2 火灾自动报警与消防联动系统
2.1 火灾自动报警系统
2.1.1 系统的组成及要求
(1)火灾自动报警系统的组成。火灾自动报警系统是由触发器件(手动报警按钮、探测器)、火灾报警装置(火灾报警控制器)、火灾警报装置(声光报警器)、控制装置(主要包括:自动灭火系统的控制装置;各种控制模块、火灾报警联动一体机;室内消火栓的控制装置;防烟排烟控制系统以及空调通风系统的控制装置;常开防火门及防火卷帘的控制装置;电梯迫降控制装置;以及火灾应急广播、消防通信设备、火灾警报装置、火灾应急照明以及疏散指示标志的控制装置等)、电源等组成。其各部分的作用介绍如下。
火灾探测器是火灾自动探测系统的传感部分,它可以在现场发出火灾报警信号或是向控制和指示设备发出现场火灾状态信号的装置。它被形象地称为“消防哨兵”,也俗称“电鼻子”。
手动报警按钮的作用是向报警器报告所发生火情的设备,只不过探测器是自动报警而它则是手动报警而已,其准确性要比自动报警更高。
当发生火情时,警报器可以发出区别环境声光的声或光报警信号。
火灾报警控制器可向探测器供电,并具有以下功能:接收探测信号并将其转换成声、光报警信号,指示着火部位及记录报警信息;可通过火警发送装置启动火灾报警信号或者是通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备及消防联动控制设备;自动地监视系统的正确运行及对待定故障给出声光报警。
在火灾自动报警系统中,当控制装置接收到来自触发器件的火灾信号或者火灾报警控制器的控制信号后,可以通过模块自动或手动启动相关消防设备并显示其工作状态的装置。
火灾自动报警系统是属于消防用电设备,其主电源应采用消防电源,备用电源通常情况下采用蓄电池组。系统电源除为火灾报警控制器供电之外,还为与系统相关的消防控制设备等供电。
(2)区域报警系统(地方性的警报系统)。由区域火灾报警控制器与火灾探测器等组成,或是由火灾报警控制器和火灾探测器等组成,为功能简单的火灾自动报警系统。图2-1所示为其构成。
图2-1 区域报警系统
(3)集中报警系统(遥远的警报系统)。集中报警系统(遥远的警报系统)由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器与火灾探测器等组成或者是由火灾报警控制器、区域显示器与火灾探测器等所组成的功能比较复杂的火灾自动报警系统。图2-2所示为其(图2-1区域报警系统)构成。
图2-2 集中报警系统
(4)控制中心报警系统(控制中心警报系统)。控制中心报警系统(控制中心警报系统)由消防控制室的消防设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器以及火灾探测器等组成,或是由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器以及火灾探测器而组成的功能复杂的火灾自动报警系统。图2-3所示为其构成。
图2-3 控制中心报警系统
综上所述,火灾自动报警系统的作用就是:可以自动(手动)发现火情并及时报警,并不失时机地控制火情的发展,把火灾的损失减少到最低限度。由此可见火灾自动报警系统是消防系统的核心部分。
2.1.2 火灾报警探测器
2.1.2.1 火灾探测器的分类
火灾探测器是火灾自动报警系统的检测元件,它把火灾初期所产生的烟、热、光转变为电信号,输入火灾自动报警系统,经过火灾自动报警系统处理之后,发出报警或相应的动作。
众所周知,火灾为一种伴随有光、热的化学反应过程,火灾过程中会产生大量的有毒的热烟气和高温火焰。依据火灾的燃烧特性,火灾探测器可分为感烟型、感光型、感温型、可燃气体火灾探测器、复合型以及智能型等类型。根据火灾探测器监控区域的大小,可分为点型和线型火灾探测器。
(1)感烟火灾探测器。感烟火灾探测器为目前世界上应用较普遍、数量较多的探测器。据了解,感烟火灾探测器可以探测70%以上的火灾。依据工作原理,感烟探测器可以分为离子感烟探测器与光电感烟探测器两种。其中以离子感烟火灾探测器应用比较广泛。
离子感烟火灾探测器。图为离子感烟探测器的原理。它①2-4由检测电离室、补偿电离室、信号放大回路、开关转换回路、火灾模拟检查回路、故障自动监测回路以及确认灯回路等组成。
图2-4 离子感烟探测器的原理
检测电离室与补偿电离室有两片放射性物质镅(241Am)α源构成。当有火灾发生时,烟雾粒子进入检测电离室后,被电离的部分正离子与负离子吸附到烟雾离子上去,一方面造成离子在电场中运动速度降低,而且在运动中正负离子互相中和的概率增加,导致到达电极的有效离子数减少;另一方面,因为烟雾粒子的作用,射线被阻挡,电离能力降低,电离室内产生的正负离子数减少。两方面的综合作用,如图2-5所示,宏观上表现为烟雾粒子进入检测电离室之后,电离电流减少,施加在两个电离室两端电压的增加。
图2-5 检测电离室和补偿电离室电压-电流特性曲线
V0——探测器两端的外加电压;V1——补偿电压;——变化后的补偿电压;V2——检测室电压;——减少后的检测室电压;I1——电离电流;——减少后的电离电流;ΔV——检测室电压的增量
当电压增加至规定值以上时开始动作,通过场效应晶体管(FET)作为阻抗耦合后将电压信号放大,进而通过开关转换回路把放大后的信号触发正反馈开关,把火灾信号传输给报警器,发出声光报警信号。
②光电感烟火灾探测器。它是对能影响红外、可见以及紫外电磁波频谱区辐射的吸收或散射的燃烧物质敏感的探测器。光电式感烟探测器依据其结构和原理分为散射型与遮光型两种。新型的光电感烟探测器如激光感烟探测器、红外光束线型感烟探测器也都利用了光散射原理。
a.散射式光电感烟探测器。散射式光电感烟探测器由检测室(由发光元件、受光元件以及遮光体组成)、检测电路、振荡电路、抗干扰电路、信号放大电路、记忆电路、与门开关电路、确认电路、扩展电路、输出(入)电路以及稳压电路等组成。
正常情况下,受光元件接受不到发光元件发出的光,所以不产生光电流。火灾发生时,当烟雾进入探测器的检测室时,因为烟粒子的作用,发光元件发生光散射并被受光元件接受(见图2-6),导致受光元件阻抗发生变化(见图2-7),产生光电流,从而实现了将光信号转化成电信号的功能。此信号与振荡器送来的周期脉冲信号复核之后,开关电路导通,探测器发出火警信号。
图2-6 散射式光电感烟探测器原理
图2-7 受光元件阻抗随烟气浓度变化曲线
如图2-8所示为散射式光电感烟探测器的原理方框图。
图2-8 散射式光电感烟探测器的原理方框图
b.遮光型光电感烟探测器。又叫作减光型光电感烟探测器。正常情况下,光源发出的光通过投射镜聚成光束,照射到光敏元件上,并将其转换成电信号,使整个电路维持正常状态,不发生报警。发生火灾有烟雾存在时,光源发出的光线受粒子的散射及吸收作用,导致光的传播特性改变,光敏元件接受的光强明显减弱,电路正常状态被破坏,则发出声光报警。
c.激光感烟探测器。点型激光感烟探测的原理主要借助了光散射基本原理,但是又与普通散射光探测有很大区别。激光感烟探测器的光学探测室的发射激光二极管与组合透镜使光束在光电接受器的附近聚焦成一个很小亮点,然后光线进入光接受光镜被吸收掉。当发生火灾时,烟粒子在窄激光光束中的散射光借助特殊的反光镜被聚至光接受器上,从而探测到烟雾颗粒。在普通的点型光电感烟探测器中,烟粒子向所有方向散射光线,仅有一小部分散射到光电接受器上,灵敏度比较差。激光探测器采用光学放大器件,将大部分散射光聚集到光电接受器上,使灵敏度大大地提高了。应用在高灵敏度吸气式感烟火灾报警系统,点型激光感烟探测器的灵敏浓度高于一般的光电感烟探测器灵敏度的50倍,误报率也大大降低。
d.红外光束线型火灾探测器。线型火灾探测器为响应某一连续线路附近的火灾产生的物理或者化学现象的探测器。红外光束线型感烟火灾探测器的原理是应用烟粒子吸收或者散射现象,引起红外光束强度发生变化,从而实现火灾探测。
在正常条件下,红外光束探测器的发射器发送一个不可见的、波长为940mm的脉冲红外光束,它经过保护空间不受阻挡地射至接受器的光敏元件上。当发生火灾时,因为受保护空间的烟雾气溶胶扩散至红外光束内,使到达接受器的红外光束衰减,接受器接受的红外光束辐射通量减弱,当辐射通量减弱至预定的感烟动作阈值时,若保持衰减5s(或10s)时间,探测器立即动作,发出火灾报警信号。
红外光束线型火灾探测器保护面积大,特别适宜保护难以使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所。
(2)感温式火灾探测器。感温式火灾探测器是响应异常温度、温升速率以及温差等参数的探测器。感温式火灾探测器按原理可分为定温、差温以及差定温组合式三种。
①点型定温式火灾探测器。当监测点环境温度达到某一温度值时,即动作。图2-9所示为其结构原理。
图2-9 点型定温式火灾探测器
a.通过不同膨胀系数双金属片的弯曲变形,达到感温报警的目的,图2-9(a)所示为其结构。它是借助两种膨胀系数不同的金属片制成的。随着火场温度的升高,金属片受热,膨胀系数大的金属片就要向膨胀系数小的金属片方向弯曲,致使接点闭合,将信号输出。
b.图2-9(b)所示的探测器借助双金属的反转使接点闭合,将信号输出。双金属反转后处于虚线所示的位置。
c.图2-9(c)所示的点型定温式火灾探测器由膨胀系数大的金属外筒与膨胀系数小的内部金属板组合而成,膨胀系数的不同使得接点闭合。
d.电子定温火灾探测器。电子定温火灾探测器利用特制半导体热敏电阻作为传感器件。这种热敏电阻在室温下具有比较高的阻值,能够达到1MΩ以上。随着火场温度的升高,热敏电阻的阻值缓慢下降,当达到设定的温度点时,临界电阻值迅速减到几十欧姆,信号交流迅速增大,探测器发出报警信号。比较常见的JTW-DZ-262/062电子定温探测器原理见图2-10。
图2-10 JTW-D2-262/062电子定温探测器原理
1——热敏电阻CTR;2——采样电阻;3——阈值电路;4——双稳电路
②缆式线型定温探测器。图2-11、图2-12所示分别为缆式线型定温探测器构造及原理框图。它主要由智能缆式线型感温探测器编码接口箱、热敏电缆以及终端模块三部分构成一个报警回路。在每一个热敏电缆中有一个十分小的电流流动。当热面电缆线路上任何一点的温度上升达额定动作温度时,其绝缘材料熔化,两根钢丝相互接触,此时报警回路电流骤然增大,报警控制器发出声、光报警的同时,数码管显示火灾报警的回路号与火警的距离(即热敏电缆动作部分的距离)。报警后,通过人工处理热敏电缆可重复使用。缆式线型定温探测器的动作温度如表2-1所列。
图2-11 缆式线型定温探测器构造
图2-12 智能线型缆式感温探测器系统
表2-1 缆式线型定温探测器的动作温度
③点型差温式火灾探测器。一种常用的膜盒式点型差温式探测器结构如图2-13所示。点型差温式探测器主要由感热室、膜片、泄漏孔及接点构成。当发生火灾时,如果环境温度变化缓慢,泄漏孔的作用造成感热室内的空气泄漏,膜片保持不变,接点不会闭合。随周围火场温度的急剧上升,感热室内的空气迅速膨胀,当满足规定的升温速率以上时,膜片受压使接点闭合,发出火警信号。
图2-13 膜盒式点型差温式探测器结构示意
④空气管线型差温式探测器。它是一种感受温升速率的火灾探测器,由敏感元件空气管——ф3mm×0.5mm的纯铜管、传感元件膜盒以及电路部分组成,如图2-14所示。正常状态下,气温正常,受热膨胀的气体能由传感元件泄气孔排出,不推动膜盒片,动、静接点不闭合;当发生火灾时,保护区域温度快速升高,导致空气管感受到温度变化,管内空气受热膨胀,空气无法立即排出,膜盒内压力增加推动膜片,动、静接点闭合,将电路接通,输出报警信号。
图2-14 空气管线型差温式探测器
空气管式线型差温式探测器的灵敏度为三级。灵敏度不同,其适用场所也就不同,如表2-2所列。
表2-2 空气管式线型差温式探测器灵敏度分级及使用场所
上述的差温和定温感温探测器中,除缆式线型定温式探测器由于其特殊的用途还在使用外,其余都已被下面介绍的差定温组合式探测器所取代。
⑤点型差定温式火灾探测器
a.膜盒式差定温式探测器。膜盒式差定温式探测器综合了差温式与定温式两种探测器的作用原理,如图2-15所示为其结构原理。
图2-15 膜盒式点型差定温式探测器
b.电子差定温式探测器。常用的电子差定温式探测器工作原理框图见图2-16。电子差定温式探测器采用2只NTC热敏电阻,其中取样电阻RM在监视区域的空气环境中,参考电阻RR密封在探测器内部。当外界温度缓慢地上升时,RM与RR都有响应,此时,探测器表现为定温特性。当外界温度急剧升高时,RM阻值则迅速下降,RR阻值变化缓慢,探测器表现为差温特性,满足预定值时,探测器发出报警信号。电子差定温式探测器与电子定温式探测器均满足《点型感温火灾探测器》(GB 4716——2005)要求的响应时间,差定温式探测器对快升温响应更为灵敏,因此不宜安装在平时温度变化较大的场合,如锅炉房、厨房等,这种场所应适用定温式探测器。但是对于汽车库、小会议室等场所,二者可等同使用。
图2-16 电子差定温式探测器原理
1——调整电阻;2——参考电阻NTC;3——采样电阻NTC;4——阈值电路;5——双稳态电路;RA,RM,RR——电阻;IA——电流
(3)火焰探测器。点型火焰探测器为一种对火焰中特定波段(红外、可见和紫外谱带)中的电磁辐射敏感的火灾探测器,又称感光探测器。由于电磁辐射的传播速度极快,因此,这种探测器对快速发生的火灾或者爆炸能及时响应,是对易燃、可燃液体火灾探测的理想探测器。响应波长低于400nm辐射能通量的探测器叫作紫外火焰探测器,响应波长高于700nm辐射能通量的探测器叫作红外火焰探测器。
如图2-17所示为紫外线火灾探测器结构。紫外线火灾探测器原理见图2-18。
图2-17 紫外线火灾探测器结构
图2-18 紫外线火灾探测器原理
探测器采用圆柱状紫外光敏元件,在它接收到1850~2450Å(1Å=0.1nm,下同)的紫外线时,产生电离作用,紫外光敏管开始放电,导致光敏管的内电阻变小,导电电流增加,使电子开关导通,光敏管工作电压降低。当降低至着火电压以下时,光敏管停止放电,导电电流减少,电子开关断开,此时电源电压通过RC电路充电,又使光敏管的工作电压升高至着火电压以上,又重复上述过程。这样就产生了一串脉冲,脉冲的频率和紫外线强度成正比,同时还同电路参数有关。
(4)可燃气体火灾探测器。对于探测区域内某一点周围的特殊气体参数敏感响应的探测器叫作气体火灾探测器,又称可燃气体火灾探测器。它的工作原理是借助金属氧化物半导体元件以及催化燃烧元件对可燃气体的敏感反应,并将这种氧化催化作用的结果转化为电信号,发出报警信号。火灾过程中完全燃烧与不完全燃烧产生大量的一氧化碳等可燃气体,并且这种可燃气体往往先于火焰或烟出现。所以,可燃气体火灾探测器可能提供最早期的火灾报警,适用于预防具有潜在的爆炸或毒气危害的工业场所及民用建筑,能够起到防爆、防火、检测环境污染的作用。
(5)复合火灾探测器。复合火灾探测器为一种可以响应两种或两种以上火灾参数的探测器,是两种或者两种以上火灾探测器性能的优化组合,集成在每个探测器内的微处理机芯片,对相互关联的每个探测器的探测值作计算,从而使误报率降低。通常有感烟感温型、感温感光型、感烟感光型、红外光束感烟感光型以及感烟感温感光型复合探测器。其中以感烟感温复合型探测器使用最为广泛,其工作原理是只要有一种火灾信号达到相应的阈值时探测器即可报警。一种感温、感烟和CO气体三位一体的复合型火灾探测器构造如图2-19所示。
图2-19 一种复合型火灾探测器构造示意
(6)智能型火灾探测器。智能型火灾探测器本身带有微处理信息功能,能够处理由环境所收到的信息,并且针对这些信息进行计算处理,统计评估,使误报率大大降低。例如,JTF.GOM-GST601感烟型智能探测器能自动检测和跟踪由灰尘积累而导致的功能工作状态的漂移,当这种漂移超出给定范围时,自动发出故障信号,同时这种探测器还跟踪环境变化,自动调节探测器的工作参数,使由灰尘积累和环境变化所造成的误报和漏报大大降低。还有的智能型探测器借助模糊控制原理,结合火势很弱——弱——适中——强——很强的不同程度,再根据预设的有关规则,将这些不同程度的信息转化为适当的报警动作指标。如“烟不多,但温度快速上升——发出警报”,又如“烟不多,并且温度没有上升——发出预警报等”。随着科技水平的不断提高,这类智能型探测器现在已经成为主流。
2.1.2.2 火灾探测器常用型号和主要技术性能
(1)火灾探测器的型号。火灾探测器的国际型号都是按汉语拼音字头的大写字母组合而成的,从名称就可看出产品类型及特征。
火灾探测器的型号由三部分组成,①②③④-⑤⑥-⑦,其各部分的意义如下。
①——(警),火灾报警设备(消防产品中的分类代号)。②——T(探),火灾探测器代号。③——火灾探测器种类代号,各种类型火灾探测器的具体表示方法为:
Y(烟)——感烟火灾探测器;
W(温)——感温火灾探测器;
G(光)——感光火灾探测器;
Q(气)——可燃气体探测器;
F(复)——复合式火灾探测器。
④——应用范围特征代号;其中:
B(爆)——防爆型(无“B”即为非防爆型,其名称也无须指出“非防爆型”);
C(船)——船用型。
非防爆或者非船用型可省略,无须注明。
⑤,⑥——探测器特征表示法(敏感元件及敏感方式特征代号):
LZ——离子;GD——光电;MC——膜盒差温;MD——膜盒定温;GW——感光感温;YW——感烟感温;YW-HS——红外光束感烟感温;BD——半导体定温;ZD——热敏电阻定温;BC——半导体差温;ZC——热敏电阻差温;BCD——半导体差定温;ZCD——热敏电阻差定温;HW——红外感光;ZW——紫外感光。
⑦——主参数,定温、差定温用灵敏度级别表示,通常有1、2、3级。例:JTY-LZ-F732-表示F732型离子感烟探测器。
(2)基本图形符号。在国家标准中消防产品图形符号不全,目前在设计中图形符号的绘制有两种选择,一种按照国家标准绘制,另一种依据所选厂家产品样本绘制。这里仅给出几种常用火灾探测器的图形符号的国家标准画法供参考,如图2-20所示。
图2-20 火灾探测器的图形符号
(3)火灾探测器的灵敏度。火灾探测器在火灾条件下响应火灾参数的敏感程度叫做火灾探测器的灵敏度。
①感温探测器灵敏度。依据对温度参数的敏感程度,感温探测器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度。常用的点型定温及差定温探测器灵敏度级别标志如下:
Ⅰ级灵敏度(62℃),绿色;
Ⅱ级灵敏度(70℃),黄色;
Ⅲ级灵敏度(78℃),红色。
②感烟探测器灵敏度。按照对烟参数的敏感程度,感烟探测器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度。在烟雾相同的情况下,高灵敏度意味着可对较低的烟粒子浓度做出响应。通常来讲,Ⅰ级灵敏度用于禁烟场所,Ⅱ级灵敏度用于卧室等少烟场所,Ⅲ级灵敏度用于多烟场所。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度的感烟探测器的感烟动作率分别为10%、20%、30%。
2.1.2.3 火灾探测器的选择
应根据探测区域内的可能产生的火灾的特点、环境条件以及安装场所房间高度、房间结构、安装场所的气流状况等,选用适合的火灾探测器或几种探测器的优化组合,才能够及时、准确地探测火情,提高系统的可靠性。(1)根据火灾特点、环境条件及安装场所选择。由室内火灾发展过程可知,如果火灾探测器的动作取决于温度的上升,那只有在火灾发展到一定规模,才能够发出火警信号,这使得火灾损失已经较大了。值得引起注意的是,若火灾探测器系统能够探测出燃烧气体和发烟,即在燃烧初期和阴燃阶段即能探测出来,就能够大大提高消防安全性。如图2-21所示为探测器的选择与时间的曲线。
图2-21 探测器的选择与时间的曲线
1——火灾所产生的烟气浓度随时间的变化规律;2——热烟气温度随时间的变化
图2-21表明,感烟火灾探测器可以在短时间内做出反应,早期发出火灾报警信号。当火灾发展到一定阶段时,温度急剧升高,差温探测器开始响应;随着燃烧不断扩大,温度也不断升高,只有当环境温度达到某一定值时,定温探测器才可以响应,发出火警信号。
根据上述对火灾特点和各种不同类型火灾探测器原理的分析,对探测器选择如下。
①可燃气体探测器能在火灾的初期和早期阶段具有很高的及准确的探测率。
②火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟以及少量热,很少或者没有火焰辐射的火灾,如棉及麻织物火灾等,应选用感烟探测器。不适宜选用感烟探测器的场所有:正常情况下有烟的场所,经常有粉尘及水蒸气等固体、液体微粒出现的场所,发火迅速以及产生烟极少的爆炸性场所。
离子感烟基本与光电感烟探测器的使用场合相同,但离子感烟探测器较敏感,误报率较高,并且其敏感元件的寿命较光电感烟探测器短。
有以下情形的场所不宜选用离子感烟探测器:相对湿度长期大于95%;气流速度大于5m/s;大量粉尘、水雾滞留;在正常情况下有烟滞留;可能产生腐蚀性气体;产生醇类、醚类以及酮类等有机物。
不宜选用光电感烟探测器的场所包括:大量积聚粉尘;可能产生黑烟;可能产生蒸汽和油雾;在正常情况下有烟及蒸汽滞留;存在高频电磁干扰。
③火灾发展迅速,产生大量热、烟和火焰辐射,可选用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器或者其组合。
④火灾发展迅速,有强烈的火焰辐射及少量烟、热,应选用火焰探测器。有下列情形的场所,不宜选用火焰探测器:在火焰出现前有浓烟扩散;可能发生无焰火灾;探测器的镜头易被污染;探测器的“视线”易被遮挡;探测器易被阳光或者其他光源直接或间接照射;在正常情况下,有明火作业和X射线、弧光灯影响。
高层民用建筑及其有关部位火灾探测器类型的选择参照表2-3。
表2-3 高层民用建筑及其有关部位火灾探测器类型的选择
注:○表示适用;△表示根据安装场所等状况,限于能有效地探测火灾发生的场所使用;×表示不适用。
(2)根据房间高度和结构选择探测器。探测器的选择和数量的确定要考虑的因素还包括房间高度、房间面积及房间结构,如顶棚或屋顶形状及角度等。根据房间高度不同,火灾探测器的选用原则见表2-4。
表2-4 根据房间高度火灾探测器的选用原则
注意,如果高出顶棚的面积小于整个顶棚面积的10%,只要这一顶棚部分的面积不大于1只探测器的保护面积,则该较高的顶棚部分与整个顶棚面积一样看待。否则,较高的顶棚部分应如同分隔开的房间处理。
在根据房间高度选用探测器时,应注意这仅仅是按房间高度对探测器选用的大致划分,具体选用时尚需结合火灾的危险度及探测器本身的灵敏度级别来进行。
2.1.2.4 火灾探测区域的划分
火灾探测区域应按独立房间划分。一个探测区域的面积不宜大于500m2。从主要出入口能看清其内部,且面积不大于1000m2的房间,也可划为一个探测区域。一个探测区域里可以安置一个探测器,也可以安置多个探测器。符合以下条件之一的非重点保护建筑,可将数个房间划为一个探测区域:①相邻房间不超过5个,总面积不超过400m2,并在每个门口设有灯光显示装置;②相邻房间不超过10个,总面积不大于1000m2,在每个房间门口都能看清其内部,并在门口设有电子计算机房、通信机房灯光显示装置。
敞开或者封闭楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯前室以及消防电梯与防烟楼梯间合用的前室,为火灾时建筑物内人员进行疏散的通道,必须确保这些场所发生的火灾能够及早而准确地发现,尽快扑灭,以减少人员伤亡。因此,应分别单独划为一个探测区域。走道、电缆隧道,它们宽窄不同,形状不同,直的、弯曲的以及交叉的都有,也需单独划为一个探测区域。坡道及管道井等纵方向的,不同于平面警戒区域,也要单独划为一个探测区域。
建筑物闷顶或夹层着火,室内探测器往往探测不到,因此要单独划为一个探测区域。
2.1.2.5 火灾探测器的设置和布局
火灾探测器的设置、布局,与探测器的保护面积、建筑的结构以及探测器的类别等因素有关。
(1)探测区域内每个房间至少设置一只探测器;若房间较大,超出了一个探测器的保护面积,可设置多个或探测器并联,占用一个房间号。
(2)感烟、感温探测器的保护面积及保护半径见表2-5。
表2-5 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
①θ表示房顶坡度。
(3)一个探测区域内所需设置的探测器数量通过下式计算:
式中 N——一个探测区域内所需设置的探测器数量,N应取整数,只;
S——一个探测区域的面积,m2;
A——探测器的保护面积,指的是一只探测器能有效探测的地面面积,m2[由于建筑物房间的地面通常为矩形,所以,所谓“有效探测器的地面面积实际上是指探测器能探测到的矩形地面的面积。探测器的保护半径R(m)指的是一只探测器能有效探测的单向最大水平距离];
K——修正系数,特级保护对象K取0.7~0.8,一级保护对象K取值为0.8~0.9,二级保护对象K取0.9~1.0。
注意,通风换气对感烟探测器的保护面积有影响。在通风换气房间,烟的自然蔓延方式受到破坏。换气越频,烟气的浓度越低,部分烟气被空气带走,造成探测器接受的烟量减少,或者说探测器感烟灵敏度相对降低。比较常用的补偿方法有两种:一是依据房间每小时换气次数将探测器的保护面积乘以一个压缩系数,见表2-6;二是使探测器的灵敏度增大,但要注意防误报。
表2-6 感烟探测器保护面积的压缩系数与房间换气次数的关系
(4)当房屋顶部有热屏障时,感烟探测器下表面距顶棚(或者屋顶)的距离应符合表2-7。
表2-7 感烟探测器下表面距顶棚(或屋顶)的距离
①θ表示顶棚或屋顶坡度。
(5)在梁突出顶棚的高度小于0.2m的顶棚上设置探测器时,可以不考虑梁对探测器保护面积的影响。
当梁突出顶棚的高度超过0.6m时,被隔断的每个梁间区域应该至少设置一只探测器。当被梁阻断的区域面积大于一只探测器的保护面积时,则应把其视为一个探测区域,并应按上述计算方法,设置探测器的数量。当梁间净距小于1m时,可视为平顶棚。如图2-22所示梁的高度对探测器设置的影响。
图2-22 梁的高度对探测器设置的影响
(6)在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时宜居中布置。感温探测器的安装间距不应大于10m,感烟探测器的安装间距不宜大于15m。探测器到端墙的距离也不应大于探测器安装间距的一半,见图2-23。
图2-23 探测器在内走道的布置
a——探测器安装间距
(7)如图2-24所示,探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5m。
图2-24 探测器在顶棚上安装时与墙壁或梁边的距离
(8)探测器周围0.5m内不应有遮挡物。
(9)房间被书架、设备或隔断等分隔,其顶部到顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时,则每个被隔开的部分应当至少安装一只探测器。
(10)如果探测区域内有过梁,定温型探测器安装在梁上时,其探测器下端至安装面必须在0.3m以内,感烟型探测器安装在梁上时,其探测器下端至安装面必须在0.6m以内,如图2-25所示。
图2-25 探测器在梁下端安装时至顶棚的尺寸
(11)探测器与空调送风口边或者水喷淋头的水平距离不应小于1.5m。至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5m。
(12)探测器宜水平安装,若必须倾斜安装时,其倾斜角不应大于45°。如图2-26所示,当屋顶坡度大于45°时,应加木台或类似方法安装探测器。
图2-26 探测器倾斜或水平安装的位置示意
(13)在电梯井及升降机井设置探测器时,其位置宜在井道上方的机房顶棚上。
(14)安装在顶棚上的探测器边缘与以下设施的边缘水平间距宜保持在:
①与照明灯具,不小于0.2m;
②与不突出的扬声器,不小于0.1m;
③与多孔送风顶棚孔口,不小于0.5m;
④与自动喷水灭火喷头不,小于0.3m;
⑤与高温光源灯具(如碘钨灯、容量大于100W的白炽灯等),不小于0.5m;
⑥与电风扇,不小于1.5m;
⑦与防火卷帘、防火门,通常在1~2m的适当位置。
2.1.3 火灾报警系统配套设备
2.1.3.1 手动报警按钮
手动报警按钮分成两种,其中一种不带电话插孔,另一种带电话插孔,其编码方式分为微动开关编码(二、三进制)与电子编码器编码(十进制)。下面以海湾公司电子编码手动报警按钮为例详细进行阐述。手动报警按钮一般都设置在公共场所,如走廊、楼梯口和人员密集的场所。
(1)作用原理。手动报警按钮安装在公共场所,当人工确认火灾发生时,将按钮上的有机玻璃片按下,可向火灾报警控制器发出火灾报警信号,火灾报警控制器接收到报警信号后,显示出报警按钮的编号或位置,并发出报警音响。手动报警按钮应同火灾报警控制器上显示的部位号对应,并且通过不同的显示方式或不同的编码区段,与其他触发装置信号区别开。手动报警按钮和前面介绍的各类编码探测器是一样的,可将其直接接至火灾报警控制器的总线上。
J-SAP-8401型不带电话插孔智能编码手动报警按钮具有下列特点。
①当采用无极性信号总线的时候,其地址编码可由手持电子编码器在1~242之间任意设定。
②采用拔插式结构设计,安装既简单又方便。在按下按钮上的有机玻璃片后可用专用的工具复位。
③将手动报警按钮玻璃片按下时,由按钮提供额定60V DC/100mA无源输出触点信号,可以直接控制其他外部设备。
(2)主要技术指标。
①工作电压。总线24V。
②动作电流。要小于2mA。
③监视电流。要小于0.8mA。
④线制。同控制器无极性信号总线连接。
⑤外形尺寸。90mm×122mm×44mm。
⑥使用环境。温度在-10~+50℃;相对湿度≤95%,不结露。
(3)设计要求与布线。
①设计要求每个防火分区应该至少设置一只手动报警按钮。由一个防火分区内任何位置到最近一只手动报警按钮的距离不大于30m。手动报警按钮最好设置于公共活动场所的出入口处,置于明显的和方便操作的部位。安装在墙上时,其底边距地高度宜为1.3~1.5m,且应该有明显标志。在安装时要牢固,不应倾斜,外接导线应留不小于10cm的余量。
②布线要求手动报警按钮接线端子如图2-27和图2-28所示。
图2-27 手动报警按钮(不带电话插孔)接线端子
图2-28 手动报警按钮(带消防电话插孔)接线端子
在图2-27中,Z1、Z2是无极性信号两总线端子;K1、K2为无源常开输出端子。布线要求:Z1、Z2采用RVS双绞线,导线截面≥1.0m2。
图2-28中,Z1、Z2为与控制器信号总线连接的端子;K1、K2是24VDC进线端子及控制线输出端子,用于提供24V DC开关信号;TL1、TL2是与总线制编码电话插孔或多线制电话主机连接的音频接线端子;AL、G为与总线制编码电话插孔连接的报警请求线端子。布线要求:信号Z1、Z2采用RVS双绞线,导线截面应≥1.0mm2;报警请求线AL、G采用BV线,导线截面≥1.0mm2;消防电话线TL1、TL2采用RVVP屏蔽线,导线截面≥1.0mm2。
2.1.3.2 总线隔离器
当总线发生故障或短路时,总线隔离器(又称短路隔离器)将发生故障的总线部分与整个系统隔离开来以确保系统的其他部分能正常工作,同时方便确定发出故障的部位。当故障部分的总线得到修复后,总线隔离器自行恢复工作,把被隔离出去的部分重新纳入系统。以海湾产品LD-8313型总线隔离器为例,如下为其主要技术指标。
(1)工作电压。总线24V。
(2)隔离动作确认灯。红色。
(3)动作电流。170mA(最多可接入50个编码设备,含各类探测器或者编码模块)、270mA(最多可接入100个编码设备,含各类探测器或者编码模块)。
(4)使用环境。温度是-10~+50℃;相对湿度≤95%,不结露。
(5)外形尺寸。120mm×80mm×40mm。
总线隔离器大都安装在总线的分支处,和信号总线连接,不需要其他布线,选用截面积≥1.0m2的RVS双绞线。
2.1.3.3 消火栓报警按钮
它可以直接接入控制器总线,占用一个地址编码。消火栓报警按钮安装在消火栓内或者近旁,表面上装有一有机玻璃片,当使用消火栓灭火时,将玻璃敲碎,此时消火栓报警按钮的红色指示灯亮,发出火灾信号,同时按钮内继电器吸合,控制消防泵即会启动,并接受消防泵状态反馈信号。按钮的火警灯及消防泵运行反馈灯点亮,报警控制器发出火警声光信号显示报警地址。
消火栓报警按钮、控制器的信号总线及24V DC电源总线连接,同消防泵采用三线(一根24VDC电源输出线,一根输入线,一根公共地线)制连接,完成设备的启动和监视功能,这个方式能够独立于控制器。消火栓报警按钮直接启泵方式应用接线如图2-29所示。需要说明的是,手动报警按钮同消火栓报警按钮有区别。
图2-29 消火栓报警按钮直接启泵方式应用接线示意
(1)手动报警按钮为人工报警装置;消火栓报警按钮既是人工报警装置,又是启动消防泵的触发装置,虽然两种信号均接到消防控制室,但两者的作用不同。
(2)手动报警按钮按防火分区设置,大部分设于出入口附近;而消火栓报警按钮按消火栓的位置设置,通常放在消火栓箱内。
2.1.3.4 现场模块
(1)输入模块(又称监视模块)。该模块的作用为接收现场装置的报警信号,为了实现信号向火灾报警控制器的传输。它被用于现场主动型消防设备,如水流指示器、压力开关、70℃或280℃防火阀、行程开关以及湿式报警阀等。输入模块可采用电子编码器完成编码设置,是开关量信号输入模块,能够接收任何无源接点动作的信号,如水流指示器水流通过信号、压力开关压力上下限信号等。它的工作原理为:现场设备动作,其开关量信号转换为控制器可接收的编码信号,输入模块通过探测总线把信号传送至控制器,模块上的发光二极管常亮,以便于显示报警状态,再由控制器给出相应的信号去联动其他有关设备。布线要求是:信号两总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0mm2。
(2)单输入输出模块。单输入输出模块被用于将现场各种有动作信号输出的一次动作的被动型设备(如电动脱扣阀、排烟口、防火门、送风口、电梯迫降、切非消防用电、空调以及电防火阀等)接到总线上。单输入输出模块采用电子编码器进行十进制电子编码,模块内有一对常开、常闭触点,容量是24VDC、5A,具有24VDC电压输出,被用于与继电器触点接成有源输出,可以满足现场的不同需求。另外,该模块还设有开关信号输入端,用来和现场设备的开关触点连接,对现场设备动作与否进行确认。操作时应当注意的是,不应将模块触点直接接入交流控制回路,防止强交流干扰信号损坏模块或控制设备。它的布线要求为:信号总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0mm2;两根电源线采用阻燃BV线,截面积≥1.5mm2。
(3)双输入双单输出模块。该模块用于完成对两步降防火卷帘、水泵以及排烟风机等双动作设备的控制,主要用于防火卷帘门的位置控制。双输入双单输出模块也可以作为两个独立的单输入输出模块使用。其布线要求是:信号两总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0mm2;两根电源线则采用阻燃BV线,截面积≥1.5mm2。
(4)编码中继器。消防系统为了降低造价,会采用一些非编码设备,如非编码感烟火灾探测器及非编码感温火灾探测器,但是这些设备本身不带地址,无法直接连于信号总线,为此需要加入编码中继器,便于使非编码设备能正常接入信号总线中。编码中继器实质是一种编码模块,只占用一个编码点,被用于连接非编码火灾探测器等现场设备,当接入编码中继器的输出回路的任何一只现场设备报警后,它均会把报警信息传输给火灾报警控制器,控制器产生报警信号,并显示出编码中继器的地址编号。编码中继器的布线要求为:两根信号总线采用阻燃RVS双绞线,无极性,截面积≥1.0mm2;电源线则采用两根阻燃BV线,截面积≥1.5mm2。和非编码火灾探测器采用有极性二线制连接。
2.1.3.5 火灾显示盘
火灾显示盘是安装于楼层或独立防火分区内的火灾报警显示装置。它借助总线与火灾报警控制器相连,处理并显示控制器传送过来的所有数据。当建筑物内发生火灾之后,消防控制中心的火灾报警控制器产生报警,同时又将报警信号传输到失火区域的火灾显示盘上,它把产生报警的探测器编号和相关信息显示出来,同时发出声光报警信号,以能够及时通知失火区域的人员。当用一台火灾报警控制器同时监视数个楼层或者防火分区时,可以在每个楼层或防火分区都设置火灾显示盘,以取代区域火灾报警控制器。如图2-30所示为此盘,其中:A、B是接火灾报警控制器的通信总线端子,采用RVVP屏蔽线,截面积≥1.0m2。+24V、DGND为24V DC电源线端子,采用阻燃BV线,截面积≥2.5mm2。
图2-30 火灾显示盘
2.1.3.6 报警门灯
报警门灯通常安装在巡视、观察方便的地方,如会议室、餐厅以及房间等门口上方,以便于从外部了解内部的火灾探测器报警与否。此灯可与探测器并联使用,并与探测器的编码一致;也可单独使用。当探测器报警时,报警门灯上的指示灯开始闪亮,于不进入室内的情况下就可知道室内的探测器已触发报警。报警门灯布线要求是:信号两总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0m2。
2.1.3.7 声光讯响器
声光讯响器的作用为:当现场发生火灾并被确认之后,安装在现场的声光讯响器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动,从而发出强烈的声光信号,以实现提醒人员注意的目的。
声光讯响器大部分分为非编码型和编码型两种。编码型能够直接接入火灾报警控制器的信号总线(需由电源系统提供两根24VDC电源线),非编码型能够直接由电源24V常开触点进行控制,例如手动报警按钮的输出触点控制等。此讯响器安装于现场,采用壁挂式安装,通常情况下安装在距顶棚0.2m处。它的布线要求是:两根信号总线采用阻燃RVS双绞线,截面积≥1.0m2;电源线+24V、DGND采用阻燃BV线,截面积≥1.5m2。
2.1.3.8 CRT报警显示系统
在大型的消防系统的控制中必须采用微机显示系统,也就是CRT报警显示系统,CRT报警显示系统它包括系统的接口板、计算机、彩色监视器以及打印机,是一种高智能化的显示系统。它采用现代化手段、现代化工具及现代化的科学技术代替以往庞大的模拟显示屏,其先进性对造型复杂的智能建筑群体更显突出。此系统将所有与消防系统有关的建筑物的平面图形、报警区域以及报警点存入计算机内,发生火灾时,CRT显示屏能自动显示着火部位,例如黄色(预警)和红色(火警)不断闪动,同时又可用不同的音响来反映探测器、报警按钮、消火栓以及水喷淋等各种灭火系统和送风口、排烟口等的具体位置;用汉字和图形来进一步说明发生火灾的部位、时间及报警类型,打印机自动打印,以便于记忆着火时间,进行事故分析及存档,更方便地给消防值班人员提供更直观的火情和消防信息。
2.1.4 火灾自动报警系统
火灾自动报警系统由触发器件(探测器、手动报警按钮)、火灾警报装置(声光报警器)、火灾报警装置(火灾报警控制器)、控制装置(包括各种控制模块)等构成。火灾自动报警系统,应该能够在火灾发生的初期,自动(或手动)发现火情并及时报警,以不失时机地控制火情的发展,把火灾的损失降低到最低限度。火灾自动报警系统为消防控制系统的核心部分。
2.1.4.1 火灾自动报警系统的分类
火灾自动报警系统应根据建筑的规模大小与重点防火部位的数量多少分别采用区域火灾报警系统、集中火灾报警系统以及控制中心火灾报警系统。
大型建筑物的火灾自动报警系统,可分为三级或四级,也就是“火灾探测器——区域报警器——集中报警器——消防控制中心”。但是在实施过程中应根据不同建筑工程的设计实际做出适当的选择。
(1)区域报警系统。图2-31所示为区域报警系统,由区域报警控制器和火灾探测器组成。
图2-31 宾馆、饭店火灾自动报警系统
一个报警区域宜设置1台区域报警控制器。系统中区域报警控制器数量不应超过3台。这是因为没有设置集中报警控制器的区域报警系统中,比如火灾报警区域过多又分散时,不便于监控及管理。
当使用1台区域报警控制器警戒数个楼层时,应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示装置,以便发生火灾时可以很快找到着火楼层。
区域报警控制器安装在墙上时,其底边距地面的高度不应小于1.5m;在靠近其门轴的侧面距墙不应小于0.5m;正面操作距离不应小于1.2m,方便开门检修和操作。
区域报警控制器的容量不应比报警区域内的探测区域总数小。
(2)集中报警系统。如图2-32所示,集中报警系统为由集中火灾报警控制器、区域报警控制器和火灾探测器组成的火灾自动报警系统。系统中应设一台集中火灾报警控制器和两台以上区域报警控制器。集中火灾报警控制器须由后面检修,安装时其后面的板距墙不应小于1m,当其一侧靠墙安装时,而另一侧距墙不应小于集中报警器的正面操作距离:当设备单列布置时不应小于1.5m,当双列布置时不应小于2m,在值班人员经常工作的一面,控制盘距墙不应小于3m。集中报警控制器应设在有人值班的专用房间或者消防值班室内。集中报警控制器的容量不宜比保护范围内探测区域总数小。
图2-32 控制中心报警系统
集中报警控制器不直接和探测器发生联系,它只将区域报警控制器送来的火警信号以声光显示出来,并记录火灾发生时间,将火灾发生时间、部位以及性质打印出来,同时自动接通专用电话进行核查,并且向消防部门报告。自动接通事故广播,指挥人员疏散和扑救。
(3)控制中心报警系统。控制中心报警系统由设置于消防控制室的消防控制设备、集中报警控制器、区域报警控制器以及火灾探测器组成,如图2-33所示。
系统中应至少有一台集中报警控制器及必要的消防控制设备。设置于消防控制室以外的集中报警控制器,都应把火灾报警信号和消防联动控制信号送至消防控制室。
控制中心报警系统适用于建筑规模大、需要集中管理的群体建筑以及超高层建筑。其特点为:
①系统可以显示各消防控制室的总状态信号并负责总体灭火的联络与调度;
②系统通常采用二级管理制度。
(4)智能型火灾探测报警系统。智能型火灾探测报警系统借助各种先进的智能型复合型火灾探测技术,将监测环境收集到的烟雾浓度或者温度等火灾特性参数随时间变化的数据送回报警控制器,报警控制器依据内置的智能资料库内有关火灾状态资料和探测器收集回来的数据作分析比较,从而做出报警决定。近年来,随着消防科技的发展,各种智能型火灾探测报警系统在火灾的早期探测报警方面取得了非常好的效果。
它通过高性能计算机对标准闭路电视摄像机提供的图像进行分析。采用高级图像处理技术、复合探测和已知误报现象的计算自动识别各种烟雾模型的不同特性,系统内构建了丰富的工业火灾烟雾信号模型,使得VSD系统可以快速准确地锁定烟雾信号,系统烟雾判断的准确性甚至可以区分水蒸气和烟雾。借助有效探测烟雾,VSD不必等待烟雾接近探测器即能进行探测,所以不受距离的限制,大大提高了火灾探测报警的可靠性。
2.1.4.2 火灾报警控制器型号
火灾报警产品型号是根据国家相关标准编制的。其型号(①②③-④⑤-⑥)意义如下。
①——J(警),火灾报警设备(消防产品中的分类代号)。
②——B(报),火灾报警控制器代号。
③——应用范围特征代号:
B——防爆型;C——船用型;省略——非防爆、非船用。
④——分类特征代号:
D——单路;Q——区域;J——集中;T——通用,既可以作区域报警,又可以作集中报警。
⑤——结构特征代号:
G——柜式;T——台式;B——壁挂式。
⑥——主参数,表示各区域报警的最大容量,通常表示报警器的路数,如40,表示40路。
例如:JB-TB-8-2700/063B为8路通用壁挂式火灾报警控制器;JB-JG-60-2700/065为60路柜式集中报警控制器。
2.1.4.3 火灾报警控制器的选择与使用
随着科学技术的发展,火灾自动报警系统逐渐从传统型向总线制、智能化等现代火灾报警系统发展,使得系统误报率及漏报率降低,用线数大大减少,施工和维护非常方便。据报道,日本已研制出由光电感烟、热敏电阻感温以及高分子固体电解质电化学电池感应一氧化碳气体三种传感器为一体的实用型复合探测器组成的现代智能型火灾报警系统。该系统对火灾现象的判别采用模糊专家系统进行,配有人体红外线传感器及电话自动应答系统(或者标准闭路电视摄像机电视监控系统),使系统误报率进一步下降。
无论采用多么先进的火灾报警系统,需遵循下列原则:
①依据所设计的自动监控消防系统的形式确定报警控制器的基本(功能)规格;
②在选择及使用火灾报警控制器时,应尽量使用成套产品;
③被选用的火灾报警控制器,其容量不得比现场使用容量小;
④报警控制器的输出信号(联动、联锁指令信号)回路数应尽量与相关联动、联锁的装置数相等,以利于其控制可靠;
⑤需根据现场实际,确定报警控制器的安装方式,从而把是选择壁挂式、台式还是柜式报警控制器确定下来。
2.1.5 传统型和智能型火灾报警系统
火灾自动报警系统由传统火灾自动报警系统向现代火灾报警系统发展。虽生产厂家较多,其所能监控的范围随不同报警设备各异,但是设备的基本功能日趋统一,并逐渐向总线制、智能化方向发展,使系统误报率、漏报率降低。由于用线数大大减少,使系统的施工和维护非常方便。
2.1.5.1 传统型火灾报警系统
传统型火灾报警系统仍是一种有效、实用的重要消防监控系统,以下分别进行叙述。
(1)区域火灾自动报警系统
①报警控制系统的设计要求。
a.一个报警区域宜设置一台区域火灾报警控制器;
b.区域火灾报警系统报警器台数不应该大于两台;
c.当一台区域报警器垂直方向警戒多个楼层时,应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位,设置识别楼层的灯光显示装置,以便于发生火灾时,可以及时找到火灾区域,并且迅速采取相应措施;
d.当将区域报警器安在墙上时,底边距地高应在1.3~1.5m,靠近于其门轴的侧面距墙不应小于0.5m,正面操作距离不应小于1.2m;
e.区域报警器应该设置于有人值班的房间或场所;
f.区域报警器的容量应该比所监控设备的总容量大;
g.系统中能够设置功能简单的消防联动控制设备。
②区域报警控制系统应用实例。该系统简单且使用广泛,通常用在工矿企业的计算机房等重要部位和民用建筑的塔楼公寓及写字楼等处,另外,该系统还能够作为集中报警系统和控制中心系统中最基本的组成设备。目前区域系统多数由环状网络构成。也可能为支状线路构成,但必须加设楼层报警确认灯。
(2)集中火灾自动报警系统
①集中报警控制系统的设计要求。
a.系统中应该设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器,或一台集中报警控制器及两台以上区域显示器(或灯光显示装置)。
b.该控制器应设置于有专人值班的消防控制室或值班室内。
c.该控制器应可以显示火灾报警部位信号和控制信号,也可进行联动控制。
d.系统中应当设置消防联动控制设备。
e.集中报警控制器及消防联动设备等在消防控制室内的布置应该符合以下要求。
ⅰ.在值班人员经常工作的一面,设备面盘至墙的距离不应小于3m。
ⅱ.设备面盘前操作距离,单列布置时不应小于1.5m,双列布置时不应小于2m。
ⅲ.设备面盘后的维修距离不宜小于1m。
ⅳ.设备面盘的排列长度小于4m时,其两端应设置宽度不小于1m的通道。
ⅴ.集中火灾报警控制器安装在墙上的时候,其底边距地高度是1.3~1.5m,靠近其门轴的侧面距墙不应小于0.5m,正面操作距离不应小于1.2m。
②集中报警控制器应用实例。集中报警控制系统在饭店、一级中档宾馆用得较多。根据宾馆及饭店的管理情况,集中报警控制器(或楼层显示器)设置于各楼层服务台,管理比较方便,图2-31所示为宾馆、饭店火灾自动报警系统。
(3)控制中心报警系统。该系统主要用于大型宾馆、饭店、商场以及办公楼等。此外,多用在大型建筑群及大型综合楼工程中。控制中心报警系统如图2-32所示。发生火灾后区域报警器报到集中报警控制器,集中报警器发声光信号的同时又向联动部分发出指令。当每层的探测器及手动报警按钮的报警信号送同层区控,同层的防排烟阀门、防火卷帘等对火灾影响大,但是误动作不会导致损失的设备由区控联动。联动的回授信号也进入区域控制器,然后经母线送到集控。必须要经过确认才可以动作的设备则由控制中心发出动作指令,如事故广播、分区断电、水流指示器信号及电梯返底指令等。控制中心配有IBM-PC微机系统。把集控接口来的信号经处理、加工以及翻译,在彩色CRT显示器上用平面模拟图形显示出来,便于正确判断和采取有效措施。火灾报警和处理过程,通过加密处理之后存入硬盘,同时由打印机打印给出,供分析记录事故用。全部显示、操作设备集中安装于一个控制台上。控制台上除CRT显示器之外,还有立面模拟盘及防火分区指示盘。
2.1.5.2 现代型火灾报警系统
(1)现代型(智能型)火灾自动报警系统的特点。现代系统同传统系统相比能够较好地完成火灾探测和报警系统应该具备的各项功能。也可以说,现代系统是借助微型计算机技术的应用为基础发展起来的一门新兴的专业领域。该计算机以其极强的运算能力及众多的逻辑功能等优势,在改善和提高系统快速性、准确性以及可靠性方面,在火灾探测报警领域内展示了自己的强大生命力。
现代火灾自动报警系统的优点是:
①可以识别报警的个别探测器(地址编码)及探测器的类型;
②系统节省电缆,节省电源功率;
③系统误报率低,可靠性高;
④系统使用方便,降低了维修成本。
某些现代系统有如下功能。
①可以长期记录探测器特性。
②提供为火灾调查用的永久性年代报警记录等。
③提供火灾部位字母——数字显示设备,该设备安装在建筑的关键位置上。至少可指示出四种状态,即故障、正常运行、预报警以及火警状态。在控制器上调整探测器参量、线路短路和开路时,系统的准确动作,用隔离器可方便地切除或者拆换故障的器件,使对系统故障的自动监控能力扩大了。
④自动补偿探测器灵敏度漂移的功能。
⑤自动地检测系统重要组件的真实状态,使火灾探测能力改进。
⑥具有和传统系统的接口。
(2)现代火灾自动报警系统的应用实例。智能型火灾报警系统分为两类:主机智能与分布式智能系统。
①主机智能系统。此系统是把探测器阈值比较电路取消,使得探测器成为火灾传感器,无论烟雾影响大小,探测器本身不是报警,是把烟雾影响产生的电流、电压变化信号通过编码电路以及总线传给主机,由主机内置软件把探测器传回的信号与火警典型信号比较,依据其速率变化等因素推断出是火灾信号还是干扰信号,并且增加速率变化、连续变化量、时间、阈值幅度等一系列参考量的修正,只有信号特征与计算机内置的典型火灾信号特征相符时才会报警,这样极大减少了误报。
主机智能系统的主要优点有:灵敏度信号特征模型可依据探测器所在环境的特点来设定;能够补偿各类环境中干扰和灰尘积累对探测器灵敏度的影响,并能够实现报脏功能;主机采用微处理机技术,可以实现时钟、存储、密码自检联动以及联网等多种管理功能;可通过软件编程实现图形显示、键盘控制以及翻译高级扩展功能。
尽管主机智能系统比非智能系统优点多,但因为整个系统的监测、判断功能不仅要控制器完成,而且还要时时刻刻地处理上千个探测器发回的信息,所以系统软件程序复杂、量大,并且探测器巡检的周期长,造成探测点大部分的时间失去监控,系统可靠性降低和使用维护不便。
②分布式智能系统。此系统是在保留智能模拟探测系统优点的基础之上形成的,它将主机智能系统中对探测信号的处理及判断功能由主机返回到每个探测器,使得探测器真正有智能功能,而主机免去了大量的现场信号处理负担,能够实现多种管理功能,由根本上提高了系统的稳定性及可靠性。
智能防火系统布线可按照其主机线路方式分为多总线制与二总线制等。此系统的特点是软件与硬件具有相同的重要性,并且在早期报警功能、可靠性以及总成本费用方面显示出了明显的优势。
(3)智能型火灾报警系统的组成及特点
①智能型火灾报警系统的组成。该系统由智能探测器、智能模块、智能手动按钮、探测器并联接口、总线隔离器以及可编程继电器卡等组成。下面简单介绍以上这些编址单元的作用及特点。
智能探测器把所在环境收集的烟雾浓度或温度随时间变化的数据,送回报警控制器,报警控制器再根据内置的智能资料库内有关于火警状态资料收集回来的数据作分析比较,决定收回来的资料是否显示有火灾发生,做出报警决定。报警资料库内存有火灾实验数据。如图2-32所示为智能报警系统的火警状态曲线。智能报警系统将现场收回来的数据变化曲线同图2-33所示曲线作比较,如果相符,系统则发出报警信号。若从现场收集回如图2-34所示的非火灾信号(由于昆虫进入探测器或探测器内落入粉尘),则不发报警信号。
图2-33 火警状态曲线
图2-34 非火警状态曲线
图2-33和图2-34作比较,图中2-34中由昆虫和粉尘造成的烟雾浓度超过了火灾发生时的烟雾浓度,若是非智能型报警系统必然要发出误报信号,由此可见智能系统判断火警的方法使误报率大大降低了,也减少了因为误报启动各种灭火设备所造成的损失。
智能探测器的种类随着不同厂家的不断开发而逐渐增多,目前较为常用的有智能离子感烟探测器、智能感温探测器以及智能感光探测器等。其他的智能型设备作用相似于非智能。
②智能火灾报警系统的特点。
a.为了能够全面有效地反映被监视环境的各种细微变化,智能系统采用设有专用芯片的模拟量探测器。对温度和灰尘等影响实施自动补偿,对电干扰及分布参数的影响进行自动处理,从而为了实现各种智能特性,解决无灾误报及准确报警奠定了技术基础。
b.智能系统采用了大容量的控制矩阵与交叉查寻软件包,以软件编程替代硬件组合,使消防联动的灵活性和可修改性提高了。
c.系统采用了主从式网络结构,解决了对不同工程的适应性,又使系统运行的可靠性提高了。
d.系统借助全总线计算机通信技术,既完成了总线报警,又实现了总线联动控制,彻底避免了控制输出和执行机构之间的长距离穿管布线,方便了系统布线设计和现场施工。
e.系统具有丰富的自动诊断功能,为系统维护和正常运行提供了有利的条件。
(4)智能火灾报警系统
①由复合探测器组成的智能火灾报警系统。日本已研制出由光电感烟、热敏电阻感温以及高分子固体电解质电化学电池感应一氧化碳气体三种传感器为一体的实用型复合探测器组成的现代系统。如图2-19所示为复合探测器的形状。
智能火灾报警系统配有确定火灾现场是否有人的人体红外线传感器与电话自动应答系统(也可以用电视监控系统),使得系统误报率进一步下降。
如图2-35所示,判断火灾和非火灾现象用专家系统及模糊技术结合而成的模糊专家系统进行。判断结论用全部成员函数形式表示。判断的依据是根据各种现象(火焰、阴燃、吸烟以及水蒸气)的确信度和持续时间。全部成员函数是用建筑物中收集的现场数据和在实验室取得的火灾及非火灾试验数据编制而成的。
图2-35 模糊专家系统框图
复合探测器、人体红外线传感器用数字信号传输线同中继器连接在一起。建筑物每层设一个中继器,连接于中央报警控制器。当中继电器推论,判断火灾、非火灾时,同时把信息输入给中央报警控制器。如果是火灾,则要分析火灾的状况。为了实用及小型化,中央报警控制器采用液晶显示器。在显示器上,中继器送来的薰烟浓度、温度以及一氧化碳浓度的变化,模糊专家系统推论计算出火灾及非火灾的确信度,通过曲线和圆图分割形式显示,现场是不是有人也一目了然。电话自动应答系统还能够把情况准确地通知到防灾中心。
②Algo Rex火灾探测系统。1994年,瑞士新推出了Algo Rex火灾探测系统。该系统技术关键是采用算法、神经网络以及模糊逻辑结合的形式,共同实现决策过程。它在探测器内补偿了污染及温度对散射光传感器的影响,并对信号进行了数字滤波,用神经网络对信号的幅度、动态范围以及持续时间等特点进行了处理后,输出四种级别的报警信号。可以说,Algo Rex系统代表了当今火灾探测系统的最高水平。
此系统由火灾报警控制器和感温探测器,光电感烟探测器以及光电感温复合的多参数探测器,显示器和操作终端机、手动报警按钮、输入和输出线性模块及其他现代系统所需的辅助装置组成。
火灾报警控制器是系统的中央数据库,负责内外部的通信,借助“拟真试验”确认来自探测器的信号数据,并且在必要时发出报警信号。
Algo Rex火灾探测系统的一个突出优点为设有公司多年试验及现场试验收集的火灾序列提问档程序库,即中央数据库,可利用这些算法、神经网络以及模糊逻辑的结合识别和解释火灾现象,同时排除环境特性。此系统的其他优点是控制器体积小,控制器超薄、造型美观、小日径、自纠错,减少维修,系统容量大,可扩展,即使在主机处理机发生故障时,系统仍能够继续工作等。
2.1.5.3 高灵敏度空气采样报警系统(HSSD)
①在提前做出火灾预报中的重要作用。根据火灾统计资料证实,着火之后,发现火灾的时间与死亡率呈明显的倍数关系。若在5min内发现,死亡率是0.31%;如在5~30min内发现,死亡率是0.81%;30min以上发现,死亡率可高达2.65%。所以着火后尽量提前做出准确的预报,对挽救人的生命和减少财产的损失显得十分重要。
HSSD能够在提前一个多小时发出三级火警信号(一、二级为预警信号,三级为火警信号),使火灾事故及时消灭在萌芽之中。某杂志曾刊载了该系统使用中的两个火警事故的实例,很能够说明问题。一个是发生在一般的写字楼内,一把靠近暧炉口的塑料软垫椅子,由于塑料面被稍微烤煳(宽约1cm),放出了少量的烟气,被HSSD系统探测到后,发生了第一级火警预报信号,这一预警时间要比塑料面被引燃提前一个多小时。这是现有的感烟探测器望尘莫及的。而另一个例子是涉及一台大型计算机电路板的故障。HSSD管路直接装至机柜顶部面板内,当电路板由于故障刚刚过热时,释放出微量烟气分子后,就被HSSD探测到了,并且发出第一级火警预报信号。此时,夜间值班人员马上电话通知工程技术人员来处理问题。当处理人员赶至机房时,系统又发出了第二级火警预报信号。此时,计算机房内仍未见到有烟雾。仅是微微感到一些焦煳气味。打开机柜,才发现电路板上有三个元件已经炭化。这起事故由于提前一个多小时预报,只烧坏了电路板,及时地挽救了昂贵的整台计算机。
HSSD在世界范围内已得到了十分广泛的应用,现已成为保护许多重要企业、政府机构以及各种重要场所(如计算机房、电信中心以及电子设备与装置和艺术珍品库等处)的火灾防御系统重要组成部分。澳大利亚政府甚至明文规定所有计算机场所均必须安装这种探测系统。
②该系统在限制哈龙使用中的重要作用。1987年24国签署的有关保护臭氧层的《蒙特利尔议定书》,对五种制冷剂及三种哈龙(即卤代烷1211、1301、2402)灭火剂做出了限制使用的规定,其最后使用期限只允许被延至2010年,这必引起世界消防工业出现一场重大的变革。一方面,世界各国,特别是发达国家都在相继地采取措施,减少使用量,并大力开发研究哈龙的替代技术和代用品;另一方面,为了使哈龙在储存和维修中的非灭火性排放减少,各国也非常重视哈龙的回收和检测新技术的研究。
近几年来,因为各国的积极努力,在哈龙替代和回收技术的研究方面已取得一些可喜的进展。哈龙具有高度有效的灭火特性,毒性低、破坏性小、长期存放不变质以及灭火不留痕迹等优点。所以,任何一个系统或代用品都不大可能迅速地成为其理想的替代物。这也正好说明,关于哈龙的出路目前还不可盲目乐观。
采用HSSD和原有的哈龙灭火系统结合安装的方案,由于HSSD在可燃物质引燃之前就能很好地探测其过热,提供充足的预警时间,能够进行有效的人为干预,而不急于启动哈龙灭火,所以,哈龙从第一线火灾防御的重要地位降格为火灾的备用设备,这样,就有效地限制及减少哈龙了的使用,充分地发挥了HSSD提前预报的重要作用。
③HSSD火灾探测器。空气采样感烟探测报警器于探测方式上,完全突破被动式感知火灾烟气、火焰以及温度等参数特性的局面,跳跃到通过主动地进行空气采样,快速、动态地识别以及判断出可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子。它通过管道抽取被保护空间的样本到中心检测室中,借助测试空气样本了解其烟雾的浓度,在火灾预燃阶段报警。空气采样式感烟火灾探测报警器采用了独特的激光技术,为新技术引发的消防技术革命赢得了宝贵的处理时间,最大限度地减少了损失。
其主要技术参数如下。
a.工作电压:DC21.6V~DC26.4V。
b.灵敏度范围(%obs/m):最小25%;最大0.03%(满量程)。
c.工作电流:≤800mA。
d.最大灵敏度分辨率:0.0015%obs/m。
e.报警等级:4级(2级,1级、预警和辅助等级)。
f.粒子灵敏度范围:0.0003~10μm。
g.最大采样导管长度:总长200m。
h.采样导管内径:20~22mm。
i.采样导管入口:4个。
j.使用环境:温度为-10~+50℃;相对湿度≤90%,不结露。
k.外形尺寸要求:427mm×374mm×95.5mm。
2.1.5.4 早期可视烟雾探测火灾报警系统(VSD)
在高大空间或者具有高速气流的场合,特别是户外,早期的火灾探测一直是火灾安全专业人士需要去面对的一个非常头痛的难题。由于在这些特殊的场所中或是因为空间过高不能把探测器放置在足够靠近火灾发生的区域,或是即使能够放置也会因为高速气流的影响而使其产生的作用大大降低,更有甚者如广场、露天的电站、铁路站台以及森林这样的户外场所根本就没有办法安装传统的探测装置,在这样的情况下早期可视烟雾探测火灾报警系统(VSD)便诞生了。
早期的可视烟雾探测火灾报警系统(VSD)的工作原理是通过高性能的计算机对标准闭路电视摄像机(CCTV)提供的图像进行分析。利用了高级图像处理技术、复合探测以及已知误报现象自动识别各种烟雾模型的不同特性,系统内构建十分丰富的工业火灾烟雾信号模型,使VSD系统可以快速准确地锁定烟雾信号,系统烟雾判断的准确性甚至可区分水蒸气和烟雾。通过有效的探测烟源,VSD不必等待烟雾接近探测器即可以进行探测,因而不受距离的限制。不论摄像头是安装在距危险区域10m或是100m,系统都能在相同的时间内探测出烟雾,所以能够在以上所说的特殊场所里迅速发现火情,大大降低损失。
我国古建筑要求火灾自动报警系统可以在火灾早期阶段第一时间报警;探测器等现场设备安装应满足古建筑结构形式,尽量不影响到古建筑外观及风格;火灾报警分区既要灵活简单,又要综合造价低。以下采用海湾安全技术有限公司生产的吸气式极早期火灾智能预警探测器及JB-QB-GST500智能火灾报警控制器(联动型)构成的火灾自动报警系统为例,阐述采用该系统在古建筑中应用的方案。该方案由一台JB-QB-GST500智能火灾报警控制器(联动型)、吸气式极早期火灾智能预警探测器系列产品以及少量点型感烟火灾探测器构成。由吸气式极早期火灾智能预警探测器系列产品实现报警分区和烟雾探测。
①吸气式极早期火灾智能预警探测器。它主要包括:GST-MI-CRA空气采样式感烟火灾探测器、GST-HSSD极早期吸气式探测器以及ICOM极早期吸气式探测器。GST-MICRA空气采样式感烟火灾探测器适合比较小的空间,单根采样管,具有联网功能。GST-HSSD极早期吸气式探测器适合保护较大的空间,最大可以连接四根采样管,采样管总距离可达200m,具有液晶显示及联网的功能。ICOM极早期吸气式探测器适合保护各分区空间布局稍微分散的较大空间,最大可连接15根采样管。它们都能够直接接入火灾报警控制器构成火灾自动报警系统。该系列产品采用独特的激光前向散射技术及当代最先进人工神经网络技术Classi Fire,为新技术引发的消防技术革命。
a.灵敏度高。吸气式极早期火灾智能预警探测器是把空气由管道经过过滤器、吸气泵送入激光探测腔,探测信号传送至显示和输出单元。它一改传统点式感烟探测器需烟雾扩散至探测室再进行探测的方式,主动对空气作采样探测分析,使保护区内的空气样品被探测器内部的吸气泵吸入采样管道,送至探测器进行分析,如发现烟雾颗粒,即发出报警。由于其主动吸气优于传统产品被动感烟,而有效克服了大空间上空由于烟雾浓度稀释带来的报警延迟的问题,同时又因为采用了激光前向散射技术,散射光信号得到了放大,和普通红外发射管的点型光电感烟探测器相比灵敏度可相对提高。
b.环境适应性强。探测器采用激光散射技术,把各个散射角度的光汇聚到接收器上,能够响应各类烟雾颗粒,软件采用人工神经网络技术ClassiFire,可以监测探测器迷宫和灰尘隔离器是否被污染,按预设的最低误报率计算及调整灵敏度和报警阈值。该系统还可以区别“肮脏”与“洁净”的工作阶段,例如白天和夜晚,自动依据古建筑环境使用合适的灵敏度和报警阈值。因此探测器在燃烧成分较复杂和灰尘较大的古建筑场所也能够很好地运行。
c.安装灵活简单,同建筑物的结构形式相协调。采样管布置灵活多样,空气采样管网按照需要可水平(多层水平)或者垂直布置在探测区域内,可以按照古建筑结构设计管网走向。灵活的布管方式将极大满足古建筑个性化设计。同时安装维护便利也为其优点之一。既能够保护高大空间又可保护密闭小空间,完全能够代替点型感烟火灾探测器和线型红外光束感烟火灾探测器。管道及采样点可以选位置举例说明,参见图2-36。
图2-36 古建筑结构示意
d.隐藏安装采样管道,不影响古建筑外观。吸气式探测器管道安装方式的优点为不同于传统的点型探测器突出于顶棚表面安装。此探测器可借助毛细管,这种采样法将采样点放在远离主采样管道的位置,尤其适合当由于技术或美观的原因,主采样管道不能敷设到保护区域的情况。如图2-37所示。毛细管采样的典型应用就是用于保护遗产及古建筑。
图2-37 毛细管典型的隐蔽式采样安装示意
e.满足古建筑中的防火分区要求。针对于古建筑地域广阔,殿堂分散,建筑布局、形式以及色调等跟周围的环境相适应,构成一个大空间的环境特点,可因地制宜地划分防火分区,把不同的吸气式极早期火灾智能预警系统产品应用于各防火分区内以符合《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116——2013)要求。
GST-MICRA空气采样式感烟火灾探测器要连接采样管一根,总长度不大于50m,一台GST-MICRA探测器最大保护面积500m2,适合保护空间比较小的防火分区;GST-HSSD极早期吸气式探测器最多能够接四根采样管,每根管长度不应超过100m,总长度不超过200m,一台GST-HSSD探测器最大保护面积2000m2,适合保护空间比较大的防火分区;ICOM极早期吸气式探测器最多能够接15根采样管,每根管长度不应超过50m,适合保护空间分散的防火分区。三种产品都可以与火灾报警控制器相连接。根据现场情况灵活地设计,选用不同的产品,更容易符合《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116——2013)中防火分区的要求。
②JB-QB-GST500智能火灾报警控制器(联动型)。此控制器具有下列特点。
a.火灾报警控制器智能化。火灾报警控制器采用了大屏幕汉字液晶显示,既清晰又直观。除可显示各种报警信息外,还能够显示各类图形。报警控制器可直接接收到火灾探测器传送的各类状态信号,利用控制器可将现场火灾探测器设成信号传感器,并对传感器采集到的现场环境参数信号作数据及曲线进行分析,为更准确地判断现场是否发生火灾提供了有利的工具。
b.报警及联动控制一体化。控制器采用内部并行的总线设计,积木式结构以及容量扩充简单又方便。系统可以采用报警联动共线式布线,也能够采用报警和联动分线式布线,适用于目前各种报警系统的布线方式,使变更产品设计带来的原设计图纸改动的问题得到彻底解决。各类控制器全部通过了《火灾报警控制器》(GB 4717——2005)和《消防联动控制系统》(GB 16806——2006)双项标准检验。
c.数字化总线技术。探测器与控制器采用无极性信号二总线的技术,利用数字化总线通信,控制器可方便设置探测器的灵敏度等工作参数,查阅探测器的运行状态。因为采用了二总线,整个报警系统的布线极大简化,方便工程安装、线路维修,降低了工程的造价。系统还设置了总线故障报警功能,随时监测总线工作状态,确保系统的可靠工作。
综上所述,此古建筑火灾自动报警方案采用现代最新的火灾报警技术,紧紧贴近古建筑的特点及对消防设备的需求,符合报警早、对古建筑外观影响较小、单台火灾报警控制器、报警分区设置灵活、设计施工简单、系统运行稳定可靠的要求,为较优化的古建筑技术方案之一。
2.1.5.5 智能消防系统的集成和联网
(1)智能消防系统的集成。消防自动化系统(FAS)为楼宇自动化系统(BAS)的子系统,其中安全运行非常关键,对消防系统进行集成化控制是确保其统一管理、安全运行以及监控的必要手段。
所谓的消防系统集成就是通过中央监控系统,将智能消防系统和供配电、音响广播以及电梯等装置联系至一起实现联动控制,并进一步与整个建筑物的通信、办公和保安系统联网,以实现整个建筑物的综合治理自动化。
目前,智能建筑中消防自动化系统大多呈现独立状态,自成体系,并且未纳入BA系统中。这种自成体系的消防系统与楼宇、保安等系统相互独立,互联性差,当发生全局事件时,不能同其他系统配合联动,形成了集中解决事件的功能。
因为近几年内含FAS的BAS进口产品完整地进入到国内市场,且已被采用,故国内智能建筑中已将消防智能自动化系统作为BAS的子系统纳入进去,比如上海金茂大厦的消防系统,包括FAS在内的20个弱电子系统,在设计方案上都实现了一体化集成的功能。
建筑智能化的集成模式有一体化集成模式;以消防自动化(BA)与办公自动化(OA)为主,面向物业管理的集成电路模式;建筑设备管理系统(BMS)集成模式与子系统集成模式四种,此处就以BMS集成为例说明。
BMS实现BAS与火灾自动报警系统、安全检查防范系统之间的互相集成。这种集成一般基于BAS的平台,增加了信息通信协议转换、控制管理模块,同时主要实现对FAS和SAS的集中监视与联动。各子系统都以BAS为核心,运行在BAS的中央监控计算机。这种系统既简单,造价又低,同时还可实现联动功能。国内的大部分智能建筑采用这种集成模式。图2-38所示为BMS集成模式示意。
图2-38 BMS集成模式
(2)智能消防系统的联网。该系统的联网通常分为两种形式:一种是同一厂家消防报警主机之间内部的联网;另一种是不同厂家消防报警主机之间进行统一联网。第一类由于是同一厂家的内部产品,主机和主机之间的接口形式和协议等都彼此兼容,因此实现起来相对要简单一些,联网后能够实现火情的统一管理。第二类因为是在不同厂家消防报警主机之间联网,主机和主机之间的接口形式和协议等彼此均不兼容,因此实现起来比较困难。但是在实际应用中需要在不同厂家报警主机之间进行联网的情况又十分多,比如建立城市火灾报警网络时因在不同建筑物中所用的报警主机种类颇为繁多,自然其联网的技术难度就十分大。以下就以海湾网络公司研发的GST-119Net城市火灾自动报警监控管理网络系统为例简单地加以介绍。GST-119Net城市火灾自动报警监控管理网络系统是借助公用电话网、GSM网络(短消息、GPRS)/CDMA网络(短信息、CDMAlX)以及以太网等通信方式对城市内部独立的、分散运行的、不同厂家生产的火灾自动报警系统的火警情况、运行情况和值班情况进行实时数据采集及处理的监控管理网络系统。此系统中的用户端传输设备可以快速、准确地把火灾自动报警设备中的火警、运行以及值班等信息,通过通信网络传送到远程监控管理中心。当中心接收到火警信息之后,就会依据详细火警信息或与现场值班人员对讲,判断火情的真伪,确认后自动向119指挥中心传送。此系统可利用短消息的方式提醒现场值班人员或单位领导,并且自动联动相应的摄像机,将现场报警点相应的视频信息切换至大屏幕上。同时系统中显示出相应地区的详细火警信息、地理信息以及灭火预案,为消防部门快速反应提供辅助决策。系统还能够对联网用户的消防设施和值班人员进行管理,实现对联网监控设备的自动巡检。把消防设施故障信息和人员值班情况及时传送到远程监控管理中心,通过消防管理部门督促相关人员的及时处理,实现早期发现火警,及时报警,快速扑灭火灾的目的。
GST-119Net城市火灾自动报警监控管理网络系统是由城市消防网络监控管理中心、远程信息显示终端、119确认火警显示终端、传输介质和用户端传输设备五部分组成的,其中消防网络监控管理中心是由数据服务器、通信服务器、监控管理软件、多台接警席计算机、UPS电源、光电模拟沙盘控制管理系统以及打印机组成。119确认火警显示终端设置在119指挥中心,通过文字和图形方式同时显示经过确认的火警信息,并且查询火警发生地点的详细资料。远程信息显示终端设置于省市消防总队或消防管理部门,可在远端(异地)显示联网用户的所有报警信息,便于领导部门随时查阅、关注城市火灾报警网络的运行情况。传输介质主要有公用电话网(PSTN)、计算机网络(LAN/WAN)、无线网络(诺特网、GSM/GPRS)、光纤等方式或介质,进行双向数据通信。用户端传输设备即为网络监控器,它通常就近安装在所监控报警控制器旁,并且利用传输介质负责把所监控报警控制器的各种情况传输到消防网络监控管理中心。网络监控器是不同厂家报警控制器和GST-119Net系统进行信息传输的主要桥梁,负责不同协议的翻译和不同接口的转换工作,同时它还要负责信号的调制解调工作,为整个系统运行的关键环节。以下以JK-TX-GST5000消防网络监控器为例简单地加以介绍。
其主要技术参数如下。
①提供RS232、RS485以及开关量等多种接口方式与火灾自动报警设备连接,并且提供并行接口的扩展方式。
②通信方式可选择;采用电话线方式和无线(GSM、CDMA以及诺特)网互为备份的工作方式,支持TCP/IP通信方式。
③火警具有最高的优先级别,提供多种火警确认方式。
④实时传送火灾自动报警设备的运行状态信息,接受中心查询。
⑤随机查询值班人员在岗状态,并可接受中心查询。
⑥日常操作按钮与编程键盘分开,操作简单。
⑦现场语音提示检测到的各种重要事件。
⑧实时检测通信线路,线路故障现场报警并记录下来。
⑨黑匣子存储各类事件信息,存储报警过程。
⑩支持键盘、串口以及远程遥控编程操作。
和监控管理中心对讲功能。
提供视频联动接口,提供其他联动信号。
大屏幕汉字液晶显示各种信息。
尺寸(宽×高×厚):370mm×520mm×140mm。
适用已安装火灾自动报警系统的大型重点防火单位。
传统火灾自动报警系统和现代火灾自动报警系统之间的区别主要在探测器本身的性能上。由开关量探测器改为模拟量传感器是一个质的飞跃,可把烟浓度、上升速率或者其他感受参数以模拟值传送给控制器,使系统确定火灾的数据处理能力及智能程度大为增加,使误报警的概率减少了。另一个区别是,信号处理方法彻底做了改进,即将探测器中模拟信号不断传送到控制器评估或判断,控制器用适当算法判断虚假或者真实火警,判断其发展程度和探测受污染的状态。这一信号处理技术,意味着系统具有很高的“智能”。
现代火灾自动报警系统迅速发展还因为复合探测器和多种新型探测器不断涌现,探测性能越来越完善。多传感器、多判据探测器技术发展,多个传感器由火灾不同现象获得信号,并从中寻出多样的报警及诊断判据。高灵敏吸气式激光粒子计数型火灾报警系统、分布式光纤温度探测报警系统、计算机火灾探测与防盗保安实时监控系统、电力线传输火灾自动报警系统等新技术已获得广泛应用。近年来,红外光束感烟探测器、缆式线型定温火灾探测器以及可燃气体探测器等在消防工程中日渐增多,也已有相应的新产品标准和设计规范。