火灾自动报警系统的设计与施工.doc
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1、火灾自动报警系统的设计与施工火灾自动报警系统探测火灾隐患,肩负安全防范重任,是智能建筑中建筑设备自动化系统(CBS)的重要组成部分。建筑中的火灾自动报警系统设计第一必须符合GB50116-98火灾自动报警系统设计规范的要求,同时也要适应智能建筑的特点, 合理选配产品,做到安全适用、技术先进、经济合理。火灾自动报警系统一样分三种形式设计:区域火灾自动报警系统,集中火灾自动报警系统和操纵中心报警系统。就高层智能建筑的差不多特点,操纵中心报警系统是最适用的方式。建筑中火灾自动报警系统的设计要点是:依照被爱护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型;依照所需防护面积部位,按照火灾探测器的总数和其他报警装置
2、(如手报)数量确定火灾报警操纵器的总容量;依照消防设备确定联动操纵方式;按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系;最后还要考虑火灾自动报警系统与智能建筑“ 3AS”(建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统)的适应性。火灾自动报警设备设计选型差不多要素不管火灾自动报警系统规模大小、功能需求不同,系统可靠性与误报率差不多上设备选型的两大差不多要素。在满足性能价格比高的前提下,要求尽可高的系统可靠性和尽可能低的的误报率是所有建设单位业主和设计师、安装施工和使用爱护者追求的共同目标。从追求杰出的理想角度动身,应优化设计、选用最先进设备产品,优化施工、使用和爱护;但从节约资源的现实角度动身,不
3、妨适当降低追求十分完善的目标期望,选用较佳的设备,却万万不可放松和降低关于系统可靠性和误报率这些差不多要求。火灾自动报警系统可靠性是以真性的测量。换言之,一个火灾报警系统在其使用期限内,对各种条件须做出适当的响应。可靠性是说明一个系统质量的最佳指标。构成火灾自动报警系统可靠性的四大要素为设备、系统设计、系统安装和系统修理。从典型可靠性方程可知,一个系统的可靠性完全取决于系统的设计、组成系统的硬件、系统的安装及修理可靠性因子之积,而设备选型既与设计,又与设备、施工、爱护这四个环节都紧密有关。下面分别探讨探测器、传输线路和操纵器对系统可靠性的阻碍:1.瑞士CERBERUS公司以F910火灾探测器为
4、例认为其平均无故障时刻(MTBF)为30年,依照大量的工程实践分析,一个火灾探测器MTBF为30年依旧比较符合目前的实际情形。由若干个探测器组成的火灾报警系统,能够看成一个串联系统。若一个探测器显现故障,就可认为系统显现故障。若由几个探测器组成的系统平均无故障时刻为单个探测器MTBF的几分之一。例如每个探测器的MTBF为30年运算,100个探测器的小规模系统的Ts=109.5天;500个探测器的中规模系统的Ts=21.9天;1000个探测器的大规模系统Ts=10.95天。系统中火灾探测器的数量越多,则系统的平均无故障时刻越短。因此,规模越大的火灾报警系统对火灾探测器可靠性选用要求越高。从火灾探
5、测器可靠度研究说明。不使用探测器内的灵敏度鉴别电路,而是将正比于烟浓度的电压信号传送到操纵器,由操纵器判定火灾的真伪,事实上质是不断检查探测器工作状态,由此判定环境变化和真实火灾,也确实是采纳模拟量探测器技术。因此,笔者认为火灾探测器应用数量较多的大规模系统,专门是智能建筑中火灾自动报警系统均应选用模拟量火灾探测器。此外,有些建设单位业主或设计师主张开关量、模拟量探测器混同于一个系统,国内外有些厂家产品也迎合这种需求有相应的产品,笔者不能苟同这一做法。因为这些开关量探测器混用将使整个系统可靠性降低不小;况且国外同一家厂商模拟量产品比其开关产品价格约高2030;国内模拟量产品比其开关量产品价格约
6、高1020,甚至相差无几,达到同一价位水平。因此,两者混用技术经济成效不佳,不宜采纳。2.传输线路(含导线段和连接螺丝等)对系统可靠性阻碍也大,并随系统规模增大而增加。明显,多线制传输线路数量专门大,合计故障率高;总线制传输线路数量剧减,合计故障率低;二总线传输线路又比三、四总线传输线路更好些;联动操纵与报警于一体的二总线方式的可靠性最高。总线制传输线路大多采纳并联总线操纵方式,其缺点在于一旦总线回路显现短路,则整个回路失效。为了保证系统的正常运行,不得已在系统中分段增设短路隔离器。如此,不仅使系统变得复杂,设备投资增加,且使用和爱护不便。链式连接回路操纵方式要紧特点如下:一是回路用线量少;二
7、是可分别识别每只探测器当时的状态(正常、故障或火警状态);三是回路可连接成环型。因此,回路显现短路故障时,可通过正、反查询,能够保证回路中其他探测器正常工作,即回路具有自我爱护能力。先进的火灾自动报警系统具有适应编址方式,还在探测器中有专门的爱护电路功能,因此不必设置短路隔离器,不仅使系统构成简单、安装调试、使用和爱护方便,也进一步提高了系统的可靠性。3.报警操纵器本身因此是系统可靠性有阻碍的重要因素。若报警操纵器采纳工控机或带双CPU的主机,前者抗干扰性好;后者系统运行有冗余度;系统可靠性提高。传统的火灾自动报警系统采纳集中区域二级构成方式,先进系统的构成方式应分为分布式系统,即采纳通用操纵
8、器构成主机,从机分布式系统;网络采纳环形结构或令牌环。各个单体建筑相对独立的消防系统,网络能够实现互联、资源共享、信息传递和操作系统网络化,其可靠性进一步提高。火灾自动报警系统误报缘故专门多,其中火灾探测器的误报又是其要紧缘故。模拟量探测器比开关量探测器误报率一样可降低一个数量级水平。多态探测器给出“正常”或“火警”以及其他正常状态的大于2个输出状态,比一样双态探测器的误报率进一步降低。一种能自动补偿环境条件(诸如温度、湿度、气压等的变化,特点是补偿因长期污染带来的灵敏度变化的“分布智能”探测器,即具有初级“探测智能”,将使其误报率进一步降低。1 火灾探测器的设计选配火灾探测器是火灾自动报警系
9、统最重要的组成,分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾探测器、烟温复合式火灾探测器以及气体火灾探测器;按其测控范畴又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类,点型火灾探测器只能对戒备范畴中某一点周围的温度、烟等参数进行操纵,如点型离子感烟探测器、点型紫光火焰火灾探测器、点型感温火灾探测器等,线型火灾探测器则能够对戒备范畴中某一线路周围烟雾、温度进行探测,如红外光束线型火灾探测器,激光线型火灾探测器,缆式线型感温火灾探测器等,常用火灾探测器性能特点及适用范畴如表1所示。表1.常用火灾探测器分类比较表探测器型性能特点适用范畴备注感烟探测器点型离子感烟探测器灵敏度高,历史悠久技术成熟性能稳固
10、,对阻燃火的反应最灵敏宾馆客房、办公楼、图书馆、影剧院、邮政大楼等公共场所点型光电感烟探测器灵敏度高,对湿热气流扰动大的场所适应性好同上易受电磁干扰,散射光型黑烟不灵敏红外光束 激光 线型感烟探测器探测范畴大,可靠性环境适应性好会展中心、演播大厅、大会堂、体育馆、影剧院等无遮挡大空间。易受红外、紫外光干扰;探测视线易被遮挡感温探测器点型感温探测器性能稳固,可靠性环境适应性好厨房、锅炉间、地下车库、吸烟室等造价较高,安装爱护不便缆式线型感温探测器同上电气电缆井、变配电装置、各种带式传送机构等造价较高,安装爱护不便火焰探测器对明火反应迅速,探测范畴宽广各种燃油机房,油料储藏库等火灾时有强烈火焰和少
11、量烟热场所易受阳光和其它光源干扰;探测被遮挡,镜头易被污染复合探测器综合探测火灾时的烟雾温度信号,探测准确,可靠性高装有联动装置系统等单一探测器不能确认火灾的场所价格贵,成本高近年来红外光束感烟火灾探测器、缆式线型感温火灾探测器、可燃气体探测器等在消防工程中的应用日渐增多,并已有相应的产品标准和设计规范。红外光束线型感烟探测器是应用烟粒子吸取或散射红外光束使红外光束强度发生变化的原理工作的。探测器的工作原理与光电感烟探测器类似,只是烟不必进入点型光电感烟探测器的采样室中,在爱护空间任何地点上的烟都可能使红外光束衰减。线型光束探测器在一个长达100米的路径上可代替若干个点型感烟探测器,具有爱护面
12、积大、安装位置较高、在相对湿度较高和强电场环境中反应速度快等优点,适宜爱护较大的室内、外场所,专门适宜爱护难以使用点型探测器甚至全然不可能使用点型探测器的场所。缆式线型感温火灾探测器适宜爱护电缆隧道等工业建筑或专门的应用场所。它又分为模拟式和数字式两大类,目前要紧进展和应用是数字式。探测器实际上是条热敏电缆,它由两根弹性钢丝、热敏绝缘材料、塑料包带及塑料外护套组成。在正常监视状态下,两根钢丝间呈绝缘状态。在每一热敏电缆中有一极微小的电流流淌,当热敏电缆线路上任何一点(部位)的温度(能够是“电缆”周围空气或它所接触物品的表面温度),上升达到其额定动作温度时,其绝缘材料熔化,两根钢丝互相接触,现在
13、报警回路电流突然增大,报警操纵器发出声、光报警信号;同时数码器或液晶火灾报警操纵器显示其所在的回路号和火警的距离(即热敏电缆动作部分的米数)。经人工处理后,热敏电缆可重复使用。可燃气体火灾探测器适用爱护可燃气体容易泄漏处的附件、泄漏出来的气体容易流经或容易滞留的场所。可燃气体探测器按其测气体的特性又有专门多种类与品种,但要紧手段大多采纳“点型可燃气体探测器”,该类探测器在实际应用中存在寿命短、易中毒、探测器面积小等缺陷,因此目前现场应用一样只限于在重点位置安放。一种基于气体的光谱本征吸取原理的大面积可燃气体探测器在90年代初期由英国西格公司首创,沈阳消防科研所填补了我国在此项技术领域的空白,自
14、行研制开发了“线型红外可燃气体探测器,采纳双波段实现对可燃气体的探测,一对探测器的最远探测距离可达80m,探测灵敏度高、响应速度快,可不能因某种气体中毒而损坏器件,也可不能因可燃气体浓度过高而降低性能。由于该系统采纳了双波段互补技术、信号窄脉冲同步分离技术、探测器工作点自动调整技术,最大限度地排除了灰尘、雨、雪、雾等自然环境对系统工作的阻碍,较好地解决了系统在较恶劣环境下长期稳固运行问题。其探测效率、寿命、性能稳固都远优于目前应用的“点型可燃气体操纵器”。空气采样感烟探测技术70年代中期由澳大利亚首创后,在国外已得到广泛应用,并逐步进入我国消防市场。该技术在探测方式上,完全突破被动式感知火灾烟
15、气、温度和火焰等参数特性的局面,跳跃到主动进行空气采样,快速、动态地识别和判定可烯物质受热分解或燃烧开释到空气中的各种聚合物分子和烟粒子。国际上将空气采样式感烟火灾探测器定义为:通过管道抽取被爱护空间的样本到中心检测室,以监视被爱护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该探测器能够通过测试空气样本了解烟雾的浓度,并依照预先确定的响应阈值给出相应的报警信号。一般的空气采样式感烟火灾探测系统,一样是在吸气管道中加装一般点型感烟火灾探测器或采纳相似的传感器作为烟粒子探测器,其烟雾探测原理与一般点型感烟操纵器相同。目前先进的高灵敏度空气采样式感烟火灾操纵报警系统,High Sensitivity Artif
16、icial-intelligence Smoke Detection System以下简称HSASD,按其探测原理可分为浓度计式和激光计数式两种。如澳大利亚GODEX极早期火灾智能预警系统要紧用于抽取空气样本的管道网络、高效长寿的气泵、空气流速操纵器、烟粒子激光探测器、信号处理电路、“人工神经网络”微处理器和报警信号显示电路等组成。它采纳了分布智能和神经网络算法以及专用的集成电路,在探测器内补偿了灰尘等污染和温度等对激光器的阻碍,并对信号进行数字滤波,用神经网络对烟等信号的幅度、动态范畴和连续时刻等特点进行处理后,输出四种级别的报警信号。另一种点型激光感烟探测器,其灵敏度于目前光电感烟探测器5
17、0倍,其成本费用又比吸气式感烟报警系统低得多,应用前景十分良好。美国Notifier公司研制出革新型即甚早期智能报警系统,发射强光激光二极管结合特定的透镜和反光镜光学系统,使其信噪比远远高于传统的光电感烟探测器,采纳“高级可寻址燃烧探测报警“(AWACS)软件和漂移补偿及平滑算法,使得激光探测器辨别灰尘和烟粒子,而且能抑制较大的悬浮粒子(例如灰尘、纤维屑和小昆虫)引起的误报信号。多探测器协同探测是该系统专门性能,每一只探测器在进行其模拟量报警判定时,要参照其相邻探测器的读数,可用于抑制某些误报现象,并对真实的火灾作出较快的响应。只是关于占地面积不是专门大的高层建筑中应以点型感烟火灾探测器选用为
18、主,个别不宜选用感烟火灾探测器的场所,应该选用点型感温火灾探测器。1.2 探测区域探测器设置要点标准规定:火灾探测区域一样以独立的房间划分,探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在放开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分探测区域,设置相应探测器。内部空间开阔且门口有灯光显示装置的大面积房间可划分一个探测区域,但其最大面积不能超过1000m2。探测器的设置一样按爱护面积确定,每只探测器爱护面积和爱护半径确定,要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个要紧因素的阻碍,但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚阻碍,如表2所示表2 梁突出顶棚
19、高度或净距对探测器设置的阻碍梁的高度或净距阻碍程度高度 200mm 时不考虑高度 200600mm 时按房间高度和梁隔断的梁间区域面积确定探测器爱护面积和一只探测器爱护的梁间区域个数高度时 600mm 时被梁隔断的每个梁间区域至少设置 1 只探测器梁间净距时 1m 时不考虑另外,在设置火灾探测器时,还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房 间隔情形等的阻碍。1.3探测器总数确定第一确定一个探测区域所需设置的探测器数量,其运算公式为: N=S KA式中: N探测器数量(只),取整数;S-该探测区域的面积(m2)A-探测器的爱护面积(m2)K-修正系数 特级
20、爱护对象取 0.70.8 一级爱护对象取0.80.9 二级爱护对象取0.91.0. 注:感烟和感温探测器均以此公式运算。智能建筑内全部探测区域所需和即为该建筑需要配置的探测器总数量。2 火灾报警操纵器的设计选配火灾报警操纵器是火灾自动报警系统的中枢,它同意信号并作出分析判定,一旦发生火灾,它赶忙发出火警信号并启动相应消防设备。运算机技术的进展使传统的开关量多线制火灾自动报警系统已被模拟量总线制火灾自动报警系统所替代,目前智能火灾自动报警系统也广泛应用。模拟量总线制火灾自动报警系统和智能火灾自动报警系统差不多上在运算机技术基础上进展起来的,都能够作为智能建筑的选用产品。2.1报警区域的划分报警区
21、域的划分按照智能建筑的爱护等级、耐火等级进行合理正确的划分。规范规定“报警区域应依照防火分区或楼层划分。”也确实是说能够将同层的几个防火分区划为一个报警区域。专门强调,将几个防火分区作为同一报警区域时,只能在同一楼层而不得跨过楼层。2.2 确定火灾报警操纵器的容量火灾报警操纵器一样按防火分区设置,其容量的确定,要紧取决于本报警区域内编址探测设备的数量。报警区域编址探测设备,不单指感烟感温或其它种类火灾探测器的数量,还包括该报警区域内手动报警按钮,消火栓报警按钮以及通过操纵模块转换信号的水流批示器,水压力开关等。例如某型号火灾报警操纵器的容量为N回路242探测点,即每个操纵回路可操纵242个编址
22、探测点,建筑中某报警区域编址设备总数为400个,若要该火灾自动报警操纵器正好满足区域报警要求,则该火灾自动报警操纵器需两个操纵回路。一样火灾报警操纵器标示容量差不多上单台操纵器的最大容量,为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作, 实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。关于这一点,G50106-98第 5.1.2条有明确规定。综合考虑建筑结构与建筑施工等因素阻碍,火灾自动报警系统中火灾报警器每回路实际设计容量应为标称容量的8050%。在火灾自动报警与联动操纵系统中,火灾报警操纵器的选配,一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求,另一方面,还应该具备与智能建筑中其它操纵系统的通
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