作者：韩磊
出版社：清华大学出版社
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建筑电气工程消防试读：
前言
近年来，国家基本建设投资不断增加，我国建筑行业飞速发展，电气工程的比重逐渐增加，电气工程概预算的编制水平直接影响到工程造价。随着市场经济的发展，以及《建设工程工程量清单计价规范》（GB 50500—2013）、《通用安装工程工程量计算规范》（GB 50856—2013）等规范的发布，为了满足不断变化的市场需求，我们编写了本书。
本书共分为九章，第一章由韩磊老师参与编写，主要介绍了消防系统的组成及分类、火灾形成过程、高层建筑的特点及相关区域的划分；第二章由李鑫老师参与编写，主要介绍了火灾自动报警系统的形式、火灾探测器的选用及布置、火灾报警系统的附件应用、火灾报警控制器的使用；第三章由苗峰老师参与编写，主要介绍了室内消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、二氧化碳灭火系统；第四章由李亮老师参与编写，主要介绍了防排烟设备的设置及监控、消防指挥系统设计与安装、消防电梯的设置；第五章由李志杰老师参与编写，主要介绍了变、配电所防火措施、低压配电线路的防火要求、电缆阻燃与防火；第六章由张克老师参与编写，主要介绍了公众聚集场所、公共娱乐场所、宾馆（饭店）、旅馆、商场、超市、医院等聚集场所电气防火与火灾疏散要点；第七章由危凤海老师参与编写，主要介绍了电气防火安全检测技术计划、电气防火安全检测程序、电气装置防火安全检测方法；第八章由赵亚军老师参与编写，主要介绍了爆炸性气体环境危险场所的判定、易燃易爆危险场所电气防爆、爆炸和火灾危险场所、爆炸和火灾危险环境用电气设备的选择、爆炸和火灾危险环境用电气设备的安装；第九章由马楠老师参与编写，主要介绍了消防系统的设备安装、消防系统的调试、消防系统的检测验收与维修保养、消防系统的供电选择。全书由韩磊统稿并最终定稿。
本书重点突出实用原则，略掉了空泛的概念性内容。在编写过程中，编者参考了大量的国家标准、行业标准以及专业著作，在此谨向有关参考资料的作者及参加编写工作的老师表示最真挚的谢意。
由于编者水平有限，编写时间仓促，书中的疏漏和不当之处在所难免，敬请专家和读者朋友批评指正。编者2015年4月第一章 建筑消防系统概述第一节 消防系统的组成及分类
新手必懂知识 消防系统的组成
消防系统主要由两大部分组成：一部分为感应机构，即火灾自动报警系统；另一部分为执行机构，即消防联动控制系统，如图1-1所示。图1-1 消防系统图
火灾自动报警系统在现场由感烟探测器、感温探测器、紫外火焰探测器、手动报警按钮及火灾显示盘、声光讯响器等组成，监控室由火灾报警控制器、CRT图形显示系统组成。
联动系统有火灾事故照明及疏散指示标志、消防专用通信系统及防排烟设施等，均是为发生火灾时人员能较好地疏散、减少伤亡所设。
与现场消防设备相关的消防联动控制装置主要有：室内消火栓灭火系统的控制装置；自动喷水灭火系统的控制装置；卤代烷、二氧化碳等气体灭火系统的控制装置；电动防火门、防火卷帘等防火分割设备的控制装置；通风、空调、防排烟设备及电动防火阀的控制装置；电梯的控制装置、断电控制装置；备用发电控制装置；火灾事故广播系统及其设备的控制装置；消防通信系统，火警电铃、火警灯等现场声光报警控制装备；事故照明装置等。
消防系统的主要功能是在火灾发生时，自动捕捉火灾探测区域内的烟雾或热气，然后发出声光报警并控制自动灭火系统，同时联动其他设备的输出接点，控制事故照明及疏散标记、事故广播及通信、消防给水和防排烟设施，实现自动化的监测、报警和灭火。
新手必懂知识 消防系统的分类
按消防方式的不同，消防系统的类型可分为两种。
1. 自动报警、自动消防
火灾发生时可自动喷洒水进行消防，而且在消防中心的报警器附近设有直接连接消防部门的电话。消防中心在接到火灾报警信号后，立即发出疏散通知（利用紧急广播系统），并启动消防泵和电动防火门等消防设备，从而实现自动报警、自动消防。
2. 自动报警、人工消防
中等规模的旅馆在客房等处均设置火灾探测器。当发生火灾时，本层服务台处的火灾报警器就会发出信号，同时总服务台将显示出某一层（或某分区）发生火灾，消防人员根据报警情况进行消防。第二节 火灾形成过程
新手必懂知识 火灾形成条件
火灾就是在时间上失去控制的燃烧所造成的灾害。火灾形成的过程是一种发光、放热的复杂化学现象，是物质分子游离基的一种连锁反应。
物质燃烧过程的发生和发展必须具备以下三个必要条件，即可燃物、氧化剂和温度（引火源），只有这三个条件同时具备且相互作用才能发生燃烧。
1. 可燃物
凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物，某些金属（如镁、铝、钙等）在一定条件下也可以燃烧。
2. 氧化剂
帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的氧，另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。
3. 温度（引火源）
温度（引火源）是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能，其他还有化学能、电能、机械能等转变的热能。
物体燃烧一般要经过阴燃、充分燃烧和衰减熄灭三个阶段。燃烧过程特征曲线（也称温度-时间曲线）如图1-2所示。在阴燃阶段（即AB段），主要是预热温度升高，并生成大量可燃气体的烟雾。由于局部燃烧，室内温度不高，容易灭火。在充分燃烧阶段（即BC段），除产生烟以外，还伴有光、热辐射等，一般火势猛且蔓延迅速，室内温度急速升高，可达1000℃左右，难以扑灭。在衰减熄灭阶段（即CD段），室内可燃物已基本燃尽而自行熄灭。燃烧特征可用图1-3所示的框图表示。图1-2 燃烧过程特征曲线图1-3 燃烧特征框图
在火灾发展的三个阶段中，燃烧的条件决定了每阶段的持续时间以及达到某阶段的温度值。为了制定防火措施，世界各国都相继进行了科学的建筑火灾实验，并概括地制定了一个能代表一般火灾温度发展规律的标准，即温度-时间曲线。我国制定的标准火灾温度-时间曲线为制定防火措施以及设计消防系统提供了参考依据。曲线的形状如图1-2所示，曲线值见表1-1。表1-1 标准火灾温度曲线值
新手必懂知识 造成火灾的原因
1. 人为火灾
工作和生活中的疏忽是造成火灾的直接原因。例如，学生玩火引起的火灾在寒、暑假期间时有发生；电工带电维修设备，不慎产生的电火花引起火灾；建筑内乱接临时电源、滥用电加热器等造成火灾；随便乱扔烟头、床上吸烟、酒后吸烟、危险场所吸烟引起火灾等。
2. 可燃气体的燃烧
可燃性气体（包括可燃、易燃性液体蒸气）与空气混合达到一定浓度时，如遇到明火就会发生燃烧或爆炸。可燃气体燃烧不像固体、液体那样经过融化、蒸发的过程，而在常温下就具备了直接与氧结合的条件。可燃气体在燃烧时所需要的热量仅用于氧化或分解气体，或将气体加热到燃点，所以容易燃烧，一旦着火，其燃烧速度很快就会达到最大数值，直至燃尽为止。
可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后，遇火源产生爆炸的最高或最低浓度称为爆炸极限，能发生爆炸的最高浓度为爆炸上限，能发生爆炸的最低浓度为爆炸下限。当爆炸性混合物的浓度高于爆炸上限或低于下限时，都不会发生着火或爆炸。可燃性气体（包括可燃、易燃性液体蒸气）发生爆炸的上、下限值如表1-2所示。表1-2 部分可燃气体（包括可燃、易燃液体的蒸气）的爆炸上、下限
多种可燃混合气体的燃烧或爆炸极限值可用下式计算：式中，t——可燃混合气体的燃烧或爆炸极限；
V——可燃混合气体中各成分所占的体积百分数；i
N——可燃混合气体中各成分的爆炸极限（下限或上限）。i
在高层建筑和建筑群体中，由于可燃物多、用电量大、配电管线较集中，使得电气绝缘损坏或雷击等都可能引起火灾，所以在设计消防系统时，应针对可燃物的燃烧条件和现场实际情况，采取防火、防爆的具体措施。
3. 可燃固体燃烧造成火灾
可燃固体受热时，先蒸发出水分，当温度达到或超过一定限值时才开始分解出可燃气体，因此可燃固体从受热到燃烧需要较长的时间。分解出的可燃气体一旦遇到明火，便开始与空气中的氧气进行激烈的化学反应，并发光、放热，产生二氧化碳气体，这就是可燃固体的燃烧。可燃固体燃烧时的最低温度称为该可燃固体的燃点，部分可燃固体的燃点见表1-3。表1-3 可燃固体的燃点
木材、稻草、粮食、煤炭等可燃固体具有自燃现象。以木材为例，当受热超过100℃时就开始分解出可燃气体，同时释放出少量热能，当温度达到260～270℃时，释放出的热能剧烈增加，这时即使撤走外界热源，木材仍可依靠自身产生的热能来提高温度，并使其温度超过燃点温度而达到自燃温度发焰燃烧。
4. 可燃液体的燃烧
可燃液体在常温下挥发的速度有所不同。可燃液体是靠蒸发（汽化）燃烧的，所以挥发快的可燃液体要比挥发慢的危险。在低温条件下，可燃液体与空气混合达到一定浓度时，如遇到明火就会出现“闪燃”，此时的最低温度叫做闪点温度。闪点温度小于或等于45℃的液体称易燃性液体，闪点温度大于45℃的液体称为可燃性液体。部分易燃液体的闪点温度见表1-4。表1-4 部分易燃液体的闪点温度
由表1-4可知，易燃液体的闪点温度都很低。液体蒸发汽化时的温度如果低于闪点温度，挥发速度较慢，故闪燃持续时间很短；如温度继续上升到大于闪点温度时，挥发速度将加快，这时遇到明火就有燃烧爆炸的危险。因此，闪点是可燃、易燃液体燃烧的前兆，是确定液体火灾危险程度的主要依据。闪点温度越低，发生火灾的可能性越大，此时就需要加强防火措施。
5. 电气事故造成的火灾
现代高层建筑中，用电设备多，电气系统复杂，用电量大，负荷密度高，火灾隐患多。如电气设备安装不良，长期过载工作，电气设备的电气绝缘被破坏，电气线路一旦短路就会造成火灾。防雷接地不合要求，接地装置年久失修、未按时更换等也能造成火灾。
上述火灾中，固体物质火灾为A类火灾；液体火灾或可熔化的固体物质火灾为B类火灾；气体火灾为C类火灾；金属火灾为D类火灾；带电物体燃烧的火灾称为带电火灾。只要堵住火灾蔓延的路径，将火灾控制在局部地区，就可避免形成大火而殃及整个建筑物。第三节 高层建筑的特点及相关区域的划分
新手必懂知识 高层建筑的特点
1. 建筑结构特点
高层建筑采用骨架承重体系，设有剪力墙，梁板柱为现浇钢筋混凝土，并设有客梯及消防电梯。
2. 电气设备特点
高层建筑电气设备特点如表1-5所示。表1-5 高层建筑电气设备特点
3. 高层建筑的火灾危险性及特点
1）火灾扑救难度大
我国现有的消防云梯不能应对全部高层火灾，所以火灾发生时主要靠灭火救援人员利用室内楼梯或消防电梯登楼灭火。由于楼层高、器材多，灭火救援人员攀登一定高度后，体力严重下降，一定程度上会影响灭火救援行动。火灾发生后，一般整个高层建筑都停电，加之火灾时产生的浓烟大，室内能见度降低，也严重影响灭火救援行动。高层建筑燃烧范围大、火势猛烈时，外墙和内部平顶的采光玻璃、广告牌、空调辅机等会受热坠落，尤其是玻璃坠落下来会刺破水带，危及人员和车辆器材的安全，严重威胁消防官兵的救援行动和救援进程。
2）人员疏散困难
高层建筑物结构复杂，建筑物的使用人员对各楼层的功能并不熟悉，防灾意识有强有弱，再加上高层建筑内人员密集，事故中疏散撤离容易造成拥挤甚至踩踏。在发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，也增加了疏散的难度。我国有些经济较发达城市的消防部门购置了少量的登高消防车，有的极限高度可达100多米，但也远远满足不了越建越高的建筑安全疏散和火灾扑救的需要。
3）火灾、烟气蔓延速度快
高层建筑内部各种各样的竖井（如楼梯井、电梯井）、管道和孔洞使整座建筑上下连通，为火灾的水平和垂直蔓延提供了途径。火灾一旦发生，极易出现“烟囱效应”。如果防火分隔处理不好，火焰和热烟气流会很快通过这些竖井和管道蔓延扩散。如果火灾突破起火房间，它会快速地沿走廊水平蔓延，形成立体燃烧。据测定，在火灾初期阶段，因空气对流，在水平方向烟气扩散速度为0.3 m/s；在火灾燃烧猛烈阶段，各管井烟气扩散速度则可达3～4 m/s。假如一座高度为100 m的高层建筑发生火灾，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟气就能顺竖向管井扩散到顶层，其扩散速度是水平方向的10倍以2上。此外，一般住宅楼的火灾荷载密度可达35～60 kg/m，高级旅馆2可达45～60 kg/m，因此高层建筑室内一旦发生火灾，极易在较短的时间内形成大面积火灾。
4）人员逃生困难
由于高层建筑物离地面安全区域较远，所以火灾发生后，即使疏散楼梯井内空气环境很好，也需要很长时间才能步行下楼。然而事实情况并不是那么理想，有些高层建筑内没有封闭楼梯，火灾发生后，楼梯井内充满热烟气流，照明电源被切断，能见度很低。热烟气流内携带大量有毒气体，容易使人中毒，降低人们的活动能力，甚至使人窒息身亡，所以在这种情况下逃离火场非常困难。
5）容易发生爆燃
现代高层建筑物多采用集中空调系统，比较封闭。火灾一旦爆发，燃烧就会消耗大量氧气，同时燃烧产生的大量热量散发不出去。氧气浓度的降低使得燃烧不充分，产生大量不完全燃烧产物。这些产物与空气混合，达到一定浓度时，遇到火源即在瞬时发生燃烧，出现爆燃现象。爆燃使着火区温度陡然上升，给人员的逃生和火灾的扑救带来很大危险。
新手必懂知识 高层建筑耐火等级的划分
1. 耐火极限的定义
建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支撑能力完整性被破坏或失去隔火作用时止的这段时间，称为建筑构件的耐火极限，用小时（h）表示。
2. 耐火等级的划分
高层建筑的耐火等级分为一、二两级，其建筑构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表1-6的规定。表1-6 建筑构件的燃烧性能和耐火极限（1）预制钢筋混凝土构件的节点缝隙或金属承重构件节点的外露部位，必须加设防火保护层，其耐火极限不应低于表1-6相应建筑构件的耐火极限。（2）一类高层建筑的耐火等级应为一级，二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。裙房的耐火等级不应低于二级。高层建筑地下室的耐火等级应为一级。2（3）耐火等级为二级的高层建筑中，面积不超过100 m的房间隔墙，可采用耐火极限不低于0.50 h的难燃烧体或耐火极限不低于0.30 h的不燃烧体。（4）耐火等级为二级的高层建筑的裙房，当屋顶不上人时，屋顶的承重构件可采用耐火极限低于0.50 h的不燃烧体。2（5）高层建筑内存放可燃物的平均重量超过200 kg/m的房间，当不设自动灭火系统时，其柱、梁、楼板和墙的耐火极限应按表1-6的规定增加0.50 h。（6）玻璃幕墙的设置应符合下列规定：
①窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用不燃烧材料。当外墙面采用耐火极限不低于1.00 h的不燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。
②无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.80 m的建筑幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00 h、高度不低于0.80 m的不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙。
③玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用防火封堵材料封堵。（7）高层建筑的室内装修，应按现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》（GB 50222—1995）的有关规定执行。
新手必懂知识 火灾自动报警系统保护对象级别划分
火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级，并宜符合表1-7的规定。表1-7 火灾自动报警系统保护对象分级注：1. 一类建筑、二类建筑的划分应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范（2005版）》（GB 50045—1995）的规定；工业厂房、仓库的火灾危险性分类应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）的规定。2. 本表未列出的建筑的等级可按同类建筑的类比原则确定。
新手必懂知识 相关区域的划分
1. 报警区域
报警区域应根据防火分区或楼层来划分。一个报警区域宜由一个或同层相邻的几个防火分区组成。
2. 探测区域（1）探测区域是将报警区域按探测火灾的部位划分的小单元，探测区域的划分应符合下列规定。
①探测区域应按独立房（套）间划分。一个探测区域的面积不宜22超过500 m。从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000 m的房间也可划为一个探测区域。
②红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100 m，缆式感温火灾探测器的探测区域长度不宜超过200 m，空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100 m之间。（2）符合下列条件之一的二级保护对象，可将几个房间划为一个探测区域。2
①相邻房间不超过5间，总面积不超过400 m，并在门口设有灯光显示装置。2
②相邻房间不超过10间，总面积不超过1000 m，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。（3）下列场所应分别单独划分探测区域。
①敞开或封闭楼梯间。
②防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室。
③走道、坡道、管道井及电缆隧道。
④建筑物闷顶、夹层。
3. 防火分区（1）高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积不应超过表1-8的规定。表1-8 每个防火分区的允许最大建筑面积注：1. 设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按本表增加一倍；当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的一倍计算。2. 一类建筑的电信楼，其防火分区允许最大建筑面积可按本表增加50％。（2）高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分2防火分区的允许最大建筑面积为4000 m，地下部分防火分区的允许2最大建筑面积为2000 m。（3）当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时，2其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500 m；当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加一倍。（4）高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其允许最大建筑面积之和不应超过表1-8的规定。当上下开口部位设有耐火极限大于3 h的防火卷帘或水幕等分隔设施时，其面积可不叠加计算。（5）高层建筑中庭防火分区面积应按上、下层连通的面积叠加计算，当超过一个防火分区面积时，应符合下列规定。
①房间与中庭回廊相通的门、窗应设自行关闭的乙级防火门、窗。
②与中庭相通的过厅、通道等应设乙级防火门或耐火极限大于3 h的防火卷帘分隔。
③中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统。
④中庭每层回廊应设火灾自动报警系统。
4. 防烟分区
防烟分区是以屋顶挡烟隔板、挡烟垂壁或从顶棚下突出不小于0.5 m的梁为界，从地板到屋顶或吊顶之间的空间。防烟分区的划分要求如下。（1）设置排烟设施的走道、净高不超过6 m的房间，应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5 m的梁划分防烟分区。2（2）每个防烟分区的建筑面积不宜超过500 m，且防烟分区不应跨越防火分区。
需要说明的是，准确地划分区域是做好消防设计的前提。第二章 火灾自动报警系统第一节 火灾自动报警系统的形式
新手必懂知识 区域报警系统
1. 系统组成
区域报警系统由火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，它是功能简单的火灾自动报警系统。它可以自成体系独立工作，也可以作为集中报警系统的子系统，具体组成如图2-1所示。图2-1 区域火灾报警系统
2. 设计要求
区域报警系统宜用于二级保护对象，设计时应符合下列要求。（1）一个报警区域宜设置一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器，系统中区域火灾报警控制器或火灾报警控制器不应超过两台。（2）区域火灾报警控制器或火灾报警控制器应设置在有人值班的房间或场所。（3）系统中可设置消防联动控制设备。（4）当用一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器警戒多个楼层时，应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位设置识别着火楼层的灯光显示装置。（5）区域火灾报警控制器或火灾报警控制器安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5 m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5 m，正面操作距离不应小于1.2 m。
新手必懂知识 集中报警系统
1. 系统组成
集中报警系统由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，或由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，是功能较复杂的火灾自动报警系统，具体组成如图2-2所示。图2-2 集中火灾报警系统
2. 设计要求
集中报警系统宜用于一级和二级保护对象，设计时应符合下列要求。（1）系统中应设置一台集中火灾报警控制器和两台及以上区域火灾报警控制器，或设置一台火灾报警控制器和两台及以上区域显示器。（2）系统中应设置消防联动控制设备。（3）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器应能显示火灾报警部位信号和控制信号，也可进行联动控制。（4）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器应设置在有专人值班的消防控制室或值班室内。（5）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器、消防联动控制设备等在消防控制室或值班室内的布置应符合以下规定。
①设备面盘前的操作距离：单列布置时应不小于1.5 m，双列布置时应不小于2 m。
②在值班人员经常工作的一面，设备面盘至墙的距离不应小于3 m。
③设备面盘后的维修距离不宜小于1 m。
④设备面盘的排列长度大于4 m时，其两端应设置宽度不小于1 m的通道。
⑤集中火灾报警控制器或火灾报警控制器安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5 m，其靠近门轴的侧面距墙应不小于0.5 m，正面操作距离应不小于1.2 m。
新手必懂知识 控制中心报警系统
1. 系统组成
控制中心报警系统由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，是功能复杂的火灾自动报警系统。该系统的容量较大，消防设施控制功能较全，具体组成如图2-3所示。图2-3 控制中心报警系统
2. 设计要求
控制中心报警系统宜用于特级和一级保护对象，设计时应符合下列要求。（1）系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及两台以上区域火灾报警控制器，或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及两台以上区域显示器。（2）系统应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号。（3）系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置规定同集中报警系统。第二节 火灾探测器的选用及布置
新手必懂知识 火灾探测器选用时的一般规定
火灾探测器的选择应符合下列要求。（1）对火灾初期有阴燃阶段、产生大量的烟和少量的热、很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。（2）对火灾发展迅速、可产生大量热烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。（3）对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射、少量的烟和热的场所，应选择火焰探测器。（4）对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。（5）对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。
新手必懂知识 感温探测器的构造及原理
发生火灾时，物质燃烧产生大量的热，使周围温度发生变化。感温式火灾探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化产生响应的火灾探测器。它将温度的变化转换为电信号以达到报警目的。根据监测温度参数的不同，一般用于工业和民用建筑中的感温式火灾探测器有定温式、差温式和差定温式三种。
1. 定温式
定温式火灾探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升超过某个定值时启动报警的火灾探测器。它有点型和线型两种结构形式。线型结构探测器的温度敏感元件呈线状分布，所监视的区域是一条线带。当监测区域中某局部环境温度上升达到规定值时，可熔的绝缘物熔化使感温电缆中两导线短路，或采用特殊的具有负温度系数的绝缘物质制成的可复用感温电缆产生明显的阻值变化，从而产生火灾报警信号。点型结构探测器是利用双金属片、易熔金属、热电偶、热敏半导体电阻等元件，在规定的温度值产生火灾报警信号。
图2-4所示为双金属型定温探测器的一种，它由膨胀系数不同的双金属片和固定触头组成。当环境温度达到一定数值时，双金属片向上弯曲，使触点闭合，输出信号给报警器。图2-4 双金属型定温探测器
2. 差温式
差温式火灾探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时启动报警的火灾探测器。它也有线型和点型两种结构。线型结构差温式火灾探测器是根据广泛的热效应而动作的，主要的感温元件有按面积大小蛇形连续布置的空气管、分布式连接的热电偶以及分布式连接的热敏电阻等。
点型结构差温式火灾探测器是根据局部的热效应而动作的，主要感温元件有空气膜盒、热敏半导体电阻元件等。消防工程中常用的差温式火灾探测器多是点型结构，差温元件多采用空气膜盒和热敏电阻。当火灾发生时，建筑物室内局部温度将以超过常温数倍的异常速率升高，膜盒型差温火灾探测器就是利用这种异常速率产生感应并输出火灾报警信号。它的感热外罩与底座形成密闭的气室，只有一个很小的泄漏孔能与大气相通。当环境温度缓慢变化时，气室内外的空气可通过泄漏孔进行调节，使内外压力保持平衡。如遇火灾发生，环境温升速率很快，气室内空气由于急剧受热膨胀来不及从泄漏孔外逸，致使气室内空气压力增高，将波纹片鼓起与中心接线柱相碰，于是接通了电触点，便发出火灾报警信号。这种探测器具有灵敏度高、可靠性好、不受气候变化影响的特性，因而应用十分广泛。
图2-5所示为膜盒差温探测器，它由感热室、气塞螺钉、波纹膜片、确认灯及触点组成。图2-5 膜盒差温探测器
3. 差定温式
差定温式火灾探测器结合了定温式和差温式两种感温作用原理，并将两种探测器结构组合在一起。在消防工程中，常见的差定温式火灾探测器是将差温式、定温式两种感温火灾探测器组装结合在一起，兼有两者的功能，若其中某一功能失效，另一种功能仍然起作用。因此大大提高了火灾监测的可靠性。差定温式火灾探测器一般多是膜盒式或热敏半导体电阻式等点型结构的组合式火灾探测器。差定温火灾探测器按其工作原理，还可分为机械式和电子式两种。
感温探测器对火灾发生时温度参数的敏感，关键是由组成探测器的核心部件——热敏元件决定的。热敏元件是由敏感材料制成的，敏感材料是指物体的物理性质随温度变化而发生变化的材料。感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所，平时温度较高的场所不宜安装感温式火灾探测器。
图2-6所示为JW-JC型差定温探测器，它的温差探测部分与膜盒型基本相同，而定温探测部分与易熔金属定温探测器相同。图2-6 JW-JC型差定温探测器
新手必懂知识 感烟探测器的构造及原理
感烟式火灾探测器是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的的一种器件。在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。烟雾是早期火灾的重要特征之一，感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器，所以它对火灾前期及早期报警很有效，应用最广泛。感烟式火灾探测器有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种类型。
1. 离子感烟式探测器
离子感烟式探测器是点型探测器，它是在电离室内放置少量放射性物质（镅-241），可使电离室内空气成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时，由于它们与离子相结合而降低了空气的导电性，使离子移动速度减弱。当导电性低于预定值时，探测器发出警报。由于含有放射性元素，回收处理比较麻烦，现已很少使用。
图2-7所示为离子感烟探测器，它利用放射源制成敏感元件，并由检测电离室（外电离室）和补偿电离室（内电离室）及电子线路构成。图2-7 离子感烟探测器方框图
2. 光电感烟探测器
光电感烟探测器也是点型探测器，由光源、光电元件、电子开关及迷宫般的型腔密室组成。它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用，光电感烟探测器又分为遮光型和散射型两种。
图2-8所示为散射型感烟探测器的内部构造，它是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。图2-8 散射型感烟探测器内部结构图
3. 红外光束感烟探测器
红外光束感烟探测器是线型探测器，它是对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数响应的火灾探测器。红外光束线型感烟探测器的应用原理是烟粒子吸收或散射红外光束使其强度发生变化。它与前面两种点型感烟探测器的主要区别在于线型感烟探测器将光束发射器和光电接收器分为两个独立的部分，使用时分装在相对的两处，中间用光束连接起来。红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。
感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容易产生阴燃的场所，它不宜安装在平时烟雾较大或通风速度较快的场所。
新手必懂知识 火焰探测器的构造及原理
物质燃烧时，在产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见或不可见的光辐射。火焰探测器又称感光式火灾探测器，它用于响应火灾的光特性，即扩散火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。
1. 火焰探测器的分类
根据火焰的光特性，使用的火焰探测器有三种：一是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；二是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；三是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。根据探测波段的不同，火焰探测器可分为单紫外、单红外、双红外、三重红外、红外/紫外、附加视频等。根据防爆类型可分为隔爆型和本安型。
2. 火焰探测器的原理
紫外探测器是敏感高强度火焰发射紫外光谱的一种探测器。它使用一种固态物质作为敏感元件，如碳化硅或硝酸铝，也可使用一种充气管作为敏感元件。
红外探测器包括一个过滤装置和一个透镜系统，用来筛除不需要的波长，而将收进来的光能聚集在对红外光敏感的光电管或光敏电阻上。
3. 火焰探测的基本原理
火焰的辐射是具有离散光谱的气体辐射和伴有连续光谱的固体辐射，其波长在0.1～10 μm或更宽的范围，为了避免其他信号的干扰，常利用波长＜300 nm的紫外线，或者火焰中特有的波长在4.4 μm附近的CO辐射光谱作为探测信号。紫外线传感器只对185～260 nm狭2窄范围内的紫外线进行响应，而对其他频谱范围的光线不敏感，利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。紫外火焰探测技术，使系统避开了最强大的自然光源——太阳造成的复杂背景，使得在系统中信息处理的负担大为减轻，所以可靠性较高。除此之外，它还具有极微弱信号检测能力和反应时间极快的特点。
与红外探测器相比，紫外探测器更为可靠，且具有高灵敏度、高输出、高响应速度和应用线路简单等特点，因而充气紫外光电管正日益广泛地应用于燃烧监控、火灾自动报警、放电检测、紫外线检测及紫外线光电控制装置中。
4. 火焰探测器的构造
图2-9所示为紫外火焰探测器，它由圆柱形紫外充气光敏管、自检管、屏蔽套、反光环、石英窗口等组成。图2-9 紫外火焰探测器（a）结构示意图；（b）工作原理示意图
火焰探测器宜安装在有可能瞬间产生爆炸的场所，如石油、炸药等化工产品的生产、存放场所等。
新手必懂知识 可燃气体探测器的构造及原理
可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器，有催化型、红外光学型两种。催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，导致铂丝的电阻率发生变化；红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体。
高手必懂知识 探测器数量的确定
实际工程中房间大小及探测区域大小不一，房间高度、棚顶坡度也各异，规范规定探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器，一个探测区域内所需设置的探测器数量不应小于下式的计算值：式中，N——一个探测区域内所设置的探测器的数量，单位为“只”，N应取整数。2
S——一个探测区域的地面面积，m。2
A——探测器的保护面积，m，指一只探测器能有效探测的地面面积。由于建筑房间的地面通常为矩形，因此所谓“有效”探测器的地面面积实际上是指探测器能探测到的矩形地面的面积。探测器的保护半径R（m）是指一只探测器能有效探测的单向最大水平距离。
K——安全修正系数，特级保护对象K取0.7～0.8，一级保护对象K取0.8～0.9，二级保护对象K取0.9～1.0。
高手必懂知识 探测器种类的选择与安装要求
火灾探测器好比是火灾自动报警系统的眼睛，它可以将火灾初期阶段能引起火灾的参数尽早、及时和准确地检测出来，快速传到报警系统发出警报，并根据需要启动相关部位的联动装置，因此火灾探测器的选用和设置是否科学合理，直接影响着火灾探测器性能的发挥和火灾自动报警系统工作的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标。
探测器的选择应根据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度和安装场所的气流状况等因素考虑，此外，选好后的设置部位应与保护对象的等级相适应，并应符合国家现行有关标准规范的规定。
1. 根据火灾形成与发展特点选用
根据火灾受可燃物质的类别、着火的性质、可燃物质的分布、着火场所的条件、火灾荷载及新鲜空气的供给程度以及环境温度等因素的影响，一般把火灾的发生与发展分为四个阶段：前期、早期、中期和晚期。根据对四个阶段火灾特点的分析，对探测器选择如下。（1）火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，如棉、麻织物的引燃等应选择感烟探测器，但正常情况下有烟的场所，经常有粉尘及水蒸气等固体、液体微粒出现的场所不适合选用感烟探测器。
感烟火灾探测器的感烟方式（离子感烟与光电感烟）和灵敏度级别应根据具体使用场所来确定。感烟探测器的工作方式应根据反应速度与可靠性要求确定；对于只是用作报警的探测器，一般选用非延时工作方式，并应考虑与其他种类火灾探测器配合使用。（2）对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量的烟热的场所应选用火焰探测器。火焰探测器通常采用紫外式或紫外与红外复合式，一般为点型结构。火焰光探测器的有效性取决于探测器的光学灵敏度、视锥角（70°～120°）、响应时间（≤1 s）和安装定位。（3）火灾形成阶段烟火的发展速度迅猛，产生较大的热量，或同时产生大量的烟雾和火焰辐射，这时应该选用感温、感烟和火焰探测器或将它们组合使用。
感温探测器一般按其定温、差温和差定温方式选择使用，使用环境条件要求不高。温度在0℃以下的场所不宜选择定温探测器，温度变化较大的场所不宜选择差温探测器。
感温探测器的适用场所：经常存在大量粉尘、烟雾、水蒸气的场所及相对湿度经常高于95％的房间，而且在无法应用感烟探测器并允许产生一定物质损失及非爆炸性的场合都适用。（4）火灾探测报警与消防设备有联动关系时，必须以可靠为前提，获得双报警信号后，或者再加上延时报警判断后，才能产生报警及联动信号。重要性强、火灾危险性较大的场所，一般需要采用双报警信号或双信号组合报警。双报警信号一般是用感烟、感温和火焰探测器的同类型或不同类型组合产生。同类型组合指同一探测器具有两种不同的灵敏度输出，不同类型组合则包括复合式探测器或探测器的组合使用。（5）在散发可燃气体或易燃液体蒸气的场所，多用可燃气体探测器实现早期火灾报警。实现早期火灾报警的可燃气体探测器，一般采用催化燃烧式原理或三端电化学原理构成。（6）对火灾形成特征不可预料的场所需进行火灾模拟实验后，按照实验结果确定火灾探测器的选型。
2. 根据房间高度和顶棚形状选用
按房间高度和顶棚形状选用探测器时，需按照房间高度与火灾探测器类型的配合关系、非平整顶棚时火灾探测器的安装要求以及房顶部位梁的高度对火灾探测器的影响等三个因素考虑。
1）房间高度与火灾探测器类型的配合关系
由于各种探测器特点各异，其适用的房间高度也不尽一致，对不同高度的房间可参考表2-1选择点型火灾探测器。表2-1 对不同高度的房间点型火灾探测器的选择
以上仅仅是按房间高度对探测器选用的大致划分，实际中需结合火灾的危险度和探测器本身的灵敏度档次来选择，必要时，需做模拟试验进行最终确定。
2）非平整顶棚的火灾探测器的安装要求
对于一个探测器而言，其保护面积和保护半径的大小与探测器的类型、探测区域的面积、房间高度及屋顶坡度都有一定的联系。表2-2以两种常用的探测器反映了保护面积、保护半径与其他参量的相互关系。表2-2 感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径
当屋顶有热屏障时，感烟探测器下表面至顶棚或屋顶的距离可参考表2-3。表2-3 感烟探测器下表面至顶棚或屋顶的距离
锯齿形屋顶和坡度大于15°的人字形屋顶，应在每个屋脊处设置一排探测器，探测器下表面至屋顶最高处的距离应符合表2-3的要求。
探测器宜水平安装，当倾斜安装时倾斜角不应大于45°。
3）房顶部位梁的高度对火灾探测器的影响（1）在有梁的顶棚上设置感烟探测器、感温探测器时应符合下列规定。
①当梁突出顶棚的高度小于200 mm时，可不计梁对探测器保护面积的影响。
②当梁突出顶棚的高度为200～600 mm时，应按《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）附录B、附录C确定梁对探测器保护面积的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。
③当梁突出顶棚的高度超过600 mm时，被梁隔断的每个梁间区域至少应设置一只探测器。
④当被梁隔断的区域面积超过一只探测器的保护面积时，被隔断的区域应按前面所讲的计算方法计算探测器的设置数量。
⑤当梁间净距小于1 m时，可不计梁对探测器保护面积的影响。（2）在宽度小于3 m的内走道顶棚上设置探测器时宜居中布置。感温探测器的安装间距不应超过10 m；感烟探测器的安装间距不应超过15 m；探测器至端墙的距离不应大于探测器安装间距的一半。（3）探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5 m。（4）房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高5％时，每个被隔开的部分至少应安装一只探测器。（5）探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5 m，并宜接近回风口安装。探测器至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5 m。
3. 综合探测器使用环境条件选用
综合环境条件选用火灾探测器时，需考虑环境温度、气流速度、相对湿度、灰尘等污染及非火焰光干扰等因素。第三节 火灾报警系统的附件应用
新手必懂知识 手动报警按钮
1. 分类
手动报警按钮分为带电话插孔与不带电话插孔两种。带电话插孔的手动报警按钮外形如图2-10所示。不带电话插孔的手动报警按钮为红色全塑结构，分底盒与上盖两部分，其外形如图2-11所示。图2-10 带电话插孔手动报警按钮外形示意图（单位：mm）图2-11 不带电话插孔手动报警按钮外形示意图（单位：mm）
每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30 m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出、入口处，并位于明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时，其底边距地高度宜为1.3～1.5 m，且应有明显的标志。
2. 作用原理
手动报警按钮是火灾报警系统中的一个设备类型，当人工确认火灾发生后按下按钮上的有机玻璃片，可向控制器发出火灾报警信号，控制器接收到报警信号后，显示出报警按钮的编号或位置并发出报警音响。
正常情况下当手动报警按钮报警时，火灾发生的几率很大，几乎没有误报的可能。按下手动报警按钮后3～5 s，手动报警按钮上的火警确认灯会点亮，这个状态灯表示火灾报警控制器已经收到火警信号，并且确认了现场位置。
3. J-SJP-M-Z02型智能手动报警按钮
J-SJP-M-Z02型手动火灾报警按钮是与智能二总线控制器配合使用的，正常运行时红色指示灯约3 s闪亮一次，火警时红色指示灯常亮。手动报警按钮支持电子编码方式，同时内置电话插孔，适合工程使用，其主要技术指标如下。（1）工作电压：24 V（脉冲调制）；（2）静态电流：＜500 μA；（3）动作电流：＜3 mA；（4）输出触点容量：0.1/12V DC5；（5）质量：约150 g；（6）执行标准：GB 19880—2005；（7）接线方式：两线制（L+、L-）；（8）使用环境：户内，温度-10～50℃，相对湿度＜95％（40℃无凝露）；（9）编码方式：通过编码器可在线编写地址；（10）电话插孔：两线制消防电话（圆形插头）。
4. 布线要求
手动报警按钮接线端子如图2-12所示。图2-12 手动报警按钮接线端子示意（a）带消防电话插孔；（b）不带插孔
图2-12（a）中各端子的意义如下。
Z1、Z2——与控制器信号二总线连接的端子；
K1、K2——DC 24V进线端子及控制线输出端子，用于提供直流24 V开关信号；
TL1、TL2——与总线制编码电话插孔或多线制电话主机连接的音频接线端子；
AL、G——与总线制编码电话插孔连接的报警请求线端子。2
布线时信号Z1、Z2采用阻燃RVS双绞线，导线截面≥1.0 mm；2消防电话线TL1、TL2采用RVVP屏蔽线，导线截面≥1.0 mm；报警请2求线AL、G采用BV线，导线截面≥1.0 mm。
图2-12（b）中各端子的意义如下。
Z1、Z2——无极性信号二总线端子；
K1、K2——无源常开输出端子。
布线时信号线Z1、Z2采用阻燃RVS双绞线，导线截面≥1.0 2mm。
新手必懂知识 消火栓报警按钮
消火栓报警按钮的外形图与手动报警按钮类似，如图2-13所示。以前大部分采用小锤为敲击按钮，现在一般为有机玻璃片。当发生火灾时可直接按下玻璃片，此时消火栓按钮的红色启动指示灯亮，通过连接的一些外部电路便可以启动消防水泵的设备。图2-13 带小锤的消防按钮
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]