第四章火災自動報警系統第一節火災自動報警系統的組成與類型第二節火災探測器第三節火災報警控制器第四節火災自動報警系統設計第一節

火災自動報警系統的組成與類型一、系統組成

簡單的火災自動報警系統是由火災探測器、手動報警按鈕、火災警報裝置、主電源和備用電源等組成，如圖4-1所示。圖4-1簡單的火災自動報警系統

復雜的火災自動報警系統是集火災報警、消防設施的聯動控制與其他有關的設備監視于一體的多功能的火災自動報警系統，其組成如圖4-2所示。圖4-2復雜的火災自動報警系統二、系統類型圖4-3區域報警系統圖4-4集中報警系統圖4-5控制中心報警系統三、適用范圍

除某些特殊場所，如生產和貯存火藥、炸藥、彈藥、火工品等場所外，其余場所應該都能適用。對于建筑物，特別是工業與民用建筑，是人們主要的生產活動和生活場所，因而也就成為火災自動報警系統的基本保護對象。第二節

火災探測器火災探測就是以燃燒過程中產生的各種現象為依據，獲取火災發生初期的信息，并把這種信息轉化為電信號進行處理。火災探測器是火災自動報警系統中的主要部件之一，其中至少含有一種傳感器（敏感部件）能連續或按間隔時間周期地監視與火災有關的物理或化學現象。一、火災探測技術和探測器的類型（一）火災探測技術1.火災探測器的基本功能

對火災參量如氣、煙、熱和光等做出有效響應，并轉化為電信號，提供給火災報警控制器。2．衡量火災探測器的技術指標靈敏度穩定性可維修性可靠性3.火災探測器耐受各種環境條件的能力

耐受各種規定氣候條件的能力，如高溫、低溫、濕度和腐蝕等。耐受各種機械干擾條件的能力，如振動、沖擊和碰撞等。耐受各種電磁干擾的能力，如電壓波動、環境光線、輻射電磁場干擾、電瞬變干擾和靜電放電干擾等。4.火災探測器的誤報問題如果無火災發生而報警或火災發生而火災報警控制系統該報而不報警或者延誤報警，這些都是絕對不允許的，必須杜絕此類現象發生。（二）火災探測器的類型1.點型和線型火災探測器2.感煙、感溫、感光、可燃氣體和復合型火災探測器（1）感煙式火災探測器感煙式火災探測器用于火災過程的早期和陰燃階段，是實現早期報警的主要手段。點型離子感煙探測器，它有雙源及單源兩種；光電感煙探測器，它有遮光型及散光型兩種；電容感煙探測器；線型紅外光束型激光光束型（2）感溫式火災探測器對警戒范圍中火災熱(溫度)參量，即環境氣流的異常高溫或升溫速率做出響應的探測器。點型線型定溫式，如雙金屬型、易熔合金型、酒精玻璃球型、熱電耦型、水銀接點型、熱敏電阻型、半導體型等；差溫式，如膜盒型、熱敏電阻型、雙金屬型等；差定溫式，如膜盒型、熱敏電阻型等。定溫式，如纜式線型、半導體線型等；差溫式，如空氣管線型等；差定溫式，膜盒型、熱敏電阻型和雙金屬型等。（3）感光式火災探測器對警戒范圍中火災火焰光譜中的紫外或紅外輻射做出響應的探測器，通常又稱火焰探測器，且都是點型火災探測器。紫外火焰探測器紫外輻射波長<400nm紅外火焰探測器紅外輻射波長>700nm對快速發生的火災(特別是可燃液體火災)或爆炸引起的火災能及時響應，故適用于突然起火而又無煙霧的易爆易燃場所。紫外火焰探測器不受風雨、陽光、高濕度、氣壓變化、極限環境溫度等影響，能在室外使用。（4）可燃氣體火災探測器

這種探測器是對火災早期階段，對由于預熱和汽化作用所產生的燃燒氣體做出響應和對可燃氣體進行泄漏監測的探測器。燃燒氣體中一般包括的成分有一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、碳氫化合物(CxHx)、水蒸氣(H20)等。這些氣體比煙霧粒子產生得早，在感煙火災探測器尚未發出報警信號前已達到相當大的濃度。（5）復合型火災探測器同時具有兩種或兩種以上探測傳感功能的火災探測器為復合式火災探測器。二、常用火災探測器的工作原理（一）感煙火災探測器1．離子型

離子型是利用煙霧粒子改變電離室電流的原理制成的火災探測器。圖4-6雙源雙室離子式感煙探測器工作原理框圖雙源雙室離子式感煙探測器的電路原理框圖如圖4-6所示。它由內電離室(參考電離室、補償電離室)、外電離室（檢測電離室、采樣電離室）、阻抗變換信號放大、報警閥值和判定、報警記憶、報警指示、保護電路等組成。

2．光電型應用煙霧粒子對光線產生散射、吸收或遮擋的原理而制成的一種火災探測器。遮光型散射型主要由檢測室、電路、固定支架和外殼等組成。圖4-8遮光型感煙火災探測器工作原理圖圖4-9散射型光電感煙探測器工作原理圖（二）感溫火災探測器

感溫火災探測器是對警戒范圍內某一點或某一線段周圍的溫度參量敏感響應的火災探測器。根據監測溫度參數的不同，感溫火災探測器有定溫、差溫和差定溫三種。

1.定溫火災探測器（1）雙金屬型定溫火災探測器

它是利用不同熱膨脹系數的金屬受熱膨脹變化的原理制成的探測器。主要有雙金屬定溫火災探測器，翻轉式碟形雙金屬定溫火災探測器和圓筒狀雙金屬定溫火災探測器，其結構如圖4-10所示。圖4-10雙金屬型定溫火災探測器結構1-不銹鋼臂；2-調節螺栓；3，6-固定塊；4-銅合金片；5-電接點圖4-10(c)、(d)為圓筒結構的雙金屬定溫火災探測器。它是將兩塊磷銅合金片通過固定塊固定在一個不銹鋼的圓筒形外殼內，在銅合金片的中段部位各安裝一個金屬觸頭作為電接點。

圖4-10(b)為采用翻轉式碟形雙金屬片結構形式，凹面選用膨脹系數大的材料制成，凸面選用膨脹系數小的材料制成。（2）易熔金屬型定溫火災探測器

它是一種能在規定溫度值時迅速熔化的易熔合金作為熱敏元件的定溫火災探測器。圖4-11是易熔合金定溫火災探測器的結構示意圖。圖4-11易熔合金定溫火災探測器結構示意圖1—吸熱片；2—易熔合金；3—頂桿；4—彈簧；5—電接點2．差溫火災探測器規定時間內，環境溫度升溫速率達到或超過預定值時響應的探測器。電子差溫膜盒差溫圖4-12電子差溫火災探測器原理圖利用兩個熱時間常數不等的熱敏電阻Rtl和Rt2，Rtl的熱時間常數小于Rt2的熱時間常數，在相同溫升環境下，Rtl下降比Rt2快；

當Ua>Ub時，比較器輸入Uc為高電平，點亮報警燈，并且輸出報警信號。圖4-13膜盒型差溫火災探測器內部結構利用金屬膜盒做感熱元件，一般情況下，環境升溫速率小于等于3℃/min，感熱室受熱時，室內膨脹的氣體可以通過氣塞小孔泄漏到大氣中去。

當發生火災時，升溫速率急劇增加，感熱室內的空氣迅速膨脹，氣壓增大，膜片向上鼓起，推動彈性接觸片，接通觸點，發出火災報警信號。（三）感光火災探測器一種能對物質燃燒火焰的光譜特性、光照強度和火焰的閃爍頻率敏感響應的火災探測器。紅外火焰型紫外火焰型1．紅外火焰探測器圖4-15紅外火焰探測器結構示意圖1—底座；2—上蓋；3—罩殼；4—紅外濾光片；5—硫化鉛紅外光敏元件；6—支架；7—印刷電路板；8—柱腳；9—彈性接觸片；10—確認燈保護區發生火災時，火焰輻射出紅外光，并與紅外濾光片頻段相同，紅外光透過紅外濾色片，聚焦照射到濾光片后的敏感元件上，然后轉換成交變電信號，經處理后使開關電路導通，送出報警信號。火焰燃燒時會發出5～30Hz的閃爍紅外信號。（四）可燃氣體探測器一種能對空氣中可燃氣體含量進行檢測并發出報警信號的火災探測器。催化型半導體報警點通常設在可燃氣體爆炸下限的20%~25%。圖4-16半導體可燃氣體探測器電路原理圖第三節火災報警控制器一種由控制器和聲、光報警顯示器組成，接收系統給定輸入信號及現場檢測反饋信號，輸出系統控制信號的裝置。一、火災報警控制器類型二、火災報警控制器的基本功能1、能為火災報警控制器供電，也可為其連接的其他部件供電。2、能直接或間接地接收來自火災探測器及其他火災報警觸發器件的火災報警信號，發出聲、光報警信號，指示火災發生部位，并予保持，光信號繼續保持；聲報警信號應能手動消除，但再次有火災報警信號輸入時，應能再啟動。3、當火災報警控制器內部與火災探測器、火災報警控制器與起傳輸火災報警信號作用的部件間發生某些故障時，應能在100s內發出與火災報警信號有明顯區別的聲、光故障信號；P1764、火災報警控制器應有本機檢查功能。5、火災報警控制器應具有顯示或記錄火災報警時間的計時裝置，其日計時誤差不超過30s。6、火災報警控制器的操作功能應按表4-1的規定劃分級別。表4-1火災報警控制器的操作功能劃分級別序號操作項目Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級1復位火災報警控制器PMM2消除外聲、光指示設備聲、光指示PMM3消除火災報警控制器的聲信號OMM4隔離火災探測器或其他部件POM5隔離向火災報警受理站傳輸信號通路POM6開、關火災報警控制器PMM7隔離受其控制的外接設備PMM8調整計時裝置PMM9輸入或更改數據POM注：P—禁止；O—可選擇；M—本級操作人員可操作。Ⅰ級——允許每個人操作的功能；Ⅱ級——允許專門操作人員操作的功能；Ⅲ級——允許工程設計、維修人員操作的功能。三、區域火災報警控制器一種能直接接收火災探測器或中繼器發來的報警信號的多路火災報警控制器。（一）區域火災報警控制器的組成及工作原理圖4-17區域火災報警控制器電路原理圖由輸入回路、光報警單元、聲報警單元、自動監控單元、手動檢查試驗單元、輸出回路和穩壓電源，備用電源等組成，如圖4-17所示。（二）區域火災報警控制器的主要技術指標及功能1．供電方式交流主電源為AC220V±10％，頻率(50±1)Hz；直流備用電源為DC24V，全封閉蓄電池。

2．火警記憶功能①火災報警控制器接受到火災探測器發出的火災報警信號后，應立即予以記憶或打印，以防止隨信號來源的消失(如感溫火災探測器自行復原、火勢大后燒毀火災探測器或燒斷傳輸線等)而消失。②在火災探測器的供電電源線被燒結短路時，亦不應丟失已有的火災信息，并能繼續接受其他回路中的手動按鈕或機械火災探測器送來的火災報警信號。3．消聲后再聲響功能

4．外控功能

5．故障自動監測功能

6．火災報警優先功能7．手動檢查功能

自動火災報警系統對火警和各類故障均進行自動監視。但平時在無火警、無故障時，使用人員無法知道這些自動監視功能是否完好，所以在火災報警控制器上都設置了手動檢查試驗裝置，可隨時或定期檢查系統各部位、各環節的電路及元器件是否完好無損，系統各種自動監控功能是否正常，以保證自動火災報警系統處于正常工作狀態。四、集中火災報警控制器

集中火災報警控制器一般是區域報警控制器的上位控制器，能接收區域火災報警控制器發來的報警信號。（一）集中報警控制器的組成及工作原理

由輸入單元、光報警單元、聲報警單元、自動監控單元、手動檢查試驗單元和穩壓電源、備用電源等電路組成。

集中火災報警控制器的電路除輸入單元和顯示單元的構成和要求與區域火災報警控制器有所不同外，其余部分與區域火災報警控制器大同小異。目前國內火災報警控制器的信號傳輸方式主要有以下4種：接受某個火災探測器的狀態信號前，先發出該火災探測器的串行地址編碼。該火災探測器將當時所處的工作狀態信號發回，由火災報警控制器進行判別、報警顯示等。（二）集中火災報警控制器的主要技術指標及功能1.容量指集中報警控制器監控的最大部位數及所監控的區域報警控制器的最大臺數。如某集中報警控制器控制的區域報警控制器為60個，而每個區域報警控制器監控的部位為60個，則集中報警控制器的容量為60×60=3600個部位，基本容量為60。2.系統布線數指集中報警控制器與區域報警控制器之間的連線數。3.巡檢速度指集中報警控制器在單位時間內巡回檢測區域報警控制器的個數。4.報警功能5.故障自動監測功能6.自檢功能第四節

火災自動報警系統設計

火災自動報警系統是建筑電氣系統的一部分，系統設計首先應當符合建筑電氣設計的一般要求。同時，火災自動報警系統又是一種消防安全設備，必須符合消防安全方面的有關規定。根據GB50116—2008《火災自動報警系統設計規范》規定，火災自動報警系統設計應當符合以下要求。一、

一般要求1.火災自動報警系統應設有自動和手動兩種觸發裝置。2.火災報警控制器容量和每一總線回路所連接的火災探測器及控制模塊（或信號模塊）的地址編碼總數均宜留有一定余量。所留余量大小，應根據保護對象的具體情況，如工程規模、重要程度等合理掌握，一般可控制在15％～20％。這對于保證系統正?？煽窟\行及系統擴展等都是必要的。3.火災自動報警系統的設備，應采用經國家有關產品質量監督檢測中心檢驗合格的產品。這是保證系統正常可靠運行的基本要求，任何時候、任何情況下，都不可忽視。二、設置原則民用建筑物的火災自動報警系統的設置，應該按照國家現行的有關建筑設計防火規范的規定執行。首先應按照建筑物的使用性質、火災危險性劃分的保護等級來設置，即根據建筑物保護等級不同而選用不同的火災自動報警系統。根據規范規定，建筑對象分為特級、一級和二級保護要求。一般情況下：

特級保護對象宜采用控制中心報警系統，并設有專用消防控制室；

一級保護對象宜采用集中報警系統；

二級保護對象宜用區域報警系統。在具體工程設計中，還需按工程實際要求進行綜合考慮，并取得當地主管部門的認可，在系統的選擇上不一定拘泥于上述的一般情況。三、主要設計內容1．探測區域和報警區域的劃分火災探測區域是由一個或多個火災探測器并聯組成的一個有效探測報警單元，可以占有區域火災報警控制器的一個部位號?；馂膱缶瘏^域是由多個火災探測器組成的火災警戒區域范圍。一個火災報警區域宜由一個防火分區或同一樓層的幾個防火分區組成。2．火災探測器數量的確定根據現行《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2008）確定?；馂奶綔y器的保護面積一般由生產廠家提供?；馂奶綔y器的影響因素一般有下列幾個方面：（1）火災探測器的靈敏度越高，其響應閾值越靈敏，保護空間越大；（2）火災探測器的響應時間越快，保護空間越大；（3）建筑空間內發煙物質的發煙量越大，感煙火災探測器的保護空間面積越大；（4）燃燒性質不同時，陰燃比爆燃的保護空間大；（5）建筑結構及通風情況：煙霧越易積累，并且越容易到達火災探測器時，則保護空間越大；空間越高，保護面積越??；如果由于通風原因及火災探測器布點位置不當，致使煙霧無法積累或根本無法達到火災探測器時，則其保護空間幾乎接近于零；（6）允許物質損失的程度：如果允許物質損失較大，發煙時間較長甚至出現明火，煙霧可以借助火勢迅速蔓延，則保護空間更大。*上述各種因素，有的可以預計其影響程度，有的無法考慮。因此，通常采用修正系數來綜合考慮有關因素的影響。3．梁對探測器保護面積的影響4．火災探測器的設置要求設置位置應是火災發生時煙、熱最易到達之處，并且能在短時間內聚積的地方；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；火災探測器不易受環境干擾，布線方便，安裝美觀。針對于常用的感煙和感溫探測器，其安裝時還應符合一些特殊要求。P182四、系統工程設計要點對于具體的自動消防工程，應根據工程的建設規模、被保護對象的性質、火災監控區域的劃分和消防管理機構的組織形式，以及火災自動報警產品的技術性能等因素綜合確定采用哪一種形式的火災自動報警系統，并應符合下面一些共同設計要點：1．自動控制與手動控制設置2．區域報警系統設計當消防工程設計中采用區域報警系統形式時，火災自動報警系統中設置的區域火災報警控制器（或裝置）臺數不能多于3臺。以便于操作和管理。3．集中報警系統設計當采用集中報警系統形式時，火災自動報警系統中應該設置1臺集中火災報警裝置和至少2臺及其以上的區域火災報警裝置。

集中火災報警裝置應該設置在有人值班的專用房間或消防值班室內；凡是集中火災報警裝置不是設置安裝在消防控制中心時，則必須將集中火災報警裝置的總輸出信號送至消防控制中心，以利于消防控制中心對整個火災自動報警系統進行統一管理和統一監控。4．消防控制中心設計它是監測各個被保護區域火情、檢查監控系統設備運行情況和積累火災情報的中心；發生火災時，它又是撲滅火災的控制、操作、指揮中心。

凡是采用集中火災報警系統或控制中心報警系統并具有消防聯動控制功能的建筑物，都應設置。消防控制室的基本設計要點如下：（1）消防控制室的設置范圍、建筑結構、耐火等級、設置位置及室內照明等，都必須符合現行的《建筑設計防火規范》中的規定。（2）消防控制室對被保護建筑的重要部位、消防通道和消防器材放置位置要全面掌握，可根據消防控制室設備情況來具體確定顯示方式。（3）消防控制室的送、回風管道在其穿墻處應設置消防防火閥，以確保消防控制室在火災時免受影響。（4）消防控制室嚴禁與其無關的電氣線路及管道穿進，以確保消防控制設備安全運行，避免相互干擾造成混亂。5．系統接地問題

火災自動報警系統的接地，一般是利用專用接地裝置在消防控制中心接地，并規定工作接地電阻值應小于4Ω。有些高層建筑工程中，建筑物四周已被避雷保護接地體封閉，或建筑物已采用了利用建筑物結構基礎的鋼筋作為防雷保護接地方式，則火災自動報警系統也可以利用該防雷保護接地方式進行接地，即聯合接地。聯合接地時，接地電阻應小于1Ω。6