《樓宇智能化》課件-第9章 消防及聯(lián)動控制技術(shù)

樓宇智能化技術(shù)第9章授課重點（4學(xué)時）內(nèi)容:如何構(gòu)建智能消防系統(tǒng)、火災(zāi)探測的技術(shù)、自動化滅火及聯(lián)動控制技術(shù)。教學(xué)目標:對智能建筑發(fā)生火災(zāi)的威脅有清醒認識，在智能化建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該將留給人們逃生的時間和逃生的環(huán)境條件放在首位。技術(shù)難點:需要更準確可靠的早期火災(zāi)探測技術(shù)，更早期的火災(zāi)報警，更有效的能延緩火勢蔓延的自動化滅火裝置。補充知識(行業(yè)概況)總體而言，本行業(yè)是相對獨立和嚴格規(guī)范的，消防系統(tǒng)的設(shè)計單位、消防工程的承建商和監(jiān)理商均需要相關(guān)的資質(zhì)及認證?！断涝O(shè)施專項工程設(shè)計證書》分為甲、乙兩級，統(tǒng)一由建設(shè)部頒發(fā)，公安部是消防設(shè)施專項工程設(shè)計證書的專業(yè)審查部門。因此本行業(yè)受建設(shè)部門和公安部門的雙重管理，相對壟斷。必須經(jīng)公安消防機構(gòu)進行消防驗收；未經(jīng)驗收或者驗收不合格的，不得投入使用。補充知識(法律法規(guī))《中華人民共和國消防法》《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2001年版)(GB50045)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50116-1998)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》(GB50166-2007)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50084-2001)《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》(GB50261-2005)《城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB50440-2007)第十條

按照國家工程建筑消防技術(shù)標準需要進行消防設(shè)計的建筑工程，設(shè)計單位應(yīng)當按照國家工程建筑消防技術(shù)標準進行設(shè)計，建設(shè)單位應(yīng)當將建筑工程的消防設(shè)計圖紙及有關(guān)資料報送公安消防機構(gòu)審核；未經(jīng)審核或者經(jīng)審核不合格的，建設(shè)行政主管部門不得發(fā)給施工許可證，建設(shè)單位不得施工。

經(jīng)公安消防機構(gòu)審核的建筑工程消防設(shè)計需要變更的，應(yīng)當報經(jīng)原審核的公安消防機構(gòu)核準；未經(jīng)核準的，任何單位、個人不得變更。

按照國家工程建筑消防技術(shù)標準進行消防設(shè)計的建筑工程竣工時，必須經(jīng)公安消防機構(gòu)進行消防驗收；未經(jīng)驗收或者驗收不合格的，不得投入使用?！吨腥A人民共和國消防法》1998年9月1日起施行

第四十條

違反本法的規(guī)定，有下列行為之一的，責(zé)令限期改正；逾期不改正的，責(zé)令停止施工、停止使用或者停產(chǎn)停業(yè)，可以并處罰款；

(一)建筑工程的消防設(shè)計未經(jīng)公安消防機構(gòu)審核或者經(jīng)審核不合格，擅自施工的；

(二)依法應(yīng)當進行消防設(shè)計的建筑工程竣工時未經(jīng)消防驗收或者經(jīng)驗收不合格，擅自使用的；

(三)公眾聚集的場所未經(jīng)消防安全檢查或者經(jīng)檢查不合格，擅自使用或者開業(yè)的。

單位有前款行為的，依照前款的規(guī)定處罰，并對其直接負責(zé)的主管人員和其他直接責(zé)任人員處警告或者罰款?！吨腥A人民共和國消防法》1998年9月1日起施行

補充知識(國內(nèi)頂級研究機構(gòu))補充知識(國內(nèi)頂級研究機構(gòu))火災(zāi)的威脅及其發(fā)展特征室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展特征生命在火災(zāi)面前是極其脆弱的燃燒大量消耗氧氣會使人窒息。許多物質(zhì)燃燒時所產(chǎn)生的煙霧和有害有毒氣體對人體有窒息、麻醉、中毒等作用。燃燒產(chǎn)生的大量煙霧會大大影響人的視線，使人睜不開眼，給人們逃生、救援帶來困難。燃燒產(chǎn)生的高溫通過對流、輻射會對人體灼燙傷?？陀^而論，由于各種物質(zhì)燃燒的機理非常復(fù)雜，就當前的消防技術(shù)而言，人們在與火災(zāi)的斗爭中尚處于下風(fēng)。

智能化建筑對消防系統(tǒng)的要求由此可見人的生命在火災(zāi)面前是極其脆弱的。所以，在智能化建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該將留給人們逃生的時間和逃生的環(huán)境條件放在首位。我們認為，智能化的消防系統(tǒng)會給建筑物內(nèi)的人們多一些逃生的時間以及更好的逃生環(huán)境。如何能做到這一點？需要更準確可靠的火災(zāi)探測技術(shù)，更早期的火災(zāi)報警，更有效的能延緩火勢蔓延的自動化滅火裝置。智能消防系統(tǒng)的功能和組成報警功能:

當某區(qū)域出火災(zāi)時,該區(qū)域的火災(zāi)探測器探測到火災(zāi)信號,輸入到區(qū)域報警控制器,再由集中報警控制器送到消防控制中心,控制中心判斷了火災(zāi)的位置后立即向當?shù)叵啦筷牥l(fā)出119火警。自動滅火功能：在報警的同時打開自動噴灑裝置、氣體或液體滅火器進行自動滅火。避難誘導(dǎo)功能：與此同時,緊急廣播發(fā)出火災(zāi)報警廣播,照明和避難誘導(dǎo)燈亮,引導(dǎo)人員疏散。此外,還可起動防火門、防火閥、排煙門、卷閘、排煙鳳機等進行隔離和排煙等。智能化建筑消防系統(tǒng)的構(gòu)成消防體系中的核心應(yīng)該是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，由火災(zāi)探測、報警控制和聯(lián)動控制三部分組成火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的構(gòu)成火災(zāi)探測器火災(zāi)探測器是一種在火災(zāi)發(fā)生后能依據(jù)火災(zāi)所產(chǎn)生的理化現(xiàn)象（煙霧、火焰、高溫、CO,等），將火災(zāi)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并輸入火?zāi)報警控制器，由報警控制器以聲、光信號向人發(fā)出警報的器件。嚴格意義上的火災(zāi)探測器是具有人工智能的，因為火與火災(zāi)是相對于人的控制能力而言的。要判別一個燃燒現(xiàn)象是火還是火災(zāi)需要人的智慧。目前的火災(zāi)探測器實際上是“燃燒探測器”，是通過檢測燃燒過程中所產(chǎn)生的種種物理或化學(xué)現(xiàn)象來探測燃燒現(xiàn)象。要真正實現(xiàn)對火災(zāi)的探測還需要做許多研究工作。火災(zāi)探測器的原理分類

火災(zāi)探測器算法分類

火災(zāi)探測器算法基本處理算法閾值法變化率檢測法趨勢算法鈄率算法持續(xù)時間算法統(tǒng)計檢測算法功率譜檢測算法復(fù)合傳感器信號算法人工智能算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法機器視覺算法感煙探測器離子感煙型光電感煙型線型紅外光束型激光型點型散射型逆光型感溫探測器線型差溫定溫管型電纜型半導(dǎo)體型點型差溫定溫差定溫雙金屬型膜盒型易熔金屬型半導(dǎo)體型感光探測器型紫外光型紅外光型可燃性氣體探測器型催化型半導(dǎo)體型復(fù)合式火災(zāi)探測器型感溫感煙、感光感煙、感光感溫等火災(zāi)探測器的系統(tǒng)組成方式(多線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu))

多線制系統(tǒng)特點是火災(zāi)控制器采用信號巡檢且火災(zāi)探測器和火災(zāi)控制器之間采用硬線對應(yīng)連接關(guān)系。多線制系統(tǒng)由于設(shè)計、施工和維護復(fù)雜，己逐步淘汰火災(zāi)探測器的系統(tǒng)組成方式(總線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

)

區(qū)域火災(zāi)自動報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

火災(zāi)參數(shù)的有效采集、變換和傳輸火災(zāi)判定和消防設(shè)備聯(lián)動分區(qū)聲光報警火災(zāi)參數(shù)的有效采集、變換和傳輸分區(qū)聲光報警火災(zāi)探測器（1）火災(zāi)探測器（2）火災(zāi)探測器（3）火災(zāi)探測器（4）火災(zāi)探測器（5）火災(zāi)探測器（6）火災(zāi)探測器的漏報、誤報和遲報的現(xiàn)象火災(zāi)探測器把火災(zāi)當成了火就發(fā)生漏報，把火當成了火災(zāi)就發(fā)生誤報，火災(zāi)發(fā)生己經(jīng)到了發(fā)展階段才報警就是遲報?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)的漏報、誤報和遲報都會造成不可預(yù)計的嚴重后果。人們對于火災(zāi)探測器期望在于:首先要求能早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，其次是消除誤報和降低成本。智能型火災(zāi)探測器是一個發(fā)展方向。常用火災(zāi)探測器-感煙式探測器

這是一種能探測物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的氣溶膠或煙霧粒子濃度的探測器，有根據(jù)散射光、透射光原理工作的光電感煙探測器和電離原理工作的離子感煙探測器，是一種點型火災(zāi)探測器。離子感煙探測原理

由于煙霧離子的直徑大小超過被電離的空氣離子的直徑，會對空氣離子產(chǎn)生阻擋作用，同時也會因“電荷異性相吸”原理而與異性空氣離子相結(jié)合產(chǎn)生吸附作用，最后導(dǎo)致的結(jié)果就是離子電流減小放射源Am241不斷放出α射線光電感煙式探測器原理

-

遮光型探測器

光電感煙式探測器的基本原理是，利用煙霧粒子對光線產(chǎn)生遮擋和散射作用來檢測煙霧的存在當光敏電流減小到某個設(shè)定值時，該感煙探測器發(fā)出報警信號線型遮光感煙探測器

光電感煙式探測器原理

-散射型探測原理

當光敏電流增大到某個設(shè)定值時，該感煙探測器發(fā)出報警信號感溫式探測器

物質(zhì)在燃燒過程中釋放出大量的熱，使環(huán)境溫度升高，通過檢測環(huán)境溫度及其變化量可以探測火災(zāi)發(fā)生。與感煙及其他類型探測器相比，其可靠性高但靈敏度略低，反應(yīng)時間滯后，不太合宜早期火災(zāi)的探測。采用熱敏電阻作溫度檢測元件的電子式差定溫探測器是目前的主流。線型定溫式探測器

紅外火焰探測器利用火焰的紅外輻射和閃爍現(xiàn)象(火焰閃爍頻率在3～30Hz的范圍)來探測火災(zāi)。紅外光的波長較長，煙霧粒子對其吸收和衰減遠比紫外光及可見光弱。所以，即使火災(zāi)現(xiàn)場有大量煙霧，并且距紅外火焰探測器較遠，紅外探測器依然能接收到紅外光.紫外式火焰探測器對易燃、易爆物（汽油、酒精、煤油、易燃化工原料等）引發(fā)的燃燒，在燃燒過程中它們的氫氧根在氧化反應(yīng)（即燃燒）中有強烈的紫外光輻射。在這種場合下，紫外式火焰探測器可以很靈敏地探測這種紫外光。防爆復(fù)合式紅外紫外火焰探測器

使用高靈敏度的傳感器，能迅速、準確地探測火災(zāi)發(fā)生時放射的紫外線（UV)、紅外線（IR)波長.探測距離:25M材質(zhì):鋁合金鑄造粉沫涂漆工作環(huán)境溫度:-40℃～+80℃工作環(huán)境濕度:RH85%視角:90°(左右45°)感應(yīng)波長:紫外線185?

～

260?,

紅外線4.3?感應(yīng)速度:0.1sec～10sec火災(zāi)探測器的發(fā)展

(1)復(fù)合探測器現(xiàn)代火災(zāi)探測器發(fā)展的一方向是多傳感器/多判據(jù)技術(shù)，多個傳感器從火災(zāi)不同現(xiàn)象獲得信號，并從這些信號尋出多樣的報警和診斷判據(jù)。(2)空氣采樣感煙探測技術(shù)是一種通過管道抽取被保護空間的空氣樣本到中心檢測室，以監(jiān)視被保護空間內(nèi)煙霧存在與否的火災(zāi)探測器。(3)多探測器協(xié)同探測每一只探測器在進行其模擬量報警判定時，要參照其相鄰探測器的讀數(shù)，可用于抑制某些誤報現(xiàn)象，并對真實的火災(zāi)作出較快的響應(yīng)。火災(zāi)探測器的發(fā)展-多參量多判據(jù)復(fù)合探測技術(shù)現(xiàn)代火災(zāi)探測器發(fā)展的一方向是多參量/多判據(jù)技術(shù)，多個傳感器從火災(zāi)不同現(xiàn)象獲得多個信號，并從這些信號尋出多樣的報警和診斷判據(jù)。例如，探測器中裝有3只傳感器：光學(xué)、熱敏和化學(xué)傳感器火災(zāi)探測器的發(fā)展-多參量多判據(jù)復(fù)合探測技術(shù)將多種探測與報警功能復(fù)合在一體,內(nèi)置CPU分析數(shù)據(jù)，真正分布智能，是一個發(fā)展趨勢。例如四合一智能探測器包括：雙光電煙溫復(fù)合探測器帶聲音、語音及閃燈報警。抽氣式煙霧探測器抽氣式煙霧探測器2無線探測器智能探測器9.2.5火災(zāi)探測器的選用及維護

1.火災(zāi)類型及形成規(guī)律與探測器的關(guān)系對于第一類火災(zāi)，必須采用可燃氣探測器實現(xiàn)災(zāi)前報警，或采用感光式探測器對爆燃性火災(zāi)瞬間產(chǎn)生的強烈火焰光輻射作出快速報警反應(yīng)。一般性火災(zāi)初始的陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很弱的火光輻射，此時應(yīng)選用感煙式探測器。2.根據(jù)建筑物的特點及場合的不同選用探測器3.探測器的定期試驗和清洗維護依據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工驗收規(guī)范》，要求嚴格對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進行定期檢查和試驗，尤其是“在火災(zāi)探測器投入使用二年后，應(yīng)每隔三年全部清洗一遍，并作響應(yīng)閾值及其它必要的功能試驗，合格者方可繼續(xù)使用，不合格者嚴禁重新安裝使用?！?/p>

復(fù)習(xí)與思考題通?；馂?zāi)探測器有哪幾種?各有哪些主要參數(shù)?如何理解消防系統(tǒng)設(shè)計時必須堅持以人為本的方針?第9章第二講內(nèi)容重點提要1)火災(zāi)報警控制器及火災(zāi)報警系統(tǒng)

2)自動噴水滅火系統(tǒng)3)自動氣體滅火系統(tǒng)4)消防設(shè)備的聯(lián)動控制5)消防系統(tǒng)的智能化

火災(zāi)報警控制器及火災(zāi)報警系統(tǒng)

火災(zāi)自動報警控制器給火災(zāi)探測器供電，接收來自探測器的火災(zāi)信號，聲光報警并將火災(zāi)信息傳送到上一級監(jiān)控中心，同時能自動輸出控制指令到其他聯(lián)動設(shè)備，控制它們作出相應(yīng)動作。根據(jù)工程規(guī)模的大小,分為三種基本形式:1)區(qū)域報警系統(tǒng)2)集中報警系統(tǒng)3)控制中心報警系統(tǒng)區(qū)域報警系統(tǒng)區(qū)域報警系統(tǒng)(LocalAlarmSystem)應(yīng)用于小區(qū)域的火災(zāi)報警(幾十個報警點),由區(qū)域火災(zāi)報警控制器和火災(zāi)探測器等組成，或由火災(zāi)報警控制器和火災(zāi)探測器等組成，是功能簡單的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。集中報警系統(tǒng)(RemoteAlarmSystem)

應(yīng)用于中等區(qū)域的火災(zāi)報警(幾百個報警點),由集中火災(zāi)報警控制器、區(qū)域火災(zāi)報警控制器和火災(zāi)探測器組成，或由火災(zāi)報警控制器、區(qū)域顯示器和火災(zāi)探測器等組成，是功能較復(fù)雜的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。控制中心報警系統(tǒng)(ControlCenterAlarmSystem)應(yīng)用于大區(qū)域的火災(zāi)報警(成千上萬個報警點),由消防控制室的消防控制設(shè)備、集中火災(zāi)報警控制制器、區(qū)域火災(zāi)報警控制器和火災(zāi)探測器等組成，是功能復(fù)雜的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。區(qū)域火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

區(qū)域火災(zāi)報警系統(tǒng)應(yīng)用于小區(qū)域的火災(zāi)報警,如住宅、營業(yè)所等區(qū)域火災(zāi)報警系統(tǒng)應(yīng)用

無線火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

無線火災(zāi)探測器應(yīng)用在難以布線的場合，如大理石墻面的建筑、文化遺產(chǎn)、博物館、圖書館等環(huán)網(wǎng)式集中火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

將若干個區(qū)域報警控制器連成一體，組成一個更大規(guī)模的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)總線式集中火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

除了具有聲光報警、自檢及巡檢、記時和電源等主要功能外，還具有擴展了的外控功能，如消防設(shè)備聯(lián)動控制、火警廣播、火警電話、火災(zāi)事故照明等9.3.1滅火的基本原理

滅火的基本方法就是根據(jù)起火物質(zhì)燃燒的狀態(tài)和方式，為破壞燃燒必須具備的基本條件而采取的一些措施。不管采用哪一種方法，只要能去掉一個燃燒條件，火就可被撲滅。

1.冷卻滅火法(噴水)2.隔離滅火法（咆沫）

3.窒息滅火法（氣體）

4.抑制滅火法（沙土）自動噴水滅火系統(tǒng)

自動噴水滅火系統(tǒng)已有一百多年的歷史，是當今世界上公認的最為有效的自救滅火設(shè)施，是應(yīng)用最廣泛、用量最大的自動滅火系統(tǒng)閉式自動噴水滅火系統(tǒng):有濕式、干式、和預(yù)作用自動滅火系統(tǒng)之分開式自動噴水滅火系統(tǒng):有雨淋噴水、水幕和水噴霧滅火系統(tǒng)之分。

濕式自動噴水滅火系統(tǒng)這種系統(tǒng)由于其供水管路和噴頭內(nèi)始終充滿有壓水，故稱為濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。特點是：滅火速度快，適用于設(shè)置在室內(nèi)溫度不低于4℃且不高于70℃的建筑物、構(gòu)筑物內(nèi)。閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的主要組件玻璃球動作溫度：57,68,79,93,141,182,227,260°C

（橙，紅，黃，綠，蘭，紫，黑）由感溫元件控制開啟的常閉噴頭常用閉式噴頭色標和公稱動作溫度值

工作液色標噴頭公稱動作溫度℃使用環(huán)境最高溫度℃橙色5727紅色6838黃色7949綠色9363藍色141111干式自動噴水滅火系統(tǒng)原理

其管路和噴頭內(nèi)平時沒有水，只處于充氣狀態(tài)，故稱之為干式系統(tǒng)。其主要特點:不怕凍結(jié)，不怕環(huán)境溫度高。因此，該系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度低于4℃和高于70℃的建筑物和場所，如不采暖的地下停車場、冷庫等等預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)

由火災(zāi)探測器探測到火災(zāi)，通過火災(zāi)報警控制箱開啟預(yù)作用閥，向滅火管網(wǎng)充水，使管道充水呈臨時濕式系統(tǒng)。當火源處溫度繼續(xù)上升，噴頭開啟迅速出水滅火。要求火災(zāi)探測器的動作先于噴頭的動作，而且應(yīng)確保當閉式噴頭受熱開放時管道內(nèi)已充滿了壓力水。工程實例工程實例雨淋系統(tǒng)

雨淋系統(tǒng)為開式自動噴水滅火系統(tǒng)的一種，系統(tǒng)所使用的噴頭為開式噴頭。雨淋系統(tǒng)反應(yīng)迅速，它是由火災(zāi)探測報警控制系統(tǒng)來開啟的。雨淋系統(tǒng)滅火控制面積大，用水量大。適用于燃燒猛烈，蔓延迅速的嚴重危險建筑物或場所開/閉式系統(tǒng)的對比響應(yīng)速度：開快，閉慢（動作溫度）

穩(wěn)定性：開式系統(tǒng)誤動作多，閉式系統(tǒng)穩(wěn)定。

氣體滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有些場所不能采用水來滅火，這是因為在這些場所中放置的設(shè)備和物品是忌水的氣體滅火系統(tǒng)的工作原理大型計算機房、通信機房、圖書資料檔案庫、博物館文物保管庫等。適用氣體滅火系統(tǒng)。氣體滅火系統(tǒng)

(1)CO2氣體滅火系統(tǒng)，CO2的滅火機理是通過向一個封閉空間噴入大量的CO2氣體后，將空氣中氧的含量由正常的21%降低到15%以下，從而達到窒息中止燃燒的目的。

(2)煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)，雖然煙烙盡的滅火機理與CO2一樣，也是把藥劑噴放到封閉空間內(nèi)，降低氧的濃度，窒息燃燒撲滅火災(zāi)。但是煙烙盡藥劑是由52%氮氣.40%氬氣和8%的CO2氣體組成，它摻入了合適的氣體混合物，使得人們在缺氧的氣氛中能呼吸，它實際上增強了人吸收氧氣的能力。

(3)七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，七氟丙烷（HFC-227ea）在常溫常壓下為無色、幾乎無味、不導(dǎo)電的氣體，其密度大約是空氣的6倍；在其自身壓力下為無色透明的液體，無毒不燃，無腐蝕性，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。一體化氣體滅火系統(tǒng)實物圖

氣體滅火裝置實例圖智能樓宇的消防聯(lián)動控制

智能消防體系有多種消防設(shè)備,在發(fā)生火災(zāi)時需要由消防聯(lián)動控制系統(tǒng)進行全局的優(yōu)化控制。

室