【正文】 1 第 5章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 本章主要內(nèi)容 ? 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 系統(tǒng)功能及組成 ,火災(zāi)探測(cè)的方法及探測(cè)器 ? 減災(zāi)控制 ,滅火系統(tǒng)及其控制 ? * 3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) ? 智能住宅的安全防范系統(tǒng)主要是由 防盜 系統(tǒng)和 防火 系統(tǒng)組成。通常為了方便管理，小區(qū)消防中心應(yīng)建在物業(yè)管理中心，各組高層建筑物一層設(shè)消防值班室，小區(qū)內(nèi)各消防值班室火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器與消防中心的控制主機(jī)，通過(guò)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)連結(jié)成一個(gè)整體，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)考慮采用 分散控制 、 集中管理 的結(jié)構(gòu)布局。 4 系統(tǒng)功能及組成 通過(guò)工程設(shè)計(jì)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可達(dá)到以下功能： 5 火災(zāi)探測(cè)的方法及探測(cè)器 ? 為了能夠正確的選擇火災(zāi)探測(cè)器及正確的滅火方式，應(yīng)先認(rèn)識(shí)火災(zāi)形成的原因及各種材料燃燒形成的基本過(guò)程。 6 ： （ 1） 人為的造成火災(zāi) （ 2）電氣事故造成火災(zāi) （ 3）可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸造成火災(zāi) （ 4）可燃固體燃燒造成火災(zāi) （ 5）可燃液體燃燒造成火災(zāi) 7 溫度煙濃度預(yù)熱汽化引燃潛伏初期火焰燃燒火焰擴(kuò)散全燃階段熄滅時(shí)間火焰燃燒曲線 a 表示煙霧氣膠濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線 b 表示熱氣流溫度與時(shí)間的關(guān)系ab陰燃8 ? 對(duì)火災(zāi)的探測(cè)，是以物質(zhì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，以 實(shí)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)為前提 。因此，根據(jù)物質(zhì)燃燒過(guò)程中發(fā)生的 能量轉(zhuǎn)換 和 物質(zhì)轉(zhuǎn)換 所產(chǎn)生的不同火災(zāi)現(xiàn)象與特征，產(chǎn)生了不同的火災(zāi)探測(cè)方法。 火災(zāi)熱能( 溫度 )燃燒產(chǎn)物( 懸浮物 )熱輻射 熱對(duì)流火焰 氣體 煙霧氣溶膠火焰 （ 光 ）探測(cè)法 熱 （ 溫度 ）探測(cè)法可燃?xì)怏w探測(cè)法空氣離子化探測(cè)法光電感煙探測(cè)法9 4．火災(zāi)探測(cè)器 ? 火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)中的 首要檢測(cè)元件 ，它們將火災(zāi)初期所產(chǎn)生的熱、煙或光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，當(dāng)其電信另超過(guò)某一設(shè)定值時(shí)，就會(huì)傳遞給系統(tǒng)中與之相連的報(bào)警控制設(shè)備，使人員及早得知火情，以便及時(shí)作出疏散、滅火動(dòng)作。探測(cè)器的 工作穩(wěn)定性 、 可靠性 和 靈敏度 等技術(shù)指標(biāo)直接影響著整個(gè)的好壞。 10 根據(jù)火災(zāi)探測(cè)方法和原理，目前火災(zāi)探測(cè)器主要有感煙式 ， 感溫式 ， 感光式 ， 可燃?xì)怏w探測(cè)式 和 復(fù)合式 等類型。而每種類型中，又可分為不同形式。 感煙火災(zāi)探測(cè)器點(diǎn)型線型離子式光電式電容式半導(dǎo)體式紅外光束型激光型雙源型單源型散射型減光型11 感溫火災(zāi)探測(cè)器點(diǎn)型線型定溫式差溫式差定溫式定溫式差溫式水銀接點(diǎn)型易熔合金型玻璃球型熱電偶型半導(dǎo)體型雙金屬型熱敏電阻型膜盒型多點(diǎn)型纜式型空氣管型半導(dǎo)體式雙金屬型熱敏電阻型膜盒型雙金屬型熱敏電阻型12 感光火災(zāi)探測(cè)器紫外火焰型紅外火焰型氣敏半導(dǎo)體型鉑絲型鉑銠型光電型固體電介質(zhì)型感溫感煙型感溫感光型感煙感光型感溫感煙感光型分離式紅外光束感溫感煙型可燃?xì)怏w探測(cè)器復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器13 （ 1）離子式感煙探測(cè)器 ? 離子式感煙探測(cè)器是利用 煙霧粒子改變電離室電離電流原理 的感煙探測(cè)器 。 14 Am241α 射線P 2P 1I kE p1和 p2是一相對(duì)的電極。在電極之間放有 α 放射源镅 241，由于它持續(xù)不斷的放射出 α 粒子， α 粒子以高速運(yùn)動(dòng)撞擊空氣分子，從而使極板間空氣分子電離為正離子和負(fù)離子，這樣電極之間原來(lái)不導(dǎo)電的空氣具有了導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的裝置稱為電離室。 離 子 感 煙 探 測(cè) 器 工 作 原 理 15 ? 圖為雙源式感煙探測(cè)器的電路原理。 開室 結(jié)構(gòu)的 監(jiān)測(cè)電離室 和 閉室 結(jié)構(gòu)的 補(bǔ)償電離室 呈 反向串連 。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧粒子進(jìn)入電離室后，被電離的正離子和負(fù)離子被吸附到煙霧粒子上，使正離子和負(fù)離子 相互中和的概率增加 ；另一方面，由于煙粒子的作用， α 射線被阻擋， 電離能力降低 ，電離室內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)離子數(shù)就少，因而引起施加在 兩電離室兩端分壓比的變化 。 開關(guān)電路補(bǔ)償電離室檢測(cè)電離室V 1V 2回路電壓24 V D C16 ? 從雙源式感煙探測(cè)器的工作特性曲線可知，在正常情況下，探測(cè)器兩端的外加電壓 Vo， 即回路電壓，等于兩電室電壓之和，即 Vo＝ V1＋ V2。 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)電離室后，電離電流從正常狀態(tài)的 I1減小到 I’1， 相當(dāng)于檢測(cè)電離室阻抗增加，檢測(cè)室兩端的電壓從 V2增加到 V’2。 △ V＝ V’2 － V2。 當(dāng)該增量增加到一定值時(shí)，開關(guān)控制電路動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此報(bào)警信號(hào)傳輸給報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警。 補(bǔ)償電離室檢測(cè)電離室進(jìn)煙后曲線無(wú)煙時(shí)曲線電壓電離電流V 1 V 1 39。 V 2 V 2 39。I 1I 1 39。Δ VV 0017 (2) 光電式感煙探測(cè)器 ?光電式感煙探測(cè)器根據(jù)煙霧對(duì)光的吸收和散射作用，可分為 散射光式 和 減光式 兩種類型。 18 ① 散射光式光電感煙探測(cè)器 ? 散射光式光電感煙探測(cè)原理如圖所示。進(jìn)入暗室的煙霧粒子對(duì)發(fā)光元件發(fā)出 一定波長(zhǎng)的光產(chǎn)生散射 ，使處于 一定夾角位置的受光元件的阻抗發(fā)生變化 ，產(chǎn)生光電流。根據(jù)受光元件的光電流大小，即當(dāng)煙粒子濃度達(dá)到一定值時(shí)，散射光的能量就足以產(chǎn)生一定大小的激勵(lì)用光電源，可用于激勵(lì)外電路發(fā)出火災(zāi)信號(hào)。 發(fā)光元件檢測(cè)暗室煙霧受光元件煙霧圖 5 7 散射光式光電感煙探測(cè)原理示意圖19 ② 減光式光電感煙探測(cè)器 ? 減光式光電感煙探測(cè)原理見下圖。進(jìn)入光電檢測(cè)暗室的煙霧粒子對(duì)光源發(fā)出的光產(chǎn)生 吸收和散射 作用，使通過(guò)光路上的光通量減少，從而使受光元件上產(chǎn)生的光電流降低。 光電流相對(duì)于初始標(biāo)定值的變化量大小 ，反映了煙霧的濃度，據(jù)此可通過(guò)電子線路對(duì)火災(zāi)信息進(jìn)行閾值 比較放大 、 類比判斷處理 或 數(shù)據(jù)對(duì)比計(jì)算 ，通過(guò)傳輸電路發(fā)出相應(yīng)的火災(zāi)信號(hào)。 發(fā)光元件檢測(cè)暗室煙霧受光元件煙霧20 ③ 線型感煙探測(cè)器 ? 線型感煙探測(cè)器可分為 激光線型 和 紅外線型 兩種類型。從成本、功耗和實(shí)用角度考慮，目前大多使用紅外光束感煙探測(cè)器。 線型紅外光束感煙探測(cè)器由 發(fā)射器 、 光學(xué)系統(tǒng) 和 接收器 三部分組成。其原理見下圖。 當(dāng)測(cè)量區(qū)內(nèi)無(wú)煙時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的紅外光束被接收器接收到，這時(shí)的系統(tǒng)調(diào)整在正常的監(jiān)視狀態(tài)。如果有煙霧擴(kuò)散到測(cè)量區(qū)內(nèi)時(shí)，對(duì)紅外光束起到吸收和散射的作用，使到達(dá)接收器的光信號(hào)減弱，接收器則對(duì)此信號(hào)進(jìn)行放大、處理并輸出。 間歇振蕩器放大器測(cè)量區(qū)光路其他功能處理電路火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)射器 接受器 21 ④ 感溫式火災(zāi)探測(cè)器 ? 感 溫式探測(cè)器按其作用原理可分為三大類： 22 絕緣物高膨脹金屬接點(diǎn)低膨脹金屬定溫探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖 常用的定溫探測(cè)器是利用 雙金屬片熱膨脹原理 。定溫探測(cè)器一般 適用于溫度緩慢上升的場(chǎng)合 ，它的缺點(diǎn)就是受氣溫變化的影響較大。定溫探測(cè)器通常根據(jù)其對(duì)溫度動(dòng)作響應(yīng)值來(lái)分別設(shè)置 I、 II、 III級(jí)靈 敏 度。常用的 I級(jí)靈敏度為 62℃ ；常用的II級(jí)靈敏度為 70℃ ；常用的 III級(jí)靈敏度為 78℃ 。 23 ?b. 差溫式 差溫探測(cè)器按其工作原理有機(jī)械式、電子式之分。 24 電子差溫式探測(cè)器是利用 熱敏電阻 作主要敏感元件。熱敏電阻阻值隨著溫度的升高而下降。通常，探測(cè)器內(nèi)設(shè)置兩個(gè)阻值相同，特性相似的熱敏電阻，一個(gè)貼在探測(cè)器外殼上，而另一個(gè)在外部加一個(gè)金屬外罩罩住?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，由于溫度變化劇烈，貼在外殼上的電阻直接受熱，隨著外界溫度的升高其阻值迅速下降，而另一個(gè)電阻由于外罩了金屬外殼，受外界溫度變化影響小，其阻值下降也小。兩個(gè)電阻值變化差異，通過(guò)相關(guān)的電子線路，使電路接通，發(fā)送火警信號(hào)。 25 ? 機(jī)械式差溫探測(cè)器，是利用了 熱傳遞和氣體受熱發(fā)生膨脹的原理 。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生，外部熱氣流使環(huán)境溫度迅速上升，探測(cè)器內(nèi)的空氣受熱膨脹，設(shè)在探測(cè)器里面的彈性敏感元件產(chǎn)生位移，推動(dòng)彈性接觸片，接通電觸點(diǎn)，發(fā)生警報(bào)信號(hào)。圖 511為一種 膜盒式差溫探測(cè)器 結(jié)構(gòu)示意圖。 泄漏孔膜片空氣室感熱外罩接點(diǎn)26 ? c. 差定溫式 差定溫式是兼有差溫和定溫兩種功能的感溫探測(cè)器 。 27 R5 R4 R3 R2 R1 R6 R7 RP T4 T3 T2 T1 R8 VD3 VD2 VD1 C2 x + 電子式差定溫探測(cè)器 A 28 ? 三只熱敏電阻 R1,R2和 R5, 溫度升高而阻值下降 . R1= R2, R2安放在外 , R1安放在內(nèi) . ? 火災(zāi) 溫度升高 R2下降 快 R1下降 慢 ? 報(bào)警 T3導(dǎo)通 T1導(dǎo)通 A點(diǎn)電位下降 ? 定溫部分由 T2和 R5組成 . ? 溫度升高到一定值 R5下降低至動(dòng)作值 ? 報(bào)警 T3導(dǎo)通 T2導(dǎo)通 29 ⑤ 感光式火災(zāi)探測(cè)器 ? 感光式火災(zāi)探測(cè)器又稱火焰探測(cè)器，主要對(duì)火焰輻射出的紅外、紫外、可見光予以響應(yīng)。常用的有 紅外火焰型 和 紫外火焰型 。 30 a. 紅外火焰感光探測(cè)器 紅外火焰感光探測(cè)器是利用火焰的 紅外輻射和閃爍效應(yīng) 進(jìn)行火情探測(cè)。探測(cè)器采用能在常溫下工作，具有較高探測(cè)效率的紅外光敏元件作為檢驗(yàn)火焰紅外輻射的敏感元件。探測(cè)器對(duì)任何一種 含碳物質(zhì)燃燒 時(shí)產(chǎn)生的火焰都起反應(yīng)。對(duì) 恒定的紅外輻射和一般光源 都不起反應(yīng)。 31 b. 紫外火焰探測(cè)器 紫外火焰探測(cè)器用于監(jiān)測(cè) 微小火焰發(fā)生場(chǎng)合 并及時(shí)報(bào)警，其特點(diǎn)是靈敏度高，對(duì)火焰反應(yīng)快，抗干擾能力強(qiáng)。探測(cè)器通常是由紫外檢出管、電子辨別、檢測(cè)電路、告警驅(qū)動(dòng)輸出線等組成。探測(cè)器原理是當(dāng)紫外線檢出管接收到火焰中的紫外光線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電離，輸出一系列脈沖。 32 R5 R4 R2 R3 R1 ZK R7 R6 D1 T1 T2 C2 C1 120k 10k 1k 2k 24k 10k 10uF +24V Uout JRX13F ~220V 紫外感光火災(zāi)探測(cè)器交流供電電路 33 R5 R4 R2 R3 R1 ZK R7 R6 D1 T1 T2 C2 C1 120k 10k 1k 2k 24k 10k 10uF +24V Uout ~220V 無(wú)火 , T1截止 , T2導(dǎo)通 . J吸合 . 有火 , T1導(dǎo)通 , T2截止 . J釋放 . JRX13F 34 ⑥ 復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器 ? a. 差定溫復(fù)合探測(cè)器 差定溫復(fù)合控測(cè)器是兼有 差溫 及定溫探測(cè)的復(fù)合功能探測(cè)器。當(dāng)環(huán)境溫度緩慢上升到一定溫度值或溫度急劇上升，即以一定升溫速率上升時(shí)，皆能響應(yīng)。若其中的某一功能失敗，另一種功能仍能起作用，因而提高了工作的 可靠性 。 35 ? b. 光電感溫復(fù)合探測(cè)器 光電感溫復(fù)合探測(cè)器將 光電感煙和感溫探測(cè)結(jié)合在一起，以期在探測(cè)早期火情的前提下，對(duì)后期火情也給予監(jiān)視，屬于早期探火與非早期探火的復(fù)合。就其多層探測(cè)及減小直到杜絕漏報(bào)火災(zāi)而言，無(wú)疑要比普通的單一探測(cè)器優(yōu)越?？?用光電感煙 來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi) 早期探測(cè) ，同時(shí)再用探測(cè)器的 感溫功能 來(lái)作火災(zāi)探測(cè) 后備補(bǔ)償 。 36 ? c. 光電、溫感、電離式復(fù)合探測(cè)器 探測(cè)器的一個(gè)探頭中裝有 3只傳感器： 電離型、光電型和溫感型 。一個(gè)探測(cè)器，在環(huán)境情況較復(fù)雜的場(chǎng)合，同時(shí)可起到光電、電離、感溫不同的環(huán)境報(bào)警。由于探測(cè)器的多重性，即使區(qū)域用途以及火災(zāi)的