浅谈建筑弱电设备
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技术人
2012-10-26 11:16
建筑弱电设备是建筑电气设备的重要组成部分。所谓弱电是针对建筑物的动力、照明用强电而言的。一般把动力、照明这样输送能量的电力称为强电，而把以传播信号、进行信息交换为主的电能称为弱电。由于弱电系统的引入，使建筑物的服务功能大大扩展，增强了建筑物内部与外部间的信息传递和交换能力。建筑弱电系统主要包括：火灾自动报警与自动灭火系统、共用天线电视系统、闭路电视系统、电话通信系统、广播音响系统。这里主要介绍火灾自动报警系统和消防设施的电气控制。
一、火灾自动报警系统
火灾自动报警系统用于监视所在现场的火情，当存在火患，冒烟并未起火时或是已经起火但未成灾之前，及早发现并及时通报火灾，以便采取有效措施，使火灾得以控制和扑灭。火灾自动报警系统还往往与自动消防给水装置联动组成火灾自动报警灭火系统。
火灾自动报警及联动控制系统包括各类探测器、手动报警装置、控制器、声光报警及显示装置、驱动执行装置、信号反馈装置以及传输线路等。
利用上述器件或设备，可以构成大小及形式不同的系统，一般分区域系统、集中系统、区域—集中系统、控制中心系统。它们的基本组成是探测器、信号线路、报警控制器和报警装置等几部分。
(一)火灾探测器
火灾探测器是把火灾初期状态的物理和化学参数自动迅速反映出来的装置，是整个报警系统的检测元件。它的工作稳定性、可靠性和灵敏度都直接影响整个消防系统的动作准确度。在火灾的起火过程中，基本都会产生烟、热和光，而火灾自动探测器正是根据所装敏感元件的类型分为感烟式、感温式、感光式三大类。
1、感烟式探测器
当火灾发生时，常伴有大量烟雾产生，利用烟雾敏感检测元件检测井发出报警信号的装置就是感烟式探测器。其敏感元件有离子感烟式和光电感烟式两种。
离子感烟探测器对火灾发生时产生的烟雾极为敏感，具有动作难确、灵敏度高、不受外界光和热的干扰的特点，是目前广泛采用的一种火灾探测器。
火灾探测器是把火灾初期状态的物理和化学参数目动迅速反映出来的装置，是整个报警系统的检测元件。它的工作稳定性、可靠性和灵敏度都直接影响整个消防系统的动作准确度。在火灾的起火过程中，基本都会产生烟、热和光，而火灾自动探测器正是根据所装敏感元件的类型分为感烟式、感温式、感光式三大类。
光电感烟探测器是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播这一特性研制的。它的主要部件是一个电光源(发光二极管)和一个与之相对应的光敏元件，光源发出的光通过透镜聚成光束，照射到光敏元件上，光敏元件将接受到光的能量转换成电信号，经放大电路输出，使整个电路维持正常状态。当光源与光敏元件之间有烟雾存在时，它将使光敏元件接受到的光线减弱，光敏元件便将这一变化转变为电的变化信号，经放大器放大后输出，即可使报警器发出报警信号。
感温式火灾探测器是指利用火灾时周围气温的急剧升高，通过温度敏感元件使探测器动作并发出报警信号的装置，常用的有定温式、差动式、定温差动式几种。
2、光电式火灾探测器
光电式火灾探测器与光电式感烟探测器不同，光电式感烟探测器是集烟式的，必须有烟雾吸人才有作用，是由器件内部所带光源产生作用；而光电式火灾探测器是由火灾时发出的红外线或紫外线作用于探测器的光导电电池或紫外线光电子管，从而发出电信号实现火灾报警的。所以根据光线的不同，光电式火灾探测器分为红外线探测器和紫外线探测器两类。光电式火灾探测器对恒定的红(紫)外线的辐射和一般光源(如白炽灯、荧光灯、太阳光等)不起反应，抗干扰性强。它适用于计算机房、变电所、仓库等处。
以上介绍了几种火灾探测器的工作原理和特点，在实际运用中，哪一种环境下使用何种探测器应根据具体情况来决定。如在经常有烟雾的地方，或者大量尘埃、粉尘和水蒸气的场所，就不应采用感烟探测器，应考虑感温探测器。在使用感温探测器的地方，若火灾发展迅速，温度上升快，但平时温度变化梯度大时应选用定温式探测器。
（二）火灾自动报警装置
火灾自动报警装置是用来接受火灾自动探测器和火灾人工报警设备发出的火灾报警信号的装置。火灾自动报警装置分为区域火灾报警器和集中火灾报警器。区域火灾报警器的作用是将一个防火区的火警信号汇集到一起，进行报警显示，并输出火灾信号给集中报警器。它具有以下功能：发出火灾报警的声、光信号，显示失火的部位号并记忆下来(可由人工复位)，故障自动检测(探测器与报警器之间连接线发生断开，探测器与底座之间接触不良或探测器被取走时发出声、光信号)，自检功能(按下“白检”按钮时电路分组依次向探测器发出模拟火灾信号，对探测器及其他报警电路进行巡回检查，各组的灯亮表示完好，否则与之相应回路有故障)，火警优先功能(当故障与火灾同时发生或先后发生，只要它们不是发生在同一回路，则故障让位于火灾，优先发出火警声、光信号，火警消除后，如故障依然存在则重新进行故障报警)以及自动记录第一次发生火灾的时间的功能。并备有直流电源，能在交流电源断电后确保24h内报警器的正常工作，当与集中报警器配合使用时，区域报警器向集中报警器发出火灾优先信号。
二、消防设施控制
消防联动设施包括：火灾应急照明与疏散指示标志，火灾事故广播、火警电铃和紧急电话，防排烟设施控制，各类灭火装置的控制，消防电梯的控制等。这里主要对各类灭火装置的控制和防排烟设施控制进行简单介绍。
（一）各类灭火装置的控制
灭火系统的控制视灭火方式而定。灭火方式大致分为消火栓灭火、自动喷水灭火、水幕阻火、干粉灭火、气体灭火等。根据上述灭火方式等的要求，建筑电气对灭火系统的动力装置、管道系统及阀门等进行控制。
消火栓灭火是最常见的灭火方式，为使喷水枪在灭火时具有相当的水压，往往需要采用加压设备。加压设备常用的是消防水泵。采用消防水泵时，在每个消火栓内设置消防按钮，常态时按钮被玻璃窗压下。灭火时用小锤敲击按钮的玻璃窗，玻璃被打碎后，按钮不再被压下，即恢复常开状态，从而通过控制电路启动消防水泵。如设有消防控制室且需要辨认为何处的消火栓时，可在消火栓内装有一个限位开关，当喷枪被拿起后限位开关动作，向消防控制室发出信号。
自动喷水灭火设备属于固定式灭火系统，它可以分为湿式和干式两种，两种设备的主要区别为喷水管道是否经常处于充水状态。湿式系统的自动喷水是由玻璃球水喷淋头的动作而完成的，当发生火灾时，装有热敏液体的玻璃球(动作温度为57、79、93Y等)由于内压力的增加而炸裂，此时密封垫脱开，喷出压力水。喷水后由于水压的降低，压力开关动作，将水压信号变为电信号，从而启动喷水水泵保持水压。喷水时水流通过装于主管道分支处的水流开关，其桨片随着水流而动作，接通延时电路，在延时20-30s后发出电信号给消防控制室，以辨认发生火灾区域。
（二）防排烟设施的电气控制
通常人们把火灾的燃烧过程大致分为初起(阴燃)阶段、成长阶段、旺盛阶段和衰退阶段。在整个燃烧过程中，都伴有大量的烟气产生。烟气的组成取决于可燃物的化学成分和燃烧条件，一般以一氧化碳为主，吸人少量此种气体，人类即可能死亡。另外由于烟气对人的视线遮挡，使人们的疏散更加难以辨别方向，尤其当高层建筑内发生火灾时，由于建筑物的“烟囱效应”，使烟气的上升速率极快，如不及时加以排除，会很快地垂直扩散漫延。
基于上述原因，建筑物要采取必要的防排烟措施，主要有以下几种：自然排烟、机械防烟、机械排烟。机械防烟采用机械加压送风系统向要保护的部位输送大量新鲜空气从而形成正压区域，使烟气不能侵入其间，但要注意进风口不受火烟威胁。机械排烟方式采用排烟风机进行强制排烟，它又分为局部排烟和集中排烟两种。
对防排烟系统的电气控制室的防排烟措施，有以下不同内容和要求：消防中心控制室能显示各种电动防排烟设施的运行情况，并能进行联动遥控和当地手控；根据火灾情况打开排烟道上的排烟口，启动排烟风机(有正压送风机时同时启动)，降下有关防烟卷帘及防烟垂壁，打开安全出口的电动门，与此同时关闭有关的防烟阀及防火门，停止有关防烟区内的空调系统；在排烟口、防火卷帘、挡烟垂壁、电动安全出口等执行机构处布置火灾探测器，通常为一个联动执行机构，但大的厅室也可以几个探测器联动一组同类机构；设有正压送风的系统打开送风口，启动送风机。上述排烟系统的电气控制是由联动控制盘(有些也由手动开关)发出指令给防排烟措施的执行机构，然后进行工作并发出动作信号的。以下简单介绍几种防排烟系统的装置及执行机构。
用于排烟风道系统在室内的排烟口或正压送风风道系统的室内送风口。其内部为阀门，可通过感烟信号联动、手动或温度熔断器使之瞬时开启，外部为百叶窗。感烟信号联动是由DC24V，0.3A电磁铁执行，联动信号也可来自消防控制室的联动控制盘。手动操作是就地手动拉绳使阀门开启。温度熔断器可选择动作温度值，待环境温度升高至动作值时熔断器熔断使阀门脱扣而开启。阀门打开后其联动开关接通信号回路，可向控制室返回阀门已开启的信号或联锁控制其他装置。
结论
弱电系统为建筑物提供了更多的安全服务功能，增强了建筑物内部与外部间的信息传递和交换能力。火灾自动报警与自动灭火系统和消防设施的电气控制是建筑物里面最重要的弱电设备。为了保护建筑物的安全，我们对弱电设备要更加了解。