智能建筑设备联动控制

1.减灾控制

减灾控制是指确认火灾后对一系列防止火灾蔓延和有利于人员疏散的措施进行的联动控制，它包括防火门、防火卷帘、防火水幕、防烟排烟设施、火灾事故照明和疏散标志，以及消防电梯等的联动控制。

（1）防火门、防火卷帘、防火水幕 对于一个大的建筑群或高层建筑，为了将火灾限制在一个小的范围，尽快将火扑灭，往往将它分为若干区域。防火门、防火卷帘、防火水幕都属于防火、防烟的分隔设施，它们也是水平方向防火分区的“界门”。

正常状态下，防火门被电磁销（或永磁铁）扣住，发生火灾时，可通过手动或自动使电磁销解锁，使之关闭。

防火卷帘应设置在建筑物中防火分区通道口处，形成门帘式防火分隔。发生火灾时，可就地手动操作或根据消防控制中心的指令使卷帘下降至预定点，经延时再降至地面，以达到人员紧急疏散、灾区隔烟、控制火势蔓延的目的。按照JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》，电动防火卷帘两侧应各设专用的感烟及感温两种探测器，以及声、光报警信号和手动控制按钮（应有防误操作措施）。

防火卷帘控制原理框图如图5-35所示。控制器有自动和手动两种工作方式的选择，其中手动方式，仅手动启动命令有效；而自动方式，控制器既能自动控制卷帘下降，而且手动操作也是有效的。当发生火灾时应采取两次下落的控制方式，即卷帘两侧的任何一只感烟探测器报警时，消防联动控制器发出控制信号给输出模块，由输出模块输出控制信号给防火卷帘控制箱，使防火卷帘下落至距该层地平面1.5m处停止，既起到防止烟雾向另一防火分区扩散的作用，又不阻止人员的疏散。当火灾蔓延、温度上升时，两侧的任一只感温探测器报警时，消防联动控制器第二次发出控制信号，经另一个输出模块将防火卷帘下落至地平面，彻底阻止烟雾及火势蔓延。两次动作均需将动作的反馈信号经输出模块传送回消防控制室，使控制室能知道防火卷帘的状态。

除了控制器能控制防火卷帘门升降外，在防火卷帘的两侧各安装一组手动开关，整个开关可手动控制防火卷帘门升、降或停在中间的某个位置。此外，还可以通过链条由人工将防火卷帘升起来，这个功能在防火卷帘误动作且控制失灵时，对打开通道也有一定的作用。

图5-35 防火卷帘控制原理框图

防火水幕采用定温式探测器，并和水幕管网中的水流指示器组成防火水幕控制电路。

（2）防烟排烟设施 防烟排烟设施在整个消防联动控制系统中的作用非常重要，因为在火灾事故造成的人身伤害中，大部分是因为窒息原因造成的，而且燃烧产生的大量烟气如不及时排除，还可影响人们的视线，使疏散的人群不容易辨别方向，从而造成不应有的伤害，同时也影响消防人员对火场环境的观察及灭火措施的准确性，降低灭火效率。

防烟排烟设施通常包括机械防烟排烟设施和可开启外窗的自然防烟排烟设施，与消防自动报警系统构成联动控制，则主要是指机械加压送风防烟和机械排烟设施。

防烟排烟系统电气控制的设计，是在选定自然排烟、机械排烟、自然与机械排烟并用或机械加压送风方式以后进行，一般排烟控制有中心控制和模块控制两种方式。

图5-36所示为机械排烟控制框图。其中，图5-36a所示为中心控制方式，当消防中心接到火警信号后，直接产生信号控制排烟阀门开启、排烟风机起动，空调器、送风机、防火门等关闭，并接收各设备的返回信号和防火阀动作信号，监测各设备运行状况。图5-36b所示为模块控制方式，当消防中心接收到火警信号后，发出排烟风机和排烟阀门等动作信号，经总线和控制模块驱动各设备动作，并接收其返回信号，监测其运行状态。

图5-36 机械排烟控制框图

（3）火灾事故照明和疏散标志 发生火灾时，正常照明供电线路或者被烧毁，或者为避免电气线路短路而使事故扩大，必须人为切断全部或部分区域的正常照明，但是为了保证灭火活动正常进行和人员疏散，在建筑内必须设置应急事故照明和疏散照明标志。

事故照明的照度不应低于一般照明的10%，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室及自备发电机房、电话总机房以及火灾时仍需坚持工作的其他房间的事故照明，仍应保证正常照明的照度。备用照明电源的切换时间不应超过15s，商业区不应超过1.5s，因此一般均采用低压备用电源自动投入方式恢复供电，事故照明用的照明器必须选用瞬时点燃的白炽灯、荧光灯等作光源。

疏散照明是确保人员从室内向安全地点撤离而设置的照明，一般在疏散通道、公共出口处，如疏散楼梯、防烟楼梯间及前室、消防电梯及其前室，疏散走道等处，设置疏散照明指示灯。灯位高度以宜于人们观察为准，如出口顶部、疏散走道及其转角处距该层地面1m以下的墙面等处，且间距不应大于20m。用蓄电池作备用电源（推荐如此），其连续供电时间不应小于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。火灾事故照明及疏散标志应在消防控制室内进行电源切换控制。

（4）疏散广播/警铃控制 发生火灾后，为了便于组织人员安全疏散和通告有关灭火事项，火灾自动报警控制系统中通常设置火灾紧急广播及警铃。

紧急广播系统可以单独设置，或与建筑内的背景音乐广播系统合并，平时按照正常程序广播节目、音乐等；当发生火灾时，消防控制室将正常广播系统强制切换至紧急广播系统，并能在消防控制室用传声器播音，合用的线路应按照火灾紧急广播系统分层分区控制。当一路扬声器或配线短路、开路时，应该仅使该路广播中断而不影响其他各路广播。

当火灾发生时，火灾报警控制器接收到火警信号，并确认是火警后，经延时发出联动控制信号，通过输出模块将指定的若干扬声器切换到火灾应急广播线路上，进行火灾应急广播，如图5-37所示。

图5-37所示是火灾应急广播与广播音响系统合用的情况。当只有火灾应急广播系统或两个系统同时独立存在时，只要将图中广播音响系统的线路去掉即可。火灾应急广播控制有自动和手动两种工作方式。自动方式下，控制器可将本层和上下两个相关层的扬声器切换到火灾应急广播线路上；手动方式下，控制器的自动联动指令失效，这时可单点控制输出模块，使该输出模块所连扬声器切换到火灾应急广播线路上。

警铃一般设置在建筑的走道、楼梯及公共场所处，其报警控制方式与火灾紧急广播相同，采取分区报警。火灾时，一般开启着火层及上下关联层的紧急广播和警铃。

图5-37 火灾应急广播框图

（5）消防电话 火灾紧急通话系统是与普通电话分开的独立系统。该系统的设置是为了保证火灾发生时，使消防控制室可直接与火灾报警器的设置点及其他重要场所通话，以便及时通报有关火灾情况及组织灭火。

火灾紧急通话点一般设置在消火栓及区域显示屏的地方，在建筑的主要场所及机房等处还应设置紧急通话插孔。紧急通话多采用集中式对讲电话，主机设在消防中心。消防专用电话目前有两种：普通程控消防报警电话和总线式程控消防报警电话。

1）普通程控消防报警电话：普通程控消防报警电话总机是火灾报警和控制系统中的通信设备。它用于在发生火灾事故时，提供方便的通信服务，一般采用插盘式结构，每门分机一条线路，可外接专用市内电话用户线，便于火灾时自动拨叫城市消防部门火警电话。

2）总线式程控消防报警电话：总线式程控消防报警电话总机是火灾通信系统中的最新通信设备，与总线式火警分机一起配合使用，采用总线式系统，分机可并联挂接在总线上，在数千米范围内任意并联挂接分机，极大地方便了工程安装。消防报警电话可对通信内容自动录音，在有市内电话线接入条件下，可自动拨叫城市消防部门火警电话。

（6）消防电梯 消防电梯管理是指消防控制室对电梯，特别是消防电梯的运行管理。其作用有两个：一方面是当发生火灾时，正常电梯因断电和不防烟火而停止使用，消防电梯则作为垂直疏散的通道之一被启用；另一方面是作为消防队员登高扑救的重要运送工具。

对电梯的运行管理是通过设置在消防控制室内的电梯控制显示盘控制，或通过设置在建筑的消防控制室或电梯轿厢处的专用开关来控制。火灾时，消防控制室发出信号，强制电梯降至底层，让乘客先行离去，然后电梯停止运行，应急消防电梯只供给消防人员使用。当消防控制室及专用控制开关动作时，按动所有厅站和楼层电梯按钮，将不能再开动电梯，唯一控制权在消防控制室及用专用控制开关自动启动灭火控制系统。(www.xing528.com)

消防电梯间的前室应靠外墙设置，这样可利用外墙上开设的窗户进行自然排烟，前室的门应采用耐火等级不低于0.9h的乙级防火门或具有二次降落功能的防火卷帘。电梯轿厢的内壁应采用不燃烧材料，且应设消防专用电话。

消防电梯首层应设供消防队员专用的操作按钮，电梯房、机房均应采用耐火极限不低于2h的隔墙隔开。消防电梯的动力、控制电路亦应采用阻燃性电线电缆，且应采取防水措施。当建筑需要不少于两台消防电梯时，消防电梯应分别设置在不同防火分区内。

2.灭火控制

（1）消火栓 消火栓是建筑中最基本和常用的灭火方式。为了使各消火栓中的喷水枪具有相当的水压，通常采用消防加压水泵对消防水管加压。

（2）自动喷水灭火

1）湿式喷水灭火：湿式喷水灭火系统由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成，如图5-38所示。由于该系统在报警阀的前后始终充满着压力水，因而成为湿式喷水灭火系统，适用于环境温度70℃≥T≥4℃的建筑物内。

2）干式喷水灭火：干式喷水灭火系统是由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、报警装置、充气装置、排气设备和供水设备等组成，如图5-39所示。由于其管网和喷水处总是充以干的压缩空气，因而称为干式喷水灭火系统，可适用于70℃≥T≥4℃的寒冷和高温环境使用。

图5-38 湿式喷水灭火系统工作原理框图

图5-39 干式喷水灭火系统工作原理框图

3）预作用喷水灭火：这是一种综合了火灾自动探测技术和自动喷水灭火技术的系统，它兼容了湿式系统和干式系统的优点。系统平时呈干式，在火灾发生时能实现对火灾的初期报警，并立刻使管网充水将系统变为湿式。系统的这种转变过程包含着预备动作的功能，因而称为预作用喷水灭火系统，一般用在要求较高场所，其组成如图5-40所示。

图5-40 预作用喷水系统工作原理框图

4）雨淋喷水灭火：雨淋喷水灭火系统可提供一种整体保护，工作时系统的所有开式喷头同时喷水，可以在瞬间喷出大量的水，覆盖或阻隔整个火区，好似倾盆大雨，以对付和控制那种来势凶猛、蔓延迅速的火灾，适用于严重危险级的建筑和构筑物场所。这种系统与预作用喷水灭火系统相似，有两种工作方式：一种是带火灾探测器的电动控制喷水系统，其工作原理如图5-41所示；另一种是采用闭式喷头作为系统的火灾探测器的喷水系统，用于保护露天设备，在闭式喷头的传动管路内充水或充压缩空气，使其起到传递信号的作用，其工作原理如图5-42所示。

图5-41 带火灾探测器的电动控制喷水系统工作原理框图

图5-42 采用闭式喷头作为系统的火灾探测器的喷水系统框图

5）水喷雾灭火：水喷雾灭火系统在结构、组成与雨淋喷水灭火系统基本相似，所不同的是喷头为螺旋状叶片，具有一定压力水通过该装置时，使叶片旋转，在离心力作用下，使水形成雾状喷出，水滴粒径小，遇热迅速汽化，同时带走大量的汽化热，使燃烧表面的温度迅速降至燃点以下。在汽化状态下，可生成比原体积大1700倍的水蒸气，包围和覆盖在火焰周围，导致燃烧区氧气浓度不断下降，火焰因窒息而熄灭。

水喷雾灭火系统的适用的场所有固体火灾、电气火灾和闪电火灾及高于45℃的液体火灾。其不适用的场所有与水混合后起剧烈反应的物质、与水反应后发生危险的物质；没有适当的溢流设备、没有排水设施的无盖容器；装有加热到运行温度120℃以上的可燃性液体无盖容器；高温的物质和蒸馏时容易蒸发的物质，其沸腾后溢流出来的物质会造成危险情况。

（3）自动气体灭火系统 目前工程上采用的自动气体灭火系统主要是指二氧化碳灭火系统和卤代烷灭火系统。二氧化碳和卤代烷均属于气体灭火介质。二氧化碳灭火机理主要是对可燃物质起窒息和少量冷却降温作用。卤代烷的灭火原理则基于抑制燃烧的化学反应过程，因此灭火速度快，灭火效果优于二氧化碳，然而卤代烷气体对大气臭氧层具有破坏作用，属于限制使用的消防灭火介质，同时它可能对文物、重要文献、珍品和重要的音像制品有一定破坏作用，因此国家规定不得在贮存上述物品的环境中采用卤代烷灭火系统。近年来，要求采用一种新型的灭火介质烟烙尽代替卤代烷，不过烟烙尽价格过高，因此选用时应谨慎。此外，卤代烷的价格也远高于二氧化碳，所以目前工程界仍主要是两种气体灭火介质并存状态。

二氧化碳和卤代烷在一定温度和一定压力下均可以以液态贮存，作为灭火剂释放出来后又成为气体状态，在灭火后不留痕渍，且不导电，但均对人体有害，所以在工程上通常将气体灭火系统作为自动水灭火系统的补充，用于一些重要的资料文献和贮品库，以及电力、电信和大中型计算机房的灭火。

自动气体灭火系统主要由气体贮存钢瓶、容器阀、启动气瓶、喷头、管网及装于管网上的压力信号器组成。当设置在灭火区内的火灾探测器发出火灾信号以后，经火灾报警控制器确认，驱动联动控制柜给出灭火指令信号，引爆启动气瓶电爆管使启动气瓶开启，通过管道释放出高压氮气，用以启动储气钢瓶的瓶头阀，释放贮存气体，此时仍为液态的气体，经分配阀、相应部分的管路，以及通过布置于灭火区内的喷头，喷出二氧化碳或卤代烷气体进行灭火。压力信号器负责检测管道内的压力，并将其转换为电信号或开关信号，作为反馈信号反馈至消防控制中心，实现联动的闭环自动控制。

（4）泡沫、干粉灭火

1）泡沫灭火：泡沫灭火系统按发泡倍数可分为三种：低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统和高倍数泡沫灭火系统。

低倍数泡沫灭火系统的泡沫发泡倍数≤20倍，该系统发泡倍数小，泡沫密度大，因此泡沫基本上不随燃烧产生的气流上升，适用于扑救易燃、可燃液体火灾，具有射程远、有效高度大的特点。其不适宜的使用场所和范围包括流动着的可燃液体火灾、气体火灾、沸点低于0℃的液化气火灾、低温液体火灾和带电设备火灾。

中倍数泡沫灭火系统的泡沫发泡倍数为21～200倍，可用于扑救固体和液体火灾，使用时需要在火灾现场堆积一定的高度。它可以在溢流的易燃液体火焰上面迅速而有效地形成覆盖层，以控制易燃液体的迅速蒸发。中倍数泡沫稳定性较差，受风的影响明显。

高倍数泡沫发泡倍数为201～1000倍，它的泡沫液及水的使用量为低倍数泡沫灭火系统的几十分之一，绝热性能好，无毒，人在其中可以自由呼吸，因此可为火场人员提供避难场所，同时它能迅速充满防护空间，以全淹没或覆盖方式灭火。其适用的场所及范围包括固体物质仓库（如器材库、汽车库等）、飞机维修库和飞机发动机试验车间、地下工程（如地下铁道、电缆沟等）和有火灾危险的厂房（如石化工厂、炼油厂等）。

2）干粉灭火：干粉灭火系统主要由干粉贮罐、动力气瓶、压力控制器、阀门、输粉管、喷嘴等组成，其特点是：灭火时间短，效率高；绝缘性能好，可扑救带电设备火灾；干粉可长期保存及长距离输送，干粉贮罐可远离火区；不需要防冻保护，不需使用水。

其适用场所的范围包括放置易燃、可燃液体的场所（如油库、车库、飞机库等），室内外变压器、变压器油箱电气火灾等场所，印刷厂、造纸厂、棉纺厂等。