火灾检测的研究目的以及意义论文

摘要： 对火灾自动报警控制系统及智能火灾报警控制系统的特征进行了分析， 在高层建筑设 计中采用智能火灾报警控制系统的主—从式网络结构， 解决了高层建筑与大型建筑中探测区 域广、探测器数量多、原有系统不能适应等问题。 关键词：高层建筑 火灾自动报警 探测器 智能控制 联动控制 The design and application of automatic fire warning control system in high buidings Abstract： This article analyses the characteristics of the fire antomatic warning system and the intelligent fire warning control system. By using the sytem a lot of traditional problems can be solved, including using a lot of probes but cotrolling olny a relalively small area. Key words: high rised buiding; fire automatic warning system; probe; intelligent control; coordinated control system 随着我国经济建设的发展，现代高层建筑及重要建筑的防火问题引起了国家消防部门及设 计院等社会各界的高度重视。 国家制定了一系列防火规范， 从而促进火灾自动报警设备的研究和 推广使用。高层建筑建设规模大，装修标准高，人员密集，各种电气设备使用频繁，因而存在着 火灾隐患， 在建筑电气设计中必须严格依照规范要求设计火灾报警控制系统。 但选择何种控制系 统，使该系统充分有效地发挥功能，是设计中十分重要的问题。 1 火灾自动报警系统的主要部件及特征 火灾自动报警系统的基本形式有三种，即：区域报警系统、集中报警系统的控制中心报警系 统。高层建筑和大型建筑主要采用控制中心报警系统，这是一种复杂的火灾自动报警系统，主要 由触发器件、火灾报警装置、消防控制设备及电源组成。该系统从通报火灾到启动灭火系统和控 制各种消防设备，基本实现自动化。 触发器件 主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。 火灾探测器是对火灾参数 （如烟、 温、 光、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号的器件。按响应火灾参数的不同， 火灾探测器分为感温火灾探测器、感烟火灾探测器、气体火灾探测器、感光火灾探测器和复合火 灾探测器五种基本类型。 火灾报警装置 火灾报警装置 消防控制设备 在火灾自动报警系统中用以接收、 显示和传递火灾报警信号， 并能发生控制 在火灾自动报警系统中用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置， 在火灾自动报警系统中当接收到来自触发器件的火灾报警信号， 能自动或手 信号和具有其它辅助功能的控制指标设备。 如火灾警报器， 它是一种基本的火灾警报装置， 以声、 光音响方式向报警区域发出火灾警报信号。 动启动相关消防设施并显示其状态的设备。主要包括：火灾报警控制器；自动灭火系统的控制装 置；室内消火栓系统的控制装置；防排烟系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷 帘的控制装置；电梯回降控制装置以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急 照明与疏散指示标志的控制装置等十类控制装置。 每个系统根据工程的需要应具有十类控制装置 的部分或全部。 电源 火灾自动报警系统属于消防用电设备，主电源采用消防电源，备用电源采用蓄电池， 保证不间断供电。 设计中消防控制设备主要设置在消防控制中心， 便于实行集中统一控制， 有些消防控制设备 可设在消防设备现场，而动作信号必须返回消防控制中心，实行集中与分散相结合的控制方式。 但该探测器有误报现象、控制器容量较小。 2 智能火灾报警控制系统工作原理 智能火灾报警控制系统与火灾自动报警系统不同之处在于： 将发生火灾期间所产生的烟、 温、 光等， 以模拟量形式连同外界相关的环境参量一起传送给报警器， 报警器再根据获取的数据及内 部存贮的大量数据，利用火灾判据来判断火灾是否存在。 智能火灾报警器中编址单元包括： 智能控测器、 智能手动按钮、 智能模块、 探测器并联接口、 总线隔离器和可编程继电器卡等。新型的智能火灾探测器，又称模拟量火灾探测器，这种探测器 给出的输出信号是代表被响应的火灾参数值的模拟量信号或其等效的数字信号。 传统探测器称为 有阈值火灾探测器，而智能火灾探测器没有阈值，却设有专用芯片，智能火灾探测器的应用提高 了报警系统的准确性和智能化程度。 在火灾报警时，报警控制器通过控制模块启动相应的外探设备，如排烟阀、送风阀、卷帘门 等，需要接受外控设备的反馈信号时，应加一个监视模块，控制模块和监视模块一样，联接在报 警回路总线上，安装在所控设备的附近。模块内设十进制编码开关，可现场编号，各占用回路总 线上一个地址。通过报警控制器显示控制模块和监视模块的具体地址，用声、光报警可反映联动 设备的工作状态。 可编程继电器卡，通过编程可实现对风机、水泵等大型设备的二级联动控制。智能控制是一 种无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程。 3 工程实例 火灾自动报警系统的设计应用 笔者 1992～1993 年参与设计的海南省物资局金属大厦，该大厦是座地下 1 层，地上 22 层， 建筑高度 70 多米，建筑面积 1.2 万平方米的写字楼。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规 定，建筑高度超过 50 m 的办公楼属于一类防火建筑，因此该大厦要设火灾自动报警系统。 设计中选择了国产火灾自动报警系统，这种系统在当时较普遍，仅有一台主机控制器，因而 适用于中、小型建筑。 3.1 大厦消防控制中心设在 1 层，每层设层显示器。地下室作设备用房有变电室、空调机房、 水泵房，机房内设有防排烟风机、消防水泵等消防设备，当火灾发生时，温度达到一定值排 烟风机自动启动，并打开排烟阀，开始排烟（图 1）。 图1 排烟风机控制原理 该工程地下室是消防联动控制的集中点，将地下室的防排烟风机、排烟阀等控制线均引 至消防中心的联动控制器。消防泵、喷淋泵、正压风机、排烟风机、消防电梯等却属于外控 设备，均由联动控制器控制。整个火灾自动报警系统设计合理、运行可靠。 3.2 智能火灾报警系统的设计应用 随着科学技术的发展，智能火灾报警系统问世，从传统型走向智能型是国内外火灾报警 系统技术发展的必然趋势，工程设计人员必须予以充分重视。 徐州某大型建筑群由三栋塔楼组成，一栋为 25 层，一栋 13 层和一栋 12 层的塔楼由 4 层 裙楼连接而成，建筑面积 6 万平方米，建筑高度 85 m，主要功能：1 至 4 层为商场，5 层以上 为写字楼。由于该大厦建筑面积大，探测区域广，探测器数量非常可观。传统的火灾自动报 警系统已无法满足需要，因此，在设计中，经过反复的方案比较，选择了采用主—从式网结 构的智能火灾报警控制系统，该系统利用大容量的控制矩阵交叉查寻软件包，以软件编程代 替硬件组合，满足了大型工程的适用性，提高了消防联动的灵活性和可修改性。系统由主机、 从机、复示器等构成。该工程消防控制中心设于 1 层，主机和消防联动控制柜设在消防中心， 从机与复示器分设于楼层内。 智能探测器数量的确定 设计时先根据《火灾自动报警器系统设计规范》的规定确定探 测器的布局和设置。其规定探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器。感烟、感温 探测器的保护面积和保护半径应按表 1 确定。表中列出的是一个感烟探测器或感温探测器的 保护面积和保护半径。建筑物内往往一个探测区域的面积较大，超过一只探测器的保护面积， 这时需要计算一个探测区域内所需设置的探测器数量，可按下式计算： 式中：N 为一个探测区域内所需设置的探测器数量（只），N 取整数；S 为一个探测区域的面 积（m ）；A 为探测器的保护面积；K 为修正系数，重点保护建筑取 0.7～0.9，非重点保护建 筑取 1.0。 根据上式计算结果，可确定一个探测区内的智能探测器的安装数量。 选择控制器容量计算 该系统控制器为主—从式网络结构，每个主—从机系统，只能有 一台主机，从机数量根据工程要求确定，一般按探测器数量计算，从机数量最多为 15 台。 表1 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径探测器的保护面积 A 和保护半径 R 火灾探测 器的种类 地面面积 S (m ) 2 2 房间高度 H (m) θ≤15° A (m ) 2 屋顶坡度 θ 15°＜θ≤30° A (m ) 80 100 80 30 30 4.9 4.9 2 θ＞30° A (m ) 80 120 100 30 40 2 R (m) 6/7 6.7 5.8 4.4 3.6 R (m) 7.2 8.0 7.2 R (m) 8.0 9.9 9.0 5.5 6.3 S≤80 感烟探测器 S＞80 h≤12 6＜h≤12 h≤6 80 80 60 30 20 感温探测器 S≤30 S＞30 h≤8 h≤80 每台控制器最大有四个回路，每个回路容量均为 198 个地址，其中 99 个智能探测 器，99 个编址模块。因此一台主机或从机的最大容量为 4×99=396 个智能探测器， 4×99=396 个编址模块。 该工程经过计算，选用了一台主机和四台从机，每台控制器都按四个回路设计。 主机 N 控制 1～4 层商场内的所有探测器，手动报警按钮，控制按钮，水流指示器等消 防设备，从机 N1 控制地下室的所有探测器、送风阀、排烟阀、防火阀等消防设备，从 机 N2 控制 13 层和 12 层两座连通塔楼的 5～13 层的消防设备，N3、N4 分别控制 25 层 塔楼的 5～13 层和 14～25 层的消防设备。 整个大厦智能火灾报警控制系统设计比较合理，充分考虑到建筑群的特点，选用 一台主机、四台从机控制了 6 万平方米的建筑，如果用传统火灾自动报警系统则需要 几套控制系统分别控制，现有系统设计即经济实用，又准确可靠。 4 结论 综合上述工程设计与实践研究，可以得出以下几点认识与结论。 1） 传统的火灾自动报警系统适合于中、 小型建筑， 它的特点是探测器属于阀值型， 控制器仅有主机一台。而智能火灾报警控制系统，采用模拟量探测器，控制系统采用 主—从式网络结构，适应性强，尤其适合大型建筑的火灾报警系统。 2）智能火灾报警系统，克服了传统火灾自动报警系统存在的漏报和误报的难题， 提高了报警系统的准确性、可靠性。在设计中可灵活应用，根据工程需要选择适当的 从机数量，使工程设计最经济、最合理。 3）为了防患于未然，火灾报警系统的设计和应用十分重要，设计人员应根据不同 的建筑工程，优化设计方案。 参考文献：〔1〕 蔡自兴， 徐光礻 〔2〕 右.人工智能及其应用 〔M〕 .北京： 清华大学出版社， 1996,329～ 360 戴汝为.智能系统的综合集成〔M〕.杭州：浙江科学技术出版社，1995,128～ 160 〔3〕 陈一才.大楼自动化系统设计手册 〔M〕 .北京： 中国建筑工业出版社， 1994,230～ 270 〔4〕 王根堂.公安消防监督员业务培训教材，群众出版社，1997,213～236

浅谈电动汽车火灾预防研究内容及应注意的问题论文

新能源汽车在未来10 年面临飞速发展的战略机遇。我国高度重视电动汽车的发展，在2011 年3 月出台的“十二五”规划纲要中，把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进电动汽车的产业化应用。

然而最近几年，因电动车引发的火灾和造成的人员伤亡都呈现高速增长的势头，电动汽车由于使用大量易燃的高分子材料，一旦发生火灾，火焰和浓烟极易造成人员伤亡甚至群死群伤火灾事故，这引起了消防部门和全社会的关注。

1 电动汽车工作原理及火灾预防研究简介

近年来，城市的汽车数量逐年攀升，随之而来的汽车尾气污染、交通拥堵、交通事故等一系列问题尤为突出。同时，随着石油资源的紧张、油价上升和社会对环境污染的关注，零排放、无噪声、行驶成本低廉的电动汽车日益受到关注。

1. 1 工作原理

电动汽车是全部或部分由电机驱动、并配置大容量电能储存装置的汽车，它分为纯电动汽车( BEV) 、混合动力汽车( HEV) 、燃料电池汽车( FCEV) 。电动汽车中的主要器件有控制器、充电器、充电电池和电机等。基本的工作原理: 蓄电池→电流→电力调节器→电动机→动力传动系统→驱动汽车行驶。它具有突出的优点: 环境污染小; 噪声低; 高效率; 结构简单，易于操作，使用维修方便; 经久耐用，使用范围广，不受所处环境影响等。研究表明，电动汽车的能源效率超过汽油机汽车，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖。

1. 2 火灾预防研究简介

近年来的电动汽车火灾频发也引起了国内外消防人员和其他科研人们的关注。例如: 参考文献中，贾广华等对一起电动公交车的自燃进行了调查，调查结果是电动汽车的一组电池箱内部电池发生故障产生高温自燃起火，引燃车厢内可燃装饰材料蔓延成灾，他认为在加强消防力量的同时，应该对新研发的节能电动车辆的安全技术性能，特别是电池供电系统的安全防护措施作进一步改进。我国已经出台了一些电动自行车和电动摩托车方面的技术标准，但是由于国内外动力电池生产的自动化程度、控制精度、系统设计上存在差异，企业生产的每一个单体电池的内阻和容量有差异，最终影响所有单体电池串联在一起的效果，从而在生产源头仍有火灾隐患存在。由于近几年全国各地都有电动自行车火灾发生，人们对电动自行车的火灾危险性进行了初步的`研究，取得了一些有价值的结论，但是这些研究集中在对较小的电动自行车起火原因方面，对电动汽车没有系统深入的研究。电动汽车的电池容量远远大于普通的小型电动自行车，其电池重量甚至高达400 ～ 500 kg 以上，而电池的容量越大，其火灾危险性也就越大，另外，它们的蓄电池的类型也有区别，故不能机械地把由电动自行车得来的经验用于电动汽车。此外，电动汽车还有较电动自行车更为复杂的控制系统和附属装置。至今人们对电动汽车的研究较少，也有学者对锂离子电池的危险性进行了初步的研究，得出了一些基础的数据，但是还缺乏电动汽车在不同行驶状态和充放电过程中的大量数据。由于电动汽车的特殊性，在全球都在关注和推广电动汽车之际，对电动汽车的安全性和火灾隐患进行系统深入的研究已经提上日程。

2 电动汽车火灾预防研究内容

针对电动汽车的三个主要部分: 储能装置、传输路线、控制和附属装置进行火灾预防的研究。首先对电动汽车的储能装置进行研究，然后对传输线路、控制和附属装置进行研究，最后对整车运行时的数据进行测量，结合案例和实验做综合评判，对所得数据进行验证，并形成结论。

2. 1 研究储能装置的性能

对不同的老旧蓄电池进行充放电研究，并将其与新电池进行对比，得出不同使用时期电池的性能对比，特别是电压与储能的关系、电池内部的压力、电极和电解液情况，电极在不同时期的受损情况、升高温度，电解液的可燃性能; 蓄电池受到外力作用，外层保护受损后，检测出现电解液泄露和气体泄露的情况。

2. 2 研究输送线路的性能

对传输线路进行研究，研究车辆在不同加速情况下，传输线路所承受的电流大小，所需要的线径规格和绝缘级别，长时间使用时线路的发热、过负荷的情况、绝缘外层的老化情况; 线路发生短路时，对其周围装置的引燃情况。

2. 3 研究控制和附属装置的性能

对控制装置和附属装置的研究，电动机、控制装置和安全保护装置的可靠性、反应灵敏度，在不同天气条件下，是否出现短路情况; 附属装置自身是否具有火灾危险性。

2. 4 测量整车运行时的数据

对电动汽车整车运行时的状态进行研究，得出在实际运行时的数据，并与以上三个方面的数据进行对比; 结合最近几年的电动车火灾案例和火灾物证鉴定中遇到的实际案例进行反复对比，得出电动汽车的不同部位、在不同状态下的火灾危险性，并提出改进意见和防范措施，用于规范电动汽车的制造、使用和管理。

3 电动汽车火灾原因分析及应注意的 问题

3. 1 火灾原因

( 1) 通过多起汽车和电动车火灾的调查研究发现，蓄电池、发电机、电气控制装置、附属电气装置和输电线路在实际运行中都可能引发火灾，对于它们的火灾危险性和防范措施，成为当今迫切需要深入系统研究的问题。

( 2) 电动车行驶中发生火灾的主要原因是车辆电气线路过负荷、短路，由于未安装电气安全装置或电气安全装置不合格，不能及时有效切断电源，大电流引燃绝缘或其他易燃、可燃材料而引发火灾。充电过程中发生火灾的主要原因是电动车自身电气线路短路、充电器线路过负荷、电动车电池故障引起。

3. 2 应注意的问题

( 1) 因不同类型和容量的电池在充放电时的发热量和电池内压力等情况; 电池在不同温度、不同使用条件和受到不同外部损坏时的表现，释放气体的多少，内部电极的状况，以及内部电解液的可燃性能等。

( 2) 不同温度下电池的工作性能，温度的变化对电池的SOC、开路电压、内阻和可用能量产生的影响。

( 3) 电源输送线路通过不同电流时的火灾危险性，如何选用合格电气线路，并规范敷设，电源控制系统和附属系统引发火灾的可能性等。

( 4) 如何在电动汽车上设置欠压、过流和短路保护装置，控制和减少易燃材料使用，提高电动车安全系数。

4 结束语

随着电动车保有量的持续增长，电动汽车生产和使用过程带来的问题也越来越多，技术标准不健全、生产维修质量控制不严格、没有针对电动汽车操作人消防安全方面的行为规范，这都为引发火灾埋下大量先天性隐患。从国家能源的战略角度和人民生命财产方面，需要对电动汽车的火灾隐患进行深入系统地研究，从而为普及推广电动汽车铺平道路。建议尽快制定出一个《电动汽车防火安全技术规范》，用于规范和指导电动汽车的生产和操作使用，规范管理，提高电动汽车的可靠性，将该类火灾风险降低到最小。