1、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
2、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AbstractWith the rapid development of production and life, fire safety becomes increasingly important, and with the development of science and technology, a higher electrical fire dema
3、nds to fire the automatic, intelligent direction, resulting in electrical fire into a new skill subjects . Automatic fire alarm and fire systems linked, as an early prediction of fire, fire fighting protect personal and property safety on time, It has played an irreplaceable role. This thesis design
4、ed a fire system of a comprehensive building, the part of fire system ,including heat fire detector,smoke fire detector， manual fire alarm call pointannunciator,siren,fire hydrant button.Mainly designing fire system with layouting points and producting selection .finally it design the fire radio, em
5、ergency lighting, evacuation signs, smoke control systems, fire extinguishing system and introduce the corresponding .Keywords: fire fightingfire alarmfire fighting joint control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11 绪 论11.1 选题的目的和意义11.2 国内外研究现状简述11.3 所采用的研究方法和手段11.4 设计重点22 火灾自动报警系统22.1 防火类别及等级的确定
6、22.2 该楼火灾自动报警系统结构选型22.2.1 火灾自动报警系统结构类型22.2.2 该楼结构选型32.3 报警区域及探测区域的划分32.3.1 探测区域划分规定32.3.2 该科研楼的探测区域的划分42.4 火灾探测器的选择与设计42.4.1 火灾探测器的选择要求42.4.2 火灾探测器的设置部位52.4.3 火灾探测器的数量计算52.4.4 火灾探测器的产品选型62.5 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置72.6 区域显示器的布置72.7 水流指示器的布置73 消防通讯系统83.1 消防广播系统83.1.1 火灾应急广播扬声器的设置要求83.1.2 火灾应急广播扬声器的设计布置计算83
7、.1.3 火灾应急广播扬声器的设置93.2 消防专用电话系统103.2.1 消防专用电话设计要求103.2.2 消防专用电话的布置104 联动控制系统114.1 消防联动控制系统的基本概念114.2 防火卷帘的联动控制124.3 喷淋泵联动控制134.4 正压风机控制144.5 排烟风机控制145 系统供电接地和布线155.1 系统供电设计155.2 系统接地设计165.3 系统布线设计166 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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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 探测
15、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。 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20100m 之间。（2） 将几个房间划为一个探测区域的特殊规定 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。 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
16、定 敞开或封闭楼梯间； 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； 走道、坡道、管道井、电缆隧道； 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
17、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 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 合表 2 - 4 - 1 - 1 点型感烟、感温火灾探测器的实用高度 （5
18、） 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：NS/(K*A
19、)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 0.70.9，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 NS/(K*A)=75.60.8 * 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
20、 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 1515 3 30Am2RmAm2 Rm Am2 Rm2感烟探测器S80h12806.7807.2808.0S 806 h12806.71008.01209.9h6605.8807.21009.0感温探测器S30h8304.4304.9305.5S 30h8203.6304.9406.3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 JTYGD3002 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
21、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30235一层3268二层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232.5 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
22、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
23、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
24、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L0 max ； L0 max = L0 + 10 lg P = 90 +10 lg 3 = 94.
25、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= L0 max- 20 lg R R-声波辐射球面半径: R = 10( L0 max -LR ) / 20 保护面积： S= (2r sin 45o )2r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( L0 max -LR ) / 20 得： R = 10(94.8-75) / 20= 100.99 9.8m保护半径： r
26、 =保护面积： Sr=R 2 - (H - h)2= (2r sin 45o )2 9.33m9.82 - (4 - 1)2= (2 9.33 sin 45o )2= 174 m2所以一只扬声器的保护面积为 174 m2，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
27、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
28、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： 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； 灭火控制系统操作装置处或控制室； 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
