王敏达

（安徽农业大学 水电服务中心，合肥 230036）



智能楼宇防火报警联动系统的设计

王敏达

（安徽农业大学 水电服务中心，合肥 230036）

摘 要：随着计算机技术和自动控制技术的迅猛发展，智能建筑应运而生。智能楼宇防火报警联动技术作为智能建筑的重要组成部分，是现代高科技技术的结晶。该设计系统采用火灾探测报警、火灾信息传输和报警消防联动控制等自动化技术，以某高校教学楼为分析对象，采用区域报警系统和集中报警系统，选择相应的火灾探测器和火灾报警控制器等相关部件，详细设计了联动部分的防火卷帘门的电气控制和安装，以达到楼宇消防报警自动化的效果。

关键词：智能楼宇 火灾自动报警系统 火灾探测器 消防联动 防火卷帘

随着智能建筑在全世界的迅速发展，智能建筑消防也向自动化、智能化的方向不断发展。在各种智能建筑标准规范中，智能建筑消防系统是智能建筑的一个重要子系统。消防安全系统的设置，是在智能建筑中创造安全舒适环境的一个重要条件。在对火灾的前期预报、及时扑灭、保障人身安全和财产安全方面，火灾自动报警和消防联动系统都起着不可替代的作用。

1 火灾自动报警系统的简介

火灾自动报警系统是指火灾初期其将燃烧产生的烟雾、光辐射和热量等物理量，通过感光、感温和感烟等火灾探测器变成电信号，并将电信号传送给火灾报警控制器，同时显示出火灾发生的位置，记录火灾发生的时间。火灾自动报警系统的工作原理如图1所示。

图1 火灾自动报警系统原理图

2 火灾自动报警系统的构成

火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置及具有其他辅助功能的装置组成的系统。其中，触发器件主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。火灾探测器是火灾自动报警系统中的传感部分，是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，能对火灾参数（如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等）及时响应，并自动产生火灾报警信号，或向控制和指示设备发出现场火灾状态信号。

3 火灾自动报警联动系统设计

3.1 智能建筑情况和系统的选择

考虑到该系统的设计需要，以某高校的勤学楼为例，勤学楼为学生上课的主教学楼，教师、学生来往频繁，因此要做好防火保护工作。勤学楼共六层，第一层高约5m，二层至六层每层高约4m，共计25m。每层建筑约1500m2。根据《高层民用建筑防火设计规范》，该勤学楼为二类建筑，耐火等级为二级。根据该建筑的实际情况，每层应设置一台区域显示器，作为区域报警器使用，共六台区域显示器和一台集中报警控制器及相关联动控制装置。

3.2 报警区域和探测区域的划分

勤学楼共六层，依据《火灾自动报警系统设计规范》将其界定为二级保护对象，在划分防火分区时，应满足每个防火分区允许最大建筑面积不超过1500m2的规定。将火灾自动报警器系统警戒的范围按照防火分区或楼层划分的报警单元称为报警区域。一个报警区域是由一个或同层相邻几个防火分区组成。而探测区域是指将报警区域按照探测火灾的部位划分的单元。探测区域可以是一个探测器所保护的区域，也可以是几个探测器共同保护的区域。由于勤学楼是二级保护对象，按规范规定，可以把勤学楼的探测区域划分如下：①勤学楼主楼层均为面积相差不大的教室和教师休息室，因此，每个楼层每个教师需要单独划分一个探测区域；②敞楼梯间每隔2～3层划分一个探测区域，并设置一个火灾探测器；③前室和走道（包括消防电梯前室、防烟楼梯间前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）分别单独划分探测区域。

3.3 火灾探测器的选择和布置

火灾探测器，是以物质燃烧过程产生的现象为依据，对探测区域内某一点或某一连续线路周围的火灾参数敏感响应的触发装置。勤学楼是学生的公共场所，不仅有大量的学生经常进出学习，而且教学楼内设有大量的桌椅、电脑办公设备和书本文件等学习资料。在该状态下如果发生火灾，必定会产生大量烟雾。因此，应以感烟探测装置为主。本次设计在以性价比高的前提下，尽量最求最高的系统可靠性、最低的误报率。而散射式光感烟探测器利用红外光散射的原理对烟雾进行浓度探测，不仅对环境污染小，而且误报率较低，是勤学楼火灾探测器的最佳选择。散射式光电感烟探测器原理图如图2所示。

图2 散射式光电感烟探测器原理示意图

根据《火灾自动报警系统设计规范》的规定，对勤学楼的火灾探测器进行如下布置和安排：参考勤学楼平面图，主楼区六层各教室，按座位数量分别有138座、125座、75座和62座四类教室和教师休息室。其中，138座和125座教室按面积计算安装两只探测器就可满足要求，75座和62座教室按面积计算安装一只探测器就可满足要求，各层楼梯间和教师休息室同样均设置一只火灾探测器。最后考虑走廊，根据计算安装6只探测器，均采用居中平均布置，并保证探测器周围0.5m内没有遮挡物。

3.4 手动报警按钮设置

手动报警按钮具有在紧急状况下人工手动通报火灾情况的功能，是火灾报警系统中的手动触发装置。

据调查了解到的勤学楼建筑的实际情况，最合理的设计是在每层分别设置6只手动报警按钮，其底边距地高度在1.3～1.5m为宜，且平均分布在走廊的墙上。根据《火灾自动报警系统规范》的规定，手动报警按钮应保证最近的一个火灾手动报警按钮到任何位置的防火分区的距离在30m以内。

3.5 消防联动的设置

3.5.1 消防联动系统的组成

消防联动控制系统作为火灾报警控制系统的最后一个部分，包含消防、排烟控制系统，消防给水控制系统和火灾紧急广播、通信系统。其中，消防、排烟控制系统包括防火门、防火卷帘的设计和排烟阀、排烟风机的设计；消防给水控制系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。现着重介绍联动控制中防火卷帘门的控制设计。

3.5.2 防火卷帘门的控制

建筑物内的敞开电梯厅及一些公共建筑因面积过大，超过防火分区最大允许的面积，应设置防火卷帘门。防火卷帘门一般用钢板等金属材料或用非金属复合防火材料制作。

防火卷帘门平时处于收卷（开启）状态。一般情况下，当火灾确认后，防火卷帘门应采取两次控制下落方式，第一次由感烟探测器控制下落距地1.5m处停止；第二次控制下落直到地面，并及时报警，将动作信号送出。在消防工程的应用中，防火卷帘门通常与消防控制系统联动，在操作中，有两种控制方式：手动控制和自动控制。

（1）手动控制。在消防控制中心设手动控制盘，手动控制盘上设有控制防火卷帘门的卷放按钮和状态指示灯，当火灾确认后，操作人员通过操作按钮来实现控制，不受感烟探测器的影响。

（2）自动报警控制。出现火灾后，感烟探测器会将报警信号送入火灾自动报警控制器，通过控制模块和返信模块实现防火卷帘门的卷放和状态接受。

图3为防火卷帘门的电气控制电路和卷帘电机主电路图。原理如下：当火灾确认后，消防控制中心或区域报警控制器发出信号，使触头SM-1闭合，K1得电，K1-1闭合，KM1得电，使下部控制电路获得直流电，于是电动机旋转；防火卷帘门下降至距地面约1.5m处；同时K1-3闭合，K5得电；K1-5闭合，警铃HA得电鸣响；KM1闭合，K5-3闭合，信号灯HL得电点亮；在下部控制电路中，触动行程开关SQ1闭合，使K3得电，触头K3-2打开，KM1失电，电动机停转。当火势进一步发展时，消防控制中心或区域控制器发出信号，使触头SG闭合，K2得电，K2-1闭合，使KM1再次得电，于是电动机再次启动，将防火卷帘下降至地面，且触动下限位行程SQ2，使K4得电，K4-2断开，KM1再次失电，电动机停转。火灾扑救后，在现场就地按动按钮SB2，KM2得电，电动机得电，反向旋转，使防火卷帘门上升，直到全部上升为止。在电路中，按钮SB1是手动下降按钮，按下SB1，KM1得电，电动机旋转，防火卷帘下降。

图3 防火卷帘门电气控制电路和卷帘电机主电路图

3.5.3 防火卷帘门的设计

图4即为防火卷帘门的安装设计图。通过电控盒和其他电动装备，可实现防火卷帘门的电动启动，通过手控盒和图3中的手动电气控制，可手动实现卷帘门的上升和下降。

图4 防火卷帘门的安装设计图

4 结论

随着我国经济社会的快速发展，各种致火因素不断增加，楼宇重特大火灾也时有发生，给人们带来了巨大的灾难和损失。因此，一套健全的楼宇防火报警联动系统在现代生活中显得尤为重要。本系统采用散射式光电感烟传感器和手动火灾报警按钮为触发器件，将感应的火灾烟雾信号转变为数字模拟信号，并传递给火灾报警控制器，从而报警鸣笛，驱散人群后，实现相应的联动控制，如自动喷水灭火和启动防火卷帘门等设备，以一系列智能化的设备实现楼宇防火报警联动的目的，可广泛运用于各智能化建筑。

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式，等待实际的输入变量。如果输入的是缝纫命令，系统会提示用户继续输入缝纫样式等具体参数，当输入参数后会提示用户是否开始缝纫。在缝纫过程中，用户可以随时输入紧急停止命令。完成后，实际缝纫的结果数据会上传至图像显示设备上。

第四，在缝纫的过程中，用户不小心操作了停止按钮，或因为缝纫过程中产生的错误指令，都会通知系统异常的发生，进而形成故障模式。用户可以实际解决后，删除该故障模式，从而恢复到此前的正常模式。

3 结论

模拟环境是解决复杂的嵌入式系统、嵌入式软件和硬件协同设计的重要方法。通过设计机电控制系统仿真环境，可以解决多个问题协同设计的嵌入式子系统，并为主控制系统的开发、调试和验证提供了一个良好的支持环境。在此基础上，进一步扩展应用程序的模拟环境可以形成智能缝制设备的仿真和测试平台，在新设备的研究、开发、生产中具有实用价值。

Design of Intelligent Building Fire Alarm Linkage System

WANG Minda
(Water Service Center of Anhui Agriculture University,Hefei 230036)

Abstract:With the rapid developm ent of computer technology and automatic control technology, intelligent building came into being. Intelligent building fire alarm linkage technology as an important part of intelligent building, is the crystallization of modern high-tech technology.

The design of the system using fire detection alarm, fire information transmission and alarm fire linkage control automation technology, and taking the teaching building of a university as the research object, using regional alarm system and alarm system combining, and select the relevant components of the corresponding fire detectors and fire alarm controller. Finally a detailed design the joint part of the fireproof rolling shutter door electric control and installation, to reach building fire alarm automatic effect can be widely applied in the intelligent building.

Key words:intelligent building,automatic fire alarm system,fire detectors,fire linkage,fire roller shutter