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要求读者从物业设备设施管理的角度了解有关建筑消防系统的组成和工作原理,了解常见的消防设备设施及其维护的方式方法,确保建筑物的有效使用,特别是掌握好消防系统的工作原理以及有关设备设施的功能和特点。
一、建筑消防系统概述
1.常用的建筑消防系统
由于不同形式、不同结构、不同功能的建筑物,对消防系统有不同的标准和要求,因此,应当按照建筑物的使用性质、火灾的危险性、疏散和扑救的难易程度等,采用具有相应功能的消防系统。目前,在建筑物中比较常用的消防系统有自动监测人工灭火系统和自动监测自动灭火系统两种。
自动监测人工灭火系统属于半自动化消防系统,适用于普通工业厂房、一般商店及中小型旅馆等建筑物。当系统中的探测器探测到火情时,本区域火灾报警器就会发出报警信号,同时探测器输出信号送入消防中心,消防中心内的显示屏能显示发生火灾的楼层或区域的代码,消防人员根据警报情况,采取措施灭火。
自动监测自动灭火系统属于全自动化消防系统,适用于重要办公楼、高级宾馆、变电所、电信机房、电视广播机房、图书馆、档案馆及易燃品仓库等建筑。目前的智能建筑中一般均采用这种系统。这种系统中设置了一套完备的火灾自动报警与自动灭火控制系统。当要失火时,探测器立即将探测到的火情变为电信号送给消防中心的火灾报警控制器,火灾报警控制器在输出报警信号的同时,输出控制信号,控制相关灭火设备联动,在发生火灾区域进行灭火,实现消防自动化。
在全自动化的消防系统中,也可以手动控制报警与灭火。
2.火灾自动报警与自动灭火的基本原理
智能建筑的自动化消防系统,包含火灾自动报警与自动灭火两个子系统,其组成如右图所示。
由图可见,火灾报警控制器是整个系统的心脏,它是一个能分析、判断、记录和显示火灾情况的智能化设备。火灾报警控制器不断向探测器(探头)发出巡测信号,监视被控区域的烟雾浓度、温度等,探测器则将代表烟雾浓度、温度等的电信号反馈给报警控制器,报警控制器将这些反馈回来的信号与其内存中存储的各区域正常整定值进行比较分析,判断是否有火灾发生。当确认出现火灾时,报警控制器首先发出声光警报,提示值守人员,在控制器上还将显示探测出的烟雾浓度、温度等值及火灾区域或楼层房号的地址编码,并把这些值以及火灾发生时间等记录下来。同时向火灾现场以及相邻楼层发出声光警报信号。
为方便起见,一般将自动灭火系统和与其连锁的防排烟设备、防火门、火灾事故广播和应急照明等防火及减灾系统合称为自动灭火系统。火灾自动报警控制器上有多组联动控制自动灭火设备的输出接点,当其确认出现火灾时,一方面控制警报器报警,另一方面输出控制信号,命令灭火执行机构(继电器、电磁阀等)动作,开启喷洒阀门,启动消防水泵,接通排烟风机电源等,进行灭火。
同样为了防止自动灭火系统失灵,贻误灭火,在配备有灭火、减灾设备的地方,如消防水阀、风门等部位,除了设置手动电控开关外,还安装有手动机械开关。
统计资料表明,在高层建筑火灾中因烟气窒息和中毒死亡的人数远远大于被烧死的人数,所以早期报警十分重要,还特别需要自动报警和自动灭火,以期迅速灭火,减少损失。如果没有自动灭火,人们忙乱中逃生的成功率不到15%,如果有自动消防系统及合理的救助,则95%以上不会出现伤亡事故。我们国家通过颁发《高层民用建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》,对高层建筑的自动消防系统实施了强制性的安装要求和定期的检查审验,并将建筑自动消防系统配备与否提到了法制化的高度。
二、火灾自动报警系统的基本组成
火灾自动报警系统一般由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置和电源等四部分组成。复杂系统还包括消防联动控制装置。
1.触发器件
在火灾自动报警系统中,自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发器件。主要包括火灾探测器和手动报警按钮。
目前,火灾探测器的种类很多,功能各异,常用的探测器根据其探测的物理量和工作不同,可按右图进行分类。
在实际应用中,应当按照现行国家标准的有关规定合理选择。火灾探测器是火灾自动报警系统中应用量最大、应用面最广、最基本的触发器件。近年来有一种称为模拟量火灾探测器的新型探测器越来越多地被应用到实际中。这种火灾探测器的输出信号是代表被响应火灾参数值的模拟量信号或与其等效的数字信号。与传统的有阈值火灾探测器(或称开关量火灾探测器)不同的是这种火灾探测器没有阈值,它只相当于一个传感器,本身并不判断火警。模拟量火灾探测器的应用,有利于提高火灾探测报警系统报警准确性和智能化程度,是探测报警系统技术进步的重要标志。
另一类触发器件是手动火灾报警按钮。它是手动方式产生火灾报警信号,启动火灾自动报警系统的器件,它也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。
2.火灾报警装置
在火灾自动报警系统中,用以接收、显示和传递火灾报警信号,并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。
火灾报警控制器是其中最基本的一种,它也称为火灾自动报警控制器,是智能建筑消防系统的核心部分。火灾报警控制器可以与火灾探测器构成火灾自动监测报警系统,如果与联动控制的灭火装置、防火减灾装置加在一起,则构成了完备的火灾自动报警与自动灭火系统。
火灾报警控制器产品型号命名方法是按照《中华人民共和国专业标准》(ZBC81002—84)的规定执行的,目前国内各生产厂家都采用这种命名方法。现代火灾报警控制器,融入了先进的电子技术、微机技术及自动控制技术,其功能越来越齐全,性能越来越完善,在结构上已经完成了由模拟化向数字化的转变。其功能包括以下几点。
按照用途,火灾报警控制器分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和通用火灾报警控制器三种基本类型。近年来,随着火灾探测报警技术的发展和模拟量、总线制及智能化火灾探测报警系统的逐渐应用,在许多场合,火灾报警控制器已不再分为区域、集中和通用三种类型,而统称为火灾报警控制器。
在火灾报警装置中,还有一些如中继器、区域显示器及火灾显示盘等功能不完整的报警装置,它们可视为火灾报警控制器的演变或补充,在特定条件下应用,与火灾报警控制器同属火灾报警装置。
3.火灾警报装置
火灾自动报警系统中,用以发出声、光火灾警报信号的装置称为火灾警报装置。火灾警报器就是一种最基本的火灾警报装置,它以声、光、音响等方式向报警区域发出火灾警报信号,以警示人们采取安全疏散、灭火救灾措施。
4.消防联动控制
当接收到来自触发器件的火灾报警信号时,能自动或手动启动相关消防设备及显示其状态的设备,称为消防联动控制。主要包括火灾报警控制器,自动灭火系统的控制装置,室内消火栓系统的控制装置,防烟排烟系统及空调通风系统的控制装置,常开防火门、防火卷帘的控制装置,电梯回降控制装置,以及火灾应急广播,火灾警报装置,火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置等十类控制装置中的部分或全部。消防控制设备一般设置在消防控制中心,以便于实行集中统一控制。也有的消防控制设备设置在被控消防设备所在现场,但其动作信号必须返回消防控制室,实行集中与分散相结合的控制方式。
5.电源
主要电源应采用消防电源,备用电源采用蓄电池。系统电源除为火灾报警控制器供电外,还为与系统相关的消防联动控制等供电。
三、火灾自动报警系统的分类与功能
国外的火灾报警控制器产品只讲容量大小,没有区域与集中之分。我国的总线制火灾报警控制器产品正处于区域、集中、通用三种形式并存时期。下面按照区域、集中和控制中心三种基本报警系统形式进行说明。
通常,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、二级保护对象,控制中心报警系统宜用于特级、一级保护对象。在工程设计中,对某一特定的保护对象采取何种报警系统,要根据保护对象的具体情况合理确定。
1.区域报警系统
区域报警系统是由区域火灾报警控制器、火灾探测器、手动火灾报警按钮及火灾警报装置等组成的火灾自动报警系统,其组成框图如下图所示。
区域报警控制系统
区域报警控制器往往是第一级监控报警装置。在大型高层建筑中,它一般安装在各楼层;在小型建筑群中,它一般在划定的警戒区域内的一个固定位置。
此外,在集中报警系统和控制中心报警系统中,区域火灾报警控制器也是必不可少的设备。采用区域报警系统应注意的问题如下所述。
集中报警系统是由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器、火灾探测器、手动火灾报警按钮及火灾警报装置等组成的功能较复杂的火灾自动报警系统,其功能如下图所示。
集中报警控制系统
集中报警系统一般是区域报警控制器的上位控制器,它是整个建筑消防系统的总监控设备,一般安装在大型建筑物的消防控制中心,功能比区域报警控制器更加齐全。集中报警控制器也可以直接接收火灾探测器的报警信号。
集中报警系统通常用于功能较多的建筑物,如高层宾馆、饭店等场合。这时,集中火灾报警控制器应设置在有专人值班的消防控制室或值班室内,区域火灾报警控制器设置在各层的服务台处。系统设备的布置应注意以下问题。
3.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室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器、火灾探测器及手动火灾报警按钮等组成的功能复杂的火灾自动报警系统。其中消防控制设备主要包括火灾警报装置,火警电话,火灾应急照明,火灾应急广播,防排烟、通风空调、消防电梯等联动装置以及固定灭火系统的控制装置等。
控制中心报警系统的设计应符合以下要求。
四、火灾自动报警系统常用设备
火灾探测器和火灾报警控制器是火灾自动报警系统最常用的设备。火灾探测器用于感知火灾,前者有自动和手动两种触发器件,如手动火灾报警按钮就属于手动触发器件,火灾报警控制器控制相应灭火设备和接收、显示及传输火灾报警等信号。
1.火灾探测器
(1)火灾自动探测器类型与工作原理
探测器类型
工作原理
感烟火灾探测器(也称为燃烧烟雾探测器)
可感知燃烧或热分解产生的固体或液体微粒,用于探测火灾初期的烟雾并发出火灾报警信号。包括离子感烟火灾探测器、光电式感烟火灾探测器、红外光束火灾探测器和激光感烟火灾探测器等
其特点是发现火情早、灵敏度高、响应速度快、不受外面环境光和热的影响及干扰,使用寿命长,构造简单,价格低廉,对人体不会有放射性伤害和使用面广等
感温火灾探测器
一种对警戒范围内的温度进行监测的探测器。根据其感温效果和结构形式可分为定温式、差温式和差定温组合式3类。常用的有双金属定温火灾探测器、热敏电阻定温火灾探测器等
感光(火焰)火灾探测器
通过检测火焰中的红外光、紫外光来探测火灾发生的探测器。它比感温、感烟火灾探测器的响应速度快,其传感器在接收到光辐射后的极短时间里就可发出火灾报警信号,特别适合对突然起火而无烟雾产生的易燃易爆场所火灾的监测
感光火灾探测器不受气流扰动的影响,是一种可以在室外使用的火灾探测器
可燃气体探测器
利用对可燃气体敏感的元件来探测可燃气体的浓度,当可燃气体超过限度时则报警的装置
复合式火灾探测器
具有以上两种功能的火灾探测器,如感烟感温探测器、感烟感光探测器等
(2)火灾探测器的选择
火灾探测器的选择根据探测区域内可能发生的早期火灾的形成和发展特点,房间高度,环境条件以及可能产生误报的因素等条件综合确定。
(3)手动火灾报警按钮
手动火灾报警按钮是用手动方式产生火灾报警信号的按钮,用于启动火灾自动报警系统的器件,在配备了火灾自动报警装置的区域可以认为是报警系统的补充。
2.火灾自动报警控制器
它可单独作为火灾自动报警用,也可与消防灭火系统联动,组成自动报警联动控制系统。按其用途不同,分为区域和集中火灾报警控制器。
(1)区域火灾报警控制器
区域火灾报警控制器直接接收火灾探测器(或中继器)发来的报警信号的多路火灾报警控制器,接收火灾探测器发来的电信号,然后以声、光及数字方式显示出火灾发生的区域或位置,同时把火灾信号传递给集中火灾报警控制器。区域火灾报警控制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。
(2)集中火灾报警控制器
集中火灾报警控制器与区域火灾报警控制器基本相同,能接收区域火灾报警控制器或火灾探测器发来的火灾报警信号,用声、光及数字形式显示出火灾发生的区域和部位。集中火灾报警控制器的作用是把若干个区域火灾报警控制器连成一体,组成一个扩大了的自动报警系统,以便集中监测、管理。
五、消防联动控制
1.消防联动控制的对象与方式
(1)消防联动控制的对象
消防联动控制的对象有:①灭火设施;②防排烟设施;③防火卷帘、防火门、水幕;④电梯;⑤非消防电源的断电控制等。
(2)消防联动控制的控制方式
根据工程规模、管理体制、功能要求,消防联动控制一般可采取的控制方式有以下两种。
(1)有关系统的功能要求
相关系统
具有的控制、显示功能
室内消火栓系统
①控制系统的启、停;②显示消火栓按钮启动的位置;③显示消防水泵的工作与故障状态
自动喷水灭火系统
①控制系统的启、停;②显示报警阀、闸阀及水流指示器的工作状态;③显示消防水泵的工作、故障状态
泡沫、干粉灭火系统
①控制系统的启、停;②显示系统的工作状态
有管网的卤代烷、二氧化碳等灭火系统 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具有延迟时间为可调的延时机构;③显示手动、自动工作状态;④在报警、喷淋各阶段,控制室应有相应的声、光报警信号,并能手动切除声响信号;⑤在延时阶段,应能自动关闭防火门、窗,停止通风,关闭空气调节系统(2)火灾报警前后以及消防控制室的消防通信设备应具有的功能
3.火灾自动报警系统的电源
火灾自动报警系统属于消防用电设备,系统供电首先应符合有关的建筑设计防火规范要求。同时,根据火灾自动报警系统本身的特点和实际需要,还应满足下列要求。
4.火灾自动报警系统的接地
火灾自动报警系统属于电子设备,接地良好与否,对系统正常可靠的工作影响很大。这里所说的接地,是指工作接地,即为了保证系统中“零”电位点稳定可靠而采取的接地。火灾自动报警系统的接地应符合以下要求。
六、消防控制室
1.消防控制室设置的一般规定
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—98)规定,消防控制室的设置应当符合国家现行有关建筑设计防火规范的规定,主要有:《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《人民防空工程设计防火规范》和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》等。
为了保证消防控制设备的安全运行,便于检查维修,与消防控制室无关的电气线路和管路均不得穿过消防控制室,以免相互干扰,造成混乱。对于进入消防控制室的送、回风管,在穿墙处要设置防火阀。
2.消防控制室设备的组成
消防控制室的设备由火灾报警控制器、消防联动控制装置以及消防通信设备等组成。
3.消防控制室的消防通信设备
消防控制室的消防通信设备应符合下列要求。
七、火灾自动报警与自动灭火控制系统的安装与开通调试
为了保证火灾自动报警与自动灭火控制系统能稳定可靠的工作,不仅要正确地设计,而且要合理地安装,认真仔细地调试,在使用中还要经常地维护。
1.系统安装的一般要求
2.系统的调试开通
(1)调试开通前的准备工作
(2)系统调试开通的一般程序
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