某办公楼火灾自动报警系统课程设计Word文档下载推荐.doc
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4.2.3火灾探测器的布置 12
4.3手动火灾报警按钮的设置 14
4.4消防联动控制系统设计 14
4.4.1概述 14
4.4.2消防控制设备的功能 14
4.4.3消防联动控制系统设计 15
第6章致谢 20
参考文献 21
南京工业大学本科生课程设计
第1章概述
火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统（CBS）的重要组成部分。
智能建筑中的火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要适应智能建筑的特点，合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理。
火灾自动报警系统一般分三种形式设计：
区域火灾自动报警系统，集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。
就智能建筑的基本特点，控制中心报警系统是最适用的方式。
智能建筑中中火灾自动报警系统的设计要点是：
根据被保护对象发生火灾时燃烧的特点确定火灾类型；
根据所需防护面积部位；
按照火灾探测器的总数和其他报警装置（如手报）数量确定火灾报警控制器的总容量；
按划分的报警区域设置区域报警控制器；
根据消防设备确定联动控制方式；
按防火灭火要求确定报警和联动的逻辑关系；
最后还要考虑火灾自动报警系统与智能建筑“3AS”（建设设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统）的适应性。
火灾自动报警及消防联动系统，作为智能建筑中的一个重要子系统，其重要性是众所周知的。
要在智能建筑中创造一个安全舒适的环境，消防安全是其中的一个重要的方面。
火灾自动报警及消防联动系统，作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。
火灾自动报警系统是人们为了早期发现火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设施，是人类同火灾作斗争的有力工具。
第2章火灾自动报警系统简介
2.1概述
火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。
2.1.1火灾自动报警系统的发展
火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的发展目前可分为三个阶段：
（1）多线制开关量式火灾探测报警系统。
这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，它基本上已处于被淘汰状态。
（2）总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。
这是第二代产品，尤其式二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。
（3）模拟量传输式智能火灾报警系统。
这是第三代产品。
目前我国已经开始从传统的开关量式火灾探测报警技术，跨入具有先进水平的模拟量式智能火灾探测报警技术的新阶段，它的系统的误报率降低到最低限度，并大幅度地提高了报警的准确度和可靠性。
目前火灾自动报警系统有智能型、全总线型以及综合型等，这些系统不分区域报警系统或集中报警系统，可达到对整个火灾自动报警系统进行监视。
但是在目前的实际工程当中传统型的区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统仍得到较为广泛的应用。
2.1.2火灾自动报警系统的工作原理
火灾自动报警系统的工作原理如下图所示。
安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。
当发生火灾时候，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。
同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。
各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。
图2-1火灾自动报警系统工作原理图
2.2火灾自动报警系统的设置
随着新产品的不断出现，火灾自动报警系统也由传统型向现代火灾自动报警发展。
在诸多的产品中以区域报警和集中报警控制器的应用最为广泛，本工程设置的区域报警系统。
2.2.1区域报警控制系统
区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。
当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。
有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。
区域报警控制器的设置应该符合以下的规定：
（1）一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应该超过3台；
（2）当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时，应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域；
（3）区域报警控制器安装在墙上时，其底边距地的高度不应小于1.5m。
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；
（4）区域报警控制系统宜设在有人值班的房间或宾馆每层服务台。
2.2.2集中报警控制系统
集中报警控制系统是有电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。
它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。
集中报警控制器的设置应该满足以下规定：
（1）系统中应设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器；
（2）集中报警控制器的容量不宜小于保护范围内探测区域总数；
（3）集中报警控制器距墙不应小于1m，正面的操作距离不应小于2m；
（4）区域报警控制器的设置应符合上述区域报警控制系统的有关要求。
第3章区域报警控制系统设计
3.1系统的组成
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，或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统。
3.2火灾探测器
在火灾初起阶段，总会产生少量烟雾、高温、火光及可燃性气体。
利用各种不同的敏感元件探测到上述四种火灾参数，并转变成电信号的传感器成为火灾探测器。
火灾探测器是火灾自动报警系统的传感部分，是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是火灾自动报警系统的“感觉器官”。
它能对火灾参数（如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号，或向控制和指示设备发出现场火灾状态信号的装置。
火灾探测器是系统中的关键元件，它的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标会受到诸多因素的影响，因此火灾探测器的选择和布置应该严格按照规范进行。
3.2.1火灾探测器的分类
目前火灾探测器的种类很多，按照不同的方式有不同的分类方法。
1、根据监测的火灾特性不同，火灾探测器通常可分为五类：
即感烟式火灾探测器、感温式火灾探测器、感光式火灾探测器、可燃气体式火灾探测器和复合式火灾探测器，每一类型又按其工作原理分为若干种型式。
2、根据感应元件的结构不同分类
（1）点型火灾探测器：
对警戒范围中某一点周围的火灾参数作出响应。
（2）线型火灾探测器：
对警戒范围中某一线路周围的火灾参数作出响应。
3、根据操作后能否复位分类
（1）可复位火灾探测器：
在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。
根据复位的方式不同，又可分为以下三种：
①自动复位火灾探测器：
能自动地恢复到监视状态。
②遥控复位火灾探测器：
通过遥控操作能恢复到监视状态。
③手动复位火灾探测器：
通过手动调节能恢复到监视状态。
（2）不可复位火灾探测器：
在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，需调换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。
根据其维修保养时是否可拆卸，可分为以下两种：
①可拆式火灾探测器；
②不可拆式火灾探测器。
3.2.2点型火灾探测器的选择
火灾探测器的选择，应符合下列要求：
（1）对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器；
（2）对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；
（3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器；
（4）对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器；
（5）对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。
房间高度（m）
感烟探测器
感温探测器
一级
二级
三级
12<
h20
不适合
8<
h12
适合
6<
h8
4<
h6
h4
表3-1对于不同的房间高度，点型火灾探测器的选择
下列场所宜选择点型感烟探测器：
（1）饭店、旅馆、教学楼、办公楼的厅堂、卧室、办公室等；
（2）电子计算机房、通讯机房、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）有电气火灾危险的场所。
符合下列条件之一的场所，宜选择感温探测器：
（1）相对湿度经常大于95%；
（2）无烟火灾；
（3）有大量粉尘；
（4）在正常情况下有烟和蒸汽滞留；
（5）厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等；
（6）吸烟室等；
（7）其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。
符合下列条件之一的场所，宜选择火焰探测器：
（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）需要对火焰做出快速反应。
3.2.3点型火灾探测器的设置数量和布置
1、探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器。
2、感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径应该满足下表的规定。
火灾探测器的种类
地面面积S（m2）
房间高度h（m）
一只探测器的保护面积A和保护半径R
房间坡度θ
θ≤15°
15°
＜θ<
30°
θ＞30°
A（m2）
R（m）
S≤80
h≤12
80
6.7
7.2
8.0
S＞80
6＜h≤12
100
120
9.9
h≤6
60
5.8
9.0
S≤30
h≤8
30
4.4
4.9
5.5
S＞30
20
3.6
40
6.3
表3—2感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
3、一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
（式3-1）
式中：
N—一个探测区域所需设置的探测器数量（只），N1（取整数）；
S—一个探测区域的面积（m2）；
A—一个探测器的保护面积；
K—修正系数，重点保护建筑K取0.7～0.9，普通保护建筑K取1.0。
4、在宽度小于3m以内的走廊顶棚上设置探测器时宜居中布置。
感温探测器的安装间距L不应超过10m，感烟探测器的安装间距L不应超过15m，探测器至端墙的距离不应大于探测器间距的1/2。
5、探测器至墙壁、梁的水平距离不应小于0.5m，并且探测器的周围0.5m内不应有遮挡物。
6、房间被书架、隔断、设备等分隔且至顶棚或梁的距离小于房间净高5％时，则每个被格开的部分至少安装一只探测器。
7、探测器宜水平安装，如必须倾斜安装时，倾斜角不应大于45。
；
当屋顶坡度θ大于45。
时，应加木台或类似方法安装探测器。
3.3手动火灾报警按钮
3.3.1概述
火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。
各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而在防火分区疏散通道、楼梯口等处设置的手动火灾报警按钮是手动触发装置，它应具有应急情况下，人工手动通报火警的功能。
3.3.2手动火灾报警按钮的设置
每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。
从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。
手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。
手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。
当安装在墙上时,其底边距地高度宜为1.3~1.5m，且应有明显的标志。
手动火灾报警按钮宜与集中报警器连接，且应单独占用一个部位号。
因为集中控制器设在消防室内，能更快采取措施，所以当没有集中报警器时，它才接入区域报警器，但应单独占用一个部位号。
3.4区域火灾报警控制器
3.4.1概述
区域火灾报警控制器直接与火灾探测器相连，其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，是组成自动报警系统的最常用的设备之一。
3.4.2区域火灾报警控制器的工作原理
区域火灾报警控制器由输入回路、光报警单元、声报警单元、自动监控单元、手动检查试验单元、输出回路和稳压电源、备用电源等电路组成。
输入回路接收各火灾探测器送来的火灾报警信号或故障报警信号，由声光报警单元发出火灾报警的声、光信号及显示火灾发生部位，并通过输出回路控制有关消防设备，当与集中报警器配合使用时，向集中报警控制器传送报警信号。
自动监控单元起着监控各类故障的作用。
利用手动检查试验单元，可以检查整个火灾报警系统是否处于正常工作状态。
3.4.3区域火灾报警控制器的功能
区域火灾报警控制器的功能一般为：
报警，并进行记忆；
故障自动检测；
备有直流备用电源，能在交流电源断电后确保24h内报警器的正常工作。
区域火灾报警控制器的主要功能：
（1）供电功能：
供给火灾探测器稳定的工作电源，一般为DC24V，以保证火灾探测器能稳定可靠地工作。
（2）火警记忆功能：
接收火灾探测器探测到火灾参数后发来的火警报警信号，迅速准确地进行转换处理，以声、光形式报警，指示火灾发生的具体部位。
（3）消声后再声响功能：
在接受某一回路火灾探测器发来的火灾报警信号，发出声光报警信号后，可通过火灾报警控制器上的消声按钮人为消声。
如果火灾报警控制器此时又接收到其他回路火灾探测器发来的火灾报警信号时，它仍能产生声光报警，以及时引起值班人员的注意。
（4）控制输出功能：
具有一对以上的输出控制接点，供火警时切断空调通风设备的电源，关闭防火门或起动消防施救设备，以阻止火灾进一步蔓延。
（5）监视传输线断线功能：
监控连接火灾探测器的传输导线，一旦发生断线情况，立即以区别于火警的声光形式发出故障报警信号，并指示故障发生的具体部位，以便及时维修。
（6）主要电源自动切换功能：
火灾报警控制器使用的主电源是交流220V市电，其直流备用电源一般为镍镉电池或铅酸免维护电池。
当市电停电或出现故障时，能自动转换到备用电源上工作。
当备用直流电源电压偏低时，能及时发出电源故障报警。
（7）熔丝烧断报警：
火灾报警控制器中任何一根熔丝烧断时，能及时以各种形式发出故障报警。
（8）火警优先功能：
火灾报警控制器接收到火灾报警信号时，能自动切除原先可能存在的其他故障报警信号，只进行火灾报警，以免引起值班人员的混淆。
当火情排除后，人工将火灾报警控制器复位后，若故障仍存在，将再次发出故障报警信号。
（9）手动检查功能：
自动火灾报警系统对火警和各类故障均进行自动监控。
但平时该系统处于监视状态，在无火警、无故障时，使用人员无法知道这些自动监视功能是否完好，所以在火灾报警控制器上都设置了手动检查试验装置，可随时或定期检查系统各部分、各环节的电路和元器件是否完好无损，系统各种监控功能是否正常，以保证火灾自动报警系统处于正常工作状态。
手动检查试验后，能自动或手动复位。
第4章火灾自动报警系统设计程序
4.1防火分区和报警区域的划分
4.1.1防火分区的划分
根据《建筑设计防火规范》规定，民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积应符合下表的规定。
耐火等级
最多允许层数
防火分区的最大
允许建筑面积（m2）
备注
一、二级
按本规范规定
2500
1、体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽；
2、托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所不应超过3层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。
5层
1200
1、托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年人建筑和医院、疗养院的住院部分不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内；
2、商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层。
四级
2层
600
学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。
地下、半地下建筑（室）
500
表4-1民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积
注：
建筑内设置自动灭火系统时，该防火分区的最大允许建筑面积可按本表的规定增加1.0倍。
局部设置时，增加面积可按该局部面积的1.0倍计算。
4.1.2探测区域和报警区域的划分
火灾自动报警系统的保护对象形式多样，功能各异，规模不等。
为了便于早期探测、早期报警，方便日常的维护管理，在安装的火灾自动报警系统中，人们一般都将其保护空间划分为若干个报警区域。
每个报警区域又划分了若干个探测区域。
这样这可以在火灾时，能够迅速、准确地确定着火部位，便于有关人员采取有效措施。
1、探测区域的划分
探测区域的划分应符合下列规定：
（1）探测区域应按独立房（套）间划分。
一个探测区域的面积不宜超过500m2；
从主要人口能看清其内部，而且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域；
（2）红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m，缆式感温火灾探测器的探测区域不宜超过200m；
空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20~100m之间。
符合下列条件之一的二级保护对象，可将几个房间划为一个探测区域：
（1）相邻房间不超过5间，总面积不超过400m2，并在门口设有灯光显示装置；
（2）相邻房间不超过10间，总面积不超过1000m2，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。
下列场所应分别单独划分探测区域：
（1）敞开或封闭楼梯间；
（2）防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室；
（3）走道、坡道、管道井、电缆隧道；
（4）建筑物闷顶、夹层。
2、报警区域的划分
根据《火灾自动报警系统设计规范》的规定，报警区域宜由一个防火分区或同楼层的几个相邻的几个组成，所以把每层分别单独作为一个报警区域，满足火灾自动报警系统设计规范的规定。
4.2火灾探测器的选择和布置
4.2.1概述
纵观火灾探测器的发展历史,火灾报警探测器已由“开关量报警方式”过渡到“模拟量报警方式”。
所谓“开关量报警方式”是指火灾报警探测器在其内部电路设计过程中,人为地赋予它一个固定的报警阀值。
这一类火灾自动报警系统所接收的报警信号中只存在“有火警”和“无火警”两种状态。
当探测器在探测区域内受到诸如潮湿、粉尘、温度及元件参数变化等非火灾因素影响时,系统可能会发生误报现象。
“模拟量报警方式”与“开关量报警方式”的根本区别在于:
模拟量火灾探测器内部电路不存在报警阀值,探测器将烟雾浓度或环境温度等报警因素转换成为具有一定值的数据信号,即“模拟量信号”,这个模拟量信号随着报警因素的变化而变化。
火灾报警控制器循环往复地接收这个模拟量信号,并由其内部的单片计算机进行相应的数据处理,计算机程序自动地为每个探测器设定一个初始值和两个阀值——“预火警值”、“火灾报警值”。
在火灾发生时,探测区域内烟雾浓度急剧增加,由探测器发回的模拟量信号也将迅速增强,当其数值达到且超过预火警值时,火灾报警控制器将发出“预火警”信号。
如果烟雾浓度不再继续上升,则停止预火警报警,“预火警”信号消失;
若烟雾浓度仍继续上升,并达到火灾报警浓度,则火灾报警控制器立即发出火灾报警信号和一系列灭火联动指令。
由此可见,模拟量火灾自动报警系统能够对其所接收到的模拟量信号进行判别和分析,从而提高了系统的稳定性和可靠性,降低了误报率。
4.2.2火灾探测器的选择
在火灾自动报警系统设计过程中选择设备的可靠性与误报率是设备选型时不得不考虑的因素。
在满足性能价格比高的前提下，要求尽可高的系统可靠性和尽可能低的误报率是我们设计者所追求的共同目标。
从追求卓越的理想角度出发，选用最先进设备产品；
但从节省投资的现实角度出发，选用较佳的设备，但是不能放松和降低对于系统可靠性和误报率基本要求。
目前大量使用的离子感烟探测器对各种明火烟雾检测效果较好,对阴燃烟雾也能检测,但易受探测环境影响,误报率较高；
由于使用了放射源,易对环境造成污染。
光电感烟探测器是利用红外光散射的原理来进行烟雾浓度的探测,对环境不存在污染问题,对阴燃火烟雾的探测性能明显优于离子探测器。
4.2.3火灾探测器的布置
《火灾自动报警系统设计规范》的规定：
1、探测区域内的每个房间按照面积的大小设置火灾探测器的数量，至少保证每个房间设置一只火灾探测器。
2、感烟探测器、感温探测器的实际安装间距，根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，满足探测器安装间距的极限曲线D1～D11（含D9'
）所规定的范围。
如图4.1探测器安装间距的极限曲线所示。
图4—1探测器安装间距的极限曲线
A—探测器的保护面积（m2）；
a、b—探测器的安装间距（m）；
D1～D11（含D9）—在不同保护面积A和保护半径R下确定探测器安装间距a、b的极限曲线；
Y、Z—极限曲线的端点（在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。
3、每个探测区域内应该设置的探测器数量，具体根据下式计算：
N—一个探测区域所需设置的探测器数量（只），N1（取整数）；
S—一个探测区域的面积（m2）；
A—一个探测器的保护面积（m）；
K—修正系数，重点保护建筑K取0.7～0.9，普通保护建筑K取1.0。
在本次设计过程中取0.8。
4、在走廊内设置的探测器居中布置。
感烟探测器的安装距离在15m以
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