火灾自动报警文献综述.doc

成绩：

西安建筑科技大学华清学院
毕业设计 (论文)文献综述

院 （系）： 机械电子工程系
专业班级： 自动化1001
毕 业 设 计论 文 方 向 ： 高层建筑火灾自动报警系统与联动控制系统设计
综述题目： 火灾自动报警系统
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指导教师：

2014年 3月 23日

西安建筑科技大学华清学院毕业设计（论文）文献综述
火灾自动报警系统

摘要：火灾自动报警及其消防联动系统，作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是为了人们及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设施，是人类同火灾做斗争的有力工具。本系统可负责不断地监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，可实现声光报警、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。
关键词：火灾自动报警系统；联动控制系统；自动消防
1. 前言
现代建筑的特点是高层大型建筑增多。这主要是从缓解城市用地紧张的角度出发的，同时考虑便于集中供电、供热、供气，便于集中管理和控制，例如便于计算机管理控制系统和闭路电视及共用天线系统的应用等。 
   高层大型建筑不论普通型(如民用住宅)还是豪华型(如高级宾馆)，都日益重视防火和保安技术的普及应用。国家建筑防火规范规定，住宅楼高10层以上、建筑物高24m以上的均为高层建筑范畴。 
   高层建筑楼层多，人员密集，如果发生火灾，疏散困难，扑救也困难。因此高层建筑，特别是高级宾馆及居民楼，一旦失火，损失严重，极有可能造成人员饬亡。为了保证高层建筑安全可靠，万无一失，必须从建筑设计上采取防范措施，安装功能齐全可靠的自动报警与消防系统。
2.火灾自动报警技术发展前景
2.1人工嗅觉模拟技术
传统的火灾系统探测报警是根据某种单一的火灾探测器所采集的火灾探测参数，采用阀值比较法来判定火灾的。但是，火灾信号的多样性和探测器类型的单一性之间的矛盾是的误报的现象十分普遍。为了能够提早准确报警，目前大量的研究人员正在研制智能型探测器来取代传统的单一传感器，用于区分非火灾信号和火灾信号。
人工嗅觉模拟技术数以新兴的多学科交叉技术，它由气敏传感器阵列、模拟识别系统、信息提取技术三部分组成。人工嗅觉技术应用于火灾火灾报警报警系统中可以利用气体传感器矩阵列完成火灾信息的数据融合，增加信息可靠性：模式识别中的模糊神经网络算法完善了火灾判断规则，增加判别的灵活性：多种信息提取技术能使非线性信号线性化，使火灾判别更简单化。
如果对多传感探测器的信息只是进行简单的或非判断，相当于把多传感器进行简单的组合，并不能充分发挥多传感探测器的有效作用。而人工嗅觉模拟技术中的气体传感器阵列能对多传感器数据融合，能充分发挥多传感器有效作用。它利用多个传感器获得的各种信息，得出环境或对象特征的全面和正确的认识。
2.2蓝宝石( SAPPHIRE® )灭火系统
安素蓝宝石（ANSUL® SAPPHIRE®）灭火系统是消防技术的开拓性进步。这种革命性技术使用了一种新型可持续化学剂，这种化学剂可以在不损坏电子设备、艺术品、不可替换的人造物品和其他重要资产的情况下灭火。对于寻求保护那些会被普通灭火系统损坏的，拥有重要资产的医院、博物馆、图书馆、通信中心及其他机构，这种系统是理想的解决方案。
蓝宝石灭火系统使用 3M® NOVECTM 1230 灭火剂。它看上去完全像水，但是在灭火时不会产生任何水渍损坏。它可以用于保护珍贵展品、电子设备和其他精密部件，而不会对它们造成任何损坏。事实上，物品甚至可以浸入到灭火剂中。灭火剂会快速蒸发，在安全保护这些物品的同时，不使它们受影响。

蓝宝石灭火系统通过化学干扰抑制燃烧过程，从而达到灭火。蓝宝石灭火系统的工作速度比喷淋系统快，喷淋系统在探测到实际火焰时灭火。蓝宝石灭火系统在火苗形成前就可探测到火情，即在燃烧颗粒变成破坏性火焰前鉴别到它。
该系统也可以在与现有建筑物火警和灭火系统相结合，运用于现有的中央存储和模块化设计方案中，因此能够理想地保护建筑结构。该灭火剂以液体形式存储在压力容器中，在被排出时蒸发。在用于模块化设计时，贮藏容器占据的空间比其他灭火系统小，这使得用户具有更多储存和布置的选择。例如，用户可以将 蓝宝石灭火系统集成到当前建筑物火警/灭火系统中，选择必须保护的重要房间或场所，从而控制了成本并提高了效益
蓝宝石系统还有其他优点：与其他类似的替代物33 年的大气寿命相比，它在大气中的存在寿命仅为五天，零臭氧损耗。另外，蓝宝石灭火系统提供了比其他非可持续卤代烃更换物更高的安全系数。
2.3火灾自动报警的发展
针对特殊保护对象的重要性和特殊性，国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器、吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统。与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多。这些系统用激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，现超早期火灾报警。目前这种技术仅限于对烟粒子的探测，其在应用中不同程度地受到应用场所环境的限制，在洁净空间的火灾探测中应用较好，在一些普通环境条件的场所，高灵敏度吸气式火灾探测报警系统的应用还存在问题。
超早期火灾报警的主要指导思想：一是提高灵敏度，在火灾早期阶段生成物较少的时候即可探测报警；二是探测火灾过程中尚未形成火灾时的生成物即超早期火灾探测报警。为此，将粒子计数测量技术用于火灾探测，采用主动吸气式方法缩短被测物到达探测传感器的时间，利用气体和气体成分进行火灾早期阶段生成物或构成火灾要素方面的火灾探测技术研究，前景也看好。在研究超早期火灾探测报警技术的同时将火灾探测报警分成火灾探测报警和火灾预报两个阶段，会更有力地促进早期火灾探测技术的发展。
3. 火灾自动报警系统
3.1火灾报警系统的探测器
火灾自动报警系统按基本形式可分为区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。从发展来看,系统可分为传统火灾自动报警系统与现代火灾自动报警系统,现代火灾自动报警系统又可分为可寻址开关量报替系统、模拟量探测报警系统以及多功能火灾智能报警系统。火灾自动报警系统技术的核心是火灾信号探测技术。以下是火灾报警系统的几种探测技术。
3.1.1感烟探测器技术
感烟探测器是使用最广泛的一种探测器，据统计各种感烟探测器在国外市场上的销售和使用量约占火灾探测器总量的70%～ 80%。其中主要是单一火灾探测原理的点型离子感烟和光电感烟探测器,且光电感烟探测器的用量越来越大于离子感烟探测器。有数字说,在日本离子感烟探测器只占市场份额的 3%弱, 光电感烟则占97%以上,成为主导产品,这主要是出于环保的原因,离子感烟的原料镅-241 等,属于放射性元素。因此在国际市场上离子感烟探测器正在逐步缩小份额,预计会退出市场, 而由光电及其它新型探测器的出现来取代。
3.1.2感温探测技术
近些年, 感温技术在探测原理、方式上没有大的突破,出现的新技术是线型感温探测技术,欧洲已经出现了对可选择的探测热源精度在1米之内的新一代感温电缆。线型感温探测器在我国已能生产并投入应用,主要适宜于电缆管井、配电装置、货架仓库、管道线栈、冷藏及市政设施、桥梁、港口等。光纤温度探测系统也已进入我国市场,并在扬子、长江三峡等大型项目中得到应用,但尚无自己的产品。
3.1.3火焰探测技术
火焰自动探测技术主要是用于工业、国防等领域的防火、防爆上。国外新出现的体型火焰探测技术,是该领域的一大突破。它是采用红外摄像监视燃烧的烟、温、气体和火焰在空间的分布。美国将其称为机械图像探测技术。它优越于点型和线型火灾探测技术,是最为直观、确切的,可广泛用于火焰监视、火灾探测上,必将成为今后发展的重点。
3.1.4气体探测技术
对于物质燃烧初期产生的烟、气体或易燃易爆场所泄漏的可燃气体的探测，可使我们及时发现或预防火灾和爆炸的发生。国际上以CO 探测技术发展最快。理论上认为,火灾中的燃烧,不论是多么充分的燃烧,都会产生CO ,因此,CO 探测也是火灾探测的一个途径。目前常用的CO 探测方法有四种:比色分析法、半导体法、电化学法和吸光法。国外由于家庭市场的发展比较快,因此以家用为主的电池电源的比色分析法CO探测器和采用干线电源的半导体CO 探测器销量很大,占主导。目前此类产品需解决的主要问题是降低成本、延长寿命,以促进其普及。
3.2灭火自动控制系统
高层建筑或建筑群体着火后,主要做好两方面的工作:一是有组织、有步骤的紧急疏散；二是进行有效灭火。为将火灾损失降到最低限度，必须采取最有效的灭火方法。
灭火自动控制系统一般分为自动水灭火系统和固定喷洒灭火剂灭火系统。
自动水灭火系统根据结构和灭火过程，基本分为两类，即室内消火栓灭火系统及自动喷水灭火系统。
消火栓灭火是建筑物中最常用的灭火方式。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95规定：高层建筑必须设置室内室内、外消防栓灭火系统。
3.2.1室内灭火栓灭火系统设计要求
1.消火栓报警按钮需要设置在消火栓箱旁，有的将消火栓报警按钮盒警铃设计成内藏式。消火栓报警按钮为红色塑料小方盒，一般隔25m一个。消火栓报警按钮在发生火灾时可用于启动消防水泵，保证消防用水。
2.消火栓报警按钮必须选用打碎玻璃启动的按钮，火灾时，，要击碎按钮面板的玻璃，通过其触点（一对常开，一对常闭）动作启动消防水泵，其动作发出的信号时确定火灾发生的信号，这个信号直接传送至泵房的控制箱中，启动消防水泵。
3.为防止消防水泵误启动，使管网水压过高而导致管网爆裂，需加设管网压力监视保护装置（压力继电器）。当水压达一定时，压力继电器动作，使消火栓停止运行。
4.泵房应设有检修用开关盒启动、停止按钮，检修时，将检修开关接通，切断消防水泵的控制回路，以确保维修安全，并应设有相关信号灯。
5.水泵由消火栓箱内按钮及消防中心集中控制。设有工作装选择开关SAC，可使水泵处在手动、自动或备用状态。当消防水箱无水时，水泵能自动停止运转，并设有水泵故障指示灯。
6.消防水箱的液位控制器，可采用浮球式液位计或干簧式液位计。
3.2.2自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统能有效控制或熄灭突发性的建筑火灾，在高层建筑及建筑楼群中得到广泛的应用，是目前国内外广泛采用的一种固定式消防灭火设备。它主要用来扑灭初期的火灾并防止火灾蔓延。自动喷水灭火系统根据喷头的开启形式可分为闭式喷头系统和开式喷头系统；根据报警阀的形式可分为湿式系统、干式系统、干湿两用系统、预作用系统和雨淋系统。
自动喷水灭火系统有两个基本功能。
1.在火灾发生后，自动进行喷水灭火。
2.喷水灭火的同时发出警报。
我国《高层民用建筑设计防火规范》规定，在高层建筑或建筑群体中，除了设置重要的室内消火栓灭火系统以外，还要求设置自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统具有安全可靠、灭火效率高、结构简单、使用及维护方便、成本低且使用期长等特点。在灭火初期，灭火效果尤为显著。
3.2.3气体灭火系统
气体灭火系统适用于不能用水喷洒且保护对象又较重要的场所。在大楼中，采用气体灭火的地方主要有：柴油发电机房、高压配电室、低压配电室、中央控制室、电子计算机房、变压器室、电话机房、档案资料室、陈列室、书库、可燃气体及易燃液体仓库等。
固定式气体自动灭火设备按使用的气体分为卤代烷灭火设备、二氧化碳灭火设备、氮气灭火设备和蒸汽灭火设备等。

4. 消防联动控制的内容和要求
4.1消防联动控制系统的组成
《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-1998)对消防联动控制的内容、功能和方式有明确的规定。消防联动控制系统的组成如下：
1.火灾报警控制。
2.自动灭火控制。
3.室内消火栓控制。
4.防烟、排烟及空调通风控制。
5.常开防火门、防火卷帘门控制。
6.电梯回降控制。
7.火灾应急广播控制。
8.火灾警报装置控制。
9.火灾应急照明与疏散指示标志的控制。
由于每个建筑的使用性质和功能要求不同，选择消防泵联动控制中的哪些内容，也应根据工程的实际情况来决定。但不论选择消防泵联动控制中的哪些内容，其控制装置均应集中于消防控制室内，即使控制设备分散在其他房间，其操作信号也应反馈到消防控制室。
4.2消防联动控制设计的要求
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，关闭防火门，接收和显示相应的反馈信号；启动有关部位防烟、排烟风机和排烟阀，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。接通火灾事故照明和疏散指示标志灯，切断有关部位的非消防电源，应按照疏散顺序接通火灾警报装置和火灾广播，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，能控制消防泵的启停，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，显示消防水池的水位状态、消防水泵的电源状态；在报警、喷射各阶段，控制室应有相应的声光报警信号，并能手动切除这些信号；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门；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报警信号；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、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。对于粉末灭火系统，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探测器组及警报装置，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距地1.8m处；感温探测器动作后，卷帘下降到底。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。
5. 智能消防系统设计内容和原则
5.1设计内容
消防系统的设计一般有两大部分内容：一是火灾自动报警系统；二是消防联动控制系统。
一个建筑物内合理设计火灾自动报警系统，能及早发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保证人身和财产安全。设计的优劣主要从以下五方面进行评价。
1.满足国家火灾自动报警设计规范及建筑设计防火规范的要求。
2.满足消防功能的要求
3.技术先进，施工、维护及管理方便。
4.设计图纸资料齐全，准确无误。
5.投资合理，即性能价格比高。

5.2设计程序
1.已知条件及专业配合
1）全套土建图纸。包括风道、烟道位置，防火卷帘数及位置。
2）水暖通风专业给出的水流指示器、压力开关等。
3）电力、照明供电及有关配电箱的位置。
4）防火类别及等级。
总之，建筑物的智能消防系统设计是各专业密切配合的产物，应在总的防火规范指导下各专业密切配合，共同完成任务。
2.设计程序
1）确定设计依据
2）确定设计方案
3）平面图的绘制
4）系统图的绘制
5）绘制其他一些施工详图
6）编写设计说明书
a.编写设计总体说明。
b.设备、管线的计算选择工程。
3.装订上交材料
a.设计总体说明
b.全部平面图
c.施工详图
d.系统图
6. 结束语
通过这次文献综述，更加深入的理解和掌握了火灾自动报警系统与消防联动系统的知识，对本专业的认识也更加深入。而且，对电气消防设计的流程和步骤有了清晰的认识，为以后的毕业设计打下了坚实的基础。

参考文献
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