第一章火災自動報警系統的組成【教學目標】（1）本單元是該課程的核心內容。應了解火災報警系統的組成、分類；（2）熟悉報警設備的使用、選擇；（3）重點掌握火災自動報警系統工作過程及相關設計知識；（4）具有獨立操作火災自動報警系統工作過程的能力。

課題1概述

一、火災自動報警系統的形成和發展

1、火災自動報警系統的形成1847年美國牙科醫生和緬甸大學教授農民研究出世界上第一臺城鎮火災報警發送裝置(感溫探測器);40年代末期，離子感煙探測器問世;七十年代末，光電感光探測器形成;80年代各種類型的探測器在不斷的形成，探測器線制有了很多的改觀。

2、火災自動報警系統的發展(1)一代稱傳統的（多線制開關量式）火災自動報警系統(2)二代稱總線制可尋址開關量式火災探測報警系統(3)三代稱模擬量傳輸式智能火災報警系統(4)四代稱分布智能火災報警系統(5)五代稱無線火災自動報警系統和空氣樣本分析系統和早期可視煙霧探測火災報警系統（二)集中報警系統由集中火災報警控制器、區域火災報警控制器和火災探測器等組成或由火災報警控制器，區域顯示器和火災探測器等組成的功能較復雜的火災自動報警系統。手動火災報警按鈕火災探測器報警開關信號區域火災報警控制器電源１區火災警報裝置排煙閥集中火災報警控制器電源手動火災報警按鈕火災探測器報警開關信號區域火災報警控制器電源n區（三）控制中心報警系統由消防控制室的消防設備、集中和區域火災報警控制器及火災探測器等組成，或由消防控制室的消防控制設備、火災報警控制器、區域顯示器和火災探測器等組成的功能復雜的火災自動報警系統。火災自動報警系統的作用是能自動（手動）發現火情并及時報警，以不失時機地控制火情的發展，將火災的損失減到最低限度。

課題2火災探測器一、探測器的分類及型號1、探測器類型：常用的感煙、感溫、感光，復合及可燃氣體探測器五種系列2．探測器型號及符號探測器的圖形符號二、探測器的構造及原理（一）感煙探測器

1.感煙探測器的作用及構造（1）作用：感煙探測器是對探測區域內某一點或某一連續路線周圍的煙參數敏感響應的火災探測器。（2）構造及原理

有雙源雙室和單元雙室之分，雙源雙室探測器是由兩塊性能一致的放射源片（配對）制成相互串聯的兩上電離室及電子線路組成的火災探測裝置。一電離室開孔稱采樣電離室（或稱作外電離室）Km，煙可以順利進入，另一個是封閉電離室，稱參考電離室或內電離室）Kr，煙無法進入僅能與外界溫度相通。兩電離室形成一個分壓器。2.離子感煙探測器火災時，煙霧進入外電離室后，镅241產生的a射線被阻擋，電離能力降低率增大，電離電流減小。正負離子被體積比其大得多的煙粒子吸附，外電離室等效電阻變大，內電離室因無煙進入，電離室的等效電阻不變，引起兩電阻交接點電壓變化。當變化到某一定值（由報警閾值確定）,交接點的超閾部分經過處理后，開關電路動作，發出報警信號。3、光電式感煙探測器是對能影響紅外，可見和紫外電磁波頻譜區輻射的吸收或散射的燃燒產物敏感的探測器。光電式感煙探測器由光源、光電無件、電子開關及迷宮般的型腔密室組成。散射光型探測器內部結構如圖示。它是利用光散射原理對火災初期產生的煙霧進行探測，并及時發出報警信號。分為探頭和底座兩部分，其接線主要在底座上完成，底座上有4個導體片，片上帶接線端子，底座上不設定位卡，便于調整探測器報警指示燈的方向。預埋管內的探測器總線分別接在任意對角的二個接線端子上,另一對導體片用來輔助固定探測器。待底座安裝牢固后，將探測器底部對正底座順時針旋轉，即可將探測器安裝在底座上。探測器底座4、紅外光束線性火災探測器(1)由發射器和接收器兩部分組成，原理：正常下發射器發送一個不可見的，波長940mm脈沖紅外光束，經過保護空間不受阻擋地發射到接收器的光敏元件上，火災時，由于受保護空間的煙霧氣溶膠擴散到紅外光束內，使到達接收器的紅外光束衰減，接收器接收的紅外光束輻射通量減弱，當輻射通量減弱到預定的感煙動作閾值，有的廠家設定在光束減弱超過40%時，如果保持衰減5S（或10S）時間，探測器立即動作，發出火災報警信號。(2)適用范圍：①古建筑，文物保護的廳堂館所等；②變電站，發電廠等；③隧道工程；④遮擋大空間的庫房，飛機庫，紀念館，檔案館，博物館等。⑤不宜使用線型光束探測器的場所：有劇烈振動的場所；有日光照射或強紅外光輻射源的場所；在保護空間有一定濃度的灰塵、水氣粒子且粒子濃度變化較快的場所。

5、感煙探測器的靈敏度感煙靈敏度(或稱響應靈敏度)是探測器響應煙參數的敏感程度。感煙探測器分為高、中、低(或I、II、III)級靈敏度.（二）火焰探測器

1、分類及特點(1)

單通道紅外火焰探測器的特點：（2）雙通道火焰探測器：（3）紫外火焰探測器：（4）紫外/紅外火焰探測器：

2、構造及原理

當光敏管接收到185～245nm的紫外線時，產生電離作用，進行放電，其內阻變小，導電電流增加，電子開關導通，工作電壓降低，當電壓降低到V熄滅電壓時，停止放電，電子開關斷開，電源電壓通過RC電路充電，使光敏管的工作電壓重新升高到V導通電壓，于是又重復上述過程，產生一串脈沖，脈沖的頻率與紫外線強度成正比，同時與電路參數有關。（三）感溫探測器感溫探測器是響應異常溫度、溫升速率和溫差等參數的探測器。感溫式火災探測器按其結構可分為電子式和機械式兩種。每種按原理又分為定溫、差溫、差定溫組合式等三種。

1、定溫式探測器隨著環境溫度的升高，達到或超過預定值時響應的探測器。（1)雙金屬型定溫探測器不同熱膨脹系數的雙金屬片為敏感元件的一種定溫火災探測器。

（2）纜式線型定溫探測器①熱敏電纜線型定溫探測器由兩根彈性鋼絲、熱敏絕緣材料、塑料色帶及塑料外護套組成。正常時，兩根鋼絲間呈絕緣狀態。主要由智能纜式線型感溫探測器編碼接口箱、熱敏電纜及終端模塊三部分構成一個報警回路，此報警回路再通過智能纜式線型感溫探測器編碼接口箱與報警總線相連，以便傳輸火災信息到報警主機上。②探測器的適用場所a.控制室、計算機室的悶頂內、地板下及重要設施隱蔽處等。b.配電裝置：包括電阻排、電機控制中心、變壓器、變電所、開關設備等。c.灰塵收集器、高架倉庫、市政設施、冷卻塔等。d.卷煙廠、造紙廠、紙漿廠及其他工業易燃的原料垛等。e.各種皮帶輸送裝置、生產流水線和滑道的易燃部位等。f.電纜橋架、電纜夾層、電纜隧道、電纜豎井等。g.其他環境惡劣不適合點型探測器安裝的危險場所。2、差溫探測器火災發生時，室內溫度升高速率達到預定值時響應的探測器。按原理又分機械式、電子式或和空氣管線型幾種(1)點型差定溫火災探測器(2)空氣管線型差溫探測器

當正常時，氣溫正常，受熱膨脹的氣體能從傳感元件泄氣孔排出，不推動膜盒片，動、靜結點不閉合；當發生火災時，災區溫度快速升高，使空氣管感受到溫度變化，管內的空氣受熱膨脹，泄氣孔無法立即排出，膜盒內壓力增加推動膜片，使之產生位移,動、靜接點閉合，接通電路，輸出報警信號。原理是3、差定溫組合式探測器是將溫差式、定溫式兩種感溫探測元件組合在一起，同時兼有兩種功能。由感溫電阻將現場的溫度信號傳至探測器內部的單片機，再由單片機根據其內部的火災特征曲線判斷現場是否著火，并將結果通過總線傳至火災報警主機上。這也是現在普遍使用的一種差定溫感溫探測器，其接線方式與感煙探測器相同。外型如圖。4、感溫探測器靈敏度火災探測器在火災條件下響應溫度參數的敏感程度稱感溫探測器。感溫探測器分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級靈敏度。定溫、差定溫探測器靈敏度級別標志如下：I級靈敏度（62℃）：綠色； II級靈敏度（70℃）：黃色；III級靈敏度（78℃）：紅色。探測器如何編碼？互動---頭腦風暴探測器的編碼1、傳統的編碼方式編碼開關位n1234567對應數2n-11248163264七位編碼開關2、電子編碼器

主體參與型教師講解50分鐘分散參與20分鐘集中參與20分鐘點評3分鐘總結5分鐘三、探測器的選擇及數量確定（一）探測器種類的選擇1、根據火災特點，環境條件及安裝場確定。2．根據房間高度選探測器（二）探測器數量的確定

N≥(只)

N——一個探測區域內探測器的數量S——一個探測區域的地面面積（m2）;A——探測器的保護面積（m2）K——安全修正系數。特級保護對象k取0.7-0.8,一級保護對象k取值為0.8-0.9,二級保護對象k取0.9—1.0。四、探測器的布置（一）安裝間距的確定1．相關規范①

探測器周圍0.5m內，不應有遮擋物（以確保探測效果）。②

探測器至墻壁，梁邊的水平距離，不應小于0.5m。2、

安裝間距的確定兩探測器的水平距離和垂直距離稱安裝間距，分別用a和b表示。安裝間距a.b的確定方法有如下五種（1）計算法

例2；對例1中確定的15只感煙探測器的布置如下：D=2R=2x6.7=13.4m，根據D=13.4m，選取a=8m,b=10m布置是否合理呢？回答是肯定的，因為只要是在極限曲線內取值一定是合理的。驗證如下：所采用的探測器R=6.7m，只要每個探測器之間的半徑都小于或等于6.7m即可有效地進行保護。探測器間距最遠的半徑R==6.4m，小于6.7m，距墻的最大值為5m，不大于安裝間距10m的一半。顯然布置合理。（2）經驗法

橫向間距a=

縱向間距=a=8m,b=10m分散參與題1、保護面積和保護半徑和那些參數有關？2、1200m為一個探測區為什莫是錯的？3、根據什莫選種類？數量的取值？4、驗算后不合理怎麼辦？5、某茶爐房坡度10度，h=3m,寬20m,長30m，二級保護對象，試1）種類；2）數量；3）布置。６、已知某階梯教室坡度為１３度，h=８m,寬2５m,長3５m，二級保護對象，試1）種類；2）數量；3）布置。７、已知小會議室坡度為１３度，h=３.５m,寬１０m,長１５m，平頂棚，二級保護對象，試1）種類；2）數量；3）布置。分組參與---頭腦風暴

探測器布置時考慮哪些因素？組長組織討論20分鐘，選出講演者

(二)粱對探測器的影響

l

5m以下,感煙探測器在梁高小于200mm時，無須考慮梁的影響;l

5m以上,梁高大于200m時,探測器的保護面積受房高影響,可按房間高度與梁高的線性關系考慮.l當梁突出頂棚的高度超過600mm時，被梁阻斷的部分需單獨劃為一個探測區域，即每個粱間區域應至少設置一只探測器l當被梁阻斷區域面積超過一只探測器的保護面積時，則應將被阻斷的區域視為一個探測區域，并應按規范有關規定計算探測器的設置數量。l梁間凈距小于1m時，可視為平頂棚。感溫探測器安裝在梁上時，探測器下端到安裝面必須在0.3m以內，感煙型安裝在梁上時，探測器下端到安裝面在0.6m以內，

（三）在特殊場合安裝時注意事項

(1)寬度小于3m的內走道頂棚設置時,應居中布置，感溫探測器的安裝間距不應超過10m,感煙探測器安裝間距不應超過15m,探測器至端墻的距離不應大于安裝間距的一半，在內走道的交叉和匯合區域上，必須安裝1只探測器。(2)被書架貯藏架或設備分隔，其頂部至頂棚或梁的距離小于房間凈高5%時，則每個被隔開的部分至少安裝一只探測器.例：如書庫地面面積為40m2，房間高度為3m,內有兩書架分別安在房間，書架高度為2.9m，問選用感煙探測器應幾只？解：房間高度減去架高度等于0.1m，為凈高的3.3%，可見書架頂部至頂棚的距離小于房間凈高5%,.所以應選用3只探測器。即每個被隔開的部分均應安一只探測器。

(3)在空調機房內，探測器應安裝在離送風口1.5m以上的地方，離多孔送風頂棚孔口的距離不應小于0.5m(4)樓梯、斜坡道至少垂直距離每15m安一只。

(5)宜水平，如傾斜安角度不應大于45°

(6)電梯井，升降機井設置時，未按每層封閉的管道井（豎井）等處，其位置宜在井道上方的機房頂棚上(7)房屋頂部有熱屏鄣時，感煙探測器下表面距離應符合表所列。(8)頂棚較低（小于2.2m）、面積較小（不大于10m2）的房間，安裝感煙探測器時，宜設置在入口附近。（9）樓梯間、走廊安裝探測器時，宜安裝在不直接受外部風吹入的位置處。安裝光電感煙探測器時，應避開目光或強光直射的位置。（10）在浴室、廚房、開火房等房間連接的走廊，安裝探測器時，應避開其入口緣1.5m.(11)安頂棚上的探測器邊緣與下設施邊緣水平間距為不突出的揚聲器0.1m照明燈具0.2m自動噴水滅火噴頭0.3m多孔送風頂棚孔口0.5m高溫光源燈具0.5m電風扇，1.5m防火卷簾、防火門，1-2M（12）煤氣探測器，墻上安裝時，距煤氣灶4m以上，距地面0.3m；頂棚上安裝時，距煤氣灶8m以上；當屋內有排氣口時，允許裝在排氣口附近，應距煤氣灶8m以上，梁高大于0.8米時，應裝在煤氣灶一側；在梁上安裝時，與頂棚的距離小于0.3m。（13）探測器在廚房中的設置：在頂棚上使用隔板可防止熱氣流沖擊探測器

（14）探測器在帶有網格結構的吊裝頂棚下的設置①如果至少有一半以上網格面積是通風的，可把煙的進入看成是開放式的。只在吊裝頂棚內部設置感煙探測器。②如網格結構的吊裝頂棚開孔面積相當小，可看成是封閉式頂棚，在頂棚上方和下方空間須單獨地監視。可采取二級探測方式，在吊裝頂棚下方用光電感煙探測器。在上方，采用離子感煙探測器。（15）下列場所可不設置探測器：廁所、浴室及其類似場所；不能有效探測火災的場所；不便維修、使用（重點部位除外）的場所。小結:選擇優選5法;布置:梁的影響特殊情況15個方面2、總線制系統（1）四總線制：P電源、編碼、選址信號；T線自檢信號；S信息；G公共地線。P、T、S、G均為并聯方式連接，S線上的信號對探測部位而言是分時的。五、探測器線制（2）二總線制

G為公共地線，P完成供電、選址、自檢、獲取信息等功能。樹枝型接線環形接線鏈式接線：混合接線多線制四線制兩線制

四總線制總線制二總線制小結課題3現場模塊及其配套設備一、手動報警按鈕（一）分類及應用原理1、分類不帶和帶電話有電話插孔.2.作用原理火災發生時，按下按鈕上的有機玻璃片，向控制器發出火災報警信號，接收到報警信號后，顯示出報警按鈕的編號或位置，并發出報警音響。(二)設計要求與布線

1.設計要求每個防火分區應至少設置一個按鈕。從一個防火分區內任何位置到最鄰近的一個按鈕的距離不應大于是30m。宜設置在公共活動場所的出入口處。設置在明顯的和便于操作的部位。安在墻上時，其底邊距地高度宜為1.3～1.5m,有明顯標志。安裝時應牢固，不應傾斜，外接導線應留不小于10cm的余量。二、消火栓報警按鈕

（一）原理及主要技術指標當啟用消火栓時，可直接按下玻璃片，紅色指示燈亮，表明已向消防控制室發出了報警信息，控制器在確認了消防水泵已啟動運行后，向按鈕發出命令信號點亮泵運行指示燈。三.現場模塊（一）、輸入模塊（亦稱監視模塊）1、作用及適用范圍作用是接收現場裝置的報警信號，實現信號向火災報警控制器的傳輸。適用于消火栓按鈕、水流指示器、濕式報警閥壓力開關、700C或2800C防火閥等。模塊可采用電子編碼器完成編碼設置。應用示例（二）輸入/輸出模塊1.單輸入/輸出模塊（1）、特點： 用于將現場各種一次動作并有動作信號輸出的被動型設備（如：排煙口、送風口、防火閥等）接入到控制總線上。2.結構、安裝與布線3.應用示例1、

特點它是在控制器與被控設備之間作交流直流隔離及啟動、停動雙作控制的接口部件。本模塊為一種非編碼模塊，不可與控制器的總線連接。模塊有一對常開、常閉輸出觸點，可分別獨立控制，容量DC24V、5A，AC220V、5A。2.特征、安裝與布線模塊對不同廠家型來說型號各異,但其共同點是具有信號傳遞功能及主動控制功能,是所有聯動設備與報警主機的橋梁.在實際的工程設計中一定要注意模塊的正確使用.（三）切換模塊3、應用示例

1、分類與使用分為非編碼型與編碼型兩種.作用是:當現場發生火災并被確認后,安裝在現場的聲光訊響器可由消防控制中心的火災報警控制器啟動,發出強烈的聲光信號,以達到提醒人員注意的目的.2、結構技術指標,安裝及布線四.聲光報警盒(亦稱聲光訊響器)3、應用示例

五、報警門燈及誘導燈

1、報警門燈安裝在巡視觀察方便的地方，如會議室，餐廳，房間等門口上方，2.誘導燈(引導燈)安在各疏散通道上，與消防控制中心控制器相接。當火災時，在消防中心手動操作打開有關的引導燈。指示人員疏散通道。

編碼探測器門燈外形示意

六.總線中繼器1.作用 中繼器可作為總線信號輸入與輸出間的電氣隔離，完成了探測器總線的信號隔離傳輸，可增強整個系統的抗干擾能力，并且具有擴展探測器總線通訊距離的功能.編碼中繼器終端與非編碼設備的接線示意圖七.總線隔

1.總線隔離器的作用用在傳輸總線上，對各分支線作短路時的隔離2.主要技術指標3.布線4、應用示例八.總線驅動器1.作用：增強線路的驅動能力。2.使用場所(1)當一臺報警器監控的部超過200以上，每200件左右用一只；(2)所監控設備電流超過200mA，每200mA左右用一只；(3)當總線傳輸距離太長,太密，超長(500m)安裝一只九.區域顯示器

1.作用及適用范圍：顯示來自消防中心報警器的火警故障信息，適用于各防火監視分區或樓層。2.功能及特點3、接線十、CRT彩色顯示系統它包括系統的接口板、計算機、彩色監視器、打印機，是一種高智能化的顯示系統。1、

CRT報警顯示系統的作用2、對CRT報警顯示系統的要求①報警時，顯示及打印火災監視平面平面中火災點位置、探測器種類、火災報警時間；②在CRT平面上建立相應的符號。利用不同的符號不同的顏色代表不同的設備，有明顯的不同音響。③當火災自動報警系統需進行手動檢查時，顯示并打印檢查結果。④火警優先功能，應不受其他以及用用戶的要求所編制的軟件影響。課題4火災報警控制器一、火災報警控制器的分類、功能及型號(一)火災報警控制器的分類(二)火災報警控制器的基本功能(1)主備電源（2）火災報警:(3)故障報警;(4)時鐘鎖定，記錄著火時間:(5)火警優先:(6)調顯火警;(7)自動巡檢：(8)自動打印：(9)測試:(10)部位的開放及關閉;(11)顯示被關閉的部位:（12）輸出：(13)聯機控制:(14)閾值設定:二.火災控制器的構造及工作原理（一）火災控制器的構造1、火災報警控制器的構造硬件結構包括微處理機（CPU）、電源、只讀存貯器（ROM）、隨機存儲器（RAM）及顯示、音響、打印機、總線、擴展槽等接口電路。（二）火災控制器工作原理火災時，控制器接收到探測器發來的火警信號后，液晶顯示火災部位、電子鐘停在首次火災發生的時刻，同時控制器發出聲光報警信號，打印機打印出火災發生的時間和部位。當探測器編碼電路故障：例如短路、線路斷路、探頭脫落等，控制器發出故障聲，光報警、顯示故障部位并打印。三、區域與集中控制器的區別（一）、區域報警控制器區域火災報警控制器主要功能如下：供電功能；火警記憶功能；消聲后再聲響功能；輸出控制功能；監視傳輸線切斷功能；主備電源自動轉換功能；熔絲燒斷告警功能；火警優先功能；手動檢查功能（二）集中報警控制器由輸入回路、光報警單元、聲報警單元、自動監控單元、手動檢查