某科研楼火灾报警与消防联动系统的设计.docx
《某科研楼火灾报警与消防联动系统的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某科研楼火灾报警与消防联动系统的设计.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
安徽建筑大学
毕 业 设 计 （论 文）
院（系）电子与信息工程学院
专业建筑电气与智能化
班级10城建建筑电气
（2）班
学生姓名
学号课题某科研楼火灾报警与消防联动系统的设计
指导教师
2014年6月9日
安徽建筑大学毕业设计（论文）
摘 要
随着生产和生活的迅猛发展，消防安全显得越来越重要，同时随着科学技术的发展，对电气消防提出了更高的要求，要求消防向自动化、智能化方向发展，致使电气消防成为一门新技术学科。
火灾自动报警及消防联动系统，作为火灾的先期预报、火灾的及时扑救、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。
本文设计了某综合楼的消防系统，主要是消防系统的探测器、手动报警按钮、报警器、消火栓按钮等报警系统进行设计、点位的布置和产品的选型，对火灾事故广播、应急照明、疏散指示标志、防排烟系统等灭火系统进行相应的设计及介绍，作初步探讨。
关键词：
消防火灾报警联动控制
Abstract
Withtherapiddevelopmentofproductionandlife,firesafetybecomesincreasinglyimportant,andwiththedevelopmentofscienceandtechnology,ahigherelectricalfiredemandstofiretheautomatic,intelligentdirection,resultinginelectricalfireintoanewskillsubjects.Automaticfirealarmandfiresystemslinked,asanearlypredictionoffire,firefightingprotectpersonalandpropertysafetyontime,Ithasplayedanirreplaceablerole.Thisthesisdesignedafiresystemofacomprehensivebuilding,thepartoffiresystem,includingheatfiredetector,smokefiredetector，manualfirealarmcallpointannunciator,siren,firehydrantbutton.Mainlydesigningfiresystemwithlayoutingpointsandproductingselection.finallyitdesignthefireradio,emergencylighting,evacuationsigns,smokecontrolsystems,fireextinguishingsystemandintroducethecorresponding.
Keywords:
firefighting firealarm firefightingjointcontrol
安徽建筑大学毕业设计（论文）
目 录
ii
某科研楼火灾自动报警与消防联动系统的设计 1
1绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2国内外研究现状简述 1
1.3所采用的研究方法和手段 1
1.4设计重点 2
2火灾自动报警系统 2
2.1防火类别及等级的确定 2
2.2该楼火灾自动报警系统结构选型 2
2.2.1火灾自动报警系统结构类型 2
2.2.2该楼结构选型 3
2.3报警区域及探测区域的划分 3
2.3.1探测区域划分规定 3
2.3.2该科研楼的探测区域的划分 4
2.4火灾探测器的选择与设计 4
2.4.1火灾探测器的选择要求 4
2.4.2火灾探测器的设置部位 5
2.4.3火灾探测器的数量计算 5
2.4.4火灾探测器的产品选型 6
2.5手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置 7
2.6区域显示器的布置 7
2.7水流指示器的布置 7
3消防通讯系统 8
3.1消防广播系统 8
3.1.1火灾应急广播扬声器的设置要求 8
3.1.2火灾应急广播扬声器的设计布置计算 8
3.1.3火灾应急广播扬声器的设置 9
3.2消防专用电话系统 10
3.2.1消防专用电话设计要求 10
3.2.2消防专用电话的布置 10
4联动控制系统 11
4.1消防联动控制系统的基本概念 11
4.2防火卷帘的联动控制 12
4.3喷淋泵联动控制 13
4.4正压风机控制 14
4.5排烟风机控制 14
5系统供电接地和布线 15
5.1系统供电设计 15
5.2系统接地设计 16
5.3系统布线设计 16
6结论与展望 17
致谢 17
参考文献 18
附录 18
安徽建筑大学毕业设计（论文）
某科研楼火灾自动报警与消防联动系统的设计
电子与信息工程学院建筑电气与智能化2010级2班任界宇
指导教师周原
1绪论
1.1选题的目的和意义
随着我国经济建设的不断深入，城市人口激增与建设用地日益紧张之间的矛盾不断显现，各地高层建筑不断增多。
高层建筑可以带来明显的社会经济效益。
高层建筑的兴建，消防安全问题也随之产生，由于各方面的技术力量问题，消防安全意识不强及有关方面的干扰不少，高层建筑的防火安全隐患问题较多。
因而，针对国内高层建筑消防现状进行分析并对其发展趋势进行研究具有重要的意义。
1.2国内外研究现状简述
火灾自动报警系统经历了由开关量火灾自动报警系统、模拟量火灾自动报警系统到分布智能火灾自动报警系统的发展，分布智能火灾自动报警系统已经在工程中得到了广泛的应用。
环保型光电感烟探测器取代离子感烟探测器在市场上占据主导地位。
国产的消防报警产品在性价比上优于国外产品，可以完全满足一般民用建筑的需求。
现在的报警机制是根据火灾发生的各个阶段（烟、温、光、火焰辐射等）特性使用不同的探测器。
但在灰尘、油污严重、电磁干扰强的电厂、钢厂等工业环境火灾报警系统还有待开发和完善。
提高在高粉尘高污染环境下的探测灵敏度是大势所趋，激光散射探测器就能很好的解决这一问题，对于多种不同的燃烧物或者不同的燃烧方式,具有极高的、一致的灵敏度,能准确识别灰尘、飞虫和水蒸气等非火灾的干扰因素,能够在复杂环境中的实现火灾探测和报警,达到稳定可靠的超早期火灾探测报警,改变了传统产品在提高灵敏度后却只能用于洁净环境、对恶劣环境只能通过提高报警阈值等手段来解决的被动局面。
火灾报警通讯可采用更加稳定可靠的数字化总线，可以完成探测器编码及其灵敏度的在线设置，可自动识别探测器类型，活在信息实现1秒内传输完成。
进一步展望远程管理维护功能，便于重点防火单位的网络化管理。
1.3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，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法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
20
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，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。
1.4设计重点
1）火灾探测器的正确选择；根据房间内部设备情况和空间情况选择合适的探测设备
2）做好消防联动功能的设计，针对不同区域设置合适的联动方案。
3）设计中应理顺各个系统内，外部的接口关系，并确保相互间通讯协议的兼容性，明确各个系统厂家的界面关系
4）对于较长距离供电的直流24V报警线路应进行线路压降的校验，对于压降较大的线路应加大供电导线截面或加装分区电源装置使其压降＜10％，且满足末端设备需求
2火灾自动报警系统
2.1防火类别及等级的确定
该科研楼为一综合性的公共建筑，建筑高度为95.3米，总面积31500㎡，主要功能有科研、实验、地下车库等。
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。
2.2该楼火灾自动报警系统结构选型
2.2.1火灾自动报警系统结构类型
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
区域报警系统采用区域报警系统时，其区域报警控制器不应超过三台，因为未设集中报警控制器，当火灾报警区域过多而又分散时就不便于集中监控与管理。
宜用于二级保护对象。
（2）控制中心报警系统
控制中心报警系统集中火灾报警控制器设在消防控制室内，其他消防设备及联动控制设备，可采用分散就地控制和集中遥控两种方式，各消防设备工作状态的反馈信号，必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上，以便对建筑物内的防火
安全设施进行全面控制与管理。
控制中心报警系统探测区域可多达数百甚至上千个。
宜用于特级和一级保护对象。
（3）集中报警系统
集中报警系统应设置在由专人值班的房间或消防值班室内，若集中报警不设在消防控制室内的，则应将它的输出信号引至消防控制室，这有助于建筑物内整体的火灾自动报警系统集中监控和统一管理。
宜用于一级和二级保护对象。
2.2.2该楼结构选型
本工程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2-2-2-1所示：
火灾事故照明
火警电话
消防控制设备
火灾警报装置
集中报警控制器
火灾探测器
1区
手动火灾报警按钮
区域报警控制器
（或
火灾事故广播
火灾探测器
区域报警控制器（或楼层显示器）
固定灭火系统控制装置
手动火灾报警按钮
联动控制装置
N区
电源
图2-2-2-1控制中心报警系统框图
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500m2；从主要入口能看清其内部，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。
（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100m2，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。
（3）下列场所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。
2.3.2该科研楼的探测区域的划分
报警区域分地下一层到地上二十三层划分，地下一层和一层由于空间大，划分四个防火分区。
其它房间划为一个报警区域。
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 500m2，从主要入口能看清内部，且面积不超过1000m2的房间，也要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。
2.4火灾探测器的选择与设计
2.4.1火灾探测器的选择要求
（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；
（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；
房间高度
（m）
感烟探测器
感温探测器
—级
二级
三级
12不适合
不适合
不适合
不适合
8适合
不适合
不适合
不适合
6适合
适合
不适合
不适合
4适合
适合
适合
不适合
h£4
适合
适合
适合
适合
表2-4-1-1点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
（5）在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表2-4-1-1的规定。
2.4.2火灾探测器的设置部位
一级保护对象的大部分场所应设火灾探测器，在本工程中具体在下列场所设置了探测器：
地下车库，水泵房，发电机房，走道及电梯前室等。
首层的机械停车位，门厅，消防监控室，共享大厅等；2楼的科研，实验室，休息区，楼梯间等；3
到23层的科研，实验室，前室，楼梯，电梯厅等部位。
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、选择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表2-4-3-1确定。
一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
N≥S/（K*A）
式中：
N—一个探测区域所需设置的探测器数量（只），N³1（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。
在本工程中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，在本次设计中修正系数取
0.8，具体计算布置如下：
例如，房间S=75.6m2,选用感烟探测器。
计算数量N≥S/（K*A）=
75.6
0.8*80
=1.2只。
选两只，布置如图2-4-3-2所示,以保护半径6.7米做圆，由辅助圆可知，两只可以保护整个房间。
表2-4-3-1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（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≤
3°
θ＞30°
A
m2
R
m
A
m2
R
m
A
m2
R
m2
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
5.8
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
图2-4-3-2科研，实验室感烟探测器布置平面图
2.4.4火灾探测器的产品选型
本大楼选用松江云安的JTY－GD－3002点型光电感烟火灾探测器，北大青鸟的JTW-ZD-JBF-3110点型感温探测器。
该楼各层火灾探测器的数量布置如下：
楼层
感烟探测器数量（个）
感温探测器数量（个）
地下一层
30
235
一层
32
68
二层
38
三层
52
四层
53
五层
53
六层
34
七层
29
八～十五层
29
十六层
29
十七至二十一层
29
二十二层
29
二十三层
23
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。
2.5.1手动报警按钮的选择和数量
本次设计选用松江云安的J-SAP-M-02带电话插孔的手动报警按钮。
该楼共设该型号的手动报警按钮77个。
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。
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。
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。
3.1消防广播系统
3.1.1火灾应急广播扬声器的设置要求
（1）走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。
故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器。
（2）在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
（3）前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用
的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。
一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。
疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。
3.1.2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。
计算过程如下:
扬声器的最大输出声压等级
L0max；
L0max=L0+10lgP=90+10lg3=94.8dB
其中L0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：
LR
=L0max-20lgR
R-声波辐射球面半径:
R=10（L0max-LR）/20
保护面积：
S =（2rsin45o）2
r
在科研楼平面中，层高大约为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。
由R=10（L0max-LR）/20得：
R=10（94.8-75）/20
=100.99
»9.8m
保护半径：
r=
保护面积：
Sr
=
R2-（H-h）2
=（2rsin45o）2
»9.33m
9.82-（4-1）2
=（2´9.33´sin45o）2
=174m2
所以一只扬声器的保护面积为174m2，保护半径为9.33m
本大楼共设XD-FT6404消防广播扬声器86个。
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。
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。
本建筑中在每层的走廊，大厅等公共场所适当布置火灾应急广播扬声器。
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3-1所示：
图3-1总线制消防广播系统的组成
3.2消防专用电话系统
消防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。
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；
③企业消防站、消防值班室、总调度室。
（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。
（5）消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电话。
3.2.2消防专用电话的布置
在本工程中，在消防控制室、消防泵房、低压配变电室、主要通风和空调机房、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，安装消防电话风机。
在消防电梯内设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室三者满足对
升级会员 