PAGEPAGE33畢業設計報告（論文）所屬系：班級：學生姓名：學號：同組成員：指導教師：摘要自動噴水沒火系統作為一種消防設施，已經證明了其滅火、控火的高效性，該系統能夠自動探測火災并自動啟動噴水滅火系統的固定滅火設施。該系統使用較長，工作性能穩定，安全可靠，維護管理方便，不污染環境，可用于各種建筑物種允許用水滅火的保護對象和場所，是目前應用最廣泛的固定滅火設備。自動噴水滅火設備經過長期的實踐和不斷的改進與創新，其滅火效果十分理想，成為消防安全的主要保障措施。自動噴水滅火系統能撲滅初期火災并發出火災報警信號，可以減少經濟損失，同時，由于其噴水及時，可有效減低輻射熱，火災不易擴大和蔓延。統計表明，自動噴水滅火系統具有良好的滅火和控火效果。本文主要對系統方案確定、控制系統的設計和自動噴水滅火控制系統的實現等幾個方面進行的探討，第一章主要對課題的背景、課題的依據、課題特點以及意義作了最簡單的介紹，第二章對設計中一些重要部件做簡單的概述以及系統的組成。第三章主要對控制系統進行了簡單的闡述。第四章對系統的安裝調試維護保養作了簡要的說明。自動噴水滅火系統將在發展中不斷得到完善，通過噴水滅火機理的研究，對不同火災場所的火災負荷，發展，蔓延過程，決定采用不同類型的噴水滅火方式，根據被保護建筑物性質和火災發生，發展特性的部同，可以有許多不同的系統形式，通常根據系統中所使用的噴頭形式不同，分為閉式自動噴水滅火和開式和開式自動噴水滅火系統兩大類。關鍵詞：自動噴水滅火系統消防自動報警目錄摘要 1第一章緒論 41.1引言 41.2課題的背景 51.3課題的特點 61.4課題的意義 61.5課題的現狀 7第二章系統方案的確定 72.1自動噴水系統分類和主要部件 72.2方案的確定 92.2.1灑水噴頭 92.2.2選擇和布置噴頭 122.2.3管網布置 132.2.4水力計算 142.2.5壓力開關與報警閥 162.2.6末端試水裝置 18第三章控制系統設計 183.1自動噴水系統全壓啟動消防泵的控制電路 183.2火災自動報警系統設計 213.2.1火災自動報警系統的形式 213.2.2火災自動報警控制器 243.2.3火災探測器 263.2.4手動報警器 31第四章自動噴水滅火系統的安裝與保養 324.1施工前的準備 324.1.1自動噴水滅火系統的施工前專業培訓 324.1.2自動噴水滅火系統施工前應具備的條件 324.1.3系統組件管件及其他相關設備材料 324.2管材的選用 324.3系統的驗收 324.4系統的驗收 334.5系統維護與保養 33第五章總結與展望 345.1總結 345.2展望 35參考文獻 36致謝 37附錄： 38第一章緒論1.1引言火災，作為一種具有突發性和強破壞性的災害現象，嚴重危害人類生命財產安全和自然環境。人類和火災進行了長期的斗爭，積累了許多防火、滅火的經驗教訓。隨著社會的不斷發展，人們對于火災的認識不斷加深，針對火災初期不同特征的各種探測方法越來越多。人類逐步掌握了火的燃燒機理，燃燒條件和燃燒發展的過程，創造了各種各樣防火、滅火的方法，其中心內容就是用現代高科技手段研究火災發生、發展和防治的機理和規律，為火災防治提供新的思想、理論和方法，使得人類對火災的研究進入了科學化、系統化的軌道，并促進了防火、滅火技術的進步。自動噴水滅火系統之所以能成為目前世界上使用最廣泛上午固定式滅火系統，特別是應用在高層建筑等火災危險性較大的建筑物中，主要是由于它在保護人身和財產安全方面有著其他系統無法比擬的優點。自動噴水滅火系統是一種重要的滅火措施，隨著社會的發展迫使高層建筑拔地而起。從自動噴水滅火系統的應用實踐和統計資料可以看出，自動噴水滅火系統的控火滅火率很高，對建筑物的中的滅火具有很高的實用價值，而且隨著科學的進步，該系統的應用范圍將會越來越廣泛，系統可靠性和控火滅火率也會相應提高。1.2課題的背景隨著我國自動噴水滅火系統的不斷發展，自動噴水滅火系統降低了火災的危害性，把火災給人們帶來損失將降到了最低，為人類的生命財產提供了保障自動噴水滅火系統，就是在火災的情況下，能夠自動噴水滅火，以保障人身和財產安的一種滅火系統，其最大的特點是能夠在火災的初期噴水滅火防止火災的蔓延。越來越得到人們的重視。通過噴水滅火機理的研究，對不同火災場所的火災負荷，發展，蔓延過程，決定采用不同類型的噴水滅火方式，根據被保護建筑物性質和火災發生，發展特性的部同，可以有許多不同的系統形式。傳統的滅火器主要是人工機械操作，通過眼、鼻等感官來獲得外在的信息，然后進行判斷，中間的反應時間較長，同時可能由于人的判斷能力、應變能力有限，導致災情擴大，貽誤最佳的時機。自動噴水滅火系統屬于固定式滅火系統，是世界上較為廣泛采用一種固定式消防設施，它具有價格低廉、滅火效率高等特點。能在火災發生后，自動地進行噴水滅火，并能在噴水滅火的同時發出報警。在發達國家的消防規范中，幾乎所有的建筑都要求使用自動滅火系統。在我國，隨著建筑業的快速發展及消防法規的逐步完善，自動噴水滅火系統也得到了廣泛的應用。1.3課題的特點自動噴水系統反應快，由于采用火災探測傳動裝置來控制系統的開啟，從火災發生到火災探測裝置動作開啟噴水系統的時間短，如果采用充水式雨淋系統，其反應會更快，有利與快速出水滅火。自動噴水滅火系統控制面積大，用水量大。完善系統自身的可靠性，自動噴水滅火系統將在發展中得到完善。一方面表現在，通過噴水滅火機理的研究，對不同火災場所的火災負荷，發展，蔓延過程，決定采用不同類型的噴水滅火方式。自動噴水滅火系統，根據被保護建筑物的性質和火災發生，發展特性的不同，可以有許多不同的系統形式。通常根據系統中所使用的噴頭形式不同，分為閉式自動噴水滅火和開式自動噴水滅火系統兩大類。閉式自動噴水滅火系統采用閉式噴頭，它是一種常閉噴頭，噴頭的感溫閉鎖裝置只有在預定的溫度環境下才會脫落，開啟噴頭。因此，在發生火災時，這種噴頭滅火系統只有處于火焰之中或臨近火源的噴頭才會開啟滅火。開式自動噴水滅火系統采用的是開式噴頭，開式噴頭不帶感溫閉鎖裝置，處于常開狀態。發生火災時，火災所處的系統保護區域的所有開啟式噴頭一起出水滅火。根據被保護建筑物的要求，閉式自動噴水滅火系統還可以分為，濕式自動噴水滅火系統，干式自動噴水滅火系統，干濕式自動噴水滅火系統，預作用自動噴水滅火系統等形式；開式自動噴水滅火系統，可分為雨淋系統，水幕系統等形式。1.4課題的意義隨著我國自動噴水滅火系統的不斷發展，自動噴水滅火系統降低了火災的危害性，把火災給人們帶來損失將降到了最低，為人類的生命財產提供了保障自動噴水滅火系統，就是在火災的情況下，能夠自動噴水滅火，以保障人身和財產安的一種滅火系統，其最大的特點是能夠在火災的初期噴水滅火防止火災的蔓延。越來越得到人們的重視，通過噴水滅火機理的研究，對不同火災場所的火災負荷，發展，蔓延過程，決定采用不同類型的噴水滅火方式，根據被保護建筑物性質和火災發生，發展特性的部同，可以有許多不同的系統形式。1.5課題的現狀自動噴水滅火系統屬于固定式滅火系統，是世界上較為廣泛采用一種固定式消防設施，它具有價格低廉、滅火效率高等特點。能在火災發生后，自動地進行噴水滅火，并能在噴水滅火的同時發出報警。在發達國家的消防規范中，幾乎所有的建筑都要求使用自動滅火系統。在我國，隨著建筑業的快速發展及消防法規的逐步完善，自動噴水滅火系統也得到了廣泛的應用，水是一種最可靠、最有效且最易趣的滅火劑，自動噴水系統也正是充分利用了水的特點設施滅火，而實踐證實了自動噴水滅火系統的滅火高效性。隨著噴水滅火機理的研究不斷深入，新的自動滅火方法和機理的不斷出現，將保護和人提供可靠的技術保證。隨著我國經濟實力的增長，法制的健全和人們對自動噴水滅火系統認識的深入，自動噴水滅火系統將取代消火栓，占據我國消防體系的主導地位。隨著我國自動噴水滅火系統的不斷發展，自動噴水滅火系統的大大降低了火災的危害性，把火災給人們帶來的經濟損失將到了最低，為確保人的生命及財產安全提供了保障。第二章系統方案的確定2.1自動噴水系統分類和主要部件自動噴水滅火系統，根據被保護建筑物的性質和火災發生、發展特性的不同，可以有許多不同的系統形式。通常根據系統中所使用的噴頭形式的不同，分為閉式自動噴水滅火系統和開式自動噴水滅火系統兩大類，同時系統分為濕式自動噴水滅火系統、干式自動滅火系統、干濕式自動滅火系統、預作用自動噴水滅火系統、循環啟閉自動滅火系統、雨淋系統、水幕系統、水噴霧滅火系統。濕式噴水滅火系統是由噴頭，報警止回閥，延遲器，水力警鈴，壓力開關（安在干管上），水流指示器，管道系統，供水設施，報警裝置及控制等組成報警閥的前后充滿壓力水，主要器件如表所列。編號名稱用途編號名稱用途1高位水箱存儲初期火災用水13水池存儲1h火災用水2水力警鈴發出音響警報信號14壓力開關自動報警或控制3濕式報警器系統控制閥，輸出報警水流15感煙探測器感知火災自動報警4消防水泵接合器消防車供水口16延遲器克服水壓液動引起的誤報警5控制箱接收電信號并發出指令17消防安全指示閥顯示閥門啟閉狀態6壓力罐自動啟閉消防水泵18放水閥試警鈴閥7消防水泵專用消防升壓泵19放水閥檢修系統時放空8進水管水源管20排水漏斗排走系統的出水9排水管末端試水裝置排水21壓力表指示系統壓力10末端試水裝置實驗系統功能22節流孔板減壓11閉式噴頭感知火災出水滅火23水表計量末端實驗裝置出水量12水流指示器輸出電信號，指示火災區域24過濾器過濾水中雜質自動噴灑泵的啟動過程是：當發生火災時，隨著火災部位的溫度的升高，系統噴頭上的玻璃球暴裂（或易熔合金噴頭上的易熔合金片熔化脫落），噴頭開始噴水，水管內的水流推動水流指示器的槳片，使其電接點閉合接通電路，輸出電信號至消防中心。此時，設在主干水管上的報警水閥被水流沖開，向灑水噴頭供水，同時水流經過報警閥流入延遲器，竟延遲后，又流入壓力開關使壓力繼電器動作SP接通，使噴灑用消防泵啟動，在壓力繼電器動作的同時，啟動水力警鈴，發出報警信號2.2方案的確定2.2.1灑水噴頭噴頭可分為開啟式和封閉式兩種。它是噴水系統的重要組成部分，因此其質量，性質和安裝的優劣直接影響火災初期滅火的成敗，可見選擇時必須注意。A封閉式噴頭：可以分為易熔合金式，雙金屬片式和玻璃球式三種。應用最多的是玻璃球式噴頭，噴頭不止在房間頂棚下面，與支管相連。噴頭主要技術參數（如表2）所示，動作溫度級別（如表3）所示。表2玻璃球式噴淋頭主要技術參數型號直徑（mm）通水口徑(mm)接管螺紋(in)溫度級別(度)炸裂溫度范圍%玻璃球色標最高溫度環境（度）流量系數K(%)ZST-15系列15111/257687993+15橙紅黃綠2738496380表3玻璃球式噴水頭動作溫度級別動作溫度（度）安裝環境允許最高溫度級別（度）顏色5738橙6849紅7960黃9374綠141121藍182160紫227204黑260238黑在正常情況下，噴頭處于封閉狀態。火災時，開啟噴水是由感溫部件（充液玻璃球）控制，當裝有熱敏液體的玻璃球達到動作溫度（57度，68度，79度，93度，141度，182度，227度，260度）時，球內液體膨脹，使內壓力增大，玻璃球炸裂，密封墊脫落，噴出壓力水，噴水后，由于壓力降低壓力開關動作，將水壓信號變為點信號向噴淋泵控制裝置發出啟動噴淋泵信號，保證噴頭有水噴出。同時，流動的消防水使主管道分支處的水流指示器電接點動作，接通延時電路（延時20～30s），通過繼電器觸點，發出聲光信號給控制室，以識別火災區域。綜上可知，噴頭具有探測火情，啟動水流指示器，撲滅早期火災的重要作用。其特點是：結構新穎，耐腐蝕性強，動作靈敏，性能穩定。適用范圍：高（多）層建筑，倉庫，地下工程，賓館飯店等用水滅火的場所。B開啟式噴頭：按其結構可分為雙臂下垂型，單臂下垂型，雙臂直力型和雙臂邊墻型四種，其主要參數（見表4）。表4開啟式噴淋頭的主要技術參數型號名稱直徑(mm)接管螺紋(in)外形尺寸(mm)流量系數K(%)高低ZSTK-1515ZG1/2744680開啟噴頭與雨淋閥（或手動噴頭水閥），供水管網以及探測器，控制裝置等組成雨淋滅火系統。開啟式噴頭的特點是：外型美觀，結構新穎，價格低廉，性能穩定，可靠性強。適用范圍：易燃，易爆品加工現場或儲存倉庫以及劇場舞臺上部的葡萄棚下部等處。表5噴頭的保護面積與噴頭間距保護面積/m2噴頭距離室內高度9.1m室內高度9.1-13.7m最大最小最大最小最大最小9.37.43.662.443.252.44表6不同危險等級不同種類的噴水強度比較危險等級噴頭種類流量系數K噴頭工作壓力/MPa噴頭間距m噴頭流量L/min噴水強度L(minm2)強度比較%一只噴頭最大保護面積m2輕危險級標準800.100.054.4805642.81007019.36中危險級Ⅰ級標準800.100.053.6805664.31007213.0Ⅱ級標準800.100.053.4805685.61007011.56嚴重危險級Ⅰ級標準800.100.052.68056128.4100706.76大口徑1150.100.053.111581128.5100709.6Ⅱ級標準800.200.052.6511356168100507.0大口徑1150.150.053.014081169100569.02.2.2選擇和布置噴頭①噴頭選用標準玻璃球閉式噴頭，因為環境最高溫度為40度左右，所以工作液色標為紅色，公稱動作溫度為68℃;②公稱直徑為15mm;③噴頭特性系數K=4.2；④安裝方式為吊頂式;⑤噴頭的最大保護面積12．5㎡/只;⑥噴頭距端墻距離為1.05m和1.25m;⑦確定最不利點為1噴頭;⑧噴頭采用正方形布置，布置時，噴頭間距選為3.4m(噴水強度為8L/（min·㎡），正方形布置時)其長邊長度為L=1.2·=1.2·=15.2m。⑨每邊支管上最多噴頭數nˊ=15.2/3.4≈5個2.2.3管網布置根據設計標準表預選管徑，管網布置如附圖所示，每邊設支管5個（第六個不存在），共設9排45個噴頭，最大作用面積為45·11.5=517.5＞470.5（房間面積）。系統設濕式報警閥、水流指示器各一個。同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距噴水強度（L/min*m2）正方形布置的邊長（m）矩形或平行四邊形布置的長邊的邊長（m）一只噴頭的最大保護面積（m2）噴頭與端墻的最大距離（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712~203.03.69.01.51、噴頭布置原則自動噴水滅火系統能有效撲滅火災，噴頭布置需要遵循以下原則：1）所有噴頭的噴水范圍覆蓋全部的保護面積，噴頭噴水交匯處不能留有空白；2）噴頭的噴水不能出現過多的重疊。2、自動噴水滅火系統噴頭的布置形式和間距的確定噴頭的布置形式有三種：正方形、長方形和菱形。其噴頭和配水支管間距的確定根據其布置形式不同有所區別，見圖4-1所示。（a）正方形布置（b）長方形布置（c）菱形布置圖4-1噴頭的三種布置形式(a)正方形布置如圖4-1(a)所示，噴頭之間的間距L=2Rcos45o=l.414R；(b)長方形布置如圖4-1(b)所示，在長方形布置中，只有當4個噴水圓兩兩相切于O點，而且在R=N時，該噴頭的布置最經濟合理。噴頭的長邊間距M=2Rcos30o=1.732R噴頭的短邊間距N=R(c)菱形布置如圖4-1(c)所示，噴頭A、B、C、D交錯布置，其連線構成菱形，其中噴頭B、C、D連線構成一個等邊三角形，只有噴水圓域邊緣通過該等邊三角形的形心時，才既不會有過多交匯，也不會出現空白，是最經濟的布置。噴頭的橫向間距M=2Rcos30o=1.732R噴頭縱向間距N=R+Rcos30o=l.5R2.2.4水力計算噴頭的流量：噴頭的；流量取決于噴頭處的水壓力和噴頭本身與結構有關的水力特性，按下式計算：式中q為噴水出水量(L/s)；k為與噴頭結構有關的特性系數，公稱直徑15mm的玻璃球噴頭和公稱直徑(12.7mm)的易熔金屬噴頭，k=4.2；H為噴頭工作壓力Mpa。自動噴水滅火系統的設計流量，應按最不利點處作用面積內噴頭同時噴水的總流量確定：式中為系統設計流量(L/s)，為最不利點處作用面積內噴頭節點的流量(L/s)。同一配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距：噴頭噴水強度應為6，條形布置的間距為2.5m，一只噴頭的最大保護面積為12.5，噴頭與端墻的最大距離為1.8m。水力計算過程如下表所列節點管段特性系數K節點水壓H/MPa節點流量q/L·s-1管段流量Q/L·s-1管徑d/mm流速v/m·s-1單位長度水頭損失i/10-5MPam-1管段長度L/m當量長度L'/m水頭損失h/MPa10.11.331—24.21.33321.652663.40.90.01120.1112.732—34.22.73402.173423.42.40.02030.1314.253—44.24.25502.172531.73.10.0122”0.1111.3993”0.1312.9194’0.1437.1694—54.27.169701.861203.43.70.00850.15114.54a—57.57a'—55.205—614.54802.902443.44.60.02060.17130.0b—69.165b'—66.2956—8301003.8231627.254.90.259水流指示器0.020濕式報警閥0.020800.4730∑h+P00.472.2.5壓力開關與報警閥ZSJY,ZSJY25型號，它安裝在延遲器與水力警鈴之間的信號管道上。壓力開關的工作原理是：當噴頭啟動噴水時，報警閥閥瓣開啟，水流通過閥座上的環型槽流入信號道和延遲器。延遲器充滿水后，水流經信號管進入壓力繼電器，壓力繼電器接到水壓信號，即接通電路報警，并啟動噴淋泵。壓力開關特點：ZSJY型：1.膜片驅動，工作壓力為0.07～1MPa之間可調。2.適用于空氣，水介質。3.可用交流直流電，工作電壓為VC22V,380V,DC12V,24V,36V,48V;觸點所能承受的電容量：AC220V,5A,DC24V,3A,接線電纜外徑20mm。ZSJY25，50型：工作壓力為0.02～0.025MPa及0.04～0.05MPa。用彈簧線柱給接線帶來了方便，觸點容量為DC24V,5A。以上二種壓力開關都有一對常閉觸點開關，作自動報警時控制作用。壓力開關應用接線：壓力開關用在系統中需經模塊與報警總線連接，（如圖2-2）所示。圖2-2壓力開關接線圖報警閥是自動噴水滅火系統中接通或切斷水源，并啟動報警器的裝置。在自動噴水滅火系統中，報警閥是至關重要的組件，作用有三：接通或切斷水源、輸出報警信號和防止水流倒回供水源，以及通過報警閥可以對系統的供水裝置和報警裝置進行檢驗。報警閥根據系統的不同分為濕式報警閥、干式報警閥和雨淋閥。A濕式報警閥用于濕式噴水滅火系統。他主要的功能是：當噴頭開啟時，濕式閥能自動打開并使水流入水力警鈴發出報警信號。濕式報警閥在濕式噴水滅火系統中有非常關鍵的作用，安裝在總供水干管上，連接供水設備和配水管網。它必須十分靈敏，當管網中即使有一個噴頭噴水，破壞了閥門上下的靜止平衡壓力。就必須立即開啟，任何延遲都會耽誤報警的發生，他一般采用止回閥的形式，即只允許水流向管網，不允許水流回水源。其作用：一是防止隨著供水水源壓力波動而啟閉，需放報警；二是管網內水質因長期不流動而腐化變質，如讓它流回水源將產生污染。當系統開啟時報警閥打開，接通水源和配水管；同時部分水流通過閥座上的環型槽，經信號管道送至水力警鈴，發出音響報警信號。濕式報警閥的作用：平時閥芯前后的水壓相等，水通過導向桿中的水壓平衡小孔保持閥板前后水壓平衡，由于閥芯的自重和閥芯前后所受總壓力的不同，閥芯處于關閉狀態（閥芯上面的總壓力大于閥芯下面的總壓力）。發生火災時，閉式噴頭噴水，由于水壓平衡小孔來不及補水，報警閥上面的水壓下降，此時閥下水壓大于閥上水壓，于是閥板開啟，向灑水管網及灑水噴頭供水，同時水沿著報警閥的環形槽進入延時器，壓力繼電器及水力警鈴等設施，并發出火警信號并啟動消防水泵等措施。B干式報警閥用于干式噴水滅火系統。它的閥瓣將閥門分成兩部分，出口側與系統管路和噴頭相連，內充壓縮空氣，進口側與水源相連。干式閥利用兩側氣壓和水壓作用在閥瓣上的力矩差控制閥瓣的封閉和開啟，一般可分為差動型干式報警閥和封閉型干式報警閥兩種。C雨淋閥用于雨淋噴水滅火系統、預作用噴水滅火系統、水幕系統和水噴霧滅系統。這種閥的進口側與水源相連，出口側與系統管路和噴頭相連，一般為空管，僅在預作用系統中充氣。雨淋閥的開啟由各種火災探測裝置控制。放水閥的作用：進行檢修或更改噴頭時放空閥后管網余水。警鈴管閥門的作用：檢修報警設施，應處于常開狀態。水力警鈴的作用：火災時報警。水力警鈴宜安裝在報警閥附近，其連接管的長度不宜超過6cm，高度不宜超過2cm，以保證驅動水力警鈴的水流有一定的水壓，并不得安裝在受雨淋和暴曬的場所，以避免影響其性能。電動報警不得代替水力警鈴。延遲器的作用：它是一個罐式容器，安裝在報警閥和財產安的與水力警鈴之間，用以防止由于水源壓力突然發生變化而引起報警閥短暫啟動，或對因報警閥滲漏而進入警鈴管道的水流起一個短暫容納作用，從而避免虛假報警。只有在火災真正發生時，噴頭和報警閥相繼打開，水流源源不斷地流入延遲器，經過30秒左右充滿整個容器，然后沖入水力警鈴。試警鈴閥的作用：進行人工實驗檢查，打開試警鈴閥能自動打開，水流應迅速充滿延遲器，并使壓力開關及水力警鈴立即動作報警。2.2.6末端試水裝置自動噴水滅火系統末端試水裝置是噴灑系統的重要組成部分，通過此裝置可以檢測整個系統運行狀況，《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001，以下簡稱“設計規范”),條文解釋中對此裝置作用做了詳細的詮釋：“為了檢測系統的可靠性，測試系統能否在開放一只噴頭的最不利條件下可靠報警并正常啟動，要求在每個報警閥的供水最不利處設置末端試水裝置。末端試水裝置測試的內容，包括水流指示器、報警閥、壓力開關、水力警鈴的動作是否正常，配水管道是否通暢，以及最不利點處的噴頭工作壓力等。噴水管網的末端應設置末端試水裝置，宜與水流指示器一一對應。圖中流量表直徑與噴頭相同，連接管道直徑不大于20mm。末端試驗閥可以采用電磁閥或手動閥。如設有消防控制室時，若采用電磁閥可直接從控制室啟動試驗閥，給檢查帶來方便第三章控制系統設計3.1自動噴水系統全壓啟動消防泵的控制電路電氣線路的組成:在高層建筑及建筑群體中，每座樓宇的噴水系統所用的泵一般為2～3臺。采用2臺泵時，平時管網中壓力水來自高位水池，當噴頭噴水，管道里有消防水流動時，流水指示器啟動消防泵，向管網補充壓力水。平時一臺工作，一臺備用，當一臺故障停轉，接觸器觸點不動作時，備用泵立即投入運行，兩臺可以互為備用。圖中所示為兩臺泵的全電壓啟動的噴淋泵電路，圖中B1、B2、Bn為區域水流指示器。如果分區較多可用n個水流指示器及n個繼電器與之配合。采用3臺消防泵的自動噴水系統也比較常見，三臺泵中兩臺為壓力泵，一臺為恒壓泵。恒壓泵一般功率很小，在5kW左右，其作用是使消防管網中水壓保持在一定范圍之內。此系統的管網不得與自來水或高水位池相連，管網消防用水來自消防儲水池，當管網中的滲漏壓力降到某一數值時，恒壓泵啟動補壓。當達到一定壓力后，所接壓力開關斷開恒壓泵控制回路，恒壓泵停止運行。電路的工作情況分析A正常（即1號泵工作，2號泵備用）時：將QS1、QS2、QS3合上，將轉換開關SA至“1自，2備）位置，其SA的2、6、7號觸頭閉合，電源信號燈HL(n+1)亮，做好火災下的運行準備。如二層著火，且火勢使火災現場溫度達到熱敏玻璃球發熱程度時，二樓的噴頭爆裂并噴出水流。由于噴水后壓力降低，壓力開關動作，向消防中心發出信號，同時管網里有消防水流動時，水流指示器B2閉合，使中間繼電器KA2線圈通電，時間繼電器KT2線圈通電，經延時后，中間繼電器KA(n+1)線圈通電，使接觸器KM1線圈通電，1號噴淋消防泵啟動運行，向管網補充壓力水，信號燈HL(n+1)亮，同時警鈴HA2響，信號燈HL2亮，即發出聲光報警信號。B當一號泵故障時，2號泵的自動投入過程（如果KM1機械卡住）：如n層著火，n曾噴頭因室溫達到動作值而爆裂噴水，n層水流指示器Bn閉合，中間繼電器Kan線圈通電，使時間繼電器KT2線圈通電，延時后KA(n+1)線圈通電，信號燈HLn亮，警鈴HLn響，發出聲光報警信號，同時KM1線圈通電，使備用中間繼電器KA線圈通電，接觸器KM2線圈通電，2號備用泵自動投入運行，向管網補充壓力水，同時信號燈HL(n+3)亮。C手動強投：如果KM1機械卡住，而且KT1也損壞時，應將SA至“手動“位置，其SA的1、4號觸頭閉合，按下按鈕SB4，使KM2通電，2號泵啟動，停止時按下按鈕SB3,KM2線圈失電，2號電動機停止。3.2火災自動報警系統設計3.2.1火災自動報警系統的形式1.火災自動報警系統的基本要求（1）確保火災探測和報警功能，保證不漏報；（2）減少環境因素影響，減少系統誤報率；（3）確保系統工作穩定，信號傳輸準確可靠；（4）系統的靈活性、兼容性強，產品成系列；（5）系統的工程適用性強，布線簡單、靈活、方便；（6）系統的應變能力強，調試、管理、維護方便；（7）系統的性能價格比高；（8）系統的聯動功能豐富，聯動控制方式有效、多樣。為達到上述的基本要求，火災自動報警系統通常由火災探測器，區域火災報警控制裝置和火災報警控制器，以及聯動模塊與控制模塊、控制裝置等組成。火災探測器是對火災進行有效探測的基礎與核心，火災探測器的選用及其與火災報警控制器的配合，是火災自動報警系統設計的關鍵。火災報警控制器是火災信息處理和報警識別與控制的核心，最終通過聯動控制裝置實施對消防設備的聯動控制和滅火操作。2.火災自動報警系統的基本設計形式根據《火災自動報警系統設計規范》（GBJ116-98）的規定、火災監控對象的特點和火災報警控制器的分類，以及消防聯動設備聯動控制要求的不同，火災自動報警系統分為三種基本設計形式，即：區域報警系統、集中報警系統和控制中心報警系統。本次設計的建筑物為一類建筑，保護對象等級為一級，按照設計規范的要求，其基本設計形式應選用控制中心報警系統。控制中心報警系統是由設置在消防控制中心（或消防控制室）的消防聯動控制裝置、集中火災報警控制器、區域報警控制器和各種火災探測器及功能模塊等組成。一般控制中心報警系統形式是高層建筑及智能建筑中自動消防系統的主要類型，是樓宇自動化系統的主要組成部分，其系統結構如圖3-2所示。采用區域火災報警控制器、集中火災報警控制器、各種火災探測器以及功能模塊和聯動控制裝置，進一步加強了對消防設備的監測與控制，適用于大型的建筑群、高層或超高層建筑等對象，可以對各類設置在建筑中的消防設備實現聯動控制和手動/自動控制轉換。圖3-2控制中心報警系統示意圖3.火災自動報警與聯動控制系統的應用形式在火災自動報警與聯動控制系統中，火災報警控制器如何對火災探測器進行識別和控制，即探測回路的工作原理及接線方式，反映了火災自動報警系統的技術構成、可靠性、穩定性及性能價格比等諸因素，是評價火災自動報警系統先進與否的一項重要技術指標。因此，按照所采用的火災探測器、各種功能模塊和與火災報警控制器的連接方式，和火災探測器本身的結構設計和電子線路的設計，以及火災探測器與報警控制器間信號傳輸處理方式的不同，本系統的接線方式應為二總線制。此外，根據火災報警控制器實現火災模式識別方式的不同，本火災自動報警系統為智能型。隨著微電子器件、數字脈沖電路以及微型計算機技術不斷用于火災自動報警系統，二總線制以使用數字脈沖信號巡檢和信息壓縮傳輸，采用了大量的編碼及譯碼邏輯電路來實現火災探測器與火災報警控制器之間的協議通信，大大減少了系統的線制，并且帶來了工程布線的靈活性，形成了支狀和環狀兩種布線結構，可以確切報出各個火災探測器編碼點的信息和實現模塊聯動與信息傳輸，也可用硬線聯動輸出，運行可靠，抗干擾能力強，誤報率低，同時系統的總功耗也大大3-3智能型系統形式的結構圖智能型系統形式一般采用二總線制，結構如圖3-3所示。這種系統形式的特點是：火災探測器實際上就是火災傳感器，僅實現度火災參數的有效采集、變換和傳輸；火災報警控制器則采用微機技術實現數據集中處理、數據存儲、系統巡檢等，并且由內置軟件完成火災信號特征模型和靈敏度調整、火災判優、網絡通訊、圖形顯示和消防設備監控；同時由火災報警控制器將對探測信號的處理、環境補償、報臟和故障判斷等返還給每個現場火災探測器，從而實現消防設備監控和管理、聯網等功能，提高系統巡檢速度、穩定性和可靠性。目前總線制火災自動報警系統獲得了廣泛的應用，在火災自動報警系統與消防聯動控制設備的組合方式上，總線制火災自動報警系統的設計有兩種常用的形式，即火災自動報警與消防聯動分體式和火災自動報警與消防聯動一體式。而本次火災自動報警與聯動控制系統的設計采用火災自動報警與消防聯動分體式形式，如圖3-4所示。這種系統的設計思想是分別設置報警控制器與聯動控制器，報警控制器負責接收各種火警信號，聯動控制器負責發出聲光報警信號和啟動消防設備。即系統分設報警總線和聯動總線，所有的火災探測器通過報警總線回路接入報警控制器，各類聯動控制模塊側通過聯動總線回路接入聯動控制器，聯動設備的控制信號和火災探測器的報警信號分別在不同的總線回路上傳輸。報警控制器和聯動控制器之間通過通訊總線相互連接。3.2.2火災自動報警控制器火災自動報警控制器的原理：火災報警控制器是有單片機、存儲器、操作面板接口電路、數據輸出接口電路、串行通訊接口電路構成。這種系統的特點是由于分別設置了控制器及總線回路，報警系統與聯動系統相對獨立運行整個報警與聯動系統的可靠性較高。該系統適合于消防報警及聯動控制規模較大的一級保護對象。操作鍵盤操作按鈕操作鍵盤操作按鈕時鐘顯示故障地址顯示報警地址顯示工作狀態顯示顯示接口操作輸入接口單片機ROMRAM串行通訊接口火災探測器消防傳動盤記錄磁盤打印機數據記錄接口智能報警系統的火災報警控制器的工作流程圖。這種系統對模型有自修正、自適應功能，有模糊邏輯分析和判斷功能。這大大提高了系統的可靠性，減少了系統的誤報率.3.2.3火災探測器 1.火災的探測方法火災的探測，是以探測物質燃燒過程中產生的各種物理現象為機理，從而實現早期發現火災這一目的。因為火災的早期發現，是充分利用滅火措施、減少火災損失、保護生命財產的重要保障，因此，世界各國對于火災自動報警技術的研究，都致力于火災探測手段的研究和實驗，試圖發現新的早期探火方法，開拓火災自動報警技術的新領域。如圖所示為最常用的感煙、感溫探測器響應時間曲線。圖常用感煙、感溫探測器響應時間曲線在圖中，燃燒氣體和煙濃度與時間的關系曲線（1）說明在同一時間內所產生的燃燒氣體和煙同時間關系的百分比；而熱氣流溫度與時間的關系曲線（2）則說明熱氣流溫度隨時間而上升。從圖3.7可知，如果火災探測系統能夠探測出燃燒氣體和煙霧，也即在燃燒初起和陰燃階段能起到探測作用，就可達到早期預報，以降低火災損失，使人員不受傷亡。紅外光束線型感煙探測器:紅外光束線型感煙探測器如圖所示，是應用感煙粒子吸收或散射紅外光束使紅外光束強度發生變化的原理工作的。探測器的工作原理與光電感煙探測器類似，只是煙不必進入點型光電感煙探測器的采樣室中，在保護空間任何地點上的煙都可能使紅外光束衰減。線型光束探測器在一個長達100米的路徑上可代替若干個點型感煙探測器，具有保護面積大、安裝位置較高、在相對濕度較高和強電場環境中反應速度等優點，適宜保護較大的場所，尤其適宜保護難以使用點型探測器甚至根本不可能使用點型探測器的場所[10]。圖紅外光束線型感煙探測器纜式線型定溫火災探測器:纜式線型定溫火災探測器如圖所示，適宜保護電纜隧道等工業建筑或特殊的應用場所。它又分為模擬式和數字式兩大類，目前主要發展和應用是數字式該探測器實際上是條熱敏電纜，它由兩根彈性鋼絲、熱敏絕緣材料、塑料包帶及塑料外護套組成。在正常監視狀態下，兩根鋼絲間呈絕緣狀態。在每一熱敏電纜中有一極微小的電流流動，當熱敏電纜線路上任何一點(部位)的溫度(可以是“電纜”周圍空氣或它所接觸物品的表面溫度)，上升達到其額定動作溫度時，其絕緣材料熔化，兩根鋼絲互相接觸，此時報警回路電流驟然增大，報警控制器發出聲、光報警;同時數碼器或液晶火災報警的回路號和火警的距離(即熱敏電纜動作部分的米數)。經人工處理后，熱敏電纜可重復使用。纜式線望足溫火滅殊側器可燃氣體火災探測器:可燃氣體火災探測器適用保護可燃氣體容易泄漏處的附件、泄漏出來的氣體容易流經或容易滯留的場所。可燃氣體探測器按其測氣體的特性又有很多種類與品種，但主要手段大多采用“點型可燃氣體探測器”，該類探測器在實際應用中存在壽命短、易中毒、探測器面積小等缺陷，因此目前現場應用一般只限于在重點位置安放。我國自行研制開發的線型紅外可燃氣體探測器，采用雙波段實現對可燃氣體的探測，一對探測器的最遠探測距離可達80m，探測靈敏度高、響應速度快，不會因某種氣體中毒而損壞器件，也不會因可燃氣體濃度過高而降低性能。由于該系統采用了雙波段互補技術、信號窄脈沖同步分離技術、探測器工作點自動調整技術，最大限度地消除了灰塵、雨、雪、霧等自然環境對系統工作的影響，較好地解決了系統在較惡劣環境下長期穩定運行問題。其探測效率、壽命、性能穩定都遠優于目前應用的“點型可燃氣體控制器”。空氣采樣感煙探測器:該探測器能夠通過測試空氣樣本了解煙霧的濃度，并根據預先確定的響應閉值給出相應的報警信號。在探測方式上，該探測器完全突破被動式感知火災煙氣、溫度和火焰等參數特性的局面，跳躍到主動進行空氣采樣，快速、動態地識別和判斷可烯物質受熱分解或燃燒釋放到空氣中的各種聚合物分子和煙粒子。普通的空氣采樣式感煙火災探測系統，一般是在吸氣管道中加裝普通點型感煙火災探測器或采用相似的傳感器作為煙粒子探測器，其煙霧探測原理與普通點型感煙控制器相同。目前先進的高靈敏度空氣采樣式感煙火災控制報警系統，按其探測原理可分為濃度計一式和激光計數式兩種。如澳大利亞GODEX極早期火災智能預警系統主要用于抽取空氣樣本的管道網絡、高效長壽的氣泵、空氣流速控制器、煙粒子激光探測器、信號處理電路、“人工神經網絡”微處理器和報警信號顯示電路等組成。它采用了分布智能和神經網絡算法以及專用的集成電路，在探測器內補償了灰塵等污染和溫度等對激光器的影響，并對信號進行數字濾波，用神經網絡對煙等信號的幅度、動態范圍和持續時間等特征進行處理后，輸出四種級別的報警信號。典型激光感煙探測器:點型激光感煙探測器，其靈敏度優于目前光電感煙探測器50倍，但成本費用比吸氣式感煙報警系統低得多。美國公司研制出革新型即甚早期智能報警系統，發射強光激光二極管結合特定的透鏡和反光鏡光學系統，使其信噪比遠遠高于傳統的光電感煙探測器，采用“高級可尋址燃燒探測報警“(AWACS)軟件和漂移補償及平滑算法，使得激光探測器辨別灰塵和煙粒子，而且能抑制較大的懸浮粒子(例如灰塵、纖維屑和小昆蟲)引起的誤報信號。多探測器協同探測是該系統獨特性能，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，可用于抑制某些誤報現象，并對真實的火災作出較快的響應。綜上可見，按初期火災的形成和發展特點選用火災探測器，應結合各種火災探測器的原理和有關的消防法規、規范的規定與要求，以發揮探測器有效性為前提，確保火災探測器能可靠工作和輸出信號。安裝間距探測器的安裝間距定義為兩只相鄰探測器中心之間的水平距離，單位m。當探測器矩形布置時，a稱為橫向安裝間距，b稱為縱向安裝間距。（2）探測器的平面布置火災自動報警系統設計中，當一個保護區域被確定后，就要根據該保護區域所需要的探測器進行平面布置。布置的原則是被保護區域都要處于探測器的保護范圍之中。一個探測器的保護面積A是以它的保護半徑R為半徑的內接正四邊形面積表示的，而它的保護區域又是一個保護半徑為R的一個圓。探測器的安裝間距又以a、b水平距離表示。A、R、a、b之間近似符合如下關系，即：A=a*b公式3-（1）公式3-（2）工程設計中，為了減少探測器布置得工作量，常借助于“安裝間距a、b的極限曲線”（見附錄一），在適當考慮修正系數后，根據以上的計算式將A、R、a、b之間的關系用極限曲線圖表示，確定滿足A、R的安裝間距a、b。根據《火災自動報警設計規范》中有關火災探測器的保護面積A和保護半徑R的標準（見附錄二）、建筑平面圖資料和建筑物特點，本建筑物主要選用的探測器為感煙探測器，在有聯動控制和特殊要求的部分設置感溫探測器。建筑物探測區域地面面積S＞80m2，房間高度6＜h＜12，房頂坡度Θ＜15o，則應選取保護面積A=80m2，保護半徑R=6.7m的感煙探測器。（3）火災探測器數量的確定根據《火災自動報警系統設計規范》（GBJ116-88），在一個火災探測區域內所需的火災探測器最小數量應該又下式決定：公式3-（3）式中N——一個火災探測區域內所需探測器數量；S——一個火災探測區域的面積（m2）；A——一個火災探測器的保護面積（m2）；K——修正系數，對重點保護建筑取0.7-0.9，非重點保護建筑取1。根據本建筑的結構特點，主要設置感煙探測器，在有聯動控制和特殊要求的部分設置感溫探測器。則火災探測器的數量的確定主要以感煙探測器為主。本建筑為一類重點保護建筑，修正系數為0.8，一個報警區域內總的探測區域面積為S′，1～6#報警區域內總探測區域面積分別為S1′～S6′。感煙探測器保護面積A=80m2，則各報警區域的感煙探測器數量分別為N1、N2、N3、N4、N5、N6，由等式③計算可得：（4）火災探測器的設置要求火災探測器的設置位置可以按照下列三項基本原則確定：1）設置位置應該是火災發生時煙、熱最易到達之處，并且能夠在短時間內聚積的地方；2）消防管理人員易于檢查、維修，而一般人員應不易觸及火災探測器。3）火災探測器不易受環境干擾，布線方便，安裝美觀。對于常用的感煙和感溫探測器來講，其安裝時還應符合下列要求：1）探測器距離通風口邊緣不小于0.5m，如果頂棚上設有回風口時可以靠近回風口安裝；2）在樓梯間、走廊等處安裝火災探測器時，應該安裝在不直接受外部風吹的位置；3）在與廚房、開水尖、浴室等房間相連的走廊安裝火災探測器時應該避開其入口邊緣1.5m處安裝。3.2.4手動報警器1.手動報警器的作用手動報警器用于手動向火災報警系統發出火災報警信號或者啟動消防泵。普通手動報警器只作向消防控制室發送報警信號用，不起動消防泵。用于起動消火栓的消防泵的手動報警器稱為消火栓按鈕。消火栓報警按鈕發出起動信號后，在消防控制室應有聲光報警。消火栓按鈕有一組常開觸點，可以直接起動消防泵，消防泵起動后，消火栓箱的起泵信號燈點亮。消防栓按鈕也是人工確認火災后