第4章消防控制室与消防设备联动控制讲义.docx

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第4章消防控制室与消防设备联动控制讲义

消防控制室与消防设备联动控制

4．1消防控制室及其技术要求

建筑设计防火规范：

消防控制室----设有火灾自动报警控制器和消防控制设备，专门用于接收、显示处理火灾报警信号，控制有关消防设施的房间。

我国消防法规规定：

消防控制室应该独立设置，不应将楼宇自控、防盗防火合为一室。

按照消防法规进行设计、安装

依法进行管理，保证消防控制设备正常运行，确保消防安全

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4．1．2消防控制室的构成

消防控制室的构成

消防控制设备

消防管理组织

消防科学管理

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4．1．3消防控制室的技术要求

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1．消防控制设备的组成

消防控制室中的消防控制设备应由下列部分或全部控制装置组成：

①火灾报警控制器；

②自动灭火系统的控制装置；

③室内消火栓系统的控制装置；

④防烟、排烟系统及空调通风系统的控制装置；

⑤常开防火门、防火卷帘的控制装置；

⑥电梯回降控制装置；

⑦火灾应急广播；

⑧火灾警报装置；

⑨消防通信设备；

⑩火灾应急照明与疏散指示标志。

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2．消防控制设备的控制方式

　　消防控制设备应根据建筑的形式、工程规模、管理体制及功能要求综合确定其控制方式，并应符合下列规定：

①单体建筑宜集中控制。

即在消防控制室集中接收、显示报警信号，控制有关消防设备、设施，并接收、显示其反馈信号。

②大型建筑群宜采用分散与集中相结合的控制。

即可以集中控制的应尽量由消防控制室控制。

不宜集中控制的，则采取分散控制方式，但其操作信号应反馈到消防控制室。

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3．消防控制设备的控制电源

规范规定，消防控制设备的控制电源及信号回路电压应采用直流24V。

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4．消防控制室的安全与设备布置要求

消防控制室本身的防火安全尤为重要。

在设计时，为保证其自身安全，消防控制室应符合下列具体要求：

①消防控制室的门应向疏散方向开启，且入口处应设置明显的标志；

②消防控制室的送、回风管在其穿墙处应设防火阀；

③消防控制室内严禁与其无关的电气线路及管路穿过；

④消防控制室周围不应布置电磁场干扰较强以及其他影响消防控制设备工作的设备用房。

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消防控制室内设备的布置应符合下列要求

①设备面盘前的操作距离：

单列布置时不应小于1.5m；双列布置时不应小于2m；

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3m；

③设备面盘后的维修距离不宜小于1m；

④设备面盘的排列长度大于4m时，其两端应设置宽度不小于1m的通道；

⑤集中火灾报警控制器（火灾报警控制器）安装在墙上时，其底边距地高度直为1.3-1.5m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。

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5．消防控制室的控制功能

《火灾自动报警系统设计规范》（GB50ll6—98）规定：

消防控制室的控制设备应符合下列基本要求：

①自动控制消防设备的启、停，并显示其工作状态。

②手动直接控制消防水泵、防烟排烟风机的启、停。

由工作人员直接控制水泵和风机的启、停；为保证启、停安全可靠，其控制线路应单独敷设，不宜与报警模块挂在同一个回路上。

③可显示火灾报警、故障报警的部位。

④应显示被保护建筑的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图或模拟图。

⑤可显示系统供电电源的工作状态。

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火灾确认后，应及时向着火区发出火灾警报并通过广播指挥人员的疏散。

为了避免人为的紧张，造成混乱而影响疏散，第一次警报和广播后，要根据火灾蔓延情况和需要进行疏散。

在设计和操作火灾警报装置与火灾应急广播时注意下列问题：

（1）火灾警报器的鸣响与火灾应急广播应交替进行；

（2）火灾警报器的鸣响与火灾应急广播应统一在消防控制室由值班主管发出指令；

（3）值班人员应按疏散顺序和规定程序进行操作，规范对控制程度作出了以下明确规定：

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①二层及二层以上的楼房发生火灾，应先接通着火层及相邻的上、下层；

②首层发生火灾，应先接通本层、二层及地下各层

③地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层；

④在含有多个防火分区的单层建筑中，应先接通着火的防火分区及其相邻的防火分区。

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消防控制室应设置消防通信设备并符合下列规范要求；

（1）消防控制室与消防泵房、主变配电室、通风排烟机房、电梯机房、区域报警控制器（或楼层显示器）及固定灭火系统操作装置处应设固定对讲电话。

（2）启泵按钮、报警按钮处宜设置可与消防控制室对讲的电话塞孔。

（3）消防控制室内应设置可向当地公安消防部门直接报警的外线电话。

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在火灾确认后，切断有关部位的非消防电源，并接通火灾事故应急照明和疏散标志灯。

切断非消防电源的方式和时间很重要，一般切断电源时按着火楼层或防火分区的范围逐个进行，以减少因断电带来的不良后果；

切断方式以人工居多，也可按程序自动切断；

切断时间应考虑安全疏散，同时不能影响扑救，一般在消防队到场后进行。

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自动报警系统autoalarmsystem

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自动喷水系统sprinklersystem

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消火栓系统firehydrantsystem

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气体灭火系统gasextinguishsysytem

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防排烟系统pretectandletsmoke

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消防通信系统Telecomandbroadcastsystem

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消防联动控制柜和消防联动控制台可由火灾报警控制部分、消防对讲控制部分、消防联动控制部分、CRT显示部分等组成，集火灾报警、消防联动、紧急广播通迅于一身，广泛用于消防控制中心系统，为大型工程的设计、使用、维护提供了方便。

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实验二要点

1控制器中各类卡的名称与作用．

２防火阀的工作原理．

３摸块的种类及作用．

４卷帘门的工作原理．

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水系统

自动喷水系统

消火栓系统

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二、消火栓系统及其联动控制

1.消火栓系统firehydrantsystem

发生火灾后，楼内灭火的水源来自消火栓系统，该系统在消防泵房内设两台互为备用的消防泵，消防泵采用减压起动方式，可在泵房、中央控制室、各层消火栓按钮三处控制。

当火警发生时，击碎防护玻璃按动消火栓按钮，自动起动消防泵，在模拟盘上对应指示灯亮，水枪喷射出加压水柱进行灭火。

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2.水泵联动控制firepumplinkagecontrol

室内消防栓系统水泵起动方式的选择与建筑的规模和给

水系统有关，以确保安全。

消防泵联动控制原理框图所示。

接收到火灾报警信号后，集中报警控制器联动控制消防

泵起动，也可手动控制其起动。

同时，水位信号反馈回

控制器，作为下一步控制操作的依据之一。

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1．室内消火栓系统的控制、显示功能

按照规范规定，消防控制室对室内消火栓系统应有下列控制、显示功能：

①控制消防水泵的启、停；

②显示启泵按钮的位置；

③显示消防水泵的工作、故障状态。

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2．智能建筑中消防泵的控制方式

智能建筑或高层建筑火灾监控系统中，消防泵有两种系统工作方式。

（1）当室内消火栓灭火系统与自动喷水灭火系统都有各自专用的供水水泵和配水管网时，消防泵一般都采用一工一备（一台工作，一台备用）工作方式。

（2）当室内消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统各自有专用的配水管网，但供水水泵却共用时，消防泵一般采用多工一备（多台工作，一台备用）工作方式。

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3．消防泵电气控制实现

消防泵电气控制主要是指火灾发生时对消火栓灭火系统所属消防水泵（恒压泵、加压泵等）的控制。

AN----室内消火栓中的消防按钮

XK----各个消火栓内被喷水枪压住的限位开关

信号灯XD点亮，指示何处消火栓已开始工作。

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AN是室内消火栓中的消防按钮，各保护区域（楼层）消防按钮一般串联相接，构成“或”逻辑条件去启动消防泵，即只要建筑物内任意一个区域出现火灾，驱动消防按钮就可使消防泵启动。

XK是各个消火栓内被喷水枪压住的限位开关，拿起水枪，XK限位开关闭合，使安装在消防中心控制屏上的信号灯XD点亮，指示何处消火栓已开始工作。

当建筑超过一定高度时，消火栓灭火系统将采用分区给水的方式，如高、中、低三区。

每个供水区都应按上述要求设置独立的消火栓给水系统。

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消防泵电气控制过程是：

主开关XK置于自动位置时，消防泵执行自动控制启动；正常时，消火栓内按钮nAN（n=1，2，…）常开接点均闭合，1ZJ得电，且时间继电器1SJ同时得电，经延时后常开接点1SJ才闭合，故继电器2ZJ不会动作，于是接触器1Q失电，消防泵不启动；当某区域发生火灾时，例如，消防按钮1AN弹出，1ZJ失电，1ZJ常闭接点闭合，2ZJ得电并自锁，2ZJ常开触点接通1Q，故消防泵启动，这时拿起水枪，则2XK限位开关接通，于是消防中心控制屏上信号灯2XD点亮。

待火灾扑灭后，按下消防中心控制屏上总停止按钮TTA，于是消防泵停转。

当主开关XK置于手动位置时，消防泵执行手动控制启停，这时只要按动启动按钮QA就可启动，而按下TA则消防泵停止工作。

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一、消火栓给水系统的分类

消火栓给水系统的分类：

二、消火栓给水系统的组成

室外消火栓给水系统

消火栓给水系统

室内消火栓给水系统

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（二）室外消火栓

（一）水源

地表水

闸阀

地下水

栓体

（三）室内消火栓箱

室内消火栓箱内设置水枪、水龙带、消火栓、消防软管卷盘、消防水泵按钮等设备，如图3－2所示。

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1．水枪

水枪是主要的灭火工具，常用铝制造。

室内消火栓水枪均为直流式水枪，水枪一端口径为13mm、16mm、19mm，另一端口径为50mm、65mm等。

水枪的作用在于产生灭火所需要的充实水柱。

2．水龙带

水龙带为麻织或衬胶的输水软管，室内水龙带采用村胶的较多。

水龙带常用口径为50mm、65mm，长度一般为15rn、20m、25m三种。

3．消火栓

消火栓是具有内扣式接口的球形阀式龙头，一端与消防管相连，另一端与水龙带相连，直径亦为50mm、65mm两种：

射流量小于4L／S的采用50mm，射流量大于4L／s的采用65mm。

消火栓、水龙带、水枪之间均采用内扣式快速接口连接，在同一建筑物内应采用同一规格的消火栓、水龙带、水枪，以便于维护保养和替换使用。

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4．消防软管卷盘

消防软管卷盘由胶管和φ6直流开关水枪组成，胶管常用口径为φ16、φ19、φ25，长度一般为16m、20m、25m三种，水枪常用口径为φ6、φ7、φ8。

消防软管卷盘是非职业消防人员扑灭初期火灾的有力武器。

由于直流开关的水枪口径小，流量小，所以水枪的反作用力小，使用起来比较方便，未经过专业训练的人员都可以操作。

5．消防水泵按钮

发生火警后，消防人员敷设好水龙带，接上消火栓和水枪，要求打开消火栓就要有一定压力的水。

如果城市水源的压力、流量均满足要求，则可直接使用；若不满足要求，则必须启动水泵。

水经过加压后，才能满足扑灭火灾的要求，故必须设置消防水泵按钮。

启动水泵的按钮必须在每个消火栓箱内或在其附近设置。

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三、消火栓系统用水量的确定因素

建筑室内消防用水量，根据建筑物的高度、火灾危险性、用途、重要性、可燃物的多少以及发生火灾后火灾蔓延的可能性等情况来确定，并参照火场对不同类型建筑灭火用水量的实际资料，既要符合安全要求，又要考虑到经济条件的许可，方能确定不同类型建筑物的消防用水量。

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四、室外消火栓的布置

室外消火栓是消防车取水的接口装置。

室外消火栓应沿道路布置，并宜靠近十字路口；当道路宽度超过60m时，宜在道路两边设消火栓；消火栓的布置间距不应超过120m，距路边不应超过2m，距建筑物外墙不宜小于5m；消火栓的保护半径不应超过150m。

五、室内消火栓的布置

室内消火栓的布置必须保证水枪充实水柱能够喷射到建筑物内的任何角落且使消火栓系统的立管数量最少。

室内消火栓应分布在建筑物的各层中，且应布置在明显和易于取用的地方。

它一般布置在楼梯间附近、走廊内、大厅及出入口等处。

消火栓栓口中心安装高度距地面1.1m。

在多层建筑物内，室内消火栓间距不大于50m；在高层建筑物内，其间距不大于30m。

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Lf------为消火栓布置间距

Rf------为消火栓保护半径

bf------为消火栓最大保护宽度

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（二）民用建筑室内消火栓布置

在民用建筑中，由于平面的分隔较多，水龙带往往不能以直线距离敷设到着火点，为了保证水枪的充实水柱能够达到建筑物的任何角落，就必须以水龙带的实际长度转折布置，如图3－4中虚线所示。

水龙带实际敷设长度为水龙带折减后长度。

需注意的是，水枪应能进入每一个房间的门内，且充实水柱能达到建筑物的任何角落，此时若充实水柱仍不能满足要求，则需在附近增设消火栓或在此房间内增设专用的消火栓。

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消防水泵接合器系列

用途：

该接合器是根据“高层建筑防火规范”为高层建筑配套的消防设施。

通常与建筑物内的自动喷水灭火系统或消火栓等消防设备的供水系统相连接。

当发生火灾时，消防车的水泵可迅速方便地通过该接合器的接口与建筑物内的消防设备相连接，并送水加压，从而使室内的消防设备得到充足的压力水源，用以扑灭不同楼层的火灾，有效地解决了建筑物发生火灾后，消防车灭火困难或因室内的消防设备因得不到充足的压力水源无法灭火的情况。

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室内消火栓使用与维修

1.发生火灾时：

（1）打开箱门，紧急时可将玻璃门击碎。

（2）按下消防按钮盒上的按钮，即选动消防水泵，同时消防按钮盒上的确讯灯亮。

（3）取出水枪和水带，将水带一头接在消火栓接口上，另一头接上水枪，然后打开消火栓阀门即可灭火。

2.灭火后：

（1）关闭消火栓阀门。

（2）将消防按钮盒恢复原状。

（3）全面检修消火栓箱内各部件是否完好。

（4）凉干消防水带。

（5）把各器材擦拭干净并放回栓箱内的相应位置。

3.维护保养

（1）栓箱内应经常保持清洁、整齐、干燥。

（2）卷盘轴应定期加油润滑。

（3）管道各联接处应保证无渗漏。

（4）箱内各部件应完好无损，保持应有的性能。

（5）每半年应进行一次全面检修和试验。

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室内消火栓安装要求：

1.暗装及半明装栓箱，要求在墙上的预留洞口尺寸比箱体尺寸大。

2.箱体外壁与墙体部分进行防腐处理。

〔涂沥青漆或热沥青〕

3.安装时先在墙洞将箱体四角固定，再用防潮物质空隙垫实。

4.消火栓与外管连接，应符合管道施工验收要求。

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二、自动喷水灭火系统

1、自动喷水灭火系统的控制、显示功能

自动喷水灭火系统以及水喷雾灭火系统在消防控制室的消防控制设备上应有下列控制显示功能：

①控制系统的启、停；

②显示消防水泵的工作、故障状态；

③显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。

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2、自动喷水灭火系统在智能建筑和高层建筑中得到广泛的应用，是目前国内外广泛采用的一种固定式消防灭火设备。

自动喷水灭火系统的灭火成功率，据欧美国家的统计数据，高达96%以上。

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1.喷头

（1）易熔元件闭式喷头

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（2）玻璃球喷头

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2.报警阀组

（1）湿式报警阀

当管网中即使只有一个喷头喷水，破坏了阀门上下的静止平衡压力，也必须立刻开启，任何延迟就会耽误警报的发出.

采用逆止阀的型式，只允许水流向管网，不允许流回水源:

一则防止随着供水水源压力波动而启闭，虚放警报；

二则管网内水质因长期不流动而腐化变质，如让它流向水源将产生污染影响

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主阀瓣因水源压力波动而稍有开启时，它所附带的导阀因受到弹簧的控制仍能不离开阀座从而避免误发警报的优点，但当有一个喷头启动喷水时，在0.1MPa的压力下，将有80L／min的流量喷放，即使在小至0.05MPa的压力下，亦将有56L／min的喷放量，这时报警阀的主阀瓣必将被水源压力所迫离开阀座，以致超过导阀弹簧的弹性长度，因而水将流入水力警铃的管道而发出警报

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（2）延迟器

来自警铃阀的水流如属水锤或水源水压波动所造成，在进入延迟后，暂时由它容纳，一般情况下像这样的波动，水流在没有灌满延迟器以前即停止流入，因此不去推动警铃的轮机而自行排掉；但如属喷头放水，报警阀阀瓣将持续开启，延迟器在不不断有水流进入的情况下，由于排水孔直径小，只有一小股水排出，大股水将去推动水轮机，使水力警铃发出警报，如有压力开关与之联接，亦将转换成电信号报警，并启动消防加压泵。

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（3）水力警铃

当喷水系统喷水时，即使只有一个喷头动作，湿式报警阀即行开启，水流立即通过管道进入水力警铃的水轮机室，推动水轮，旋转击铃轴摔锤击铃，发出在3m远处不低于80dB的连续不断的击铃声。

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（4）压力开关

当湿式报警阀阀瓣开启后，其中一部分压力水流通过报警管进入安装于水力警铃前的压力开关的阀体内，开关膜片受压后，触点闭合，发出电信号并输入报警控制箱，从而启动消防泵。

报警管路上如装有延迟器，则压力开关应装在延迟器之后。

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3.水流指示器

水流指示器是一种把水的流动转换成电信号报警的部件，它的电气开关可以导通电警铃报警。

在建筑物的每一层或每个防火分区的干管始端安装一个水流指示器。

按安装基座

按叶片的形状

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4.信号阀

为了让消防控制室及时了解系统中阀门的关闭情况，每一层和每个分区的水流指示器前安装一个信号阀。

信号阀由闸阀或蝶阀与行程开关组成，当阀门打开3／4时，才有信号输出表明此阀门打开；当阀门关上1／4时，就有信号输出表明此阀门关闭。

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5.末端试水装置

为了检测每一个报警阀控制范围内系统的性能，每个报警间组的供水最不利处，应设末端试水装置；在其他防火分区、每个楼层的供水最不利处，应设直径为DN25试水阀。

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系统的工作过程是：

发生火灾时，水喷头的温度元件达到额定温度，水喷头动作，系统支管的水流动，水流指示器动作，湿式报警阀动作，这三个部件的动作信号均送消防控制室。

随后，消防水泵启动，启泵信号送消防控制室，且水力警铃报警。

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火灾发生时，高温火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感温元件动作，喷水灭火。

此时管网中的水由静止变为流动，则水流指示器就会动作送出电信号至消防控制中心。

随着喷头喷出水量的增大造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压。

这种压力差达到一定值时，原来处于关闭状态的阀片就自动开启，此时，压力水通过湿式报警阀，流向干管和配水流，连续不断地向喷头供水，此外，根据水流指示器、压力开关的信号，或消防水箱的水位信号，控制器能够自动启动消防水泵向管道加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。

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充水式自动喷水灭火系统中喷淋泵的联动控制逻辑过程：

水流信号和闸阀关闭动作信号送人系统后，喷淋泵控制器（屏）产生手动或自动信号直接控制喷洒泵，同时接收返回的水位信号，监测喷洒泵工作状态，实现集中联动控制。

一工一备喷淋泵组电机主回路及控制回路的电气控制实现方式类似于消火栓系统中消防泵情况

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自动喷水灭火系统采用三台泵时：

两台为压力泵，一台为恒压泵（或称补压泵）。

恒压泵：

功率很小，在l～2kw左右，其作用是使消防管网中水压保持在一定范围内，此时自动喷水灭火系统管网不得与自来水或高位水池相连，高位消防用水来自消防储水池。

当管网中的水由于渗漏压力降低到90%Pe（额定压力值）时，恒压泵出水管所接的压力开关（压力继电器）动作，其接点信号经电气控制箱控制恒压泵启动补压；当达到100%Pe（额定压力值）后，所接压力开关断开恒压泵控制回路，使恒压泵停止运行。

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两台压力泵一般采用一工一备，每台压力泵出水管中都接有压力开关，包括恒压泵：

恒压泵：

压力开关的动作压力调整在最高数值—90%Pe

主压力泵：

压力开关的动作压力调整在较高数值—85%Pe

副压力泵：

压力开关的动作压力调整在最低数值–-80%Pe

工作过程：

平时管网内水压由恒压泵维持，但火灾发生后，由于水

喷头炸裂喷水，管网压力下降严重，虽然有恒压泵启动也无济于事，压力还是迅速下降，降到一定数值时，控制主泵的压力开关动作，主泵启动补充消防用水。

如果火势大，喷头炸裂多，喷水多，虽然主泵启动，管网压力还是继续下降，当降至另一数值时，控制副泵的压力开关动作，副泵启动，三台泵同时向管网补充消防用水，以满足喷头喷水的需要。

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消防水系统泵的组合．

湿式喷淋系统的内容与工作原理．

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（二）干式自动喷水灭火系统

干式系统是由湿式系统发展而来的，平时管网内充满压缩空气或氮气，因此适用于环境温度低于4℃或高于70℃的场所,动作要比湿式系统慢约50％

干式系统的基本组成包括水源、加压设施、稳压设施、压力气源、报警装置、管网及闭式喷头等部分

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1.喷头

（1）干式下垂型喷头

喷头动作时，套筒向下移动，钢球由喷口喷出，水就能喷出来了

（2）直立型喷头

采用直立型喷头时，不存在积水问题

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2.干式报警阀组

（1）干式报警阀

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（2）加速器

在容积较大的干式系统的报警阀上，应安装有加速器，以缩短火灾发生后报警阀的开启时间，提高灭火效果。

位置：

干式报警上部充气管网和差动阀板的中间室之间

工作过程:

火灾喷头开启管网内空气压力下降加速器动作压缩空气从充气管网进入差动阀的中间室上阀板的上下两侧压力不相等下阀板的下部水流以8倍于上侧压缩空气的压力举起阀板报警器迅速开启喷头出水灭火。

这一过程在喷头开启后，只需要几秒钟即可完成，而如果不设加速器，依据系统大小的不同，这一过程往往需要几分钟。

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（3）排气器----另一种快速排气装置

分隔膜下移—答开通往中间室的通道，使差动阀迅速打开

分隔膜上移----打开通往排气口的通道，使管网迅速排气，排放量约为15个喷头的排放量

中间室

管网

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（4）空压机

干式自动喷水灭火系统要求管网内保持一定的空气压力

3.其他系统组件

压力开关、水力警铃、水流指示器、信号阀、末端试水装置同湿式自动喷水灭火系统

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（五）雨淋喷水灭火系统

1.雨淋喷水灭火系统的特点

开式----开式喷头

所有喷头一起喷水，形似下雨降水

管道平时为空管

两路不同的探测信号自动开启雨淋阀

2.雨淋喷水灭火系统的组成

火灾探测传动控制系统

带有雨淋阀高大空间建筑的开式自动喷水灭火系统

3.适用场所

不适宜使用湿式自动喷水灭火系统的场所

高大空间建筑

无迟延

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1.雨淋阀

5.开式喷头

17.传动管注水阀

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（1）开式喷头

开式喷头是指不带热敏元件的喷头。

实际