毕业设计智能建筑火灾防控系统设计.docx
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毕业设计智能建筑火灾防控系统设计
摘要
随着我国建筑（IB）业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而出现了智能建筑。
智能建筑指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。
智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。
该论文设计了某智能建筑高级居民住宅的火灾防控系统，主要是消防系统的感应机构，即探测器、警报器等报警系统，和其执行机构，即自动水喷淋与室内消火栓灭火系统、防火卷帘门等灭火系统和各种联动控制。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本论文设计的内容包括火灾自动报警系统、消防通信系统、安全疏散和防排烟系统以及联动控制系统等。
关键词火灾自动报警联动控制喷淋泵
Abstract
Alongwithourcountrybuilding（IB）ofindustrydevelopment,highbuildingandconstructiongroupismoreandmore,thusappearedtheintelligentbuilding.Intelligentbuildingtothroughthewillofthebuildingstructure,equipment,servicesandmanagementaccordingtotheneedsoftheusersforoptimumcombination,thustoprovideuserswithahighefficiency,comfortable,convenienthumanarchitectureenvironment.Intelligentbuildingswithmodernscienceandtechnologyisacompletecollectionofthewell-knownproduct.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
Thispaperdesignedaintelligentconstructionseniorresidentialfirepreventionandcontrolsystem,firecontrolsystemismainlyinducedinstitutions,namelydetectors,alarmandalarmsystem,anditsexecutivemechanism,andthatistobeautomaticwatersprayandindoorfirehydrantextinguishingsystem,fireextinguishingsystemandallkindsofdoorsandlinkagecontrol.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
Thispaperdesigncontentincludingautomaticfirealarmsystem,firecontrolcommunicationsystem,safeevacuationandsmokecontrolsystemandlinkagecontrolsystem,etc.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
Keywordsautomaticfirealarm,linkagecontrol,spraypump彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
1绪论
1.1选题的目的意义
随着城市建设的飞速发展，城市内高层和地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，楼宇建筑火灾也已成为威胁人们生命和财产安全的最直接、最严重的灾害之一。
因为各种类型的建筑物是人们生活和生产活动的主。
要场所，也是财产高度集中的场所，而保证建筑物内人员和财产的安全是设计建筑物时应当考虑的重要问题，研究楼宇火灾监控是火灾防治的主要方面之一。
所以在现代建筑内建立一个先进的、行之有效的火灾防控体系是非常重要的。
莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
通过这次设计在遵循智能建筑基本原则的情况下，应用所学知识完成控制系统元器件的选择、控制器的参数整定、设计论文的文件编制及绘制相关的电路图等任务麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
1.2国内外研究综述
从智能建筑火灾防控联动系统本身的发展历程来看，目前可以将其划分为三代系统产品。
第一代为全模拟量的火灾防控联动系统，即工程上所指的（N+1）总线制系统；第二代为地址编码式的消防报警控制系统；第三代为既有自动巡检功能的智能化火灾防控系统。
随着智能建筑在全国大中城市的逐渐兴起,对于其安防功能提出了更高的要求。
智能建筑采用大跨度框架式建筑结构,综合布线系统为联系纽带,配置建筑设备、办公、通信自动化等系统。
火灾监控系统作为智能建筑中设备自动化系统的一个子系统,是智能建筑防火安全体系的核心与消防系统集成的关键。
納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。
随着智能建筑的不断涌现，围绕智能建筑各方面的技术发展非常迅速，从最初有一些分立元件构成的火灾自动报警系统到现如今的总线制火灾自动报警系统，我国也正在加紧制定有关智能建筑方面的规范标准。
風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。
在国外，逐渐兴起的无线传感器已经开始上市，这为智能建筑的自动化控制又增添了一个新的亮点；而且，远地监控技术也开始应用于楼宇自动化中，也将成为智能建筑火灾防控系统的一项重要成果。
灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
有效监测建筑火灾、控制火灾、迅速扑灭火灾，保障人民生命和财产的安全、保障国民经济建设，是建筑消防的任务。
建筑火灾防控系统就是为完成上述任务而建立的一套完整、有效的体系，该体系在建筑物内部，按国家有关规范设置的必需的火灾自动报警及消防联动系统、建筑灭火系统、防烟排烟系等建筑消防设施。
铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
1.3内容简介
高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性一套完整的火灾自动报警系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在，本设计主要由下面几个部分组成：
1）火灾自动报警系统该大楼的自动报警系统由火灾探测器、区域显示器和集中报警器组成。
在一层设置消防控制中心并在每层设区域显示器。
2）消防通讯系统火灾事故广播与公共广播结合使用。
事故广播功放设置一主一备两台，并且功率满足要求。
采用总线制设备，每路设控制模块,每个控制模块可控制40个3w的扬声器。
消防专用电话独立设置消防通讯网络系统。
在消防控制室、各值班室、主要出入口处，设置消防专用电话。
消防专用电话距地1.5m，并能和市119火警电话线接通。
3）安全疏散和防排烟系统火灾发生时由烟感器感知，并在防灾中心显示所在分区。
以手动操作为原则将排烟口开启，排烟风机与排烟口的操作连锁启动，人员开始散。
火势扩大后，排烟风道中的阀门在温度达到280℃时关闭，停止排烟，这时，火灾层的人员全部疏散完毕。
4）联动控制系统攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
消防泵、喷洒泵启动，防烟和排烟风机启动、切除非消防电源、电梯迫降、防火卷帘的下降逻辑编制，任何确认火灾信号均联动消防设施动作。
在系统设计上，自动确认，用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后确定。
确认火灾后，切除非消防电源和电梯迫降；火灾报警后应停止空调送风，关闭电动防火阀，启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收反馈信号。
趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
1.4所采用的研究方法和手段
本设计为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，以及确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归底层，对重要设备能在控制室手动控制。
夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
2火灾自动报警系统
2.1防火类别及等级的确定
该大厦为一综合性的住楼建筑，高度为64m，地下一层为设备用房，停车库和车房，地上一至三层为商业用房，四到十五层为普通住宅，每层高4m，每层建筑面积为2526㎡。
依据《高层民用建筑防火设计规范》故划分为一类建筑，确定为一级保护对象。
视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
2.2该大楼火灾自动报警系统结构选型
2.2.1系统设计
本系统采用JB-R21-SG（1020/2x系统）联动型火灾报警控制器，集火灾报警与联动控制于一体，通过在每层设置感烟、感温探测器、手动报警按钮（带电话插孔）及消火栓按钮达到火灾报警的目的，然后通过设置在每层的消防广播扬声器通报火灾情况，并通过疏散指示灯和应急照明灯指示人员疏散，同时通过联动控制设备关断非消防电源使电梯迫降，并且根据火情起动有关的排烟设备和灭火设备，达到灭火的目的。
本设计的报警设备主要有：
感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮、消火栓按钮（带电话插孔）、警铃等；警报装置主要有：
消防广播、警铃；排烟送风装置主要有：
排烟防火阀、加压送风机；灭火装置主要是：
自动喷水灭火系统。
偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
2.2.2该大楼结构选型
根据建筑物防火等级的不同，其自动报警系统采用不同的结构形式，一般来说报警系统有如下三种类型。
①区域报警系统这种形式的系统适用于建筑规模小、保护对象仅为某一区域或某一局部范围的场所，系统所具有独立处理火灾事故的能力，报警区域内最多不得超过两台区域火灾报警控制器。
緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
②集中报警系统集中报警系统适于高层的宾馆、写字楼及群体建筑等。
③控制中心报警系统控制中心报警系统由设置在消防控制室的消防联动控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器、火灾探测器、火灾警报装置等组成的功能复杂的火灾自动报警系统。
建筑规模大，需要集中管理的多个智能楼宇，应采用控制中心报警系统，该系统能显示各消防控制室的状态信号，并负责总体灭火的联络与调度。
騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
本大楼采用控制中心报警系统，考虑到楼层较多，探测区域较多，故采用此系统，用分散控制然后集中控制方式。
在消防控制室内设置集中火灾报警控制器。
控制中心报警系统的组成如图2-1所示：
疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。
……
图2—1控制中心报警系统原理镞锊过润启婭澗骆讕瀘。
2.3报警区域及探测区域的划分
2.3.1探测区域划分规定
1）探测区域划分的一般规定规定
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500㎡；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000㎡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长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100m之间。
榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。
2）将几个房间划为一个探测区域的特殊规定
①相邻房间不超过5间，总面积不超过400㎡，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1000㎡，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。
邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。
3）必须分别单独划分探测区域的规定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。
嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。
2.3.2该综合大楼的探测区域的划分
探测区域的划分如图2—2所示。
图2—2探测区域的划分
报警区域分1-16层划分，地下车库由于空间大，划分两个防火分区。
探测区域的划分按独立房间划分，一个探测区域的面积不超过500㎡，从主要入口能看清内部，且面积不超过1000㎡的房间，也划分为一个探测区域，另外楼梯间，电梯前室，走道，电梯井等都要作为独立的探测区域。
在划分防火分区时应该满足表2—1的规定。
高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过下表的规定。
该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。
表2—1每个防火分区的允许最大建筑面积
建筑类别
每个防火分区建筑面积（㎡）
一类建筑
1000
二类建筑
1500
地下室
500
2.4火灾探测器的选择与设置
2.4.1火灾探测器的设置要求
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，选用感烟探头；
②对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合；③对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的，选用火焰探头；劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。
④对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟实验，根据实验选用适宜的探头；⑤在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表2-2的规定。
臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。
表2—2点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
房间高度（m）
感烟探测器
感温探测器
一级
二级
三级
12﹤h≦20
不适合
不适合
不适合
不适合
8﹤h≦12
适合
不适合
不适合
不适合
6﹤h≦8
适合
适合
不适合
不适合
4﹤h≦6
适合
适合
适合
不适合
h≦4
适合
适合
适合
适合
2.4.2火灾探测器的布置
《火灾自动报警系统设计规范》的规定，我对该大楼的火灾探测器进行如下布置：
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。
2.4.3火灾探测器的数量计算
根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选择探测器的型号不同，保护面积和保护半径也不同，应按表2-3确定。
鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。
表2—3感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
火灾探测器的种类
地面
面积
S（㎡）
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
㎡
R
m
A
㎡
R
m
A
㎡
R
m
感烟探测器
S≤80
h≤12
80
6.7
80
7.2
80
8.0
S＞80
6＜h≤12
80
6.7
100
8.0
120
9.9
h≤6
60
5.3
80
7.2
100
9.0
感温探测器
S≤30
h≤8
30
4.4
30
4.9
30
5.5
S＞30
h≤8
20
3.6
30
4.9
40
6.3
一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
（式2—1）
式中：
N—一个探测区域所需设置的探测器数量（只），N≥1（取整数）；S—一个探测区域的面积（㎡）；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。
在本设计过程中取0.9。
穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。
在本中设计中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，具体计算布置如下：
例如，一层：
房间①S1=45.0㎡,选用感烟探测器。
根据建筑的重要性选择K＝0.9
根据公式:
只
由于N取整数，所以选1只可以保护整个房间。
房间②S2=15.0㎡,由于S2=15.0㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间③S3=36.0㎡,由于S3=36.0㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间④⑤⑥⑦⑧S4＝22.5㎡，由于S4=22.5㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间⑨S9=101.5㎡，重要性选择K＝0.9。
根据公式:
，为了布置的需要取2只。
二层：
房间①S1=45.0㎡，由于S1=45.0㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间②③S2=22.25.㎡,由于S2=22.25㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间④⑤⑥⑦⑧S4＝90.0㎡，建筑的重要性选择K＝0.9
根据公式:
，为了布置的需要取2只。
房间⑨S9=37.5㎡,由于S9=37.5㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
三到十五层：
房间①②③④S1=56.25㎡，所以设置一只探测器。
房间⑤S5=22.25㎡﹤A＝80㎡，所以设置一只探测器。
房间⑥⑦⑧⑨S6=101.5㎡，建筑的重要性选择K＝0.9
根据公式:
，为了布置的需要取2只。
在四、六、八、十、十二、十四、十六层的楼梯间和电缆竖井分别设置一只火灾探测器。
每层走廊内：
So=180㎡
根据公式:
，为了布置的需要取3只。
本大楼共设JTY－GD－FI6101智能点型光电感烟火灾探测器473个，JTW-ZD-FT6103智能点型定温感温探测器80个。
隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。
2.5手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置
在每个防火分区应设置两个手动火灾报警按钮。
手动火灾报警按钮及消火栓按钮设置在楼梯口处、走廊至疏散方向大厅、展厅等公共场所的明显部位，其安装高度为1.4m。
从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手报、消火栓的步行距离为25m。
浹繢腻叢着駕骠構砀湊。
2.6区域显示器的布置
在每一楼层的走道或电梯前室,主要的通道出入口处设置区域显示盘。
用来显示来自报警器的火警及故障信息，监视各防火分区或楼层的情况。
鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。
2.7水流指示器的布置
水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管网时，水流指示器能发出信号，显示水的流动情况。
通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上，当喷头开启时，向消防中控制室指示喷头所在的位置分区，有时也可以设在水箱的出水管上，一旦系统开启，水箱中的水被动用，水流指示器可以发出信号通知消防中控室或直接启动水泵供水灭火。
在系统中，安装在每一层的消防管网的进水口处。
惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。
3消防通讯系统
在高层建筑物中，尤其是高层宾馆、饭店、办公楼、综合楼、医院等，一般人员都比较集中，发生火灾时影响面很大，现场非常混乱。
为了便于发生火灾时统一指挥疏散，控制中心报警系统应设置火灾应急广播。
贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。
3.1消防广播系统
3.1.1火灾应急广播扬声器的设计布置计算
根据海湾公司的产品：
XD-FT6404吸顶式音箱将定压120V音频信号转变为声音播放出去，具有3W功率规格，主要性能指标详见产品选型。
嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。
计算过程如下:
扬声器的最大输出声压等级Lomax：
（式3—1）
其中Lo为特性灵敏度（取90dB），P为最大输出功率；
某一点的输出声压级LR：
（式3—2）
R-声波辐射球面半径:
R=10（Lomax-LR）/20（式3—3）薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。
保护面积:
（式3—4）
在综合楼平面中，层高为4米，采用吸顶式安装，故安装高度为4米，设计中选择收听点处的最小允许声压等级为75dB，且收听点的高度为1米，下面计算扬声器的保护面积Sr和保护半径R。
齡践砚语蜗铸转絹攤濼。
由R=10（Lomax-LR）/20得：
R=10（94.8-75）/20=9.8m
保护半径：
保护面积：
所以一只扬声器的保护面积为174㎡，保护半径为9.33m下面计算各房间扬声器的个数以二层大堂上空为例：
绅薮疮颧訝标販繯轅赛。
大堂的面积：
S=24×34.7=832.8㎡扬声器的个数：
n=832.7/174=4.78≈5（只）饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。
本大楼共设XD-FT6404消防广播扬声器128个。
本次设计中每层设XD-FT6404扬声器地下层6个，一、二层9个，其他各层为8个，每只音箱的功率为3W。
采用XD-FT6404系列总线式火灾事故广播系统：
由XD-FT6408广播录放盘、XD-FT6504消防广播功放盘、XD-FT6484消防广播分配盘、XD-FT6464广播控制模块及XD-FT6434扬声器组成。
XD-FT6404系列总线式火灾事故广播系统是通过专用的广播控制总线及总线上的广播控制模块来启动各个广播回路。
当火警发生的时候，由设置在消防控制中心的火灾事故广播系统对火灾现场及相关场所实施紧急广播。
通过XD-FT6404广播分配盘可实现手动启动某一路或多路消防广播。
系统的构成如图3—1所示。
烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。
图3—1XD-FT6404广播系统构成示意图
3.1.2火灾应急广播接通顺序控制
图3—2为应急广播连锁控制线路，其中01Y、1Y～3Y为地下层和地上1～3层的扬声器；B为用户匹配器，连接扬声器和分路广播控制盘；01J、1J～4J为地下层和地上1～4层继电器常开触点；Ski为各层的手动开关，它们构成分路广播控制盘。
本电路能够实现火灾时，自动或手动开启着火层及上下相邻层扬声器的控制过程，例如，当二层着火时，外控触点2J闭合，1，2和3层的扬声器被接通，进行火灾事故广播。
通理，当1层着火时，外控触点1J闭合，1、2和地下层的扬声器被接通，进行火灾事故广播。
另外，通过手动开关SK，可以在正常或火灾时手动打开本层广播。
鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。
图3—2应急广播连锁控制线路
3.1.3火灾应急广播扬声器的设置
消防广播系统一般由音源（如录放机卡座、CD机等）、播音话筒、功率放大器、音箱（分壁挂和吸顶两种）、多线制广播分配盘、广播模块等组成。
常见的消防广播系统分为多线制和总线制两种。
撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。
本次设计广播系统采用100V定压输出。
广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。
系统须设置紧急广播功放，根据《高层民用建筑设计防火规范（2001版）》要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍。
踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。
本住楼消防广播与背景音乐广播相结合，按层分区，地下层和一层为一个分区，顶层和16层为一个分区，其它每层为一个分区，火灾时利用海湾公司的8305控制（强行切至消防广播），火灾发生时，按本层及上、下层进行广播。
采用总线制消防广播系统如图3-2所示。
婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。
图3—2总线制消防广播系统的组成
3.2消防专用电话系统
消防专用电话系统的设置是十分必要的，它对能否及时报警、消防指挥系统是否畅通起关键的作用。
消防专用电话系统一般由消防电话主机、消防电话插座、消防电话分机、消防电话编码模块组成。
譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。
3.2.1消防专用电话设计要求
1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。
2）应设置消防专用电话分机的部位：
①消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房；②灭火控制系统操作装置处或控制室。
俦聹执償閏号燴鈿膽賾。
3）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。
电话塞孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5m。
4）特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔。
缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。
3.2.2消防专用电话的布置
在本工程中，在消防控制室、
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