建筑公共安全课程设计说明书.docx

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建筑公共安全课程设计说明书

山东建筑大学

课程设计说明书

题目：

消防火灾自动报警及联动系统

课程：

建筑公共安全技术课程设计

院（部）：

信息与电气工程学院

专业：

电子信息工程

班级：

电信091

学生姓名：

学号：

指导教师：

完成日期：

2012年6月

一、摘要1

二、工程概况及设计依据2

2.1工程概况2

2.2设计依据2

三、火灾自动报警系统设计3

3.1系统保护对象的分级3

3.2火灾自动报警系统的选择4

3.3火灾探测器4

3.4手动火灾报警按钮8

3.5火灾报警控制器的选择10

四、消防控制室及消防联动装置的设计10

4.1消防控制室10

4.2消防广播设备10

4.3消防电话11

4.4应急照明灯和疏散指示标志12

五、消防专用电源及系统布线13

5.1消防专用电源13

5.2系统布线13

总结致谢14

参考文献15

附图1七层火灾自动报警系统平面布置图

附图2七层火灾自动报警系统图

一、摘要

随着城市现代化进程的不断发展,各种高层建筑如雨后春笋不断涌现，高层建筑层出不穷，虽然高层建筑档次较之先前的建筑档次提高了，功能复杂了，但是相对来说它的火灾隐患也大大增加了。

高层建筑的特点是建筑物高、电力负荷大、人员密集，一旦发生火灾后果不堪设想。

因此我国在消防自动报警系统上提出了较之以前更严格的要求。

为了及时发现和通报火灾，减少火灾带来的损失，自动报警系统就成了高层建筑必不可少的设施[1]。

我国火灾自动报警系统起步较晚，随着我国与外国先进技术的合资生产、技术合作我国火灾自动报警技术慢慢成熟了起来，一些技术已经赶上国际先进水平。

我国火灾自动报警系统正逐步朝着自动监控系统、安全防范系统、网络智能化集成系统发展。

现在我国常用的火灾报警系统有总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统、模拟量传输式智能火灾报警系统、多功能智能火灾自动报警系统和空气采样烟感技术与VSD系统。

关键词：

消防自动报警系统、高层建筑、火灾报警系统

二、工程概况及设计依据

2.1工程概况

此次课程设计的内容主要为该工程的消防火灾自动报警及联动系统平面图设计和楼层系统图设计（第七层）。

设计了自动报警灭火系统并配置了建筑灭火器。

本工程电源采用中性点直接接地的低压网络（220/380V）系统，电力电缆埋地进户。

2.2设计依据

1）《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2008

2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006

3）《建筑防火设计手册》2007版

4）《消防燃烧学》

5）《民用建筑电气设计规范》JGJT16-2008

6）《供配电系统设计规范》GB50052-2009

7）《消防安全标志》GB13495-1992

三、火灾自动报警系统设计

3.1系统保护对象的分级

表1火灾自动报警系统保护对象分级

等级

保护对象

特级

建筑高度超过100m的高层民用建筑

一级

建筑高度不超过100m的高层民用建筑

一类建筑

建筑高度不超过24m的民用建筑及建筑高度超过24m的单层公共建筑

1.200床及以上的病房楼，每层建筑面积1000m2及以上的门诊楼；

2.每层建筑面积超过3000m2的百货楼、商场、展览楼、高级旅馆、财贸金融楼、电信楼、高级办公楼；

3.藏书超过100万册的图书馆、书库；

4.超过3000座位的体育馆；

5.重要的科研楼、资料档案楼；

6.省级（含计划单列市）的邮政楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾只会调度楼；

7.重点文物保护场所；

8.大型以上的影剧院、会堂、礼堂

工业建筑

1.甲、乙类生产厂房

2.甲、乙类物品库房

3.占地面积或总建筑面积超过1000m2的丙类物品库房；

4.总建筑面积超过1000m2的地下丙、丁类生产车间及物品库房

地下民用建筑

1.地下铁道车站

2.地下电影院、礼堂；

3.使用面积超过1000m2的地下商场、医院、旅馆、展览厅及其他商业或公共活动场所；

4.重要的实验室、图书、资料、档案库

二级

建筑高度不超过100m的高层民用建筑

二类建筑

建筑高度不超过24m的民用建筑及建筑高度超过24m的单层公共建筑

1.设有空气调节系统的或每层建筑面积超过2000m2、但不超过3000m2的商业楼、财贸金融楼、电信楼、展览楼、旅馆、办公室、车站、海河客运站、航空港等公共建筑及其他商业或公共活动场所；

2.市、县级的邮政楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼；

3.中型以下的影剧院；

4.高级住宅；

5.图书馆、书库、档案楼

工业建筑

1.丙类生产厂房；

2.建筑面积大于50m2，但不超过1000m2的丙类物品库房；

3.总建筑面积大于50m2，但不超过1000m2的丙、丁类生产车间及地下物品库房

地下民用建筑

1.长度超过500m的城市隧道；2.使用面积不超过1000m2的地下商场、医院、旅馆、展览厅及其他商业或公共活动场所

火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级、二级和三级，并宜符合表1的规定[1]。

由上表1可知，本工程属于二类多层建筑，火灾自动报警系统保护对象为二级。

3.2火灾自动报警系统的选择

火灾自动报警系统分为：

区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。

其中区域报警系统一般适用于二级、三级保护对象的建筑，集中报警系统一般适用于一级二级保护对象的建筑，控制中心报警系统主要适用在特级一级保护对象的建筑，而本建筑属于二类建筑所以选用区域报警系统[1]。

区域报警系统设计时应符合以下几种：

（1）在一个区域系统中，宜选用一台通用报警控制器，最多不超过两台。

（2）区域报警控制器应设在有人值班的房间。

（3）该系统比较小，只能设备功能简单的联动控制设备。

（4）当该系统警戒多个楼层时，应在每个楼层的楼梯口和消防电梯前室等明显部位设置识别报警楼层的灯光显示装置。

（5）当区域报警控制室安装在墙上时，其底边距地面或楼板的高度为1.3~1.5m，靠近门轴的侧面距离不小于0.5m，正面操作距离不小于1.2m。

3.3火灾探测器

3.31火灾探测器类型的选择

1）火灾探测器选择的总要求[1]：

a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。

b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。

c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。

d对火灾初期可能产生一氧化碳气体且需要早期探测的场所，宜选择一氧化碳火灾探测器。

2）不同的场所对探测器的要求应符合下列表所示[2]：

表2高层民用建筑及其有关部位火灾探测器类型选择表

项目

设置场所

火灾探测器的类型

差温式

差定温式

定温式

感烟式

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

剧场、电影院、礼堂、会场、百货公司、商场、旅馆、饭店、集体宿舍、公寓、住宅、医院、图书馆、博物馆

△

○

△

○

△

○

厨房、锅炉房、开水间、消毒室等

△

○

进行干燥烘干的场所

△

○

有可能产生大量蒸汽的场所

△

○

发电机室、立体停车场、飞机库等

○

△

○

电视演播室、电影放映室

△

○

发生火灾时，温度变化缓慢的小间

○

△

○

楼梯及通道

△

○

走道及通道

△

○

电缆竖井、管道井

△

○

电子计算机房、通讯机房

△

○

书库、地下仓库

△

○

△

○

吸烟室、小会议室

○

注：

①○表示适于使用；②△表示根据安装场所等状况，限于能够有效地探测火灾发生的场所使用；③×表示不适合使用。

表3常用探测器的分类比较

探测器型号

性能特点

适用范围

备注

感烟探测器

点型离子感烟探测器

灵敏度高，历史悠久，技术成熟，性能稳定，对阻燃火的反应最灵敏

宾馆客房、办公楼、图书馆、影剧院、邮政大楼等公共场所

点型光电感烟探测器

灵敏度高，对湿热气流扰动大的场所适应性好

同上

易受电磁干扰，散射光型黑烟不灵敏

红外光束[激光]线型

感烟探测器

探测范围大，可靠性、环境适应性好

会展中心、演播大厅、大会堂、体育馆、影剧院等无遮挡大空间。

易受红外、紫外光干扰；探测视线易被遮挡

续表3

探测器型号

性能特点

适用范围

备注

感温探测器

点型感温探测器

性能稳定，可靠性环境适应性好

厨房、锅炉间、地下车库、吸烟室等

造价较高，安装维护不便

缆式线型感温探测器

同上

电气电缆井、变配电装置、各种带式传送机构等

造价较高，安装维护不便

火烟探测器

对明火反应迅速，探测范围宽广

各种燃油机房，油料储藏库等火灾时有强烈火焰和少量烟热场所

易受阳光和其它光源干扰；探测被遮挡，镜头易被污染

复合探测器

综合探测火灾时的烟雾温度信号，探测准确，可靠性高

装有联动装置系统等单一探测器不能确认火灾的场所

价格贵，成本高

3）不同房间高度对探测器的选择应符合下列要求：

表4对不同高度的房间点型火灾探测器的选择

房间高度h

（m）

感烟探测器

感温探测器

火焰

探测器

A2、B、C、D、E、F、G

12﹤h≤20

不适合

适合

8﹤h≤12

适合

不适合

适合

6﹤h≤8

适合

不适合

适合

h≤6

适合

本工程建筑负一层高2.55m，一层高3.9m，二至八层高3.6m，九层4.5m，十层2.6m。

根据探测器选型要求该办公楼选用JTW-BCD-2103A点型智能差定温探测器。

其主要技术指标：

表5JTW-BCD-2103A点型智能差定温探测器性能指标

技术指标

指标大小

工作电压：

DC24V；

静态监控电流，报警电流

静态监控电流＜240µA，报警电流≤1.5mA；

内部配置

内含八位微处理器（带A/D转换）和储存器；

报警灯

带红色LED闪光报警灯；

软件地址编码

二总线制；

响应时间

符合GB4715-93中4.2款的规定；

灵敏度

可设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级；

保护面积：

层高小于8米，40平方米；

使用环境：

温度-10℃~45℃，相对湿度≤85%；

颜色：

象牙白。

3.3.2探测器数量计算

探测区内的每个房间至少设一个火灾探测器。

一个探测区域内所需探测器数量，按公式（3-1）计算：

（3-1）

式中，N为一个探测区内所需设置探测器的数量（只），N取整数；S为一个探测区域的面积，㎡；A为一个探测器的保护面积，㎡；K为修正系数，重点保护的建筑区0.7~0.9，非重点保护的建筑区1.0[3]。

该建筑修正系数取0.8。

常用的感烟、感温探测器的保护面积及保护半径见表6。

按表6确定探测器设置数量。

表6感烟、感温探测器的保护面积及保护半径

火灾探测器种类

地面面积

/m2

房屋高度

探测器的保护面积和保护半径

屋顶坡度θ

θ≤15￮

15￮≤θ≤30￮

θ＞30￮

A/m2

R/m

A/m2

R/m

A/m2

R/m

感烟探测器

S≤80

h≤12

6.7

7.2

8.0

S＞80

6＜h≤12

6.7

100

8.0

120

9.9

h≤6

5.8

7.0

100

9.0

感温探测器

S≤30

h≤8

4.4

4.9

5.5

S＞30

h≤8

3.6

4.9

6.3

3.3.3火灾探测器的安装

火灾探测器的安装应符合下列要求：

（1）探测区域的每个房间至少应设置一只火灾探测器。

（2）在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时，宜居中布置。

感温探测器的安装间距不应超过10m；感烟探测器的安装间距不应超过15m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。

（3）探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。

（4）探测器周围0.5m内，不应有遮挡物。

（5）房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，每个被隔开的部分至少应安装一只探测器。

（6）探测器宜水平安装。

当倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。

（7）在电梯井、升降机井设置探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上。

3.4手动火灾报警按钮

火灾探测器能自动输出火灾报警信号，但是也不能取代手动火灾报警按钮的功能。

手动火灾报警按钮能够在紧急情况下有人控制发出火灾报警信号。

按照《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—98）的要求，报警区域的每个保护区域，至少都应设置一个手动火灾报警按钮，并保证该从该保护区域的任意一点到手动报警按钮的步行距离小于30米，并应安装在明显、易操作的地方，离地面1.3~1.5m[6]。

手动报警按钮型号选用J-SAP-M-02，其主要技术指标如下：

表11手动报警按钮型号选用J-SAP-M-02技术指标

技术参数

技术参数大小

操作方式

人工手动压下玻璃片报警操作方式（可恢复）；

工作电压：

DC24V；

静态监控电流，报警电流

静态监控电流＜240µA，报警电流5mA；

地址码

二总线制，由二进制拨码开关设置地址码；

电话插孔种类

有不带和带电话插孔两种；

火警确认灯：

高亮度红色发光二极管；

使用环境：

温度-10℃~50℃，相对湿度≤85%；

颜色：

红色。

3.5火灾报警控制器的选择

3.5.1火灾报警控制器的设置

火灾报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，在接到报警信号后会启动相应消防设备。

《火灾自动报警系统设计规范》规定“任一台火灾报警控制器（含联动型控制器）的容量即所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的地址总数不应超过3200点，每一总线回路连结设备的地址码总数，宜留有一定的余量，且不超过200点。

”

该办公楼可选择一台JB-QBZ-2002/200（~800）火灾报警控制器、10台灯光显示器、一台图形显示装置、一台消防联动控制器。

其技术指标如下：

表12JB-QBZ-2002/200（~800）系列报警控制器技术指标

技术指标

指标大小

电源电压：

交流主电AC220,50HZ±1HZ，直流备电DC24V,10Ah；

功耗：

≤65W；

液晶屏指标：

320*240点阵；

系统容量：

总线回路1~4，每回路200个地址，开关量部分可占地址≤127（其中控制模块可占地址≤64），多线联动6点，可连接火灾显示盘≤21台；

传输距离：

≤1500m；

通讯接口：

RS-232及PS-485串行通讯接口；

使用环境：

温度0℃~45℃，相对湿度≤85%；

联动外控电源配置：

DC24V/4A；

颜色：

浅灰色箱体，蓝灰色面板。

3.5.2火灾显示盘的设置

一个报警区域设置一个区域显示器，共设11个显示器。

在每一层的楼梯口设置一个火灾显示盘，由于每个楼层探测和报警点数不会超过64点，所以选择JB-BG-64这个型号的显示器。

四、消防控制室及消防联动装置的设计

根据防火要求，凡需要考虑防火设施的高层建筑及其他重要工业、民用建筑，都应设消防控制室，负责整座大楼的监测与消防指挥。

该办公楼火灾自动报警系统的消防联动的装置有火灾警报装置、火灾应急广播、消防专用电话、应急照明和疏散指示标志，本设计将会对它们分别进行详细设计。

4.1消防控制室

4.1.1消防控制室设备组成

该办公楼消防控制设备由下列装置组成：

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，火灾应急广播控制装置，火灾报警装置的控制装置，火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置。

4.2消防广播设备

应急广播系统设计指标如下表13：

表13应急广播系统设计指标

名称

设计指标内容

1、声场强度：

声场强度的确定与某环境下的背景噪音密切相关。

根据KLARKTEKNIK提供的各种不同环境下的噪声声强表可知，噪声声强除停车场声场强度较高（55－65dB）外，其它建筑环境一般为25－45dB。

2、声场均匀度：

声压级均匀，变化范围在8dB左右为好。

可懂度：

检测声音清晰度的主观评定指标。

3、扬声器系统的性能指标：

扬声器的频响范围是影响可懂度的重要因素，吸顶扬声器的频响范围在100Hz－14KHz就可以满足要求。

功放的频响范围应优于扬声器的频响范围。

4、功率放大器的配置：

功放的容量按：

P=K∑Pi格式计算。

其中Pi为第I支路扬声器装接容量，K为同时系数。

本系统：

办公区域广播K取0.3，公共区域广播K取0.6。

紧急广播系统：

K取1.0－1.5（广播范围按照最大可能时选取）

5、背景音乐：

背景音乐系统是以听音乐的人意识不到生源的位置为最佳，应具有柔和、清晰的音质作为设计目标。

其设计指标为：

室内声压级均匀，平均声压级＝噪声等级＋（3－5）dB。

频带在100－12000Hz，重放特性比较平直。

6、紧急广播：

紧急广播系统是以听音的人在任何地方都能够听到清晰、准确的声音作为设计目的，其设计指标为：

室内声压级均匀，平均声压级＝88－94dB，频带在100－6000Hz，重放特性比较平直。

根据前面所述噪声级可以确定本设计的平均声压级：

背景音乐声压级＝60－70dB，紧急广播声压级＝88－94dB

4.3消防电话

消防电话系统是一种消防专用、能及时掌握火灾现场情况及进行其它必要的联络的通讯系统。

分为总线制和多线制两种方式。

该工程办公大楼选用多线制消防电话。

JH3061总线式消防电话主机、JH3062总线式电话分机、JH3063总线式编码电话插孔。

每个固定消防电话分机独自占用主机的一路线路，每一层的消防电话插孔都是并联连接的而且他们是占用一路线路。

他们的技术参数见下表：

表14JH3061总线式消防电话主机技术参数

技术参数

参数大小

工作电压：

DC24V

最大电流：

0.5A

频率响应：

300～3400Hz（±3dB）

传输衰耗：

≤5dB

杂音电平：

≤-50dB

线路信号电平：

DTMF方式

发送电平：

-9dB±5.5dB（总线端口）

接收电平：

-4dB~-23dB（总线端口）

工作环境：

温度：

5℃～40℃；相对湿度：

45%～80%

外形尺寸：

482.6×265.9×155（mm）

表15JH3062总线式电话分机技术参数

技术参数

参数大小

工作电源：

DC24V±20%

频率响应：

300～3400Hz

线路信号：

DTMF（双音多频信号）；发送电平：

-10±5.5dB；

接收电平：

0～-27dB

振铃声级：

≥70dB（A）

耗电：

待机状态：

＜15A；工作状态：

＜50Ma

表16JH3063总线式编码电话插孔

技术参数

参数大小

工作电源：

DC24V±20%

频率响应：

300～3400Hz

线路信号：

DTMF（双音多频信号）；发送电平：

-10dB±5.5dB（600欧姆）

耗电：

待机状态：

＜0.1mA；工作状态：

＜80mA（典型值为40mA）

使用条件：

环境温度：

0～40℃；相对湿度：

45%～90%；大气压力：

86～106Kpa；环境噪声：

≤60dB（A）

4.4应急照明灯和疏散指示标志

消防应急照明灯具和疏散指示标志[10]属建筑在投入使用前防火构配件的重要组成部分。

其主要作用是在火灾时正常照明系统不能再提供照明的情况下，为人员安全疏散、特殊岗位坚持工作以及灭火救援行动提供保障，设置的最基本要求是建筑内的人无论处于任何公共部位都可以通过借助一定的照度容易地识别安全出口的位置及规定的疏散路线[11]。

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称《建规》）的相关规定，就消防应急照明灯具和疏散指示标志在建筑中的应用应满足以下要求:

⑴消防应急照明灯具和疏散指示标志的设置范围。

《建规》第11.3.1条规定：

除住宅外的民用建筑、厂房和丙类仓库的下列部位，应设置消防应急照明灯具[5]：

①封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间的前室或合用前室；

②消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其它房间；

③观众厅，建筑面积超过400m²的展览厅、营业厅、多功能厅、餐厅，建筑面积超过200m²的演播室；

④建筑面积超过300m²的地下、半地下建筑或地下室、半地下室中公共活动房间；

⑤公共建筑中的疏散走道。

《建规》第11.3.4条规定：

公共建筑、高层厂房（仓库）及甲乙丙类厂房应沿疏散走道和安全出口、人员密集场所疏散门的正上方设置灯光疏散指示标志。

《建规》第11.3.5条规定：

下列建筑或场所应在其内疏散走道和主要疏散路线的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志：

A.总建筑面积超过8000m²的展览建筑；

B.总建筑面积超过5000m²的地上商店；

C.总建筑面积超过500m²的地下、半地下商店；

D.歌舞娱乐放映游艺场所；

E.座位数超过1500个的电影院、剧院，座位数超过3000个的体育馆、会堂或礼堂。

五、消防专用电源及系统布线

5.1消防专用电源

根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008中3.2.1条符合等级的规定，消防用电属于一旦断电会造成人身伤亡，所以属于一级负荷。

对于一级符合，本工程应做成双电源供电，在市电没有的情况下，用UPS能对设备进行持续30分钟的正常工作。

对于机房报警控制器以及一些重要计算机的供电，由于这些切换毫秒级的设备，而且功率不会太高，因此选用UPS系统作为不间断电源。

根据民用建筑电气设计规范J

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