1、目 录前言 .11 自动喷水系统的特点 .12 系统方案的确定 .22.1 自动喷水系统主要部件 22.2 方案的确定 23 控制系统的设计 .63.1 自动喷洒用消防泵的控制电路设计 63.2 全电压启动的喷淋泵控制电路设计 63.3 火灾自动报警系统设计 84 自动喷水灭火控制系统的实现 124.1 系统硬件配置 .124.2 控制软件及流程 144.3 火灾报警电路 .15总结 .17致谢 .18参考文献 .18摘要火灾，作为一种具有突发性和强破坏性的灾害现象，严重危害人类生命财产安全和自然环境。据统计，在众多的灾种中，火灾造成的直接损失约为地震的 5 倍，仅次于干旱和洪涝，而火灾发生的
2、频度则居于各灾种之首。千百年来，人类和火灾进行了长期的斗争，积累了许多防火、灭火的经验教训。随着社会的不断发展，人们对于火灾的认识不断加深，针对火灾初期不同特征的各种探测方法越来越多。人类逐步掌握了火的燃烧机理，燃烧条件和燃烧发展的过程，创造了各种各样防火、灭火的方法。在上世纪 70 年代后期，开始出现一门新兴的多学科交叉应用基础科学一火灾科学，其中心内容就是用现代高科技手段研究火灾发生、发展和防治的机理和规律，为火灾防治提供新的思想、理论和方法，使得人类对火灾的研究进入了科学化、系统化的轨道，并促进了防火、灭火技术的进步。关键词：自动喷水 灭火系统 电路设计 控制电路前言自动喷水灭火系统是一
3、种重要的灭火措施，随着社会的发展迫使高层建筑拔地而起。更由于智能大厦的出现，使现代高层建筑以多功能且装饰豪华而著称。大量有机材料或可燃易燃物质拥入大厦，一旦起火，这些遍布全楼的可燃物便是火灾燃烧的极好物质条件，同时这些材料也是火灾迅速蔓延的良好途径。自动喷水灭火系统是目前世界上采用最广泛的一种固定灭火设施。其特征是：通过加压设备将水送入管网至带有热敏元件的喷头处，喷头在火灾的热环境中自动开启洒水灭火。对于装有闭式喷头的系统，只有那些受火灾影响的喷头才开启洒水扑灭下方的火灾。其基本功能是：能在火灾发生后，自动地进行喷水灭火；能在喷水灭火的同时发出报警。他分秒不离开值勤岗位，不怕浓烟烈火，随时监视
4、火灾，是最安全 可靠的灭火装置，使用于温度不低于 4 度(低于 4 度受冻)和不高于 70 度(高于 70 度失控,误动作造成水灾)的场所. 自动喷水用消防泵受水路系统压力开关或水流指示器直接控制.火灾时延时启泵或由消防中心控制挺泵，而自动喷水消防系统就可以很好的预防火灾的蔓延。1 自动喷水系统的特点自动喷水系统反应快，由于采用火灾探测传动装置来控制系统的开启，从火灾发生到火灾探测装置动作开启喷水系统的时间短，如果采用充水式雨淋系统，其反应会更快，有利与快速出水灭火。自动喷水灭火系统控制面积大，用水量大。由于开式喷头向系统保护区域同时喷水，能有效的控制住火灾，防止火灾蔓延，初期灭火用水量很大自
5、动喷水灭火系统，根据被保护建筑物的性质和火灾发生，发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式。通常根据系统中所使用的喷头形式不同，分为闭式自动喷水灭火和开式自动喷水灭火系统两大类。住宅建筑内的自动快速反应的喷水灭火系统。美国在 1973 年就制定了相关规范对其推广，英国、澳大利亚、新西兰也使用多年，实践证明住宅内安装该系统能够扑救住宅初期火灾，保护居民生命、财产安全，降低火灾损失以及为居民逃生疏散提供足够的时间并能及时报警。 2 系统方案的确定2.1 自动喷水系统主要部件湿式喷水灭火系统是由喷头，报警止回阀，延迟器，水力警铃，压力开关（安在干管上） ，水流指示器，管道系统，供水设施，报警装置及控
6、制等组成报警阀的前后充满压力水，其动作程序（如图 2-1）所示。 【2】 信 号补偿室电 源地信 号 放检 查检测室确认灯检 查 电 路检 测 回 路大 电 路电 阻开 关 转 故 障 自 动换 电 路图 2-1 湿式自动喷水灭火系统动作程序图 自动喷洒泵的启动过程是：当发生火灾时，随着火灾部位的 温度的升高，系统喷头上的玻璃球暴裂（或易熔合金喷头上的易熔合金片熔化脱落） ，喷头开始喷水，水管内的水流推动水流指示器的桨片，使其电接点闭合接通电路，输出电信号至消防中心。此时，设在主干水管上的报警水阀被水流冲开，向洒水喷头供水，同时水流经过报警阀流入延迟器，竟延迟后，又流入压力开关使压力继电器动作
7、 SP 接通，使喷洒用消防泵启动，在压力继电器动作的同时，启动水力警铃，发出报警信号。2.2 方案的确定2.2.1 洒水喷头喷头可分为开启式和封闭式两种。它是喷水系统的重要组成部分，因此其质量，性质和安装的优劣直接影响火灾初期灭火的 成败，可见选择时必须注意。A 封闭式喷头：可以分为易熔合金式，双金属片式和玻璃球式三种。应用最多的是玻璃球式喷头，喷头不止在房间顶棚下面，与支管相连。喷头主要技术参数（如表2）所示，动作温度级别（如表 3 ）所示。表 2 玻璃球式喷淋头主要技术参数 型号直径（mm）通水口径(mm)接管螺纹(in)温度级别(度)炸裂温度范围%玻璃球色标最高温度环境（度）流量系数K(
8、%)ZST-15系列 15 11 1/257687993+15橙红黄绿2738496380表 3 玻璃球式喷水头动作温度级别 动作温度（度） 安装环境允许最高温度级别（度） 颜 色57 38 橙68 49 红79 60 黄93 74 绿141 121 蓝182 160 紫227 204 黑260 238 黑综上可知，喷头具有探测火情，启动水流指示器，扑灭早期火灾的重要作用。其特点是：结构新颖，耐腐蚀性强，动作灵敏，性能稳定。B 开启式喷头：按其结构可分为双臂下垂型，单臂下垂型，双臂直力型和双臂边墙型四种，其主要参数（见表 4） 。表 4 开启式喷淋头的主要技术参数外形尺寸(mm)型号名称直径(
9、mm)接管螺纹(in) 高 低流量系数K(%)ZSTK-15 15 ZG1/2 74 46 80表 5 喷头的保护面积与喷头间距喷头距离保护面积/m2室内高度 9.1m 室内高度 9.1-13.7m最大 最小 最大 最小 最大 最小9.3 7.4 3.66 2.44 3.25 2.44表 6 不同危险等级不同种类的喷水强度比较危险等级喷头种类流量系数K喷头工作压力/MPa喷头间距m喷头流量L/min喷水强度L(min m2)强度比较%一只喷头最大保护面积m2轻危险级标准 800.100.054.4805642.81007019.36级标准 800.100.053.6805664.3100721
10、3.0中危险级级标准 800.100.053.4805685.61007011.56标准 800.100.052.68056128.4100706.76级大口径1150.100.053.111581128.5100709.6严重危险级级标准 800.200.052.6511356168100507.0大口径1150.150.053.014081169100569.02.2.2 水流指使器（水流开关）水流指使器的作用是：把水的流动转换成电信号报警的部件。其电接点即可直接启动消防水泵，也可接通电警铃报警。在保护面积小的场所（如小型商店，高层公寓等） ，可以用水流指使器代替湿示报警阀，但应仍设置止回
11、阀于主管道底部，一是可防止水污染（如和生活用水同水源） ，二是可配合设置水泵接合器的需要。2.2.3 压力开关压力开关应用接线：压力开关用在系统中需经模块与报警总线连接， （如图 2-2）所示。 【7】图 2-2 压力开关接线图2.2.4 报警阀报警阀是自动喷水灭火系统中接通或切断水源，并启动报警器的装置。在自动喷水灭火系统中，报警阀是至关重要的组件，其作用有三：接通或切断水源、输出报警信号和防止水流倒回供水源，以及通过报警阀可以对系统的供水装置和报警装置进行检验。报警阀根据系统的不同分为湿式报警阀、干式报警阀和雨淋阀。2.2.5 末端试水装置自动喷水灭火系统末端试水装置是喷洒系统的重要组成部
12、分，通过此装置可以检测整个系统运行状况，自动喷水灭火系统设计规范(GB50084 -2001，以下简称“设计规范”),条文解释中对此装置作用做了详细的诠释：“为了检测系统的可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动，要求在每个报警阀的供水最不利处设置末端试水装置。末端试水装置测试的内容，包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常，配水管道是否通畅，以及最不利点处的喷头工作压力等。喷水管网的末端应设置末端试水装置，宜与水流指示器一一对应。图中流量表直径与喷头相同，连接管道直径不大于 20mm。3 控制系统的设计3.1 自动喷洒用消防泵的控制电路设计自动喷洒系
13、统是自动水灭火系统，自动喷洒用消防泵受水路系统的压力开关或水流指示（继电）器直接控制，延时起泵，或者由消防中心控制起挺泵。自动喷洒用消防泵一般设计为两台泵一用一备，互为备用，工作泵故障时，备用泵延时自动投入运行。自动喷洒系统是自动水灭火系统，自动喷洒用消防泵受水路系统的压力开关或水流指示（继电）器直接控制，延时起泵，或者由消防中心控制起挺泵。自动喷洒用消防泵一般设计为两台泵一用一备，互为备用，工作泵故障时，备用泵延时自动投入运行。3.2 全电压启动的喷淋泵控制电路设计电气线路的组成:在高层建筑及建筑群体中，每座楼宇的喷水系统所用的泵一般为23 台。采用 2 台泵时，平时管网中压力水来自高位水池
14、，当喷头喷水，管道里有消防水流动时，流水指示器启动消防泵，向管网补充压力水。平时一台工作，一台备用，当一台故障停转，接触器触点不动作时，备用泵立即投入运行，两台可以互为备用。（如图 3-1）为两台泵的全电压启动的喷淋泵电路，图中 B1、B2、Bn 为区域水流指示器。如果分区较多可用 n 个水流指示器及 n 个继电器与之配合。采用 3 台消防泵的自动喷水系统也比较常见，三台泵中两台为压力泵，一台为恒压泵。恒压泵一般功率很小，在 5kW 左右，其作用是使消防管网中水压保持在一定范围之内。此系统的管网不得与自来水或高水位池相连，管网消防用水来自消防储水池，当管网中的渗漏压力降到某一数值时，恒压泵启动
15、补压。当达到一定压力后，所接压力开关断开恒压泵控制回路，恒压泵停止运行。图 3-1 全电压启动的喷淋泵控制电路电路的工作情况分析A 正常（即 1 号泵工作，2 号泵备用）时：将 QS1、QS2、QS3 合上，将转换开关SA 至“1 自，2 备）位置，其 SA 的 2、6、7 号触头闭合，电源信号灯 HL(n+1)亮，做好火灾下的运行准备。如二层着火，且火势使火灾现场温度达到热敏玻璃球发热程度时，二楼的喷头爆裂并喷出水流。由于喷水后压力降低，压力开关动作，向消防中心发出信号，同时管网里有消防水流动时，水流指示器 B2 闭合，使中间继电器 KA2 线圈通电，时间继电器KT2 线圈通电，经延时后，中
16、间继电器 KA(n+1)线圈通电，使接触器 KM1 线圈通电，1号喷淋消防泵启动运行，向管网补充压力水，信号灯 HL(n+1)亮，同时警铃 HA2 响，信号灯 HL2 亮，即发出声光报警信号。B 当一号泵故障时，2 号泵的自动投入过程（如果 KM1 机械卡住）：如 n 层着火，n 曾喷头因室温达到动作值而爆裂喷水，n 层水流指示器 Bn 闭合，中间继电器 Kan 线圈通电，使时间继电器 KT2 线圈通电，延时后 KA(n+1)线圈通电，信号灯 HLn 亮，警铃HLn 响，发出声光报警信号，同时 KM1 线圈通电，使备用中间继电器 KA 线圈通电，接触器 KM2 线圈通电，2 号备用泵自动投入运
17、行，向管网补充压力水，同时信号灯HL(n+3)亮。C 手动强投：如果 KM1 机械卡住，而且 KT1 也损坏时，应将 SA 至“手动“位置，其 SA 的 1、4 号触头闭合，按下按钮 SB4，使 KM2 通电，2 号泵启动，停止时按下按钮SB3,KM2 线圈失电，2 号电动机停止。3.3 火灾自动报警系统设计3.3.1 火灾自动报警系统的形式1. 火灾自动报警系统的基本要求（1）确保火灾探测和报警功能，保证不漏报；（2）减少环境因素影响，减少系统误报率；（3）确保系统工作稳定，信号传输准确可靠；（4）系统的灵活性、兼容性强，产品成系列；（5）系统的工程适用性强，布线简单、灵活、方便；（6）系统
18、的应变能力强，调试、管理、维护方便；（7）系统的性能价格比高；（8）系统的联动功能丰富，联动控制方式有效、多样。总结自动喷水灭火系统属于智能建筑系统的一个子系统，在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。本次设计的自动喷水灭火系统的容量大、探测对象多样化、功能模块化，对设计与维修有很大的方便。大部分功能可以通过现场软件设计，便于系统功能的设置及增强，从而减少了系统的误报率；同时，系统还可以与建筑物自动控制系统联网，相互传递信息，增强综合防灾能力，便于发挥智能建筑的优越性。本次设计的自动喷水灭火系统，理论结合实际，能够反映当前智能建筑的科技成果，并注重了先进性和实用性。如今，各类火灾探测器、自
19、动报警控制器、灭火设备、灭火系统已大量涌现。本次设计的系统正是配备了满足国家有关火灾自动喷水灭火系统设计规范的要求，满足建筑的消防要求的系列化消防设备产品，可以完全自动、适时的探测火灾的存在并发出报警，及时地实现联动控制为人们准确快速、及早控制火灾的发展，尽早扑灭火灾，确保人身安全和减少社会财富的损失。致谢本课题是在我的指导老师老师的悉心指导下完成的，从方案确定到方案论证再到具体设计，都给予了我极大的支持和帮助，并且提供了许多相关的资料和优越的实验条件，在此表示衷心的感谢。 三个月以来的学习,我深深地体会到课程设计的意义深远,成功不仅在于追求结果的完美,更重要的在于追求的过程.只有深深领会到其
20、中的奥妙才能更好地完成所要完成的任务。我不仅学会多方面思考问题,而且还培养了我对待问题的严谨性。在这次设计中，我力争把设计做的合理、做的细致，但由于本人的知识水平有限，错误之处是在所难免的，也希望老师们给予指正。大学四年即将画上句号，最后的毕业设计是我对专业知识有了更深层次的理解，对即将走上的工作岗位也充满了信心。感谢学校各位老师的教导，我将终生铭记不忘。参考文献1姜文源 建筑灭火设计手册 中国建筑工业出版社 19972盛 建 火灾报警自动消防系统 天津大学出版社 20013李念慈 建筑消防给水系统的设计 中国建筑出版社 20034梁延东 建筑消防系统 中国建筑出版社 1997 5朱吕通 自动消防系统安全手册 中国计划出版社 19966郑 强 智能建筑设计与施工系列图集消防系统 中国建筑出版社 20027陈伯时 自动控制系统 机械工业出版社 19818邵桌氏 最新建筑防火设计与消防标准实施手册 吉林电子出版社 2004
