智能消防系统的设计毕业设计Word下载.docx
《智能消防系统的设计毕业设计Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能消防系统的设计毕业设计Word下载.docx（45页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
在智能建筑中火灾报警及消防联动控制系统是建筑设备自动化系统中非常重要的一个系统，其原因一方面是因为现代高层建筑的建筑面积大、人员密集、设备材料多，建筑上竖向孔洞多（电梯井、电缆井、空调及通风管等），使得引发火灾的可能性增大，另一方面是由于智能建筑比传统的建筑投资了较多技术先进、价格昂贵的设备和系统，一旦发生火灾事故，除了造成人员伤亡外，各种设备及建筑物遭受损害造成的损失也比一般建筑物严重得多，由此我们不难了解到，在火灾报警及消防联动控制系统中，火灾报警系统的重要性更加突出，火灾的发生在其初期阶段往往只是规模甚小而又易于扑灭的，但是由于火灾的初期阶段人们不易发觉或疏于防范，而使火灾蔓延，酿成灾难，这就对于系统的安全可靠性、技术先进性及网络结构、系统联网等方面提出了更新、更高的要求。
消防是防火和灭火的总称。
火灾报警及消防联动控制系统的主旨是以防为主，防消结合。
由于微电子技术、检测技术、自动控制技术和计算机技术等，在火灾报警及消防联动控制系统中的广泛应用，使得火灾探测与自动报警技术、消防设备联动控制技术有了很大的发展，而且扩大了消防自动化系统的功能范围，增加了系统自检、报警复核、探测器灵敏度自动调节、及探测器维修预报等功能，使故障能及时确认及修复，减少误报，形成了具有智能化水平的火灾报警和联动控制系统，因此也称之为智能防火系统。
1.2国内外研究现状
所谓消防系统主要由两大部分组成：
一部分为感应机构，即由探测器、手动报警按钮、报警器和警报器等构成的火灾自动报警系统，另一部分为执行机构，即灭火及联动控制系统。
火灾自动报警及自动灭火系统可由下列部分或全部设备组成，框图如图1-1所示：
图1-1消防系统组成框图
1.3研究内容和方法
其工作原理图如图1-2所示：
图1-2消防系统的工作原理图
安装在控制器，控制器将接收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，发出声光报警，显示烟雾浓度，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。
同时保护区的探测器不断地向所监视的现场发出巡逻信号，监视现场的烟雾浓度，温度等，并不断反馈给报警向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻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。
第二章消防器件的介绍
2.1探测器
火灾探测器分为：
感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾烟温复合式火灾探测器以及气体火灾警探测器，按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器两大类。
点型火灾探测器只能对警戒范围中某一点周围的温度、烟等参数进行控制，如点型离子感、点型紫光火焰火灾探测器、点型感温火灾探测器等。
线型火灾探测器则可以对戒范围中某一线路周围烟雾、温度进行探测，如红外光束线型火灾探测器，激光线型火灾探测器，缆式线型感温火灾探测器等，常用火灾探测器性能特点及适用范围如表2-1所示。
表2-1火灾探测器性能特点及适用范围
探测器型
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
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
电气电缆井、变配电装置、各种带式传送机构等
火焰探测器
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
一般说来，物质燃烧前往往是先产生烟雾，接着周围温度渐渐升高，同时产生一些可见光和不可见光。
而物质由开始燃烧到火势渐大酿成火灾总是有个过程的。
探测器的功能就是“捕捉”、“观查”物质刚刚开始燃烧时产生的“信号”。
它把捕捉到的火灾信号转变为电信号，立即提供给报警控制器。
由于场所的不同，燃烧物的不同，燃烧时产生的信号也不同。
同样，在不同的场合需要不同的探测器。
在选择火灾探测器的种类时，要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特征、房间高度、环境条件以及可能引起误报的原因等因素来决定。
对不同高度的房间点型火灾探测器的选择如表2-2所示：
表2-2对不同高度的房间点型火灾探测器的选择
房间高度h
（m）
一级二级三级
12＜h≤20
不适合
适合
8＜h≤12
6＜h≤8
4＜h≤6
h≤4
根据《火灾自动报警系统设计规范》第7.1.1条规定，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。
点型感烟探测器适用场所：
办公楼的厅堂、办公室、电子计算机机房、通讯机房、楼梯、走道、电梯机房、书库、档案室、或有电气火灾危险的场所；
在本系统中办公室、楼梯间及其前室、走道、大会议室、员工活动室、消防控制室、咖啡厅、宾馆大堂、客房、餐厅及包厢、商场等场所均采用点型感烟探测器；
离子感烟探测器对于火灾初起和阴燃阶段的烟雾气溶胶检测非常灵敏，可探测烟雾粒径范围为0.03～10μm左右。
离子感烟探测器的特点：
探测具有广谱性，可靠性和灵敏度高，对环境参数的监测连续，响应时间慢，但探测器报废后对环境有污染。
光电感烟探测器是对能影响红外、可见和紫外电磁波频谱区辐射的吸收或散射的燃烧产物敏感的探测器。
响应速度快，对环境的监测是间歇式的。
点型感温探测器适用场所：
对湿度经常大于95%；
无烟火灾；
有大量粉尘；
在正常情况下有烟和蒸气滞留；
锅炉房、发电机房、吸烟室等；
在本系统中小会议室、休息室、厨房、服务员室等场所在正常情况下有可能有烟和蒸气滞留，因此均采用点型感温探测器；
感温式火灾探测器的工作原理是：
物质在燃烧过程中，释放出大量的热，使环境温度升高，探测器中的热敏元件发生物理变化，从而将温度信号转变为电信号，传输给火灾报警控制器，发出火灾报警信号。
感温式探测器按作用原理可分为三类：
定温型火灾探测器、差温型火灾探测器、差定温型火灾探测器。
其中定温型允许温度有较大的变化，比较稳定，但火灾造成的损失较大；
差温型适用于火灾早期报警，火灾造成损失较小，但火灾温度升高过慢则无反应而漏报；
差定温型具有差温型的优点而又比差温型更可靠，因此在本系统中所有的感温探测器均选用差定温型。
综上所述，在本系统中只采用离子感烟探测器和差定温型感温探测器。
2.2手动报警按钮
手动报警按钮可以起到确认火情或者人工发出火警信号的特殊作用。
报警区域内每个防火分区，应至少设置一只手动报警按钮。
它主要安装在建筑物的安全出口、安全楼梯口等便于接近和操作的部位。
有消火栓的应尽量靠近消火栓。
手动报警按钮分为打破玻璃式按钮和直接按压式按钮，有的电话插孔也设置在手动报警按钮上。
2.3消火栓启动按钮
消火栓报警开关安装于消火栓内的。
当发生火灾使用消火栓灭火时，手动操作消火栓报警开关，可以向消防控制中心发出报警信号，同时启动有关消防设备。
其线制为：
报警功能二总线，由二进制拨码开关设置地址码，直接启泵功能四线制，包括启泵和点亮启泵指示灯各二根线。
2.4短路隔离器
在系统总线发生短路时，短路隔离器将发生短路的部分与总线隔离，保证未短路部分正常工作。
一条探测总线可以接1～4只短路隔离器。
其安装位置一般在探测总线干路与支路的连接处。
2.5数码式火灾显示盘
显示盘可由数码管显示火警点或故障点的房号与控制器间采用RS-485总线通讯，需DC24V电源总线二根。
设置于每个搂层或消防分区，用于显示本区域内各探测点的报警和故障情况。
接收控制器送来的火警、故障、故障恢复信号及复位命令，发出火警或故障声、光信号，数码管显示报警或故障地址，声信号可手动消音。
具自检功能，可对数码管、指示灯和声信号进行自检；
复位功能：
可使火灾显示盘重新处于监控状态；
总报输出功能：
当收到第一个火警信号时，总报输出继电器吸合，提供常开常闭转换触点输出。
第三章建筑概况
3.1建筑概况
该大厦为框架结构，是集商场，餐饮，客房为一体的综合楼，层高4.5m。
负一层面积为435.42㎡，一层至四层的层面积为1555.2㎡，五层至十一层的层面积为1130.4㎡，顶层面积为435.4㎡，总面积为15082.42㎡；
一共有十二层，其中负一层主要为设备房及消防水池，一层为商场，咖啡厅、宾馆大厅和厨房，二、三、四层均为餐厅和厨房，五层一直到十一层均为宾馆客房，顶楼为电梯机房。
根据《高层民用建筑设计防火规范》第3.0.1条规定知该大厦防火等级为一类建筑，防火等级为一级。
3.2设计依据
（1）智能建筑消防子系统的毕业设计任务书。
（2）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—98），国家标准，中国计划出版社，1999年
（3）《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95），国家标准，中国计划出版社，1997年
3.3消防控制室
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.1，6.2，6.3条规定对消防控制室作如下设置：
消防控制室设置在一层，面积约为30m。
有直通室外的安全出口，其门是向疏散方向开启，且入口处设置有明显标志。
消防控制室内无与其无关的电气线路及管路穿过，其周围无电磁场干扰较强及其他影响消防控制设备工作的设备用房。
其室内布置如下:
设备为单列布置，设备面盘前的操作距离大于1.5m；
在值班人员工作的一面，设备面盘至墙的距离大于3m；
设备面盘后的维修距离大于1m。
3.4系统设计
本系统采用火灾报警控制系统，集火灾报警和联动控制于一体，通过在每层设置感烟、感温探测器、手动报警按钮、消火栓启动按钮以及消防专用电话达到火灾报警的目的，然后通过设置在每层的消防广播通报火灾情况，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，并且根据火情启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、火灾电话、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：
排烟风机、正压送风机，灭火装置主要是：
消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统。
第四章火灾自动报警系统
4．1火灾自动报警系统的概述
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。
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。
4．2火灾自动报警系统的组成
火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能的装置组成的火灾报警系统，在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。
4．3元件的选择器
4．3．1火灾探测器选择
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，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。
（5）在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表4-1的规定。
表4-1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
8<
12
适合
6<
8
4<
6
4
4．3．2接触器的选择
1．用途的分类
接触器是一种自动化的控制电器。
接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。
接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。
这里主要介绍常用的交流接触器。
交流接触器又可分为电磁式和真空式两种。
2．型号说明
（1）以上型号为标准型号，近年来，新开发了B系列交流接触器，其型号为BXX。
（2）电磁式交流接触器型号为CJ。
真空式交流接触器型号为CZ。
3．电磁式交流接触器的结构和工作原理
（1）结构：
接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。
①电磁系统：
电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。
②触点系统：
触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。
主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。
③灭弧系统：
灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。
为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。
④其它部分：
有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。
（2）工作原理：
当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。
当电磁线圈通过控制回路接通控制电压（一般为额定电压）时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。
4．交流接触器的选用与运行维护
（1）选用：
1）主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器还应考虑电动机的起动电流。
为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。
2）接触器的电磁线圈额定电压有36V、110V、220V、380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%～105%范围内使用。
（2）运行维护：
1）通过的负荷电流是否在接触器额定值之内；
2）接触器的分合信号指示是否与电路状态相符；
3）运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声；
4）电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常。
5）灭弧罩有无松动和损伤情况；
6）辅助触点有无烧损情况；
7）传动部分有无损伤；
8）周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。
4．4探测器的布置
根据《火灾自动报警系统设计规范》第8.1条规定，探测器的布置如下：
感烟探测器﹑感温探测器的保护面积和保护半径确定：
该大厦的房间高度均为4.5m，小于6m，屋顶坡度均为0。
其中：
A——探测器的保护面积（㎡）；
a,b——探测器的安装间距（m）；
（1）探测区域内每个房间至少应布置一只火灾探测器。
（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规定。
（3）一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
（4.1）
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（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。
（8）探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1．5m，至多孔送风顶棚孔口的水平跪不应小于0．5m。
（9）当房屋顶部有热屏障时，感烟探测器下表面至顶棚应有一定距离。
（10）探测器宜水平安装，如必须倾斜安装时，倾斜角不应大于45°
。
（11）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。
根据《火灾自动报警系统设计规范》第8.1.4条规定探测器的数量由下式确定
N≥S/（K*A）（4.2）
N——探测区域应采用的探测器的数量，
S——探测区域的面积，
K——修正系数，该大厦为一级保护对象，宜取0.8～0.9，在这里取0.9，
A——探测器的保护面积，
例如，房间S=75.6
选用感烟探测器
计算数量N≥S/（K*A）=1.2只
选两只，布置如图4-1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。
以下是对该大厦平面中探测器的具体布置；
1）一层：
①商场：
面积为3.9×
（7.5+6+6）+（7.8+7.8）×
（7.5+6+6+2.7）≈423（㎡），在该商场中的探测器选为感烟探测器，A=60㎡，其保护半径R=5.8m。
所以商场中探测器的数量N011≥423/（0.9*60）=7.83≈8（个）取8个。
②宾馆大堂：
尺寸为16.8m*12m，S=201.6㎡，选用感烟探测器，A=60㎡，R=5.8m，所以宾馆大堂内探测器的数量N012≥201.6/（0.9*60）=3.73≈4（个），墙角距最近的探测器的距离为5.2m，小于其保护半径R，因此N012=4个；
③厨房：
尺寸为31m*7.5m，S=232.5㎡，选用感温探测器，A=20㎡，R=3.6m，所以厨房内探测器的数量N013≥232.5/（0.9*20）=12.9,取N013=14个
平面布置如下图，墙角距最近的探测器的距离为2.9m<
3.6m，合理，因此N013=14个；
图4-1墙角距最近的探测器的距离
④咖啡厅：
尺寸为11.7m*19.5m，S=228.15㎡，所以咖啡厅内探测器的数量N014≥228.15/（0.9*60）=4.224,采用6个探测器。
墙角距最近的探测器的距离为4.4m<
5.8m，因此N014=6个；
⑤商务中心和办公室：
均选用感烟探测器，A=60㎡，R=5.8m。
其尺寸均为5.1m*3.75m，S=19.13㎡<
A其对角线长为6.4m<
2R，所以各采用1个，N015=2；
⑥消防控制室：
选用感烟探测器，A=60㎡，R=5.8
升级会员 