智能建筑的安全管理-智能大厦防火系统

　　备用电源自动投入：当主供电源发生故障时，备用电源自动投入，确保消防联动设备正 常工作。

　　消防设备的联动实现：根据《火灾自动报警系统设计规范》，高层建筑的控制中心报警 系统应具有室内消防栓系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、卤代烷灭火系统、防火卷帘门和警铃等联动控制功能。当火灾发生时，能够有效地发挥作用。

　　对于工程方面的具体实施要求可参考：

　　(1)中华人民共和国国家标准，《火灾自动报警系统设计规范》。

　　(2)中华人民共和国国家标准，《火灾自动报警系统施工及验收规范》。

　　(3)中华人民共和国国家标准，《高层民用建筑防火设计规范》。

　　四、防火探测器的分类与选用
　　火灾根据其发生的机制，将采用不同的检测方法，选择合适类型的防火探测器。

　　(一)火灾发生的典型过程

　　在叙述防火探测器的类型之前，先简述一下典型火灾发生过程。

　　物质燃烧的基本现象是燃烧过程里一般伴随着烟、火、温度等反应，在燃烧过程中将有 下列情况：

　　1.温度(热)。物质燃烧时，必然有热量释放，使物体的周边环境温度升高。如果物质燃烧速度非常慢，温度变化的测试不易被鉴别出来。

　　2.燃烧主体与烟雾。一般燃烧物体在开始燃烧时都将释放出燃烧气体。由于燃烧气体和烟雾具有流动性和毒性，能够在建筑物内任意传播和扩散。所以，燃烧气体和烟雾是重要 的火灾探测参数。在防火术语中把物质燃烧产生的燃烧气体和烟雾统称为烟雾气溶胶。

　　3.火焰。火焰是物质着火产生的灼热发光的气体部分，也是物质的全燃部分。这时，物质燃烧反应的放热提高了温度，并引起燃烧物质放出各种波长的光，所以火焰光作为燃烧 的基本特征，也是重要火灾探测参数。

　　作为火灾的典型起火过程，普遍可燃物质的表现形式是：产生燃烧气体烟雾；在氧气供 应充分的条件下达到完全燃烧，产生火焰并发出一些可见光和不可见光，同时释放出大量的热，使环境温度升高；普遍可燃物由开始燃烧到火势渐大，最终酿成火灾。

　　对于化学品、油品、液化烃等物质起火，由于起火速度快，并迅速达到全燃阶段，形成 很少有烟雾遮蔽的明火火灾。这些现象都为火灾的自动探测提供了可靠的基础。

　　(二)火灾探测器的检测方法

　　火灾的检测是以物质燃烧过程中产生的各种现象为依据，以实现早期发现为前提。所以 根据物质燃烧过程中发生的能量转换和物质转换，来确定是否有可能发生火灾。

　　作为气体发生火灾，在智能建筑中是非常少见的。所以在智能建筑中一般不使用可燃气 体探测法。空气离化探测法是利用放射性同位素释放的α射线将空气电离，使电离室内具有一定的导电性。当烟雾气溶胶进入电离室内，烟粒子将吸附其中的带电离子，产生电流变化 ，从而获得与烟溶度有直接关系的电信号。这一信号用于火灾的确认和报警。

　　光电感烟探测法是根据光散射定律，在通气暗箱内用发光元件产生一定波长的探测光， 当烟毒溶入暗箱时，其中直径大于探测光波长的着色烟粒子产生散射光，通过与发光元件成一定夹角(90°～135°)的光电接收元件收到的散射光强度，可以得到与烟浓度成正比的电 流或电压，依此判定火灾发生。温度(热)探测法是根据物质燃烧放出的热量(温度)所引起的环境温度升高或其变化率大小，通过热感应元件与电子线路来探测火灾的发生。

　　火焰探测法是根据物质燃烧所产生的火焰光辐射，其中主要是红外光辐射和紫外光辐射 的大小，通过光敏元件与电子线路来探测火灾发生的现象。

　　(三)火灾探测器的分类

　　依据不同的探测方法，火灾探测器分为不同类型的探测器。按其待测的火灾参数可以分 为感烟式、感温式、感光式火灾探测器和可燃气体探测器，以及烟温、温光、烟温光等复合式火灾探测器。

　　对于火灾探测器的分类，感烟式火灾探测器是利用一个小型传感器来影响悬浮在其周围 附近大气中的燃烧和(或)热解产生的烟雾气溶胶(固态或液态微粒)的一种火灾探测器。感温 式火灾探测器是利用一个点或线缆式传感器来影响其周围附近的气流异常温度或升温速率的火灾探测器。感光式火灾探测器是根据燃烧火焰的特征和火焰的光辐射而构成的用于响应火 灾时火焰光特性的火灾探测器，一般可制成主动红外式线型火灾探测器和被动式紫外、红外火焰探测器。可燃气体探测器是采用各种气敏元件或传感器来响应火灾初期气体中某些浓度 或液化石油气等可燃气体浓度的探测器。

　　1.离子感烟式火灾探测器

　　离子感烟式火灾探测器是采用空气离化火灾探测方法构成和工作的，通常只适用于点型 火灾探测。

　　感烟电离室是离子感烟探测器的核心传感器件。电离室两极间空气分子受放射源不断放 出的α射线照射，高速运动的α粒子撞击空气分子，从而使两极间空气分子电离为正离子和负离子，这样，电极之间原来不导电的空气具有了导电性。此时在电场作用下，正、负离子 的有规则运动，使电离室呈现典型的伏安特性，形成离子电流。

　　电离室可分为双极性和单极性两种结构，整个电离室全部被α射线照射的称为双极性电 离室；电离室局部被α射线照射，使一部分形成电离区，而未被α射线照射的部分成为非电离区，从而形成单极性电离室。一般感烟探测器的电离室均设计成单极性的。当发生火灾时 ，烟雾进入电离室后，单极性电离室要比双极性电离室的离子电流变化大，可以得到较大的电压变化量，从而提高离子感烟探测器的灵敏度。

　　当有火灾发生时，烟雾粒子进入电离室后，被电离部门(区域)的正离子和负离子被吸附到烟雾粒子上，使正、负离子相互中和的几率增加，从而将烟雾浓度大小以离子电流的变化 量大小表示出来，实现对火灾参数的检测。

　　根据探测器内电离室的结构形成，离子感烟式火灾探测器可分为双源和单源感烟式探测 器。

　　(1)双源式感烟探测器原理。在实际设计中，开室结构、且烟雾容易进入检测用电离室，与闭室结构、且烟雾难以进入的补偿用电离室反向串联，检测室工作在其特性的灵敏区， 补偿室工作在其特性的饱和区。无烟时，探测器工作点在A，有烟时在Ｂ点，电压差△Ｖ的大小反映了烟浓度的大小。经电子线路对△Ｖ的处理，可以得到火灾时产生的浓烟度，从而 确认火灾发生。

　　在感烟式火灾探测器中，电子线路的选择不同，可以实现不同的信号处理方式，从而构 成不同形式的离子感烟探测器。例如，电子线路选用值比较放大和开关电路，可以构成值报警式离子感烟深调器；选用A／Ｄ或Ａ／Ｆ转换和编码传输电路，可以构成编码型类比感烟 探测器；选用Ａ／D转换、编码传输和微处理单元电路，可以构成分布智能式感烟探测器。

　　采用双源反串联式结构的离子感烟探测器，可以减少环境温度、湿度、气压等条件变化 引起的对离子电流的影响，提高探测器的环境适应能力和工作稳定性。

　　(2)单源式感烟探测器原理。其检测电离室和补偿电离室由电极板P1，P2和PM 等构成，共用一个放射源。在火灾探测时，探测器的烟雾检测室和补偿室(内室)都工作在其 特性的灵敏区，利用PM电位的变化量大小反映进入的烟雾浓度变化，实现火灾探测。

　　单源式离子感烟探测器的烟雾检测室和补偿室在结构上基本都是敞开的，两者受环境变 化的影响相同，因而提高了对环境的适应能力。特别是在抗潮能力方面，单源式离子感烟探测器的性能比双源式要好得多。单源式离子感烟探测器也有值放大、类比判断和分布智能等 结构类型和信号处理方式。

　　2.光电感烟式火灾探测器

　　根据烟雾粒子对光的吸收和散射作用，光电感烟式火灾探测器可分为减光式和散射式两 种。

　　(1)减光式光电感烟探测原理。进入光电检测暗室内的烟雾粒子对光源发出的光产生吸收和散射作用，使通过光路上的光通量减少，从而使受光元件上产生的光电流降低。光电流 相对于初始标定值的变化量大小，反映了烟雾的浓度，据此可通过电子线路对火灾信号进行值比较放大、类比判断处理或数据对比计算，通过传输电路发出相应的火灾信号。

　　减光式光电感烟火灾深测原理可用于构成点型探测器，用微小的暗箱式烟雾检测室探测 火灾产生的烟雾浓度大小。但是，减光式光电感烟探测原理更适于构成线型火灾探测，如分离式主动红外光束感烟探测器。

　　(2)射光式光电感烟火灾探测原理。进入暗室的烟雾粒子对发光元件(光源)发出的一定波长的光产生散射(按照散射定律，烟粒子需轻度着色，粒径在大于光的波长时将产生散射 作用)，使处于一定夹角位置的受光元件(光敏元件)的阻抗发生变化，产生光电流。此光电流的大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定。根据受光 元件的光电流大小(无烟雾粒子时，光电流大小约为暗电流)，即当烟粒子浓度达到一定值时，散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流，可用于激励外电路发出火灾信号。

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