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第四章 火灾报警与消防联动控制系统(下) - 安全防范技术原理设备与工程系统

时间:2020-01-09 18:38:22

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第四章 火灾报警与消防联动控制系统(下) - 安全防范技术原理设备与工程系统

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-----书接上回-------

充实核心段的水射流不应小于10m~13m,这就要求火灾发生时消防系统能提供足够的水压,通常由消防泵房的消防泵来实现。

在每个消火栓内设置一个击破玻璃按钮,当消防人员到场拿起喷水枪并伸展水带准备喷水时击动报警按钮,信号被火灾报警控制器接收后自动启动消防泵;也有击破玻璃按钮信号直接去水泵控制柜启动消防泵,这要依据火灾自动报警系统的大小来定。

2.自动喷水灭火系统

自 动洒水喷头是自动喷水灭火系统的关键部件,喷头内配有感温元件,通常是易熔合金或玻璃泡。当火灾发生时,高温使易熔合金熔化或使玻璃泡破碎,该信号使喷头 水路打开而自动喷洒。这种喷头叫闭式洒水喷头,使用这种喷头的管路各段总是充有一定压力的水。还有一种叫开式洒水喷头,喷头内不配有感温元件,水路总是开 着,而由管道中的控制阀控制喷头,平时阀后没有水。

自动喷水灭火系统的类型有湿式、干式、干湿交替式、预作用式和淋式等自动喷水灭火系统。

(1) 湿式自动喷水灭火系统

湿式自动喷水灭火系统由湿式报警装置、闭式喷头和管道组成。该系统的特点是所有管道内均常年充满压力水,一旦发生火灾,喷头动作后立即喷水。

闭式洒水喷头在系统中起定温探测的作用,喷头的热元件在火灾热环境中升温至动作温度时动作,有自动探测火灾的功能,热元件动作后,释放机构脱落,压力水开启喷头进行喷洒灭火。

利用喷头开放喷水后管道内形成水压差使水流动并驱动水流指示器、湿式报警阀、水力警铃和压力开关等动作,实现就地和远程自动报警。

湿式自动喷水系统受环境温度的影响较大,低温环境会使水结冰,高温环境会使管道内的压力增大,二者都会对处于准工作状态下的系统产生破坏作用。另外喷洒过程只能靠喷头在一定温度下自动动作,无法实现人员干预的紧急启动。喷头如不动作,则将无法实现自动喷水灭火。图4-17是湿式自动喷水灭火系统示意图。

系统的专用组件包括闭式洒水喷头,水流指示器和湿式报警阀组。湿式报警阀组由湿式报警阀、延迟器、水力警铃、压力开关、湿示启闭状态的控制阀、试水装置、放水试验阀和压力表等组成。

试水装置是用于检验湿式报警阀与压力开关状态是否正常的装置。

系统的配水管道由配水支管、配水管和配水干管组成,配水支管用于直接安装喷头,配水管是向配水支管供水的管道,向配水管供水的管道称为配水干管。

系统中的末端试水装置设于系统保护的每个防火分区和楼层中配水管道最末端喷头处,用于检验最不利点处喷头的工作压力、流量与水流指示器的灵敏性等。

系统除包含图4-17所示的设施外还包含有排气阀、泄水阀、排污口、泄压阀、减压设施等。

系统供水可采用高压给水系统或临时高压给水系统,当采用临时高压给水系统时,系统应设主供水泵和稳压设施。稳压设施是为了保证系统的管道在准工作状态时充满压力水,通常采用高位消防水箱、稳压水泵或气压给水装置。

图4-17 湿式自动喷水灭火系统示意图

如设有高位水箱通常要设置水箱水位控制装置以控制水位恒定。可采用压力开关或浮球液位开关来控制给水泵。

当采用稳压水泵来保证管道水压恒定时,管道上的压力开关控制稳压泵的启停。现在通常采用压力表的模拟信号来控制变频器的输出,使稳压泵的转速随压力大小而调整,以保证水压稳定。所有消防泵的供电应采用双路电源供电。系统的工作流程如图4-18。

图4-18 湿式喷水灭火系统工作流程

火灾报警控制器还应监视电源和消防水泵的工作状态、消防水池和高位水箱的水位状态。

(2) 干式自动喷水系统

干式自动喷水系统由干式报警装置、闭式喷头、管道和充气设备等组成。干式自动喷水系统在准工作状态时报警阀的上部管道内充以有压气体,这样就避免了低温或高温环境时对系统的危害。

喷头动作后管道内的气流驱动水流指示器、报警阀在入口水压作用下开启,随后管道内排气充水,喷头喷洒灭火。从喷头动作到喷头喷水有一段滞后时间。其他与湿式喷水系统相同。图4-19为干式喷水灭火系统示意图。

(3) 预作用自动喷水灭火系统

预 作用自动喷水灭火系统是由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀和充以有压或无压气体的管道组成。该系统的管道中平时无水,发生火灾时火灾探测系统检测到火灾 信号并确认后由火灾报警控制器控制预作用阀开启,并启动喷淋泵系统开始排气充水,转为湿式系统,保证系统的喷头在高热动作后自动喷水灭火。

图4-19 干式喷水灭火系统示意图

(4) 雨淋自动喷水灭火系统

雨 淋自动喷水灭火系统由火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀和管道等组成。发生火灾时,管道内给水是由火灾自动报警控制器开启雨淋阀来实现,并设有手动开启阀门 装置。采用开式洒水喷头,系统启动后由雨淋阀控制一组喷头同时喷水。在自动喷水灭火系统中火灾报警控制器应监视下列设施的工作状态:

控制阀开启状态;

消防水泵电源和水泵工作状态;

水池、水箱水位;

干式、预作用系统有压充气管道的气压;

水流指示器、压力开关动作情况。

3.水幕系统

水幕系统不是灭火设施,而是用于防火分隔或配合分隔物使用的防火设施,包括防火分隔水幕和防护冷却水幕两种类型。

用密集喷洒形成的水墙或水帘代替防火墙,用于隔断空间、封堵门窗孔洞,起阻挡热烟气流扩散、火灾蔓延、热幅射作用的为防火分隔水幕。

防火卷帘作为一种分隔建筑空间的分隔物,达不到防火墙的耐火性能要求,应配有能保障其耐火完整性和隔热性的水幕,才能代替防火墙。这种配合防火卷帘等分隔物进行防火分隔的水幕,为防护冷却水幕。

水幕系统采用开式洒水喷头或水幕喷头,由喷头、管道和控制水流的阀门组成,水幕系统可采用自动控制或手动控制方式启动,采用自动控制方式启动的系统应设雨淋阀,由火灾自动报警控制器控制开启。

4.5.2 气体自动灭火系统

气体自动灭火系统通常采用二氧化碳灭火剂或卤代烷灭火剂。系统由灭火剂贮存瓶组、液体单向阀、集流管、选择阀、压力讯号器、管网和喷嘴以及阀驱动装置等组件组成。不同形式的气体灭火系统所含系统组件不完全相同。

当 采用气体灭火系统保护的防护区发生火灾时,火灾探测器探测到火灾信号并经确认后,火灾报警控制器将控制信号发送给气体灭火控制盘,灭火控制盘启动开口关闭 装置、通风机等联动设备,并延时启动阀驱动装置,将灭火剂贮存装置的选择阀门同时打开,将灭火剂施放到防护区进行灭火。灭火剂施放时压力讯号器给出动作反 馈信号,通过灭火控制盘再发出施放灭火剂的声光报警信号。图4-20为卤代烷气体自动灭火系统示意图。

图4-20 卤代烷灭火系统示意图

由图可见,气体自动灭火系统主要由灭火控制盘、灭火剂贮存装置、选择阀、喷嘴和管道构成。

灭火控制盘与消防中心的火灾报警控制器相连,接受火灾报警控制器的控制信号并予以实施。

灭火剂贮存装置一般由灭火剂及其贮存容器、容器阀、单向阀和集流管组成,用于贮存灭火剂和控制灭火剂施放。

选择阀用来控制灭火剂经管网释放到预定防护区域或保护对象的阀门。选择阀和防护区一一对应。选择阀有电动式和气动式两种,无论哪种启动方式的选择阀均设有应急手动操作机构,以备自动控制失灵时,仍能将选择阀打开。

喷嘴是用来控制灭火剂的流速和喷射方向的组件。

气体灭火系统一般适用于下列一些典型场所:

大、中型电子计算机房;

大、中型通讯机房或电视发射塔微波室;

贵重设备室;

文物资料珍藏库;

大、中型图书馆和档案库;

发电机房、油浸变压器室、变电室、电缆隧道或电缆夹层等电气危险场所。

显然上述部位都是不适于水灭火的部位。

4.6 通风空调与防、排烟系统的消防联动控制

4.6.1 通风、空调系统的消防联动控制

在设有通风、空调系统的建筑物内,纵横的通风、空调管道如不设有消防联动设施,则在火灾发生时会成为火灾蔓延的重要途径。因通风、空调管道引起火灾蔓延而导致严重事故的例子已屡见不鲜。

一般应在如下部位的通风、空调系统的风管道上设防火阀:

1) 管道穿越防火分区的隔离墙处;

2) 穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;

3) 垂直风管与每层水平风管交接处的水平管道上;

4) 穿越变形缝处的两侧;

5) 厨房、浴室、厕所等垂直排风管道;

防火阀外形示意及电路图如图4-21所示。防火阀的作用是平时风门打开,不影响通风、空调系统的正常工作,而火灾发生时,通过消防中心消防联动控制系统遥控使其关闭或通过阀上的易熔金属丝在70℃左右温度时熔断引起机械连锁机构动作而使风阀关闭,这样使风路断开,不使火灾顺通风、空调管道蔓延成灾。阀门关闭后可通过动作反馈信号向消防中心返回阀已关闭的信号或对其他装置进行连锁控制。

火灾发生时消防联动控制系统应自动关闭有关部位的空调设备,使送风机组不会起到助燃作用。由于空调机房用电量较大,当供电容量有限时,如果不断开空调用电负荷可能会影响消防系统的正常供电,这时应切断所有空调负荷。

图4-21 防火阀外形示意及电路图

4.6.2 防烟、排烟系统

现 代的建筑物内,可燃装修、陈设较多。特别是一些塑料装修、化纤地毯和用泡沫塑料填充的家具,这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气和热,同时要消耗 大量的氧气。据统计,火灾造成人员伤亡的主要原因是一氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死,一般占火灾总死亡人数的40%~50%,有时高达65%。而那些被火烧死的人当中,多数是先中毒窒息晕倒而后被烧死的。

烟 气中含有一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等多种有毒成分,高温缺氧也会对人体造成危害。同时烟气有遮光作用,使人的能见度下降,这对疏散和救援活动造 成很大的障碍。为了排除有害气体,保障建筑物内人员的安全疏散和有利于消防扑救,在高层建筑中必须设置防烟、排烟设施,而这些设置都要由消防报警联动系统 来控制和监视。

防 烟、排烟系统应能保证某个房间或部位发生火灾时,迅速采取必要的防烟、排烟措施,对火灾区域实行排烟控制,使火灾产生的烟气和热量能迅速排除,以利人员的 疏散和扑救;对非火灾区域及疏散通道等应迅速采用机械加压送风的防烟措施,使该区域的空气压力高于火灾区域的空气压力,阻止烟气侵入,控制火势蔓延。

排烟系统管道出口一般设有排烟口,而正压送风风道的室外端设有送风口,排烟口与送风口的结构和控制方式与防火阀相同,只不过它是平时关闭而火灾时打开。

排烟风机和正压送风机也由消防自动报警系统在确认火灾后将其开启,但要与排烟口或送风口连锁控制,排烟风口打开后才能启动排烟风机。当排烟风道风温超过280℃时,排烟风口的易熔金属熔断,触发连锁机构使风口关闭,这时也应同时关闭排烟风机。

在建筑设计时为了防火防烟,可能设置防烟垂壁、防火门、排烟或者防火卷帘门。

防烟垂壁如图4-22所示。电磁线圈与弹簧锁等组成防烟垂壁锁,平时用它将防烟垂壁锁住,一旦火灾发生便可自动或手动使其垂落。自动时由消防中心火灾报警控制器发来指令信号,使电磁线圈通电把弹簧锁的销子拉进去,开锁后防烟垂壁便在自身重力的作用下垂落。手动时,操纵手动杆也可使其落下。

防烟垂壁多设在走廊和过道,用以阻止烟气扩散。

图4-22 防烟垂壁示意图

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防火门是用以隔断两个防火分区的通道,阻止火灾和烟气的扩散。图4-23为防火门示意图。防火门锁按门的固定方式一般有两种形式,一种是防火门被永磁铁吸住处于开启状态,火灾时可通过自动控制或手动将其关闭。自动控制由消防自动报警控制器控制,电磁线圈动作后将压缩弹簧释放,克服永久磁铁的吸力使门关闭。

图4-23 防火门示意图

排烟窗如图4-24所示,主要用于自然排烟,平时关闭,用排烟窗锁锁住,火灾时通过自动控制或手动操作将窗打开,自动控制时,由火灾报警控制器发来的指令信号接通电磁线图,通过它的吸力使锁头偏移,利用排烟窗自身的重力打开排烟窗。

图4-24 排烟窗示意图

防烟垂壁,防火门和排烟窗的电动结构原理相同,动作时均能向消防报警控制器返回一反馈信号。

防火卷帘门设在大楼防火分区通道口处,当火灾发生时可根据探测器或消防控制中心的指令信号自动地将卷帘下降至预定位置,也可手动操作。水幕同时喷洒为其降温,卷帘收到自动控制指令后并不一下落到底,而是一定时间后再落到底,以达到人员迅速疏散、控制火灾蔓延的目的。

图4-25 防火卷帘门示意图

卷帘门的驱动电机为三相交流380V,一般功率为0.55kW~1.5kW,视门的面积大小而定。

4.7 其他消防联动控制系统

其他消防联动控制系统主要指事故和疏散照明、电梯、火灾广播和消防对讲电话等。

4.7.1 火灾事故照明与疏散指示标志

火灾发生时,为了防止火灾引起照明电源短路而使火灾沿电路蔓延,事故区要由火灾报警控制器自动切断日常工作电源。此时为保证人员安全疏散、重要部位继续工作和组织扑救,建筑中设置的火灾事故照明和疏散指示标志电路应接通。应急照明应设在以下部位:

1) 楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室和避难层。

2) 配电室、消防控制室、消防水泵房、防排烟机房、供消防用电的储电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾仍需坚持工作的其他房间;

3) 观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所;

4) 公共建筑内的疏散走道长度超过20m的内走道。

疏散标志灯设在疏散走道和安全出口处,疏散标志灯宜设在1m以下墙面上,间距不超过20m,安全出口标志应设在出口顶部。走廊、过道处疏散应急照明,地面照度不低于0.5lx,而发生火灾时仍需坚持工作的房间照度应与正常照明要求相同。

应急照明配电箱由消防电源回路供电。箱内主电路应能由消防联动控制器自动接通。而普通照明层总配电箱内的主开关应设有脱扣装置,能够由消防报警控制器自动切断。

4.7.2 电梯的控制

火灾发生后,消防自动报警控制器将使全部电梯迫降到首层,并接收其反馈信号。

电梯是高层建筑纵向交通工具,消防电梯是发生火灾时供消防人员扑救火灾 和营救人员用的。火灾时一般电梯没有特殊情况不能做疏散用,因为这时电源没有把握,因此火灾时对电梯的控制一定要安全可靠。对电梯的控制方式有两种,一是 将所有电梯控制显示的副盘设在消防中心,消防值班人员可直接操作;再就是消防控制室可通过联动控制系统在火灾时向电梯机房发出火灾信号和强制电梯全部停于 首层的指令。

4.7.3 火灾事故广播系统

火灾事故广播系统是消防报警与消防联动控制系统中的一个重要组成部分。当火灾发生时,在消防中心的指挥人员可通过该系统组织指挥现场灭火和人员疏散。通常消防广播与业务广播或背景音乐广播共用一套广播系统,故也称之公共广播系统。

火灾事故广播系统由三部分构成:广播录放单元、广播功放单元和广播分配单元。

广播录放单元是火灾事故广播系统的音响来源,它具有外线输入、话筒和磁带播放等方式,同时能对各种播放方式下的广播过程自动进行同步录音。并设有扬声器监听任何方式下的广播音响。

火灾报警联动控制系统可实现正常广播与事故广播的自动切换。紧急时值班人员可通过紧急控制键手动启动系统进入火灾事故广播。

广播录放单元可与音响系统通过外线输入端相接而进行背景音乐广播。磁带播放内容一般为火灾事故广播的自动播放内容,当火灾发生时,消防联动控制系统切断外线输入的背景音乐信号而进入火灾事故广播自动播放。

广播功放单元为功率输入单元,主要提供功率输出音频信号。一般为120V定压输出。消防广播分配控制通常有两种方式,一种是手动分配,由值班人员确定广播层次;另一种是由火灾自动报警与消防联动控制系统进行控制。消防广播系统在每一层均设有一控制模块以确定该层的广播线路是否与广播功放系统的输出回路相接。

火 灾发生时,火灾事故广播的顺序是地下室发生火灾应先接通地下各层及首层的广播线路,若首层与二层具有大的共享空间时,也应接通二层的广播线路;首层发生火 灾时,应先接通本层、二层及地下各层的广播线路;其他各层发生火灾时应先接通本层及上下相邻两层的广播线路。其他层暂时不接入火灾广播信号,以免造成不必 要的混乱。图4-26为火灾事故广播系统结构框图。扬声器的布置应保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于15m,到走廊末端扬声器不大于18m。扬声器的功率不小于3W。

图4-26 火灾事故广播系统

注:CB为控制切入模块,一般为二总线制单元模块。

4.7.4 消防电话通讯系统

消防电话通讯系统是在火灾发生时进行人工确认或各楼层值班人员、消防人员将火灾现场情况及时迅速地报告消防中心或接受消防中心指令的专用通讯设备。

消防电话系统的终端有两种,一种是电话分机,一种是电话插孔。电话分机一般设置在消防泵房,变配电室,防排烟机房、电梯机房等与消防联动有关的设备室,有常人值守的值班室、服务台等。电话插孔一般设在手动报警按钮和消火栓启泵按钮上。

消防电话系统有两种,一种是星型火警通信总机系统,一种是总线式通信系统。

星 型系统的电话总机设在消防中心,然后将电话线路一对一引到分机电话插孔点处。总机在分机呼叫时声光报警,按下相应的分机键即可与其相互通话。也可由总机对 一部或多部分机进行呼叫,按下群呼键可对各电话分机进行群呼及举行电话会议等,在预置自动录音的条件下,总机还可自动对通话内容录音。

总线式火警电话系统无需象星型火警电话系统那样每个终点引出一对线,而是用4总线引至所有电话终端点,大大减少了穿线量。其中两根线为电源线,两根线为信号线。总线式的电话分机应为专用电话机而非普通电话机。

消防电话系统应外接一部市内电话,以使火警系统能自动拨叫119火警电话,也可接听外线呼入电话。

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