（1）实验原理(限1000字以内)

本实验的实验原理和知识点覆盖《建筑灭火设施》、《火场排烟技术》、《电气防火及火灾监控》等多门本科生课程。

① 火灾自动报警系统工作原理

火灾自动报警系统可以探测早期火灾、报警、联动控制消防设备启动并接收反馈信号。当建筑发生火灾时，火灾探测器检测到火灾发生，向火灾报警控制器报警，火灾报警控制器联动启动声光警报器和消防应急广播等受控消防设备，提示人员及时进行疏散。

② 湿式自动喷水灭火系统工作原理

湿式自动喷水灭火系统是扑救建筑物初期火灾的灭火设施。当建筑物着火，火源周围环境温度上升，火焰或高温气流使闭式喷头破裂洒水灭火，同时湿式报警阀打开，压力水进入报警信号管路，促使压力开关闭合，联动启动喷淋泵向系统供水，达到持续喷水灭火的目的。另外，高位消防水箱出水干管上的流量开关和系统管网压力开关也可以直接启动喷淋泵。

③ 室内消火栓系统工作原理

室内消火栓系统可供火灾现场人员和消防救援人员用来扑救建筑物火灾。当建筑物着火，现场人员按下消火栓按钮报警，打开消火栓，使用水带、水枪（或消防水喉）进行射水灭火，消火栓系统出水干管低压压力开关、高位消防水箱出水干管的流量开关等的动作信号直接联动启动消火栓泵向系统供水。

④ 前室机械加压送风系统工作原理

前室机械加压送风系统是向前室内送入足够新鲜空气，使其维持高于建筑物其他部位的压力，从而防止着火区域的烟气进入前室。建筑起火时，起火部位所在防火分区的火灾探测器报警，火灾报警控制器接收到报警信号，发出控制信号，开启相应前室送风口，送风机启动。

⑤ 机械排烟系统工作原理

机械排烟系统，可以排除着火建筑物内的有毒烟气，改善缺氧环境，为火灾现场人员逃生、安全疏散创造有利条件。当建筑起火，起火部位所在防烟分区的感烟火灾探测器报警，火灾报警控制器接收到报警信号，发出启动相应排烟口的控制信号，排烟口的启动信号联动启动排烟风机，起到排烟的目的。

 

知识点：共15个，如图3.2所示。

① 火灾自动报警系统工作过程

② 火灾自动报警系统状态检查

③ 火灾自动报警系统功能测试

④ 湿式自动喷水灭火系统工作过程

⑤ 湿式自动喷水灭火系统状态检查

⑥ 湿式自动喷水灭火系统功能测试

⑦ 室内消火栓系统工作过程

⑧ 室内消火栓系统状态检查

⑨ 室内消火栓系统功能测试

⑩ 前室机械加压送风系统工作过程

⑪ 前室机械加压送风系统状态检查

⑫ 前室机械加压送风系统功能测试

⑬ 机械排烟系统工作过程

⑭ 机械排烟系统状态检查

⑮ 机械排烟系统功能测试

图3.2  知识点结构图

 

（2）核心要素仿真设计（对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述，限500字以内）

本实验的核心要素为：消防设施工作过程、消防设施状态检查、系统功能测试。各要素仿真度如下：

①消防设施工作过程虚拟仿真

该要素再现建筑物起火后消防设施工作过程，学生可多次观察各系统组件在火灾发生后的动作顺序和状态变化，也能直观观察水流、烟气流动以及电气信号传输。

因系统管路、电气线路均敷设在建筑墙体或吊顶内，水流、烟气和信号传输不可视，该部分仿真可为学生呈现全过程。

图3.3  部分消防设施工作过程图

②消防设施状态检查虚拟仿真

该要素模拟系统准工作状态下消防设施完好性检查过程。系统可随机设定组件状态，学生进行状态检查，并将检查结果记录。

该部分仿真提升了学生将系统工作原理、国家技术标准等应用于设施完好性检查的实践能力，实现“虚实结合”。

图3.4  部分系统状态检查图

③系统功能测试虚拟仿真

该要素再现消防设施功能测试过程，学生在建筑内自主漫游，找到需操作组件，并逐一确认相关设备状态（如喷淋泵启动、排烟口开启等），测试完成，将系统恢复到准工作状态。

该部分仿真不仅缓解了消防设施反复操作易损坏、维修成本高、周期长等难题，又为学生提供操作测试的真实场景，使其尽快掌握系统功能测试方法，拉近实验教学与工程实践的距离。

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图3.5  部分系统功能测试图