摘要：火灾自动报警与消防联动控制系统的设计及设备选型是电气设计的一个重要组成部分。本文就其在设计实践中的一些目前火灾探测器的重要设备和发展方向。光电式感烟探测器发展很快，种类不断增多，就其功能而言，它能实现早期火灾报警，除应用于大型建筑物内部外，还非凡适用于电气火灾危险性较大的场所，如计算机房、仪器仪表室和电缆沟、隧道等处。（2）感温火灾探测器感温探测器按结构原理不同有双金属片型、膜盒型、热敏电子元件型等三种。①双金属片型是应用两种不同膨胀系数的金属片作为敏感元件的，一般制成差暖和定温两种形式，定温式是当环境温度上升达到设定温度时，定温部件立即动作，发出报警信号；差温式是当环境温度急剧上升，其温升速率（℃/min）达到或超过探测器规定的动作温升速率时，差温部件立即动作，发出报警信号。②膜盒型探测器由波纹板组成一个气室，室内空气只能通过气塞螺钉的小孔与大气相通。一般情况下（指环境温升速率不大于1℃/min），气室受热，室内膨胀的气体可以通过气塞螺钉小孔泄漏到大气中去。当发生火灾时，温升速率急剧增加，气室内的气压增大，波纹板向上鼓起，推动弹性接触片，接通电接点，发出报警信号。③电子感温探测器由两个阻值和温度特性相同的热敏电阻和电子开关线路组成，两个热敏电阻中一个可直接感受环境温度的变化，而另一个则封闭在一定热容量的小球内。当外界温度变化缓慢时，两个热敏电阻的阻值随温度变化基本相接近，开关电路不动作。火灾发生时，环境温度剧烈上升，两个热敏电阻阻值变化不一样，原来的稳定状态破坏，开关电路打开，发出报警信号。3）火灾探测器的选择（1）根据火灾的特点选择探测器①火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或没有火焰辐射，应选用感烟探测器。②火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器或其组合。③火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量烟和热、应选用火焰探测器。④火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。（2）根据安装场所环境特征选择探测器①相对湿度长期大于95，气流速度大于5m/s，有大量粉尘、水雾滞留，可能产生腐蚀性气体，在正常情况下有烟滞留，产生醇类、醚类、酮类等有机物质的场所，不宜选用离子感烟探测器。②可能产生阴燃或者发生火灾不及早报警将造成重大损失的场所，不宜选用感温探测器；温度在0℃以下的场所，不宜选用定温探测器；正常情况下温度变化大的场所，不宜选用差温探测器。③有下列情形的场所，不宜选用火焰探测器：a、可能发生无焰火灾；b、在火焰出现前有浓烟扩散；c、探测器的镜头易被污染；d、探测器的‘视线’易被遮挡；e、探测器易被阳光或其他光源直接或间接照射；f、在正常情况下，有明火作业以及X射线、弧光等影响。高层民用建筑及其有关部位火灾探测器类型的选择参照下表。项目设置场所火灾探测器的类型差温式差定温式定温式感烟式I级II级III级I级II级III级I级II级III级I级II级III级1剧场、电影院，礼堂，会场，百货公司，商场，旅馆，饭店，集体宿舍，公寓，住宅，医院，图书馆，博物馆□○○□○○○□□×○○2厨房，锅炉房，开水间，消毒室等××××××□○○×××3进行干燥烘干的场所××××××□○○×××4有可能产生大量蒸汽的场所××××××□○○×××5发电机室，立体停车场，飞机库等×○○×○○○×××□○6电视演播室，电影放映室××□×□○○○○×○○7发生火灾时，温度变化缓慢的小间×××○○○○○○□○○8楼梯及倾斜路×××××××××□○○9走道及通道×××××××××□○○10电缆竖井，管道井×××××××××□○○11电子计算机房，通讯机房□××□××□××□○○12书库，地下仓库□○○□○○○××□○○13吸烟室，小会议室××○○○○○××××○注：○表示适于使用；□表示根据安装场所等状况，限于能够有效地探测火灾发生的场所使用；×表示不适于使用。（3）根据房间高度选择探测器不同种类探测器的使用与房间高度的关系参照下表。房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探测器I级II级III级12<h≤20不适合不适合不适合不适合适合8<h≤12适合不适合不适合不适合适合6<h≤8适合适合不适合不适合适合4<h≤6适合适合适合不适合适合h≤4适合适合适合适合适合探测器的灵敏度选择，应据探测器的性能及使用场所，正常情况下（无火警时）系统没有误报警为准进行选择。目前，国内高层建筑中，大部分使用光电感烟测器，只有在个别场所、厨房、发电机房、车库及有气体灭火装置的场所才用感温探测器。只用一种探测器，在联动的系统里易产生误动作，这将造成不必要的损失，无联动的系统里易误报。故应选用两种或两种以上种类探测器。他们是“与”的逻辑关系，当两种或两种以上探测器同时报警，联动装置才动作，这样才能确保不必要的损失总之，探测器选择应根据实际环境情况选择合适的探测器，以达到及时、准确报警的目的。4）手动报警按钮报警区域内每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮，且从一个防火分区里的任何位置至最近一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30m，并应设置在明显和便于操作的位置。手动报警按钮距地面1.5m。2、自动报警装置我国火灾自动报警装置的研究、生产和应用虽然起步较晚，但发展非常快，非凡是最近几年，随着我国四化建设的迅速发展和消防工作的不断加强，火灾自动报警装置的生产和应用都有了较大的发展，生产厂家、产品种类和产量及应用单位都不断地增加。我国目前生产的火灾自动报警装置是包括报警显示、故障显示和发出控制指令的自动化成套装置。当接收到火灾探测器、手动报警按钮或其他触发器件发送来的火灾信号时，能发出声光报警信号，记录时间、自动打印火灾发生的时间、地点、并输出控制其他消防设备的指令信号，组成自动灭火系统。目前，生产、使用的自动报警装置，多采用多线制，分为区域报警控制器、集中报警控制器和智能型火灾报警控制器。（1）区域报警控制器区域报警器是一种由电子电路组成的自动报警和监视装置。它联结一个区域内的所有火灾探测器，准确、及时的进行火灾自动报警。因此，每台区域报警器和所管辖区域内的火灾探测器经正确连接后，就能构成完整、独立的自动火灾报警装置。区域报警器的基本原理如下：①接收探测器或手动报警按钮发出的火灾信号，以声光的形式进行报警；②电子钟可以记忆首次发生火灾的时间；③可以带动若干对继电器触点给出适当外接功能；可④以配置备用直流电源，当市电断电时，直流备用电便自动投入；⑤具有自检功能，当区域报警器与探测器之间有接触不良或断线时，报警器发出开路或短路的故障声、光报警信号并自动显示故障部位；⑥具有“火警优先”功能，各类报警信号至区域报警器，经信号选择电路处理后，进行火灾、短路、开路判定，报警器首先发出火灾报警信号，指示具体着火部位，发出火警音响，记忆火警信号、开路、短路故障信号；⑦通过通讯接口电路将三类信号送至集中报警控制器。区域报警控制器将接收到的探测器火警信号进行“与”“或”逻辑组合，控制继电器动用联动外部设备，如排烟阀、送风阀、防火门等。目前国内各厂家生产的区域报警器的容量即监控部位多少不同。不同型号的区域报警器需与不同型号的探测器相连接。以西安262厂生产的JB-QB-2700/088A系列区域报警器为例，它有壁挂式、柜式两种，最大容量为256路，一路是一个部位号，一个探测器占一个部位号。在工程设计中，选择区域报警控制器的容量应大于该区域的探测器数。如一建筑物以一层为一个区，共24个房间，每个房间一个探测器，共24个，则应选择30路区域报警控制器。若48个房间，则应选择50回路区域报警控制器。（2）集中报警控制器集中报警控制器的基本原理如下：①把若干个区域报警器连接起来，组成一个系统，集中治理；②可以巡回检测相连接的各区域报警器有无火灾信号或故障信号，并能及时指示火灾区部位和故障区域，同时发出声、光报警信号；③其他功能、原理同区域报警控制器。在系统中如只有探测器和集中报警器是不能工作的。因为集中报警器的巡检功能、火灾报警功能、自检功能等都是与区域报警器构成系统后才具备的。所以，只有区域报警器与集中报警器配合使用，才能构成自动火灾报警系统。集中报警系统适用于大型、复杂工程。集中报警器最大容量可接40台区域报警器。（3）智能型火灾报警控制器智能型火灾报警控制器的基本原理如下：①采用模拟量探测器，能对外界非火灾因素，诸如温度、湿度和灰尘等影响实施自动补偿，从而在各种不同使用条件下为解决无灾误报和准确报警奠定了技术基础；②报警控制器采用全总线计算机通信技术，实现总线报警和总线联动控制，减少了控制输出与执行机构之间的长距离管线；③采用大容量的控制矩阵和交叉查寻程序软件包，以软件编程代替硬件组合，提高了消防联动的灵活性和可修改性。262厂生产的NA1000系列火灾报警控制器就属此类形式。（4）自动报警装置的选择火灾自动报警系统中，所选用的火灾报警装置应具有以下基本功能：①能为火灾探测器供电；②能接收来自火灾探测器或手动报警按钮的报警信号；③能检测并发出系统本身的故障信号；④能检查火灾报警器的报警功能；⑤具有电源转换功能。火灾报警控制器的选择，一般考虑下列因素：①火灾探测器、火灾报警器宜选用同一厂家的配套产品；②报警系统所需回路数量；③是否需要自动消防联动控制功能；④安装位置和安装方式等。（二）消防联动控制系统的组成消防联动控制范围很广，据实际工程的大小、等级高低的不同各异。联动控制设备有消火栓、水灭火、气体灭火、防火门、防火卷帘、排风机、空调设施、防火阀、排烟阀、电梯、诱导灯、事故灯、警铃、切断工作电源等。二、系统选择火灾自动报警系统的保护对象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性质、重要程度、火灾危险性、建筑结构形式、耐火等级、分布状况、环境条件以及治理形式等各不相同。在设计中应仔细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动报警系统。（一）系统确定火灾自动报警系统是触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统，是人们为了早期发现通报火灾、并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾而设置在建筑中或其他场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。报警系统的确定一般是整个系统中报警部位总点数，包括探测器数量、手动报警按钮数量及消火栓、自动门、自动阀、行程开关等总数量来确定。也就是说与建筑物大小、等级、使用功能有关。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，非凡是近年来，科研、设计单位与制造厂家联合开发了一些新型的火灾自动报警系统，如智能型、全总线型等，但在工程应用中，采用最广泛的是如下三种基本形式：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。1、区域报警系统该系统一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应超过3台，区域报警控制器宜设于有人值班的房间、场所。系统的组成见下图。2、集中报警系统报警区域较多、区域报警控制器超过3台时，采用集中报警系统。集中报警系统至少有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器集中报警控制器应设置有人值班的专用房间或消防班室内。系统的组成见下图。3、控制中心报警系统工程建筑规模大、保护对象重要、设有消防控制设备和专用消防控制室时，采用控制中心报警系统。系统的组成见下图。以上各系统布线方式与探测器、报警器种类有关。采用二线制（即区域报警器到每一个探头为二线）。区域报警器单独使用为N 1式，到集中报警器为N N/8 1 3 1式，设计、施工比较方便，而且降低造价。除以上系统外，国内各厂家又相继推出总线制报警器。不同厂家总线制系统各异，但共同点都是总线制、地址编码形式。（1）二总线制集中报警系统。区域报警器到探测器的线路传输只需二条总线，每一部位的控制器都有自己的编号，即一个部位一个编址单元。如JB-QB-50-2700/076型为例，它采用了先进的单片机技术，CPU主机将不断地向各编址单元发码。当编址单元接收到主机发来的信号后，加以判定：假如编址单元的码与主机的发码相同，该编址单元响应。主机接收到编址单元返回的地址及状态、信号，进行判定处理：假如编址单元正常，主机将继续向下巡检；经判定假如是故障信号，将发出故障区域声、光报警信号。发生火灾时，经主机确认后，火警信号被记忆，同时发出火灾区域声、光报警信号。在实际工程应用中，假如用一台区域报警器控制一层楼，在二总线上可接50个编址单元；控制二层，每层二总线上可接35个编址单元；控制三层，每层二总线上可接25个编址单元。076型区域报警器的扩展型最多可设置200个编址单元。（2）三总线制集中报警系统。该报警器是由单片机8031为中心控制单元，计算机治理的三线制报警器。三总线制系统通过三总线与被控的各区域报警器相联。三总线制在工程应用中有两种形式：楼层复示器——集中报警器系统、区域报警器——集中报警器系统。①楼层复示器——集中报警器系统楼层复示器可以对编址探测器发码、收码，显示本层的报警部位，具有断线故障自动报警功能。该系统适用于每层不超过32个报警部位，楼层无值班点，首层设有消防总值班室的建筑。②区域报警器——集中报警器系统由区域报警器和标准集中报警器组成的两级治理总线制火灾报警系统，适用于每层报警部位多少不一，并设有楼层服务台的中型宾馆等建筑物。采用总线制报警系统布线简单，设计、施工方便，与其他报警系统相比多一些接口元件。（二）消防联动控制系统消防联动控制系统有无联动、现场联动、集中联动等几种形式。在实际工程中，报警系统与消防联动系统的配合有以下几种形式：1、区域——集中报警、横向联动控制系统。此系统每层有一个复合区域报警控制器，他具有火灾自动报警功能，能接收一些设备的报警信号，如手动报警按钮、水流指示器、防火阀等，联动控制一些消防设备，如防火门、卷帘门、排烟阀等，并向集中报警器发送报警信号及联动设备动作的回授信号。此系统主要适用于高级宾馆建筑，每层或每区有服务人员值班，全楼有一个消防控制中心，有专门消防人员值班。2、区域——集中报警、纵向联动控制系统。此系统主要适用于高层“火柴盒”式宾馆建筑。这类建筑物标准层多，报警区域划分比较规则，每层有服务人员值班，整个建筑物设置一个消防控制中心。3、大区域报警、纵向联动控制系统。此系统主要适用于没有标准层的办公大楼，如情报中心、图书馆、档案馆等。这类建筑物的每层没有服务人员值班，不宜设区域报警器，而在消防中心设置大区域报警器，有专门消防人员值班。4、区域——集中报警、分散控制系统。此系统在联动设备的现场安装有“控制盒”，以实现设备的就地控制，而设备动作的回授信号送到消防中心。消防中心的值班人员也可以手动操作联动设备。此系统主要适用于中、小型高层建筑及房间面积大的场所。此外，还有自动报警和消防控制于一体的灭火装置系统，如FJ-2714自动灭火装置。此系统主要适用于计算机房、发电机房、珍贵物品仓库、档案库、书库等场所的火灾自动报警及自动灭火。气体灭火、药剂灭火具有能力强、效率高、对金属腐蚀性小、不导电、长期存储不变质、不污损灭火对象等优点，但造价高。火灾自动报警系统的设计，必须遵循国家有关方针、政策、规范和公安消防部门的有关法规，针对保护对象的特点，做到安全可靠、技术先进、经济合理、使用方便。火灾自动报警系统的保护对象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性质、重要程度、火灾危险性、建筑结构形式、耐火等级、分布状况、环境条件以及治理形式等各不相同。在设计中应仔细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动报警系统：保护对象规模不大，重要程度不高，可选用区域报警系统，当区域报警控制器垂直方向警戒各楼层探测区域时，应在每个楼层的各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示装置，以便发生火警时（非凡是夜间火灾），能及时找到火警区域，并迅速采取相应措施；保护对象规模大，重要程度高，人员集中，联动设备也多，可采用集中报警系统或控制中心报警系统。归根结底，选择何种方式报警、确定何种系统方式，应根据实际工程情况而定。