控制模块, 将其输出接点接入AC 220V控制电路, 控制线路路由要求同上, 通过消防控制室内手动控制盘的操控完成对多线控制模块的控制, 便可实现手动直接启泵。笔者建议采用DC 24V控制方式, 一是DC 24V更安全且不会对系统带来负面影响, 二是线路敷设也较为简单。

湿式系统和干式系统的反馈信号有很多, 在“自喷规范”11.0.5条中有详细规定。另外, 98版《火灾自动报警系统设计规范》对于消防设备的联动控制, 只要求反馈其动作后的状态信号, 简洁明了, 笔者认为是合理的。GB50116-2013第4.2章节至4.5章节对消防泵、防排烟风机、电动送风口和排烟口 (还包括排烟窗、排烟阀) 要求将联动控制动作前的状态信号反馈消防控制室, 对系统控制结果的要求并无很大意义, 可能浪费投资将系统复杂化, 又因多送无效信号可能会干扰消防值班人员, 不利于消防工作的正常开展。另外, GB 50116-2013对消防泵SAC选择开关的位置信号未提反馈至火灾报警控制器的要求, 这对监控系统运行而言则不很恰当。

同样, 以消火栓系统为例, 对联动控制而言, 无论建筑物是否设置火灾自动报警系统, 设置消火栓按钮直接启泵是非常可靠的控制方式, GB 50116-2013第4.3.1条强制取消此控制方式, 似有不妥。何况, 消火栓系统的联动控制本应该以水专业中的相关规定作为设计依据, GB 50116-2013应对其联动控制消火栓系统提出要求, 而不宜对其手动直接控制方式提出额外要求。对GB50116-2013对消火栓系统联动控制提到的3个触发信号 (出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关、报警阀压力开关) 与“报警规范指南”中消火栓系统联动控制的工作原理图 (见图2) 中的相关描述也不一样。

笔者认为, 从确保消火栓系统联动控制的可靠性角度出发, 只要设置了消火栓按钮、低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关, 这些反馈信号应该形成“或”逻辑组成触发信号启泵。对手动控制而言, 消火栓系统所有的控制要求, 与上述湿式喷淋系统别无二致。

针对GB 50116-2013第4.1.6条“需要火灾自动报警系统联动控制的消防设备, 其联动触发信号应采用两个独立的报警触发装置报警信号的‘与’逻辑组合”的强制性条文规定, 笔者认为不适用于消防泵, 但对防排烟风机、防火卷帘 (疏散通道上的防火卷帘“二次降”则不适用) 、电梯、声光警报器、消防应急广播和应急照明强制点亮等的联动控制是适合的。

除排烟风机房入口处设置的280℃排烟防火阀有联动关闭对应排烟风机的联动控制外, 其他消防排烟风机大都无联动控制要求;防烟的机械加压风机因其应该设置于不受火、烟威胁的合适位置, 故也无联动控制要求。

5 大空间火灾探测器的联动控制

GB 50116-2013第4.5.1、4.5.2条规定解决了采用“点型感烟火灾探测器”场所的火灾确认问题和防排烟系统的联动控制问题, 但对于“线型光束感烟火灾探测器”和“吸气式感烟火灾探测器”而言, GB 50116-2013没有明确这些大空间场所火灾确认和防排烟系统的联动控制方式, 在设计中还存在根据供货产品信息自由设计等不规范的做法。

例如:上海市中心某艺术知名馆3个珍藏馆设置了七氟丙烷气体灭火系统, 采用吸气式感烟火灾探测器联动。因国庆期间燃放爆竹, 导致环境中烟粒子浓度不断变化, 引发该系统频频报警, 由于吸气式感烟火灾探测器灵敏度阈值设置低, 消防控制室值班人员忙于消音, 疏于值守, 致使一夜间16个钢瓶共计1 344kg的七氟丙烷全部喷射完毕。事后, 经有关部门现场调查, 改建后的美术馆把原有的点式烟温感都取消了, 只用空气采样两级联动报点。空气采样式火灾报警系统作为一种新兴的初期火灾探测系统已逐步在全球范围进行应用, 由于它的极度灵敏性, 应用广泛, 为探测极早期火灾起到了很好的作用。但由于其极度的灵敏性, 也容易引起误动作。因此, 应谨慎将其作为启动系统, 而是可以将其作为报警系统, 启动系统还是由常规的火灾自动报警系统来承担。笔者认为, “线型光束感烟火灾探测器”和“吸气式感烟火灾探测器”的报警信号只能是作为大空间场所早期报警的信号, 而不宜“与”逻辑组合方式组成联动触发信号, 否则恐难以适时实施。此外, GB 50116-2013第12.4.3条针对超过26m的空间场所采用光束感烟火灾探测器也没有作出明确规定, 笔者认为还需进一步完善和补充。

6 电气火灾监控系统的自动切断电源

GB 50116-2013新增了“电气火灾监控系统”一节以及条文说明, 比较详细地规定了3种探测器的设置原则和要求。但日常监督和设计中, 对自动切断电源一直有争议, 尤其是对人员密集场所, 火灾时切断照明等非消防电源会引发人员恐慌, 导致无法有效疏散;但对于工业场所 (尤其是火灾危险性较大的生产、仓储建筑) , 火灾时如不切断非消防电源将引发火势进一步扩大, 导致更严重的火灾损失, 对灭火救援也很不利。因此, 对火灾危险场所 (特指BE2场所) , 除消防供 (配) 电回路外, 建议还是能“自动切断供电电源”。

2003年4月2日, Schneider公司邀请的参与IEC标准的外国专家也专门提及瑞士实验室的结果:对于火灾危险场所, 漏电起痕试验证明防范电气火灾采用300mA比500mA更好。因此, 笔者建议:

(1) 对于BE2场所, 除自动切断电源会引发危害的特殊情况外, 非消防供 (配) 电回路上设置的RCM (或RCD) , 超过300 mA就应跳闸, 自动切断电源;消防供 (配) 电回路上设置的RCM, 超过300mA就应报警。

(2) 对于非BE2的一般场所, 一般情况下, 当自然泄漏电流不超过300mA (如自然泄漏电流为100、200mA等) , RCM取300mA的报警动作 (设定) 值, 及时处理, 比较合适。

极端情况下, 当自然泄漏电流超过300 mA (500mA) , RCM取500mA (1A) 的报警动作 (设定) 值, 应该也是允许的。

参考文献

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森林火灾定位及自动报警系统设计 篇10

我国目前的林火监测方式主要有瞭望塔、巡航飞机和卫星测报等。利用卫星遥感进行大面积林火监测, 特别是对无人区、国界附近及邻国的林火监测, 是其他方法所不能取代的。在防火重点地区使用直升机巡航, 可以增加林火监测的强度。在卫星和飞机监测的死角盲区, 或一些主要林区入口, 可设置瞭望塔。

为进一步提高森林火灾探测的及时性和准确性, 快速实施灭火救援, 笔者设计了森林火灾自动报警及定位系统。该系统综合采用了红外成像技术以及GSM和GPS技术, 对森林火灾进行全天候的监测, 能快速地将现场采集到的图像数据处理后发送到监控中心, 及时做出决策, 从而达到防火和快速灭火的目的。图像处理采用TMS320C6201DSP, 系统控制器采用ARM9内核的S3C2440, 软件采用占用硬件资源较少、实时性能和可移植性能优良的uC/OS-II操作系统。

1 系统总体设计

1.1 系统实现功能

系统实现的主要功能有: (1) 实时采集GPS数据并进行处理; (2) 实时监测火灾报警信号; (3) 监测到火灾报警信号后, 自动发送火点信息到指定的数据处理终端。

1.2 整体硬件结构

系统整体硬件结构如图1所示。

S3C2440采用ARM9内核, 带有2个URAT以及多个I/O接口, 符合系统要求。GPS模块通过SP3232E与S3C2440接口, 负责火灾位置数据的采集。GSM模块与S3C2440的串口1引脚RXD1和TXD1接口负责把GPS数据发送给数据处理终端设备。火灾图像由热成像摄影机采集, 图像处理采用TMS320C6201DSP, 监测到火灾信号后向S3C2440发送火警信号, 火警信号由S3C2440的GPF0_EINT0引脚输入。

2 系统硬件设计

2.1 火灾监测电路

2.1.1 红外探测火灾的原理

自然界中的一切物体都会产生红外辐射, 其辐射能量正比于自身温度的四次方, 辐射的波长与其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能大小, 经系统处理转变为目标物体的热图像, 以灰度级或伪彩色显示出来, 即得到被测目标的温度分布, 从而判断物体所处的状态。林区背景温度一般在-40～60 ℃, 而森林可燃物产生的火焰的温度为600～1 200 ℃, 两者温度相差较大。在热图像中可以很容易地将可燃物的燃烧情况从地形背景中分离出来, 不仅可以判断火的性质, 还能探测出火的位置、火场面积, 从而估计火势。

2.1.2 火灾监测电路 (如图2所示)

火灾监测采用红外一体化摄像机, 产品型号为TY-5220H, 有效探测距离为100 m。有效像素PAL:752 (水平) ×582 (垂直) ;NTSC:768 (水平) ×494 (垂直) 。红外波长:850 nm。

火灾图像信号经过12位模数转换器AD7892转换后, 采用TMS320C6201DSP进行图像数据处理, 监测到火灾信号后, 由DSP向S3C2440发送火警信号, 火警信号由S3C2440的GPF0_EINT0引脚输入。

2.2 GPS接口电路 (如图3所示)

该电路接收GPS模块发送的数据, 保存到处理器存储单元, 处理后等待GSM发送。GPS模块采用9针串口数据输出和RS232电平, 需要SP3232E电平转换芯片与S3C2440的串口0连接。SP3232E是3 V工作电源的RS232电平转换芯片。

2.3 GSM接口电路 (如图4所示)

该电路的主要作用是通过GSM模块与数据处理终端进行通信, 把火灾信息通过短信方式发送到用户数据处理终端, 同时发送GPS采集的数据。TC35i模块的1～5脚连接4.2 V电源, 6～10脚与地连接, 15脚为启动脚, 与S3C2440的GPA0口相连, 18、19脚即RXD和TXD脚接上2.2 kΩ电阻, 与S3C2440的RXD1、TXD1脚连接。24～29脚为SIM卡引脚, SIM卡同TC35i的连接方式为:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连。32脚连接指示灯。

3 系统软件设计

3.1 软件总体结构

系统软硬件体系结构见图5, 与处理器无关的代码可直接从网上下载, 与其相关的代码需要根据不同处理器进行编写。uC/OS-II在S3C2410的移植代码包括:

(1) OS_CPU.H, 主要定义与处理器相关的常数、宏以及类型。

(2) OS_CPU_C.C, 主要包括堆栈任务初始化以及一些Hook函数。

(3) OS_CPU_A.ASM, 包括用汇编语言编写的任务切换函数以及中断退出后任务切换函数, 供操作系统内核函数调用实现任务切换。

在满足系统控制要求的前提下, 获得精简的内核, 需要编写uC/OS-II配置文件OS_CFG.H。主要配置为:

任务堆栈个数OS_TASKS_STK_SIZE=512;

每秒TICK数OS_TICKS_PER_SEC=200;

最大任务数OS_MAX_TASKS=11;

最大事件数OS_MAX_EVENTS=20;

邮箱使能OS_MBOX_EN=1;

队列不使能OS_Q_EN=0;

信号量使能OS_SEM_EN=1;

标志量不使能OS_FLAG_EN=0。

3.2 系统应用程序结构

系统应用程序结构如图6所示, uC/OS-II是多任务操作系统, 该系统共设置4个任务, 其中任务0负责初始化目标板、串口0 (GPS通信模块) 和串口1 (GSM模块通信模块) , 创建其他任务;任务1负责GPS数据的采集;任务2负责火警监测;任务3负责由GSM发送GPS采样数据以及火警信号。其中, 任务优先级依次为任务0、任务1、任务2、任务3。

3.3 主程序设计

主程序框图如图7 (a) 所示, 主程序采用OSInit () 初始化操作系统, 然后用OSTaskCreate () 创建任务0, 最后调用OSStart () 开始系统多任务调度。

3.4 任务0程序设计

任务0程序框图如图7 (b) 所示, 任务0的调用TargetInit () 初始化目标板, GPSInit () 初始化串口0, GSMInit () 初始化串口1, 然后用OSTaskCreate () 创建任务1、2、3。最后调用OSTaskSuspend () 使任务0进入等待状态, 同时使就绪的优先级最高的任务1开始运行。

3.5 任务1程序设计

任务1程序框图见图7 (c) , GPS模块发送数据波特率固定为9 600 bps, 使用$GPRMC后面数据, 格式为:

$GPRMC, 122854.00, A, 2419.59111, N, 11607.40282, E, 0.010, , 210409, , , A*79

其数据依次为:系统时间、数据有效标志、纬度、南北纬度、经度、东西经度、航速、航向、日期、磁偏角、磁偏角方向、模式指示、*号、校验和。

在任务1中读取经度和纬度数据, 并确定南北纬度和东西经度, 分别保存到相应的存储单元。数据处理方法是先接收所有一帧数据, 注意从串口0收到“$”和“R”开始接收。所有数据用“, ”隔开, 利用循环语句处理数据, 分类保存。

用语句“#define GPSDataGetOK 0x01”定义事件标志组检测位。

用语句“OS_FLAG_GRP *GPSAlarmDataStatus”定义事件标志组。

用语句“OSFlagPost (GPSAlarmDataStatus, GPSDataGetOK, OS_FLAG_SET, &err) ”置位事件标志组GPSDataGetOK位。

用语句“OSTimeDly (100) ”使当前任务1进入等待状态, 使就绪的任务2开始运行。

3.6 任务2程序设计

任务2中通过处理器外部中断0监测火警信号, 程序流程图如图7 (d) 所示。

用语句“#define FrieAlarmOK 0x02”定义事件标志组检测位。

如果有火警, 则用语句“OSFlagPost (GPSAlarmDataStatus, FrieAlarmOK, OS_FLAG_SET, &err) ”置位事件标志组GPSDataGetOK位。

用语句“OSTimeDly (100) ”使当前任务2进入等待状态, 使就绪的任务3开始运行。

3.7 任务3程序设计

任务3是GSM发送数据任务, 程序流程见图7 (e) 。

用语句“OSFlagPend (GPSAlarmDataStatus, GPSDataGetOK +FrieAlarmOK, OS_FLAG_WAIT_SET_ALL+OS_FLAG_CONSUME, 0, &err) ”使等待标志位GPSDataGetOK、FrieAlarmOK同时为1, 为1后清除标志, 并向下执行程序。

GSM模块执行AT指令, 使用“AT+CSCA=13800753500”设置短信息号码中心, 0753为本地区号。

使用“AT+CSGS=GPS及火警数据”命令发送数据, 发送数据后继续等待事件标志组置位信号, 交出CPU寄存器的控制权。

4 火灾报警及自动定位系统实验

系统软件采用ADS V1.2开发、调试, 并制作一台样机进行实验。把一张手机卡装入GSM模块内部, 卡号为1362295****, 并连接好天线, 该模块串口通过延长线和S3C2440串口1连接。GPS模块和S3C2440串口0连接, 并放置到室外。配置远程数据处理终端的GSM卡, 卡号为1591492****。在ADS V1.2开发环境编写程序, 并嵌入uC/OS-II操作系统, 编译生成的可执行文件烧写到S3C2440的FLASH内部, 上电运行。需要注意的是:GSM模块需要手动复位, 直到GSM模块上蜂鸣器鸣叫一声, 并且LED灯闪烁, 模块开始正常工作。实验室内安装好热成像摄影机以及实验设备, 热成像摄影机对准窗外模拟的森林火灾信号, 远程数据处理终端接收到如下信息:

latitude:N 2419.59145longitude:E11607.40239

GuangDong province MeiZhou City JiaYing University 22#802。

此信息报告了火警发生的具体位置, 包括经度和纬度。远程数据处理终端暂时采用手机来模拟接收数据。

5结论

此设计通过热成像摄影机监测火灾信号, 将森林发生火灾的具体位置发送给远程终端, 可以及时发现森林的火情并进行处理, 避免不必要的损失。

参考文献

[1]韩宝玉.森林火灾的种类和特点[J].消防科学与技术, 1986, 5 (1) :21-32.

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[9]周立功.ARM嵌入式系统实验教程 (二) [M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.

火灾自动报警设计原理 篇11

摘 要：根据探测高层区域的面积，查找火灾自动报警系统设计的相关规范，通过计算确定出感烟探测器的数量及其布置间距，进而对该层进行报警系统的设计，最终做出系统图。文章基于广西电网高层办公建筑自动报警体系现状及不足，就如何建立电网企业火灾报警体系进行了一定的研究探讨，并提出了一些建议。

关键词：自动报警；探测区域；高层建筑

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0022-02

1 火灾自动报警系统的组成

1.1 火灾报警探测器

火灾报警探测器是整个火灾自动报警系统的最前端是直接与火灾现场接触的元件，是火灾自动报警系统的基础。

目前，火灾报警探测器种类繁多，功能各异，据统计已近20种。探测器的分类主要按所装的敏感元件类型来划分，大体可分为四大类，即感烟式火灾探测器，感温式火灾探测器、光电式火灾探测器及可燃气体火灾探测器。

1.1.1 感烟式火灾探测器

当火灾发生时，常常伴有大量的烟雾，利用烟雾检测元件检测并发出报警信号的装置即为感烟式探测器。感烟式探测器按敏感元件的类型可分为离子感烟探测器与光电感烟探测器。离子感烟探测器由放有放射源镅241及有关电路的内外电离室组成。

1.1.2 感温式火灾探测器

感温式火灾探测器可分为定温式、差动式、分布式和定温差动式等型式。定温式探测器的敏感元件采用双金属片、低熔点合金等构件，当温度到达一定值时，低熔点合金熔化或双金属片变形弯曲，触动有关电路，将信号传送到自动报警装置。差动式感温探测器常采用膜片气室与双金属片作为敏感元件。当发生火灾时，周围气温集聚升高，单位时间内气温升高到某一数值时，差动感温探测器动作发出信号。差动式感温探测器常安装在平时环境温度变化不大的场所，以免误动作。为了提高差动式感温探测器的可靠性及稳定性，在探测器中，常同时安装差动与定温两种元件，这种感温探测器就称为定温差动式感温探测器。分布式及热敏半导体式感温探测器在超高层建筑中较少采用，此处不再详述。

1.1.3 光电火灾探测器

光电式火灾探测器与光电式感烟探测器不同。光电式感烟探测器是集烟器，必须有烟雾吸入才起作用，器件的光源是内置式，是设备本身带来的。而光电式火灾探测器是由于火灾发出的红外线或紫外线作用于探测器的光导电池或紫外光电子管，从而发出电信号实现火灾报警的。

1.1.4 可燃气体火灾报警探测器

可燃气体火灾报警探测器用于超高层建筑中有可能产生可燃性气体的房间或场所。敏感元件采用气敏半导体元件，用以检测空气中可燃气体的浓度并发出报警信号。

1.2 自动报警装置

自动报警装置一般分为区域报警器和集中报警器。区域报警器接收探测器发出的电信号，然后以声音、光以及数字显示出火灾发生的区域或者是房间的号码，并通过火灾通讯线把火灾信号传递给消防控制中心内的集中报警控制器。区域火灾报警器内设有控制各种消防设备的输出电接点，可以与其他消防设施联动以便达到自动报警和灭火的功能。区域报警器设有镉镍电池组为探测器提供需用的直流电源，平时由充电设备向电池组浮充，市电停供时应接至自动应急电源母线上。

集中火灾报警控制器与区域火灾报警控制器的工作原理基本相同，它能接收区域报警器或探测器发来的火灾信号，通过声光以及数字显示出火灾发生的区域（楼层）。集中报警控制器一般还设有对外的专用火灾电话机，专门用来与消防部门紧急联系。在大型的商业性楼宇中，消防中心除与市级消防站设有直通电话外，还应有电话直通消防水泵间、消防电梯机房和变配电房等处。在各层的消防电梯候梯厅附近应设有电话插座，以供消防队员临时接驳与消防控制中心通话用。

区域报警器和集中报警器一般都具有记录火灾发生时刻的功能，即探测器动作时使报警装置上的电钟停走以记忆火灾发生时刻。

在需要设置自动报警的建筑物中，若警戒区域较小时，可只设区域报警装置，报警装置的输出回路数视警戒区域大小及布置而定。有的区域报警器或集中报警器上面带有模拟指示板，当探测器动作并输入信号后，模拟板上相应的信号灯闪亮，指示出建筑模拟图上的那个部位发生火情，值班室便一目了然，有利于迅速判明火灾部位并及时加以处理。

2 火灾自动报警系统方案设计

广西电网高层综合办公楼共有51层，每层需设探测器（均带地址编码）约为50个，其余带地址编码的手动报警按钮及各种联动模块共10左右。故由此可估算出每层各报警及联动设备占用的地址编码约为60个；地下室部分，共三层地下室，每层地下室共有两个防火分区，每个防火分区内的探测器及带地址编码的手动报警按钮和各种联动模块共180个左右。根据本工程选用的JB-QT-GST9000型火灾报警控制器的技术指标，即每回路的最大地址编码点为242个，依据预留20%以上容量的原则，本工程的火灾自动报警系统拟上部（地下室以上）每三层设一报警回路，地下室每个防火分区设一报警回路。故从火灾报警控制器引出的报警回路共有23路。火灾自动报警系统局部示意图，如图1所示。

2.1 消防电话控制系统设计方案

消防电话控制系统是建筑物内部各防火分区（场所）与消防控制中心以及消防控制中心与城市消防应急中心之间进行通讯的专用电话控制系统，该系统设置有直通室外的外线报警电话。本工程为特级保护对象，各避难层每隔20 m设置一个带电话塞孔的手动报警按钮，消防电话控制系统依靠GST-LD-8304型消防电话接口来实现。消防电话控制系统局部示意图，如图2所示。

2.2 消防广播控制系统设计方案

发生火灾时通过消防控制中心的广播分配盘（型号为GST-GBFB-200）遥控开启扩音机，将火灾疏散层（一般为着火层及其的上下两层）的扬声器和公共广播扩音机强制转入火灾应急广播状态，并采用传声器播音广播疏散建筑内的人员到安全区域（如避难层、天面及一层室外等）。消防广播控制系统局部示意图，如图3所示。

3 结 语

通过对广西电网高层办公楼火灾自动报警系统设计方案的分析得出，越是大规模的建筑单体，所需设置的报警探测器、手动报警按钮、声光报警器等报警设备也就越多。为了简化设计的线路，最大的保障火灾自动报警系统的稳定性，我们一般采用总线制的报警系统方式。采用总线制的连接方式布线简单、连接方便、维护容易、设备线路成本低，目前普遍采用。

参考文献：

火灾自动报警设计原理 篇12

目前,我国的火灾自动报警系统都是一个独立的系统,能够向建筑物的自动化系统发出警报信号。消防工作主要是以“预防为主,消防结合”的形式进行的,而建筑电气发展到现在又结合了单片机的一些功能,使得消防工作人员能结合火灾自动报警系统,更好地为人们服务。

1 设计要点

在建筑电气中,火灾自动报警系统的设计要点:必须遵从火灾自动报警系统设计规范和民用建筑电气设计规范;应设有主电源和直流备用电源,其中前者使用的是消防专用电源,后者则是火灾报警控制器专用蓄电池;使用双电路供电方式供电,这样可以防止主电源断电故障的发生。

2 系统结构

火灾自动报警系统的原理结构如图1所示。

2.1 触发器

在火灾自动报警系统中,由触发器发出火灾报警信号。触发器包括两部分:火灾探测器和手动火灾报警按钮。前者能够自动地按照相应的火灾参数发出响应,产生报警信号;后者则是依靠人工手动的方式工作。火灾探测器主要有两种:

(1)感温式火灾探测器:根据限制范围内的温度变化,发出相应的电信号进行报警。它对于温度参数很敏感,核心部件是热敏元件。

(2)感烟式火灾探测器:根据限制范围内的烟雾浓度的变化,发出相应的电信号进行报警。它一般都是安装在容易产生较大烟雾或者容易发生阴燃的场所。

以海湾产品为例,探测器的安装以及布线如图2所示。在底座的4个导体片上有接线端子,呈现对角的接线端子和探测器总线相互连接,剩余的导体片辅助固定探测器。之后把探测器底部旋转,让它对正底座即可。探测器总线使用RVS双绞线,截面积≥1.0mm2,表面设有金属管或者阻燃管。

2.2 火灾报警装置和火灾警报装置

火灾报警装置能够接受、显示和传递火灾信号,同时发出相应的控制信息,是火灾报警系统的中心部分。

火灾警报装置是在火灾发生时发出一定形式的声音、光等,来提醒人们注意火灾的发生。

以手动报警按钮为例。报警按钮的内部设有单片机,可以完成报警检测和控制器的通信,E2PROM用来存储地址码和设备信息。

在进行安装时要保证外壳和标识完好,然后再安装,电缆由底壳进线孔接在相对应的端子上,然后插好报警按钮,有进线管明装和进线管暗装两种方式,如图3所示。

警报按钮端子的接线(如图4所示):Z1、Z2没有极性,为信号总线;K1、K2在启动报警按钮时,立即控制外部设备;TL1、TL2,连接GST-LD-8304。

布线时,信号线仍用RVS双绞线,消防线使用RVVP双绞线,两者截面积均不小于1.0mm2。其中,如果Z1、Z2端子直接连接总线,则是作为手动火灾报警按钮使用;如果同时还把TL1和TL2端子和GST-LD-8304消防电话模块相连接,则不仅能作为手动火灾报警按钮,还可作为消防电话孔使用。

2.3 消防控制设备

消防控制设备在接到报警后,能够自动或者手动启动,同时显示状态。为了能够实行统一控制,消防控制设备一般都是设置在消防控制中心,也有设置在被控现场的,但是它的动作信号仍要返回消防控制室。

2.4 电源

火灾自动报警系统的主电源使用消防电源,备用电源使用蓄电池。

3 系统分类

3.1 区域报警系统

区域报警系统由火灾控制器和探测器组成,一般都是用在小范围的报警系统中。火灾报警控制器负责处理多种报警信号,同时还和火灾探测器相连接,负责一个区域内的火灾检测。一个报警区域分为几个探测区域,其中一个探测区域内有若干个探测器,而且这些探测器都是并联的,使用同一个部位编号。

3.2 集中报警系统

集中火灾报警系统由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器组成,功能繁多,一般应用在大范围的区域保护中。火灾报警控制器只能够和区域报警控制器相连,可以同时连接若干个区域报警控制器。

3.3 控制中心报警系统

控制中心报警系统功能强大且繁杂,由消防控制设备和火灾报警控制器以及区域显示器和探测器组成。

4 消防联动控制

(1)室内的消火栓系统中,消防联动控制着消防水泵的启停,同时显示消防水泵的一切工作状态。另外,消火栓还设有电气装置,同时设置有消防水泵的指示灯,它采用编码消火栓,并连接火灾报警控制器。

(2)自动的喷水和灭火系统中,系统的停止与工作,以及相应的工作状态都由消防联动控制设备控制。

(3)防排烟系统的联动设计:感烟探测器或报警按钮向报警控制中心发出警报,排烟阀和排烟风机都会启动。当温度>70℃时,70℃的防火阀就会关闭;当温度>280℃时,280℃的排烟防火阀也会自关闭。

5 结语

建筑电气中火灾自动报警系统的设计,必须依照相应的规定进行,同时还需结合具体的工作环境和各种设备的应用情形进行整合。

摘要：分析建筑消防设计的一些要点问题,然后具体就火灾自动报警系统进行设计。

关键词：火灾自动报警系统,建筑,电气,设计

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