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1、 毕业论文 题 目: 消防联动系统 姓 名: 学 院: 安徽职业技术学院 专 业: 楼宇智能化工程技术专业 班 级: 楼宇 学 号: 指导教师: 2011年 3 月 20 日摘 要随着智能化楼宇的不断发展和进步,楼宇中火灾自动报警系统显的尤为重要,系统的设计、安装、测试都有的更高的要求,同时也是必需的。工作人员可以即时通过报警控制系统直接对设备进行操作,对各种故障进行查询,从而迅速处理问题,把问题解决在初始状态,减少损失,达到预防火灾的目的。消防联动控制包括消火栓系统,喷淋泵及喷雾泵的监控,正压风机、防排烟风机的监控,防火阀、防排烟阀的状态监视、消防紧急断电系统监控,电梯迫降、防火卷帘门、可燃
2、气体的监控。关键词:火灾自动报警 自动报警控制 电气设计目 录第一章 绪论11.1 消防联动控制的定义11.2 消防联动控制的要求与功能11.3 本论文工作1第二章 设计方案22.1 消防灭火设备的控制12.2 消防排烟设施的控制12.3 防火门及防火卷帘的控制系统12.4 火灾应急广播与消防专业电话12.5 火灾应急照明与电梯管理控制系统1第三章 消防联动控制系统设计23.1 设计依据13.2 消防报警及联动控制典型配置示意图13.3火灾探测报警和消防设备联动控制工程设计要点1第四章 结论24.1 论文工作小结1致 谢1参考文献1第一章 绪论随着智能化楼宇的不断发展和进步,楼宇中火灾自动报警
3、系统显的尤为重要,系统的设计、安装、测试都有的更高的要求,同时也是必需。工作人员可以即时通过报警控制系统直接对设备进行操作,对各种故障进行查询,从而迅速处理问题,把问题解决在初始状态,减少损失,达到预防火灾的目的。消防联动控制包括消火栓系统,喷淋泵及喷雾泵的监控,正压风机、防排烟风机的监控,防火阀、防排烟阀的状态监视、消防紧急断电系统监控,电梯迫降、防火卷帘门、可燃气体的监控。1.1消防联动控制的定义消防联动系统是指当发生火灾后,报警设备(烟感、温感等)首先探知火灾信号,然后传递给主机,主机接到信号,按照设定的程序,启动警铃,消防广播,排烟风机等设备,并切断非消防电源。所有这些动作,是在报警主
4、机接收到信号后,才开始动作的,所以,这些动作就称为消防联动。消防系统一般由两部分组成:一部分是报警系统(也就是探测火灾,传递信号的系统),另一部分就是联动系统(也就是接收到火灾报警信号后,启动消防附属设备的系统)。1.2 消防联动控制的要求与功能联动控制器与火灾报警控制器配合,通过数据通信,接收并处理来自火灾报警控制器的报警点数据,然后对其配套执行器件发出控制信号,实现对各类消防设备的控制,联动控制器及其配套执行器件相当于整个火灾自动报警控制系统的躯干和四肢。消防控制室对联动控制应具备以下功能:火灾报警后停止有关部位风机,关闭防火阀,接收和显示相应的反馈信号;起动有关部位防烟、排烟风机(包括正
5、压送风机)和排烟阀,接收并显示其反馈信号;控制防烟垂壁等防烟设施。火灾确认后,关闭有关部位的防火门、防火卷帘,接收、显示其反馈信号;强制控制电梯全部停于首层,接收、显示其反馈信号。 接通火灾事故照明灯和疏散指示灯,切断有关部位的非消防电源,应按照疏散顺序接通火灾(现场)警报装置和火灾事故广播,并应确保设置的对内外的消防通信设备良好有效,应能解除所有疏散通道上的门禁控制功能。 消防控制室对室内消火栓系统,能控制消防泵的起停,显示起泵按钮的位置,显示消防水池的水位状态、消防水泵的电源状态,显示消防泵的工作状态、故障状态。 对自动喷水灭火系统,能控制系统的启停,显示报警阀、闸阀及水流指示器的工作状态
6、,显示消防水池的水位状态、消防水泵的电源状态,显示喷淋泵的工作状态、故障状态。 对管网气体灭火系统,显示系统的手动、自动工作状态;在报警、喷射各阶段,控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风空调系统,关闭有关部位的防火阀;被保护场所主要进入口处,应设置手动紧急启、停控制按钮;主要出入口上方应设气体灭火剂喷放指示标志灯及相应的声、光警报信号;宜在防护区外的适当部位设置气体灭火控制盘的组合分配系统及单元控制系统;气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(帘)、通风空调等设备的状态信号应送至消防控制室。对泡沫、干粉灭火系统,能控制系统启停,能显示
7、系统工作状态。 对泡沫灭火系统,能控制泡沫泵及消防泵的启停,控制泡沫灭火系统有关电动阀门的开启、关闭,显示系统的工作状态。 对干粉末灭火系统,能控制系统的启停,显示系统的工作状态。 对常开防火门的控制,应满足在门任一侧的火灾探测器报警后,防火门应自动关闭,防火门关闭信号应送到消防控制室。 对防火卷帘的控制,应符合下列要求:疏散通道上的防火卷帘两侧,应设置感烟、感温火灾探测器组及其警报装置,且两侧应设置手动控制按钮。疏散通道上的防火卷帘,应按下列程序自动控制下降:感烟探测器动作后,卷帘下降至地(楼)面18m;感温探测器动作后,卷帘下降到底。用作防火分隔的防火卷帘,火灾探测器动作后,卷帘应下降到底
8、。感烟、感温探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室。121 联动控制器的基本功能 1) 能为与其直接相连的部件供电。 2) 能直接或间接启动其控制的设备。 3) 能直接或间接地接收来自火灾报警控制器或火灾触发器件的相关火灾报警信号,发出声、光报警信号。声音报警信号能手动消除,光报警信号在联动控制器设备复位前应予保持。 4) 在接收到火灾报警信号后,按国家标准 GB50116-98 所规定的逻辑关系,完成下列功能: (1)切断火灾发生区域的正常供电电源,接通消防电源; (2)能启动消火栓灭火系统的消防泵、并显示状态; (3)能启动自动喷水灭火系统的喷淋泵,并显示状态; (4)能打开
9、雨淋灭火系统的控制阀,启动雨淋泵并显示状态; (5)能打开气体或化学灭火系统的容器阀,能在容器阀动作之前手动急停,并显示状态; (6)能控制防火卷帘门的半降、全降,并显示其状态; (7)能控制平开防火门,显示其所处的状态; (8)能关闭空调送风系统的送风机、送风阀门,并显示状态; (9)能打开防排烟系统的排烟机、正压送风机及排烟阀、正压送风阀,并显示其状态; (10)能控制常电梯,使其自动降至首层; (11)能使其控制的火灾应急广播投入使 ; (12)能使其控制的应急照明系统投入工作; (13)能使其控制的疏散、诱导指示设备投入工作; (14)能使与其连接的警报装置进入工作状态。 对于以上各功
10、能,应能以手动或自动两种方式进行操作。 5)当联动控制器设备内部、外部发生下述故障时,应能发出与火灾报警信号有明显区别的声光 故障信号。 (1)与火灾报警控制器或火灾触发器件之间的连接线断路; (2)与接口部件间的连线断路、短路; (3)主电源欠压; (4)给备电源充电的充电器与备电源之间的连接线断路、短路; (5)在备电源单独供电时,其电压不足以保证设备正常工作时。 对于以上各类故障,应能指示出故障类型,声故障信号应能手动消除,光故障信号在故障排除之前应能保持。故障期间,非故障回路的正常工作不影响。 6) 联动控制器设备应能对本机及其面板上的所有指示灯、显示器进行功能检查。 7) 联动控制器
11、设备处于手动操作状态时,如要进行操作,必须密或钥匙才能进人操作状态。 8) 具有隔离所控制设备功能的联动控制器设备,应设有隔离状态指示,并能查寻和显示被隔离的部位。 9) 联动控制器设备应具有电源转换功能。当主电源断电时,能自动转换到备 电源;当主电源恢复时,能自动转回到主电源;主、备电源应有工作状态指示。主电源容量应能保证联动控制器设备 在最大负载条件下,连续工作 4h 以上。1.2.2消防控制设备及功能消防控制设备门类很多,联动功能相对比较复杂,其信息处理框图如图所示:图1.1 火灾信息处理框图国家标准火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-98)对消防控制设备的控制、显示功能作出了明
12、确规定。 1消防控制室控制及显示功能: 1)控制消防设备的启、停、并应显示其工作状态; 2)消防水泵、防烟和排烟风机的启、停、除自动控制外,还应能手动直接控制。 3)显示火灾报警、故障报警部位; 4)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或模拟图等。 5)显示系统供电电源的工作状态。 2消防应急广播控制功能 消防控制室应设置应急广播的控制装置,其控制程序应符合下列要求:1)二层及以上的楼房发生火灾,应先接通着火层及其相邻的上下层; 2)首层发生火灾,应先接通本层、二层及地下各层; 3)地下室发生火灾,应先接通地下各层及首层; 4)含多个防火分区的单层建筑,应先接通着火的防火
13、分区及其相邻的防火分区。 3消防通信设备控制功能 1)消防专电话网络应为独立的消防通信系统。 2)消防控制室应设置消防专电话总机,且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备。 3)下列部位应设置消防专电话分机: (1)消防水泵房、备发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房。 (2)灭火控制系统操作装置处或控制室。 (3)企业消防站、消防值班室、总调度室。 4电源控制要求 1)消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源。 2)接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。 5电梯控制、显示功能 1)消防控制室在确认火灾后,应
14、能控制电梯全部停于首层。 2)接收其反馈信号。 6室内消火栓系统的控制、显示功能 室内消火栓系统是建筑内最基本的消防设备。按照规范规定,消防控制室对室内消火栓系统应有下列控制、显示功能: 1)控制消防水泵的启、停。 2)显示启泵按钮的位置。 3)显示消防水泵的工作状态、故障状态。 7自动喷水灭火系统的控制、显示功能 自动喷水灭火系统是目前世界上应用最广泛的一种固定消防设备。自动喷水灭火系统以及水喷雾灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应有下列控制显示功能: 1)控制系统的启、停。 2)显示消防水泵的工作状态、故障状态。 3)显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。 8管网气体灭火系统的控
15、制、显示功能 按照规范要求,卤代烷、二氧化碳等管网气体灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应具有下列控制、显示功能: 1)显示系统的手动、自动工作状态。 2)在报警、喷射各阶段,控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号。 3)在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风、空调系统,关闭有关部位防火阀。 4)显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门、防火卷帘门、空调等设备的状态。 9泡沫灭火系统的控制、显示功能 根据规范要求,泡沫灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应有下列控制、显示功能: 1)控制泡沫泵及消防水泵的启、停。 2)显示系统的工作状态。 10干粉灭火系统的控制、显示功能
16、 根据规范要求,干粉灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应有下列控制、显示功能: 1)控制系统的启停。 2)显示系统的工作状态。 11常开防火门的控制功能 根据规范要求,消防控制设备对常开防火门的控制应符合下列要求: 1)门任一侧的火灾探测器报警后,防火门应自动关闭。 2)防火门关闭信号应反馈到消防控制室。 12防火卷帘的控制功能 根据规范要求,消防控制设备对防火卷帘的控制应符合下列要求: 1)疏散通道上的防火卷帘两侧应设置火灾探测器组及其报警装置,且两侧设置手动控制按钮。 2)疏散通道上的防火卷帘应按下列程序自动控制下降:感烟火灾探测器动作后,卷帘下降距地(楼)面 1. 8m;感温火灾探侧器
17、动作后,卷帘下降到底。 3)火灾探测器动作后作防火分隔的防火卷帘,应下降到底。 4)感烟、感温火灾探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号应反馈至消防控制室。13防烟、排烟设施的控制、显示功能 根据规范要求,消防控制设备对防烟、排烟设施应有下列控制、显示功能: 1)停止有关部位的空调送风,关闭电动防火阀,并接收其反馈信号。 2)启动有关部位的防烟、排烟风机、排烟阀等,并接收其反馈信号。 3)控制挡烟垂壁等防烟设施。1.3 本论文工作现代的建筑规模大、标准高、人口密集、设备众多,对防火要求极为严格。为此,除对建筑物平面布置、建筑和装修材料的选用、机电设备的选型与配置有许多限制条件外,还需要设置现代化
18、的消防设备。随着我国建设的各种高层建筑、大中型商业建筑、厂房不断涌现。对自动消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,保卫现代化建设,在现代化的民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门,火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确,不仅直接关系到建筑的消防安全,而且也直接关系到各种消防设施能否真正发挥作用。因此,火灾自动报警及消防联动控制系统的设计及设备选型是电气设计的一个重要组成部分。本论文就其在设计实践中的一些,如火灾自动报警与消防联动控制系统的组成、选择等进行探讨。 第二章 设计方案2.1 消防灭火设备的控制
19、2.1.1 灭火剂种类和选择 用于灭火的主要灭火剂有水、干粉、泡沫、卤代烷、二氧化碳、七氟丙烷等。 灭火剂选择应考虑以下因素:1) 火灾种类。灭火剂和火灾种类之间有表2-1的关系。 表2-12) 有效程度。指灭火剂用于扑救火灾时的用量和灭火速度,一般力求灭火剂用量要少、要省而灭火速度要快。3)被保护物的污损程度。用灭火剂灭火,应尽量减少被保护物的污损程度,减少因灭火而带来的损失,有的场合时绝对不允许有污损的,在可供选择的灭火剂中,水也会带来被保护对象的污损。4)相容性。不同性质的灭火剂有的不能在同一场合同时使用,同时使用会降低灭火效果,主要指干粉灭火剂与干粉灭火剂,或干粉灭火剂与泡沫灭火剂不相
20、容的灭火剂,详见表2-2。5)毒性。指灭火剂在使用过程中对人的毒害。 6)经济性。指不同灭火剂的灭火系统所需设备的工程投资和使用费用,应相对经济。 7)环境影响。灭火剂使用从宏观角度,考虑对环境长远的影响,以卤代烷为例,尽管有灭火速度快、灭火量少、灭火效果好的优点,单由于会破坏大气臭氧层等一系列问题,从环保角度需对它逐步限时限制生产和使用。 2.1.2 室内消火栓系统在建筑物各防火分区(或楼层)内均设置消火栓箱,内装有灭火水龙带、水枪、连接锁扣和消火按钮。在消防栓按钮按下后,触发信号经输入总线进入火灾报警控制系统,达到自动启动消防泵的目的。消火栓按钮与手动报警按钮不同,除了发出报警信号还有直接
21、启动消防泵的功能。消火栓按钮必需安装在消火栓箱内,当敲破消火栓箱门璃使用消火栓时,才能使用消火栓按钮报警。通过硬连接自动启动消防泵以补充水源,供灭火时使用。 整个控制过程如下:当发生火灾时,消火栓箱玻璃罩被击碎,按下消火栓按钮报警,火灾报警控制器接收到此报警信号后,发出声光报警指示,显示并记录报警地址和时间,同时将报警点数据传送给联动控制器经其内部逻辑关系判断,发出控制执行指令,使相应继电器动作,自动控制启动消防泵。同时消防栓按钮不经报警总线直接将信号送往控制器,以保证水泵启动的可靠性。2.1.3 自动喷水灭火系统的联动控制自动喷水灭火系统在智能建筑和高层建筑中得到广泛的应用,是解决建筑物早期
22、自防自救的重要措施,是目前国内外广泛采用的一种固定式消防灭火设备。 自动喷水灭火系统类型较多,主要有湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统、预作喷水灭火系统、雨淋灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统、重复启闭预作 系统、自动喷水沫联动灭火系统等。 1湿式喷水灭火系统及其控制 该系统由闭式感温喷头、管道系统、水流指示器、湿式报警阀及压力开关、水力警铃、喷淋泵、末端试水装置及供水设施等组成。与火灾报警控制系统配合,可构成自动水喷淋灭火系统。适宜于大于4、小于80的温度环境。 1)喷头:在湿式喷水灭火系统中的喷头为闭式喷头。分为闭式波璃球喷头和闭式易熔合金喷头两种。闭式波璃球喷头的波璃球内充装一种高热胀冷
23、缩液体,通常为乙醚、酒精等。球内留有一小气。当温度升高时,液体膨胀,小气球缩小,部分气体溶入液体。在低于公称动作温度 5时,液体充满全部璃球容积。当球内液体的温度上升到公称动作温度时,波璃爆裂成碎片,从而开启喷头。在过低的环境温度下,波璃也会胀破。 易熔合金喷头宜熔合金元件采用的焊料是低熔点的宜熔合金,通常是金属铅、铋、锡、铬、锑、银等。当合金焊料的温度上升到公称动作温度后,焊料熔化,从而开启喷头。宜熔合金喷头在很低的温度环境下仍能适用,比波璃球喷头的适用温度范围广,但不适用于有腐蚀性气体的环境。喷头间距与布置:喷头的布置形式应根据喷头最大保护面积、喷头最大间距及最小间距,并结合建筑平面形状确
24、定,一般有矩形布置和菱形布置两种形式。 喷头矩形布置公式为: As=SX 式中 As喷头最大保护面积,m; S喷水支管之间的间距,m,当正方形布置时,S=X; X同一支管上喷头之间的间距,m; 注:喷头的间距可布置成各种尺寸的矩形,但矩形的长边与短边之比不宜超过 1.2,以保证喷头洒水的均匀性。2干式喷水灭火系统及其控制 干式喷水灭火系统适用于环境温度在4以下和80以上而不宜采用湿式喷水灭火系统的场所。是在报警阀前的管道内充以一定压力的水,在报警阀后的管道内充以压力气体。该系统包括闭式感温喷头、管道系统、水流指示器、干式报警阀、压力开关、水力警铃、充气设备、喷淋泵及供水设施等。平时末端管路系统
25、内充以有压力的气体,使阀门处于关闭状态,当喷头打开时,管网内的气压下降,当降到一定数值时,阀门打开,水进入管网系统并从打开的喷头喷出,执行灭火功能。其控制联动原理和湿式喷水灭火系统基本相同。干式喷水灭火系统与湿式喷水灭火系统进行比较,有以下几点区别: (1)干式喷水灭火系统报警阀后的管道无水,不怕冻结,不怕环境温度过高; (2)干式喷水灭火系统在灭火速度上不如湿式系统快,原因在于感温喷头热动作后,先排出管网中的气体,才能喷水灭火,不如湿式系统中喷头喷水是持续进行的; (3)干式喷水灭火系统充气管网内的气压平时要保持在一定范围内,否则就必须充气补充,系统管路中的气是由气源经气体减压阀调节后向系统
26、输出具有稳定压力值的压缩空气。 3预作用喷水灭火系统及其控制 预作用喷水灭火系统将火灾探测报警技术和自动喷水灭火系统结合起来,对保护对象起双重保护作用。在未发生火灾时该系统的末端管路内充满压力气体,故系统具有干式系统的特点,能满足高温和严寒条件下的自动喷水灭火需要。一旦发生火灾,安装在保护区的感温、感烟火灾探测器首先发出火灾报警信号,火灾报警控制器在接到报警信号后,发出指令信号打开雨淋阀,在闭式喷头尚未打开前,往系统侧管路充水,使系统转变为湿式系统。同时系统压力开关动作,远传报警信号进行声光报警,显示表明管路中已经充水,同时水力警铃报警。此时,火灾如继续发生,闭式喷头感温波璃球破碎而打开喷水,
27、水泵自动启动。 当有关人员接到火灾报警控制器发出的报警信号或听到水力警铃声响后,及时组织人员将火扑灭,闭式喷头就不会打开喷水,避免了水渍造成的损失。火扑灭后,应将雨淋阀关闭,并排空管路末端中的水,使系统充气,恢复伺服状态。 4雨淋喷水灭火系统及其控制 雨淋喷水灭火系统是由火灾报警控制系统自动控制的带雨淋阀的开式喷水灭火系统。该系统使的是普通开式喷水头,这是一种不带热敏元件和密封件的开口喷水头。雨淋阀之后的管道平时为空管,火灾时由火灾报警控制系统自动开启或手动开启雨淋阀,使由该雨淋阀控制的管道上所有开式喷头同时喷水,而达到迅速灭火目的。这类系统对电气控制要求较高,不允许有误动作或不动作。适用于需
28、大面积喷水快速灭火的特殊危险场所,如炸药厂、剧院舞台上部、大型演播室、电影摄影棚等。系统由水箱、喷淋水泵、雨淋阀、管网、开式喷头及报警探测器和报警控制器等组成。 雨淋喷水灭火系统与火灾报警控制系统配合原理和控制过程如下: 当火灾发生后,被保护场所的火灾探测器的报警信号输入到火灾报警控制器,经确认传递到联动控制器,控制相应雨淋阀动作,给水干管提供的水迅速进入该雨淋阀控制的喷水灭火区管道,并使管道上所有开式喷水头同时喷水。灭火区管道中水的流动,使水流指示器动作而报警。由于总管内的水补充到上述灭火区管道,引起总管水压下降,至一定值时使压力开关动作而报警,火灾报警控制器接收到水流指示器和压力开关的报警
29、信号后,在发出声光报警指示和记录报警地址的同时,将该报警点数据传递给联动控制器,经其内部控制逻辑判断后发出控制执行信号,通过相应的配套器件自动控制启动雨淋泵,以保证压力水从开式喷水头持续喷泻出来,迅速扑灭火灾。水幕系统也是由火灾报警控制系统自动控制的开式喷水系统,由水幕喷头、管道、控制阀等组成。 它的工作原理与雨淋喷水灭火系统相同,与雨淋系统不同的是,水幕系统不直接于扑灭火灾,而是做防火隔断或进行防火分区及局部降温保护。通常,该系统与防火卷帘门等配合使用,作降温防火保护。 5水喷雾灭火系统及其控制 水喷雾灭火系统是一种用特殊的加压设备,使水经喷雾喷头成雾状散射出来的灭火、防火装置。一般包括有喷
30、雾喷头、配水管道系统、水流指示器、控制阀、压力开关、加压水泵、供水管道等组成,与火灾报警控制系统配合,可构成自动水喷雾灭火系统。 高速水雾喷头是一种开式喷头,它在一定的水压力作用下,将水流迅速分解为细小的水雾滴喷出,直接覆盖于保护物体的外表面,促使蒸汽稀释和散发、抑制火势、减少火灾破坏、减少爆炸危险,故其通常用来扑灭固体火灾、可燃液体火灾和电气火灾等。广泛用于保护发电设备、电机、变压器、油枕、电缆等。 中速水雾喷头是水雾灭火系统中的重要部件,水流通过此喷头后迅速雾化喷射,提高了灭火效能,来保护闪点 66以下的易燃液体、气体和固体危险区。水喷雾灭火系统的联动控制方法为,感温电缆等火灾探测器件报警
31、动作后,报警信号输入火灾报警控制器,再传递至联动控制器,分别控制电动阀动作和启动加压消防水泵供水,向喷雾灭火系统管网充水,压力水从水雾喷头喷向保护区域。电动阀和加压消防水泵的动作状态信号均反馈给联动控制器主机。 6细水雾自动灭火系统 随着卤代烷灭火技术被淘汰,细水雾自动灭火系统作为新的一种替代技术显示出了非常优越的特点,而引起了国内外消防界的广泛重视。1996 年美国发布了世界上第一个细水雾灭火系统的设计标准(NFPA7501996)之后,细水雾灭火技术的应用得到了快速发展。这些年来世界上一些发达国家在各种消防工程中广泛地采用了细水雾灭火技术,使之成为了消防新技术研究的热点。我国是在九十年代开
32、始对细水雾灭火技术从灭火机理、应用方式、产品设计等方面进行了系统的研究,同样也取得了很多非常有价值的科研成果。DBJ01-74-2003细水雾灭火系统设计、施工、验收规范等地方标准相继出台,国家标准也正在制定中,有望在 2008 年内出台。细水雾灭火系统适用于对可燃液体和可溶化固体火灾、固体表面火灾、电气及带电设备火灾等实施灭火、抑火、控火、控温、降尘作用。细水雾灭火系统不适用于扑救遇水发生强烈化学反应造成燃烧、爆炸物质的和水雾对保护对象会造成严重破坏的火灾。细水雾是将压力水从喷射孔中高速喷出,与周边的空气产生强烈的摩擦,水流被撕裂,从而形成直径非常小的雾滴,通常在几十微米到几百微米之间。由于
33、雾滴直径很小,相对同样体积的水,其表面积剧增,从而加强了热交换的效能,起到了非常好的降温效果。细水雾吸收热量后迅速被汽化,使 得体积急剧膨胀,通常达到 1700 多倍,从而降低了空气中的氧气浓度,抑制了燃烧中的氧化反应的速度,起到了窒息的作用。由此可见细水雾的灭火机理:一是降温效能,吸收热量;二是窒息作用,阻断氧化反应。此外,细水雾具有非常优越的阻断热辐射传递的效能,能有效地阻断强烈的热辐射。细水雾在冷却和窒息的双重作用下达到灭火、控火和抑火的目的,所以细水雾灭火系统具有水喷 淋和气体灭火的双重作用和优点,既有水喷淋系统的冷却作用,又有气体灭火系统的窒息作用,所以是一项非常好的值得推广的灭火技
34、术。 细水雾自动灭火系统分类: 细水雾按雾滴直径大小可分三级:第一级为细水雾粒径在 100um200um 之间,这是最细的细水雾;第二级为细水雾粒径在 200um400um 之间,这种细水雾可由高压喷嘴、双相流喷嘴或一些冲击性喷嘴产生;第三级为细水雾粒径在 400um1000um 之间部分。细水雾灭火系统按系统工作压力的高低可分:低压系统1.21MPa、中压系统 1.21MPa3.45MPa、高压系统 3.45MPa。细水雾灭火系统按其灭火介质输送方式可分单相流系统和双相流系统。单相流系统指采用输送管网将压力水输送至喷头,在喷头的作用下产生细水雾来实施灭火的系统。双相流系统指采用输送管网将水气
35、混合的双相流体输送至喷头,或采用双管道将水和气两种介质分别送至喷头,在喷头的作用下产生细水雾来实施灭火的系统。 2.1.4 自动气体灭火系统的联动控制卤代烷、二氧化碳等管网气体灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应具有下列控制、显示功能:显示系统的手动、自动工作状态;在报警、喷射各阶段,控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风、空调系统,关闭有关部位防火阀;显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门、防火卷帘门、空调等设备的状态。实现上述功能通常采用气体灭火控制盘。气体灭火控制盘是一种气体灭火控制接口设备,用于驱动气体灭火系统的执行机构。
36、一般可直接接入火灾报警控制器的报警控制总线,与火灾报警控制器一同完成对气体灭火钢瓶的自动控制,达到控制气体喷洒的目的。同时气体灭火控制盘可独立与联动控制器或火灾报警控制器,通过现场紧急启停盒或控制盘上的手动启动或手动停止按钮来实现对气体灭火设备的控制操作。1 七氟丙烷自动灭火系统 为了达到保护大气臭氧层的目的,1986 年世界主要国家签订了著名的蒙特利尔公约,决定逐步停止使用哈龙(Halon)灭火剂。七氟丙烷灭火剂的灭火效能高、速度快、无二次污染,是哈龙灭火剂在现阶段比较理想的替代物。七氟丙烷是一种无色、无味的气体,对臭氧层的耗损潜能值(ODP为0;是高效低毒的灭火剂,它的灭火浓度低,钢瓶使用
37、少,可用于有人区域;它不导电、不含水,不会对电器设备、资料等造成损害。 七氟丙烷自动灭火系统由火灾报警系统、灭火控制系统和灭火装置三部分组成,灭火装置由灭火存储设备及管网系统(无管网系统除外)组成,具体为启动瓶、存储瓶、液体单向阀、高压软管、集流管、选择阀、管网、喷头等。 2二氧化碳自动灭火系统 二氧化碳自动灭火系统是目前应用非常广泛的一种现代化消防设备,二氧化碳灭火剂具有毒性低、不污染设备、绝缘性能好等优点。二氧化碳灭火系统的组成和七氟丙烷自动灭火系统相似,主要由自动报警控制系统、启动瓶、存储瓶、电磁阀、选择阀、单向阀、管网、喷头等组成。其有自动报警联动灭火方式,在紧急情况下还可利用电气手动
38、和机械应急手动方式启动灭火系统。当被保护区发生火灾时,燃烧所产生的烟雾、热量使设于该区的感烟感温探测器动作,将报警信号传回消防控制中心的消防报警主机上,发出声光报警,消防联动控制器发出指令,联动相关装置动作,如关闭常开防火门、停止机械通风等。延时 030S(可调)后,发出指令启动灭火系统,首先打开启动瓶阀门,使启动气体(一般为氮气)放出,驱动相应选择阀门打开,是钢瓶组与发生火灾的区域连通。接着此启动气体又作用于容器瓶头阀上,使阀门打开,则储存的二氧化碳灭火剂通过管道输送到着火区域,经喷嘴释放灭火。二氧化碳自动灭火系统主要适用于计算机房、图书馆、档案馆、博物馆、文物库、银行金库、电讯中心、电站、
39、大型发电机、烘干设备、电缆隧道、烟草库等场所。除七氟丙烷自动灭火系统和二氧化碳自动灭火系统外,还有干粉自动灭火系统和泡沫自动灭火系统,其工作工程基本一样,这里就不再说明。 2.1.5 消防炮的联动控制 消防炮火灾安全监控系统,采用双波段图像火灾自动探测与空间定位扑救技术及光截面图像感烟火灾探测技术,可很好解决了大空间火灾报警联动灭火问题,具有控制距离远、保护面积大、响应速度快、可靠性高等优点,集防火、监控功能于一体,是一种性价比优越、高度集成的智能型图像火灾自动报警系统。采用定点灭火技术,通过自动消防炮,远程定点扑灭早期火灾。 1系统特点 多台防火并行处理器可以级联,具有视频丢失检测和故障报警
40、功能,报警信号(火警和故障)通过串行通讯口输出到信息处理主机系统。信息处理主机均具备联网功能,可以组成网络控制系统。系统信息记录可以采用硬盘录像机。系统对火警信号的图像进行强行切换至当前的画面,以便消防值班人员确认,同时对火警信号的现场画面进行实时录像。该系统采用高分辨率 CCD 传感器作为前端探测器件,属于非接触式探测方式,在显著增大探测距离和探测灵敏度的同时,有效地消除环境干扰,并具有良好的密封性和防腐蚀特性。 2前端设备 1)光截面火灾探测器是感烟型探测器,采集信号为外图像信号,采集到的外图像信号变为电信号通过同轴视频电缆传输到防火并行处理器,对发现的异常图像信号,再由切换器切换到信息处
41、理主机进行进一步处理、分析、判断,当确认发生火灾时发出火警报警信号;发射器发射外信号,接收器接收,接收器是有张角的,每个接收器可同时接收多个发射器发射的外信号。 2)双波段火灾探测器时是感火焰型探测器,将采集的外图像信号和彩色图像信号通过视频电缆传输到消防控制室,外图像信号给防火并行处理器进行预处理,对发现的异常外信号,再由切换器切换到信息处理主机,同时将该探测器的彩色图像信号由矩阵切换器给显示器、录像机、信息处理主机。信息处理主机将外图像信号和彩色图像信号进行进一步的处理和分析。当确认发生火灾时,发出火灾报警信号。 3系统联动(自动消防炮) 1)信息处理主机在确认发生火灾后,便发出灭火指令,
42、启动自动消防炮进行扫描、定位。 2)自动控制方式适用于控制室无人值守,系统自动启动消防炮并指向着火点。瞄准着火点后,启动消防泵和打开电动阀进行喷水灭火。 3)控制室手动控制方式适于控制用室有人值守,值班人员根据发出的火灾报警信号和系统强制切换过来的报警点彩色图像信号进一步确认,在确认火灾后手动启动消防炮并指向着火点,启动消防泵和打开电动阀进行喷水灭火。 4)现场手动控制方式是现场工作人员在发现火情后,现场启动消防炮并指向着火点,并启动消防泵和打开电动阀进行喷水灭火。 5)值班人员可以通过固定消防炮定位器传回来的图像信号准确地掌握现场灭火情况。 4控制中心设备 1)控制中心设备设置在消防控制室内
43、,包括信息分析处理设备,视频处理设备(图像切换、显示、记录设备),火灾报警设备,以及联动设备。该部分主要实现监控现场的信息分析、火灾信息提取、火灾报警等功能,在使用双波段火灾探测器的系统中,还可以实现图像监控功能。 2)消防联动设备包括集中控制盘、消防泵控制盘、消防炮控制器、消防炮解 器、现场控制盘等。 (1)集中控制盘是完成自动消防炮手动控制的设备。值班人员在控制室可以根据屏幕显示的火灾现场情况,通过消防炮集中控制盘完成控制室手控制功能。 (2)消防泵控制盘是消防炮灭火系统数据传输及控制的核心设备,向上连接信息处理主机和消防炮集中控制盘,向下连接消防炮控制器,实现控制信息的转换,控制多台消防
44、炮控制器进行相应的操作,同时接收消防炮控制器反馈信息并传送给信息处理主机和消防炮集中控制盘。消防泵控制盘同时实现对消防泵的控制,并将消防泵工作状态反馈给信息处理主机。 (3)消防炮控制器是自动消防炮控制系统的核心设备,接收信息处理主机传来的灭火指令,向前端消防炮解器发出控制信号,并通过消防炮解器对自动消防炮进行定位、打开电动阀、启动消防泵,同时接收自动消防炮、电动阀等设备的工作状态反馈信号。 (4)消防炮解器是接灭火指令、启动自动消防炮进行定位和打开电动阀等的前端控制设备。设备采用微处理机作为控制核心,接收分别来自信息处理主机和现场控制盘的两路控制信号,启动消防炮进行定位和打开电动阀,是实现自
45、动消防炮自动定点灭火的重要设备。 (5)现场控制盘内置性能优越的微处理器,是自动消防炮灭火系统的主要控制设备,现场工作人员通过现场控制盘完成火灾现场的手动控制功能。在现场工作人员通过现场控制盘的按钮对自动消防炮进行定位,打开电动阀,启动消防泵实现火灾扑救。 5系统布线 1)光截面火灾探测器、双波段火灾探测器、自动消防炮的定位器采用视频电缆传输信号,线缆采用75的视频电缆,采用BNC 连接器连接。 2)前端设备采集的信号使用视频电缆进行传输。 3)光截面火灾探测器布一根视频电缆,双波段火灾探测器布两根视频电缆,视频电缆为多线制,且中间不得有接头。 2.1.6 泡沫灭火系统的联动控制泡沫灭火系统是
46、采用沫液作为灭火剂,主要用于扑救非水溶性可燃液体和一般固体火灾,如石油化工行业、地下工程、商品油库、煤矿、飞机库等。 泡沫灭火剂是一种体积较小,表面被液体围成的气群,其比重远小于一般可燃、易燃液体。因此,可漂浮、黏附在可燃、易燃液体、固体表面,形成一个泡沫覆盖层,可使燃烧物表面与空气隔绝,窒息灭火、阻止燃烧区的热量作用于燃烧物质表面,抑制可燃物本身和附近可燃物质的蒸发,泡沫热产生水蒸气,可减少着火物质周围空间氧浓度。泡沫中析出的水可对物质燃烧产生冷却作用。泡沫灭火剂通过上述的作用过程,扑灭火灾。根据泡沫灭火剂的发出性能的不同分为低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统和高倍数泡沫灭火系统三类。根据灭火范围不同可分为全淹没式沫灭火系统和局部应式沫灭火系统两类。泡沫灭火系统在消防控制室的消防控制设备上有控制泡沫泵及消防水泵的启、停,显示系统的工作状态等控制、显示功能。 以SP泡沫灭火装置为例来说明泡沫灭火的联动过程。高压钢瓶中的压缩气体被瓶头容器阀可靠地封闭在瓶内,容器阀以外的部件和管路都处于常压状态。当出现火险,火灾报警系统联动相应装置,自动打开瓶头的电磁阀,电磁阀动作,气体被释放出来,通