自动喷水灭火系统论文正稿

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1、下载可编辑目录前言 .11自动喷水系统的特点 .22系统方案的确定 .32.1自动喷水系统主要部件 .32.2方案的确定 .33控制系统的设计 .73.1自动喷洒用消防泵的控制电路设计 .73.2全电压启动的喷淋泵控制电路设计 .73.3火灾自动报警系统设计 .94自动喷水灭火控制系统的实现 .134.1系统硬件配置 .134.2 控制软件及流程 .154.3 火灾报警电路 .16总结 .18致谢 .20参考文献.错误!未定义书签。摘要.专业.整理.下载可编辑火灾，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

2、5 倍，仅次于干旱和洪涝，而火灾发生的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

3、计 控制电路.专业.整理.下载可编辑前言自动喷水灭火系统是一种重要的灭火措施，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

4、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。.专业.整理.下载可编辑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

5、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 年就制定了相关规对其推广，英国、澳大利亚、新西兰也使用多年，实践证明住宅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。.专业.整理.下载可编辑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，

6、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】检查电路补偿室检查电源确认灯电阻信号放开关转故障自动大电路换电路检测回路检测室信号地图 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

7、，竟延迟后，又流入压力开关使压力继电器动作 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）.专业.整理.下载可编辑所示，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直径通水口接管螺 温度级 炸裂温玻璃球最高温 流量系

8、型号径度环境数（mm）(mm)纹(in)别(度)度围%色标（度）K(%)ZST-1557橙27系列 15111/268+15红388079黄4993绿63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5738橙6849红7960黄9374绿141121蓝182160紫227204黑260238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直径外形尺寸(

9、mm)型 号接管螺纹流量系数名称(mm高低K(%)(in).专业.整理.下载可编辑ZSTK-15ZG1/274468015表 5喷头的保护面积与喷头间距保护面积/m2喷头距离室高度 9.1m室高度 9.1-13.7m最大最小最大最小最大最小9.37.43.662.443.252.44表 6不同危险等级不同种类的喷水强度比较一只喷头喷水喷头流量喷头喷头强度喷头工作强度最大危险等级系数间距流量比较种类压力L(min保护KmL/min%/MPam2)面积m240.1080100轻危险级标准804.42.19.360.055670860.1080100中级标准803.64.13.00.055672危3

10、险8级0.1080100级标准803.45.11.560.0556706120.1080100严标准802.68.6.76级0.055670重4.专业.整理.下载可编辑危大0.1011512100险口1153.18.9.6级径0.05815700.2011316100标准802.657.00.0556850级大0.1514016100口1153.09.0径0.05819562.2.2 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

11、置止回阀于主管道底部，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(GB50084 -2001，以下简称“设计规”),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.专业.整理.下载可编辑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

13、电路设计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。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

14、压力水来自高位水池，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围之。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

15、时，恒压泵启动补压。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。.专业.整理.下载可编辑图 3-1 全电压启动的喷淋泵控制电路电路的工作情况分析.专业.整理.下载可编辑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

16、电器 KA2 线圈通电，时间继电器 KT2 线圈通电，经延时后，中间继电器 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

17、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

18、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。2. 控制中心报警系统示意图.专业.整理.下载可编辑1区火灾探测器火灾警报装置区域火灾集中消防报警控制器火灾火警电话手动火灾报警控制报警按钮控制设备6区器联动控制装置火灾探测器区域火灾固定灭火控制装置报警控制器手动火灾报警按钮电源控制中心报警系统示意图图 3-2 控制中心报警系统示意图数字量输入屏幕、键盘数字量输出工作站数据模拟量输入485总线火灾报警和（类比输入）控制器控（主机）控制总线制模拟量输出总（类

19、比输出）线模拟显示屏脉冲计数输入打印机3-3 智能型系统形式的结构图智能型系统形式一般采用二总线制，结构如图 3-3 所示。这种系统形式的特点是：火灾探测器实际上就是火灾传感器，仅实现度火灾参数的有效采集、变换和传输；火灾报警控制器则采用微机技术实现数据集中处理、数据存储、系统巡检等，并且由置软件完成火灾信号特征模型和灵敏度调整、火灾判优、网络通讯、图形显示和消防设备监控；同时由火灾报警控制器将对探测信号的处理、环境补偿、报脏和故障判断等返还给每个现场火灾探测器，从而实现消防设备监控和管理、联网等功能，提高系统巡检速度、稳.专业.整理.下载可编辑定性和可靠性。操作键盘操ROM RAM作输操作按

20、钮入串单行火灾探测器接口通片讯时钟显示接消防传动盘机口故障地址显示显示数记录磁盘接据报警地址显示口记录打印机工作状态显示接口图 3-5 火灾报警控制器结构框图3.3.2 火灾自动报警控制器1. 火灾自动报警控制器的结构原理火灾报警控制器是由单片机、存储器、操作面板接口电路、数据输出接口电路、串行通讯接口电路构成，图 3-5 为火灾报警控制器的结构框图。图3-6为智能报警系统的火灾报警控制器的工作流程图。这种系统对模型有自修正、自适应功能，有模糊逻辑分析和判断功能。这大大提高了系统的可靠性，减少了系统的误报率。【13】.专业.整理.下载可编辑开 始采集探测器数据对数据分析处理显示火警信息是否有火

21、警是否有故障显示故障信息修正模型记录系统状态图 3-6火灾报警控制器工作流程图火灾探测器的布置与安装建筑火灾自动报警与联动控制系统在设计中应根据建筑提供的图纸、资料条件，正确地布置与安装火灾探测器。（1） 安装间距探测器的安装间距定义为两只相邻探测器中心之间的水平距离，单位 m。当探测器矩形布置时，a 称为横向安装间距，b 称为纵向安装间距。（2）探测器的平面布置火灾自动报警系统设计中，当一个保护区域被确定后，就要根据该保护区域所需要的探测器进行平面布置。布置的原则是被保护区域都要处于探测器的保护围之中。一个探测器的保护面积 A 是以它的保护半径 R 为半径的接正四边形面积表示的，而它的保护区

22、域又是一个保护半径为 R 的一个圆。探测器的安装间距又以 a、b 水平距离表示。A、R、a、b 之间近似符合如下关系，即：A=a bR=(a/2)+(b/2)3.3.4 手动报警器1.手动报警器的作用手动报警器用于手动向火灾报警系统发出火灾报警信号或者启动消防泵。普通手动.专业.整理.下载可编辑报警器只作向消防控制室发送报警信号用，不起动消防泵。用于起动消火栓的消防泵的手动报警器称为消火栓按钮。2 手动报警器的类型手动报警器有传统式和地址式两种。一般用手动压破玻璃发出报警信号。为增加可靠性，有的有防振动性能，且有指示灯显示。3 手动报警器的特点（1）结构坚固，安装和维护简便易行。（2）有自锁功

23、能，备有可以接触自锁的专用工具。（3）不需打碎玻璃用的小锤，有的玻璃片可重复使用，多次操作亦不必更换。（4）有的手动报警按钮设有完全的响应显示灯，有插座，具备通信功能。【3】4 手动报警器的设置（1）每个防火区至少应设置一个手动报警器，从一个防火区到邻近一个手动报警器的距离应不大于25m。（2）每个消火栓至少应设置一个消火栓按钮。（3）主要出入口应设置一个手动报警器。【14】4 自动喷水灭火控制系统的实现4.1 系统硬件配置自动消防控制系统是以 SIEMENS SIMATIC S7-300PLC为核心技术进行火灾监测报警及自动消防控制，以研华工控机作为主要的人机操作界面，工控机通过 RS232

24、c 接口与 S7-300 PLC 的通讯处理器模块进行通讯实现相互间的数据传输和交换，同时在消防值班室安装手动操作控制盘，指示火灾报警和设备状态，手动控制设备启停。系统的硬件配置见图 4-1.专业.整理.下载可编辑系统采集参数消消稳控感手防防压动制温管水水报阀探线泵泵警状测水管状按态仪压压态钮系统操作控制盘控泵闪制状光阀态报手指警动示器按灯钮报警确认按钮处通电输讯输理源入处入泵运行/停止按钮器模模理模模块块模块块块泵手动/自动切换按钮阀手/自动切换按钮显示器控制设备工控机闪视消稳频光控防压监报制水水视警阀泵泵系器统图 4-1 系统硬件配置图1. 系统组成中央处理单元(CPU)：各种CPU有不同

25、的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUSDP通讯接口等。信号模块(SM)：用于数字量和模拟量输入输出。通讯处理器(CP)：用于连接网络和点对点连接。功能模块(FM)：用于高速计数，定位操作(开环或闭环定位)和闭环控制。负载电源模块(PS)：用于将 SIMATICS7300 连接到 120230V 交流电源，或 244860110V 直流电源。接口模块(1M)：用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7300 通过.专业.整理.下载可编辑分布式的主机架(CR)和 3 个扩展机架(ER)，可以操作多达 32 个模块。运行时无需风扇。2. 功能高速的指令处理：0106u s

26、的指令处理时间在中等到较低的性能要求围开辟了全新的应用领域。浮点数运算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具给所有模块进行参数赋值。人机界面(HMl)：方便的人机界面服务已经集成在 S7300 操作系统、因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC 人机界面(HMl)从 S7300 中取得数据，S7-300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统自动地处理数据的传送。口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改，操作方式选择开关：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就

27、不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。图 4-4RS232 芯片的接口电路4.2 控制软件及流程系统控制软件由主程序和多个子程序模块组成，它是 SiementsSIMATICS7-300 PLC.专业.整理.下载可编辑专用的 SIMATIC S7 STEP7 V5.0 编程软件为开放环境，采用梯形图编程实现火灾实时监测和自动消防控制功能。系统主程序流程图，见图 4-5开始系统初始化检测火灾N消防系统启动Y稳压系统启动Y确定火灾位置NN手 / 自动手动Y自动火灾报警自动关闭消手动关闭消启动稳压控防系统防系统制手动手 / 自动自动N报警确认Y手动启动消延时后有无火灾N防系统消防系统启

28、动N自动启动消防系统Y图 4-5 主程序流程图4.3 火灾报警电路图 4-6 所示指示系统有五条信号线，它们分别通过传感器 S1S5 传递信号，当各传感器有信号时，其对应的晶闸管导通，指示灯亮，继电器线圈接通，按“复位“按钮，则需要监视的设备重新恢复工作。继电器的两根连接线由图（b）所示的电路控制。当集成电路定时器 IS1 输入端有信号时，其输出端立即升为高电平，经过t 1.1R1C1 时.专业.整理.下载可编辑间后恢复至电平。t1.11.5106 25104 =40s。【12】R 14K7L a 1L a 2L a 3L a 4LAMPLAMPLAMPLAMPD1D2D3D4S1SW-SPS

29、TS2SW-SPSTS3SW-SPSTS4SW-SPSTS5SW-SPST(a)R 312KR 241 . 5 MC 4310uFC 12C 320.1uFIS10.1uF解除R 6R 712K12K55578861R 8150C 225uF(b)L a 5LAMPD5R 412K43IS2755561复位+12V继电器R 52 . 2 M测试复位R 1 01N4001报警信号R 9150C 525uF-12VC 6220uF图 4-6 火灾报警电路.专业.整理.下载可编辑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

30、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、

31、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。.专业.整理.下载可编辑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。.专业.整理.下载可编辑参考文献1姜文源 建筑灭火设计手册 中国建筑工业 19972盛 建 火灾报警自动消防系统 天津大学 20013念慈 建筑消防给水系统的设计 中国建筑 20034梁延东 建筑消防系统 中国建筑 19975朱吕通 自动消防系统安全手册 中国计划 19966 强 智能建筑设计与施工系列图集消防系统 中国建筑 2002 7伯时 自动控制系统 机械工业 19818邵桌氏 最新建筑防火设计与消防标准实施手册 电子 2004.专业.整理.