第一讲 火灾自动报警系统 一、火灾自动报警系统的发展与构成； 二、系统的类型与应用形式的选择； 三、总线制系统设备的地址编码规则； 第一讲 火灾自动报警系统 一、火灾自动报警系统的发展与构成； 二、系统的类型与应用形式的选择； 三、总线制系统设备的地址编码规则； 四、火灾探测器的类型与结构； 五、探测器的选择与布置计算。

一、火灾自动报警系统的发展与构成 1、 传统火灾探测报警系统阶段(1980年以前) 2、总线制火灾探测报警系统阶段(1980年以后) 火灾探测报警系统为多线制，探测器为非编码开关量型产品。 2、总线制火灾探测报警系统阶段(1980年以后) 火灾探测报警系统为总线制系统，探测器为编码开关量型产品。 3、 智能型火灾探测报警系统阶段(1995年以后) 属于模拟量总线系统。探测器为具有独立智能产品，它能将环境的火灾参数变化量发送给报警控制器，报警控制器对一组参数与事先存入计算机的标准变化特性曲线相比较，以确认火灾是否发生。因此智能型设备具有更高的可靠性和抗误报警能力。

一、火灾自动报警系统的发展与构成 火灾自动报警系统由下列部分或全部构成: ①火灾探测报警系统 ②消防联动控制系统 ③可燃气体探测报警系统 ④电气火灾监控系统 由火灾报警控制器、显示盘、图形显示装置、探测器、手动按钮、声/光警报器等部分或全部设备组成。 由消防联动控制器、模块(远程控制器)、消防电气控制装置、消防电动装置等消防设备组成。 由可燃气体报警控制器和可燃气体探测器构成。 由电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器构成。

二、系统的类型与应用形式的选择 1、区域报警系统； 2、集中报警系统； 3、控制中心报警系统； 4、家用火灾报警系统。 按照GB 50116 ，火灾探测报警系统的类型形式有： 1、区域报警系统； 由区域(火灾)报警控制器和火灾探测器等组成的功能简单的系统。 2、集中报警系统； 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组成的功能较复杂的系统。 3、控制中心报警系统； 由消防控制室的联动控制设备、图形显示装置、集中报警控制器、区域(火灾) 报警控制器和火灾探测器等组成的功能复杂的系统。 4、家用火灾报警系统。 有A、B、C、D四种完全不同形式的系统。

二、系统的类型与应用形式的选择 1、区域报警系统 2、集中报警系统 3、控制中心报警系统 4、家用火灾报警系统 宜用于二级和三级保护对象。 火灾探测报警系统应用形式选择应符合如下规定： 1、区域报警系统 宜用于二级和三级保护对象。 2、集中报警系统 宜用于一级和二级保护对象。 3、控制中心报警系统 宜用于特级和一级保护对象。 用于住宅、公寓等居住场所。其中A类和B类家用系统宜用于有物业管理的住宅，C类家用系统宜用于没有物业管理的单元住宅，D类家用系统可用于别墅式住宅。 4、家用火灾报警系统

三、总线制系统设备的地址编码规则 1、拨码编址方式 2、电子编址方式 3、自适应编址方式 按照控制器与触发器件（或执行模块）之间的连线通信关系不同，火灾自动报警系统分为总线制系统和多线制系统。 总线制数据传输要求设备编址，编址方式有三种： 85% 15% 0.01% 1、拨码编址方式 二进制 三进制 2、电子编址方式 3、自适应编址方式

三、总线制系统设备的地址编码规则 （一）二进制设备拨码开关编址方式 编码计算公式为: 二进制拨码开关编址方式，是由探测器底座编码口内的“8位DIP开关”的前7位实现的。 7位DIP开关可设置成1～127个十进制编码中的任意一个编号。 DIP开关形式为： ON OFF 1 2 3 4 5 6 7 8 编码计算公式为: = A1·20+A2·21+A3·22+A4·23+A5·24+A6·25+A7·26 = A1 +2A2 +4A3 + 8A4 + 16A5 + 32A6 + 64A7 1 (A1--A7的数值依据对应开关的通、断，在1或0 中选择)

例1. 某总线制系统的一个探测器采用二进制拨码方式,拨码开关状态如图所示： 三、总线制系统设备的地址编码规则 （一）二进制设备拨码开关编址方式 例1. 某总线制系统的一个探测器采用二进制拨码方式,拨码开关状态如图所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 ON OFF 该探测器拨码地址号 = A1 +2A2 +4A3 + 8A4 + 16A5 + 32A6 + 64A7 = 2+16+64 = 82

例2. 某总线制系统的一个编码模块采用二进制拨码方式,拨码开关状态如图所示： 三、总线制系统设备的地址编码规则 （一）二进制设备拨码开关编址方式 例2. 某总线制系统的一个编码模块采用二进制拨码方式,拨码开关状态如图所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 ON OFF 该模块拨码地址号 = A1 +2A2 +4A3 +8A4 +16A5 +32A6 +64A7 = 8A4 +32A6 = 8+32 = 40

三、总线制系统设备的地址编码规则 （二）三进制设备编码插针编址方式 X 3n-1 拨码计算公式如下： 三进制编码插针编址方式，是在控制点上设置“五位三进制编码插针”实现的，编码插针为5行3列，其形式为： a b c d e 0 1 2 5 X 3n-1 拨码计算公式如下： 0 = 2 = 1 = ＝a×30+b×31+c×32＋d×33＋e×34 式中a、b、c、d、e的数值根据短路环的位置在0，1，2中选择。若将0、1两列插针用短路环短接， 表示相应行数值为“0”；不短接，数值为“1”；若将1、2两列短接，则相应行数值为“2”。

三、总线制系统设备的地址编码规则 （二）三进制设备编码插针编址方式 例1. 某总线制系统的一个探测器采用三进制拨码方式, 编码插针上短路环的状态如图所示： 0 1 2 a b c d e 该探器拨码地址号 ＝a×30+b×31+c×32＋d×33＋e×34 ＝ 2 +3 ＝ 5

三、总线制系统设备的地址编码规则 （二）三进制设备编码插针编址方式 例2. 某总线制系统的一个控制模块采用三进制拨码方式， 编码插针上短路环状态如图所示： 0 1 2 a b c d e 该控制模块拨码地址号 ＝a×30+b×31+c×32＋d×33＋e×34 ＝2×30+2×31+1×32 ＝2 +6 +9 ＝17

三、总线制系统设备的地址编码规则 （三）电子编址方式 电子编址是利用专用的电子编码器写码。它通常适用于现代智能型设备中。智能型探测器或编码模块不设编码口，直接在设备总线上实现编码。

三、总线制系统设备的地址编码规则 （四）自适应编址方式 自适应编址方式，即探测器通过软件编址方式。探测器既取消了拨码开关，也不用电子编码，探测器的编码地址可以通过控制器在线设置完成。一旦整个火灾报警与控制系统通电开通时，依靠探测器与控制器之间一套较为完善的通讯协议以及一些硬件编码解码芯片的通讯模式，使所有探测器或模块会自动生成独自地址码。 自适应编址方式的性能较其他编址方式更优越。

四、火灾探测器的类型与结构 (一)点型感烟火灾探测器； (二)点型感温火灾探测器； (三)点型感光火灾探测器； (四)线型火灾探测器; (五)可燃气体探测器。

(一)点型感烟火灾探测器 1、离子感烟探测器的结构与原理 (1)离子感烟探测器 的理论原理 工程实践中点型感烟探测器有离子感烟和光电感烟探测器。 1、离子感烟探测器的结构与原理 (1)离子感烟探测器 的理论原理 离子感烟探测器是利用烟雾粒子改变电离室电离电流原理制成的。 P1和P2是一对电极。在电极之间放有α放射源镅-241，于是形成电流I. （电离电流形成示意图）

(一)点型感烟火灾探测器 1、离子感烟探测器的结构与原理 (2)单源双室离子感烟探测器的结构原理 为防止环境影响，实际产品中离子感烟探测器的结构有单源双室和双源双室两类。 (2)单源双室离子感烟探测器的结构原理 检测室直接与大气相通，而补偿室则通过检测室间接与大气相通。 火灾时，粒子首先进入检测电离室。使其空气等效阻抗增加，因而引起施加在两电离室两端分压比的变化。 （电离电流形成示意图）

(一)点型感烟火灾探测器 1、离子感烟探测器的结构与原理 (3)离子感烟探测器产品特性举例（JTY-LZ-881） JTY-LZ-881是二线制离子感烟探测器，须与相兼容的控制器配套使用。正常的监控状态时，发光二极管（LED）不亮。探测器处于报警状态时，发光二极管 (LED)锁定亮 . 工作电压：15～35VDC 静态电流：≤50µA 报警电流：最小 2mA 3.1VDC ；最大 80mA 6.5VDC （静态时工作在8.5～35V电压范围内。报警时两端电压 钳位在3.1V～6.5V间。至于电流的大小则取决于控制器限流情况。） 设备接线：所有导线应布于单独接地的导管中，导管中不允许混入其它导线。为消除外部电子干扰最好采用双绞线。

(一)点型感烟火灾探测器 2、光电感烟探测器的结构与原理 光电感烟探测器是基于烟雾粒子对光线产生散射、吸收（或遮挡）原理制作的探测器。 产品中的光电感烟探测器以其无放射源、低成本、高可靠性等特点逐渐取代离子感烟探测器。 光电感烟探测器是基于烟雾粒子对光线产生散射、吸收（或遮挡）原理制作的探测器。 光电感烟探测器依据结构原理不同分两类： 减光（或遮光）式光电感烟探测器 散射光式光电感烟探测器

(一)点型感烟火灾探测器 2、光电感烟探测器的结构与原理 减光（或遮光）式原理 散射光式原理

(一)点型感烟火灾探测器 2、光电感烟探测器的结构与原理 光电感烟探测器产品特性举例 JTY-GM-GST9611型光电感烟探测器是采用红外散射原理研制而成的智能型产品。内置单片机实时采样处理数据、并能保存14个历史数据，曲线显示跟踪现场情况；地址编码可由电子编码器事先写入，也可由控制器直接更改。 工作电压：总线24V 监视电流≤0.8mA；报警电流≤2.0mA 报警确认灯：红色，巡检时闪烁，报警时常亮 编码方式：十进制电子编码 保护面积：当空间高度为6米～12米时，一个探测器的保护面积，对一般保护场所而言为80平方米。空间高度为6米以下时，保护面积为60平方米。

(二)点型感温火灾探测器 1、点型感温火灾探测器分类： (1)按传感器的机械结构不同分电子式和机械式。 (2)按传感器响应特性不同分 点型感温火灾探测器是世界上出现早、使用面广、品种多、价格低的一种火灾探测器。 1、点型感温火灾探测器分类： (1)按传感器的机械结构不同分电子式和机械式。 (2)按传感器响应特性不同分 定温探测器 差温探测器 差定温探测器 （双金属型、易熔金属型和电子定温探测器） （膜盒结构和电子结构差温探测器 ） （膜盒—-双金属型、膜盒—-易熔金属和电子差定温探测器 ）

(二)点型感温火灾探测器 2、双金属型定温探测器的结构原理 双金属型定温探测器的结构由膨胀系数不同的双金属片和固定触头组成。当环境温度升高到一定值时，双金属片向上弯曲，使触点闭合，输出信号给报警控制器。

(二)点型感温火灾探测器 3、易熔金属型定温探测器的结构原理 在探测器下端的吸热罩中间焊有低熔点合金（熔点70～90C），并与特种螺钉之间焊有一弹性接触片及触点，平时它们互不接触，火灾时，温度升至标定值时，低熔点合金熔化脱落，在弹力作用下，弹性接触片与固定触头相碰通电而发出报警信号。

(二)点型感温火灾探测器 4、电子定温探测器的结构原理 电子定温探测器采用临界热敏电阻CTR作为传感器件， CTR在室温下具有极高的阻值（达1MΩ以上），随着环境温度的升高，阻值会缓慢的下降，当达到预定的温度点时，临界电阻的阻值会迅速减至几十欧姆，使得信号电流迅速增大，探测器向报警控制器发出报警信号。 （电子定温探测器结构）

(二)点型感温火灾探测器 5、膜盒差温探测器的结构原理 膜盒差温探测器由感热室、气塞螺钉、波纹膜片、确认灯及触点组成。感热室是密闭气室，室内空气只能通过气塞螺钉孔的大小与大气相通。火灾时，环境温升速率很快，气室内外空气由于急剧受热而膨胀，来不及从泄漏孔外逸，致使气室内压力增高，将波纹片鼓起与中心接线柱触点相碰，发出火灾报警信号。

(三)点型感光火灾探测器 1、红外火焰探测器 感光火灾探测器即火焰探测器，是响应火灾发出的电磁辐射的火灾探测器。根据火焰辐射光谱所在的区域，火焰探测器有红外火焰探测器和紫外火焰探测器。 1、红外火焰探测器 红外火焰探测器是响应波长高于700nm辐射能通量的探测器。 点型红外火焰探测器基本上包括一个过滤装置和透镜系统，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元件（光电管或光敏电阻、硫化铅板、热释电等元件传感器）上 。从而将光信号转换成电信号。 点型红外火焰探测器可分为：单波段红外火焰探测器和多波段红外火焰探测器。

(三)点型感光火灾探测器 2、紫外火焰探测器 紫外火焰探测器是响应波长低于400nm辐射能通量的探测器。 紫外光敏管的电极上加200～1000V高压，形成强电场，火灾时，紫外光射入光敏管，» 管内惰性气体电离成为正离子和电子 » 正离子和电子在强电场的作用下被加速 » 光敏管形成雪崩放电并由截止变成导通。 » 电子开关导通 » 光敏管工作电压降低 » 光敏管停止放电 » 电子开关断开 » 电源电压通过RC电路充电 » 光敏管的工作电压升高。周而复始上述过程，就产生了一串报警脉冲。 O A B

(四)线型火灾探测器 1、线型红外光束感烟探测器 线型探测器是感知某一连续线路附近火灾产生的物理或化学现象的探测器。工程实践中的成型产品有①线型红外光束感烟探测器②缆式线型定温火灾探测器③空气管线型差温火灾探测器。 1、线型红外光束感烟探测器 线形红外光束感烟探测器，是基于烟粒子吸收或散射红外光使红外光束强度发生变化的原理而工作的。 线型红外光束感烟探测器有对射式和反射式两种类型。

(四)线型火灾探测器 2、缆式线型定温火灾探测器 缆式线型定温火灾探测器实际上是一条热敏电缆，它由两根弹性钢丝、热敏绝缘材料、塑料包带及塑料外套组成。 在正常监视状态下，两根钢丝间呈绝缘状态。火灾报警控制器通过传输线、接线盒、热敏电缆及终端盒构成回路。 当热敏电缆线路上任何部位温度上升到其额定动作温度(有68℃、85℃、105℃和138℃等)时，其绝缘电阻变小或绝缘材料熔化，此时报警回路电流骤然增大，报警控制器发出声、光报警；同时，有数码管显示报警回路号和火警的距离。

(四)线型火灾探测器 3、空气管线型差温火灾探测器 当气温正常变化时，受热膨胀的气体能从传感元件泄气孔排出，因此不能推动膜盒膜片，动接点和静接点不会闭合。发生火灾时，现场温度（ 7.5 、15 、 30 ℃／min ）急剧上升，空气管内的空气突然受热膨胀，泄气孔不能立即排出，膜盒内压力增加推动膜片产生位移，动、静接点闭合，输出报警信号。

五、探测器的选择与布置计算 (一)探测器选择的一般要求； (二)点型火灾探测器的选择； (三)线型火灾探测器的选择； (四)点型火灾探测器布置计算。

(一)探测器选择的一般要求 1、预期有阴燃，将产生大量的烟，很少有火焰时，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、预期火灾发展快，有强烈火焰，热和烟较少时，应选择火焰探测器。 4、对生产使用或聚集可燃气体、液体的场所，应选择可燃气体探测器。 5、 建筑的重要场所宜选择智能型火灾探测器，在采用单一型火灾探测器不能有效探测火灾的场所，可采用复合型火灾探测器。 6、安装探测器的房间高度大于12米时，一般不用感烟探测器；房间高度大于８米时，一般不用感温探测器；火焰探测器一般不受高度的限制。

(二)点型火灾探测器的选择 点型感烟探测器 宜选择点型感烟探测器的场所： ①饭店，旅馆，教学楼，办公楼的厅堂，卧室等；②电子计算机房，通信机房，电影或电视放映室等；③楼梯，走道，电梯机房等；④书库，档案库等；⑤有电器火灾的场所。 不宜选择离子感烟探测器的场所： ①相对湿度经常大于95%； ②气流速度大于5m/s；③有大量粉尘，水雾滞留；④可能产生腐蚀性气体；⑤在正常情况下有烟滞留；⑥产生醇类，醚类，酮类等有机物质。 不宜选择光电感烟探测器的场所： ①可能产生黑烟； ②有大量粉尘，水雾滞留；③可能产生蒸汽和油雾；④在正常情况下有烟滞留。 点型感烟探测器

(二)点型火灾探测器的选择 点型感温探测器 宜选择点型感温探测器的场所： ①相对湿度经常大于95%；②无烟火灾或有大量粉尘的场所；③在正常情况下有烟和蒸汽滞留；④厨房，锅炉房，发电机房，烘干车间；⑤吸烟室及其它不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。 不宜选择感温探测器的场所： ①可能产生阴燃火或发生火灾不及时报警将造成重大损失的 场所，不宜选择感温探测器； ②温度在00Ｃ以下的场所，不宜选择感温探测器；③温度变化较大的场所，不宜选择差温探测器。 点型感温探测器

(二)点型火灾探测器的选择 宜选择火焰探测器的场所： 不宜选择火焰探测器的场所： 点型感光探测器 ①火灾时有强烈的火焰辐射； ②液体燃烧火灾等无阴燃阶段的火灾； ③需要对火焰作出快速反应。 不宜选择火焰探测器的场所： ①可能发生无焰火灾；②在火焰出现前有浓烟扩散； ③探测器的镜头易被污染；④探测器的“视线”易被遮挡； ⑤探测器易受阳光或其它光源直接照射； ⑥在正常情况下有明火作业以及X光射线，弧光等影响。 点型感光探测器

(三)线型火灾探测器的选择 下列场所或部位，宜选择缆式线型定温探测器： 下列场所宜选择空气管式线型差温探测器： ①电缆隧道，电缆竖井，电缆夹层，电缆桥架等； ②配电装置，开关设备，变压器等； ③各种皮带输送装置； ④控制室，计算机室的闷顶、地板下及重要设施隐蔽处。 下列场所宜选择空气管式线型差温探测器： ①可能产生油类火灾且环境恶劣的场所； ②不宜安装点型探测器的夹层，闷顶。 无遮挡大空间或有特殊要求的场所，宜选择红外光束感烟探测器。

(四)点型火灾探测器布置计算 1、探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器。 2、探测器的安装间距可由以下公式确定： a2＋b2＝（2R）2 a·b＝Ａ 式中：a,b ─探测器的前后、左右极限间距（m）； Ａ─单个探测器 的保护面积（m2）；Ｒ─单个探测器的保护半径（m）。 3、一个探测区域内所需设置的探测器数量Ｎ： 式中：Ｎ─一个探测区域探测器的数量（只）；Ｓ─探测区域面积（m2）；Ａ─单只探测器的保护面积（m2）；Ｋ─修正系数，特级保护对象宜取0.7～0.8，一级保护对象宜取0.8～0.9，二级保护对象宜取0.9～1.0。 4、点型感烟、感温探测器的设置应考虑梁、墙、顶棚、通风口的 影响。

例如：一个地面面积为30m×40m的重点保护厂房，屋顶坡度为15°，房间高度８m，如果选用点型感烟探测器保护是否可以？如何布置探测器？ (四)点型火灾探测器布置计算 探测器选配与布置应针对具体场所进行，但都要经过选型、计算和确定方案的过程。 例如：一个地面面积为30m×40m的重点保护厂房，屋顶坡度为15°，房间高度８m，如果选用点型感烟探测器保护是否可以？如何布置探测器？

(四)点型火灾探测器布置计算 解答： 关于“选用点型感烟探测器保护是否可以？”问题，按照探测器选配一般要求：“当安装探测器的房间高度大于12米时，一般不采用感烟探测器；房间高度大于8米时，一般不采用感温探测器；火焰探测器一般不受房间高度的限制” 。从理论上是可以的，但还必须对现场进行细致的调查研究确定。目前我们假设经过调查认为可以。 于是进入如下的计算：

(四)点型火灾探测器布置计算 计算解答： ① 确定单只探测器保护面积和保护半径： 因为 Ｓ＝40×30＝1200 m2 ； h = 8 m2 ① 确定单只探测器保护面积和保护半径： 因为 Ｓ＝40×30＝1200 m2 ； h = 8 m2 所以 查“感烟、感温探测器的保护面积和半径表”得到： Ａ＝80 m2 ； Ｒ＝6.7 m ② 确定Ｋ值： 与当地消防部门商议，该重点保护厂房Ｋ值取0.8 ③ 计算探测器数量N： （为了安装均衡，可设置20只）

(四)点型火灾探测器布置计算 计算解答： ④ 确定探测器设置间距： 依据Ａ＝80；Ｒ＝6.7 查“a,b的极限曲线图”得知a,b数值 ④ 确定探测器设置间距： 依据Ａ＝80；Ｒ＝6.7 查“a,b的极限曲线图”得知a,b数值 可以在极限曲线Ｄ7的ＹＺ间取值。现推荐数据为： a1＝8 m ; b1＝7.5 m ⑤ 绘制探测器设置方案图： ⑥ 检验： 因为 a×b＝8×7.5＝60（m2） < A 实际设置保护半径Ｒ'为： < Ｒ

作业思考题： 1、简述火灾自动报警系统的构成。 2、按照GB 50116 《火灾自动报警系统设计规范》，火灾探测报警系统的结构形式有哪几种形式？ 3、总线制系统设备采用总线数据传输方式，其设备编码通常采用哪三种编码方式？ *4、某总线制系统的一个探测器采用二进制拨码方式,拨码开关状态为前5位选通，其他为选断。试列公式计算该探测器的地址码号。 *5、某总线制系统的一个探测器采用三进制拨码方式（编码插针共5行3列）, 编码插针状态为不加任何短路环。试列公式计算该探测器的地址码号。

作业思考题: 1、简述探测器使用选择的一般要求。 2、哪些场所不宜选择感烟探测器? 3、哪些场所不宜选择火焰(感光)探测器? *4、一个地面面积为30m×40m的重点保护厂房，屋顶坡度为15°，房间高度８m，如果选用点型感烟探测器保护是否可以？如何布置探测器？

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