火灾自动报警系统设计论文--41

实验楼火灾自动报警系统设计

  指导老师姓名：   张贵芳

专  业 名 称：建筑电气工程技术

班  级 学 号： 电气0901-41

论文提交日期： 2011.12.23 

论文答辩日期： 2011.12.26    

2011年 12 月 22 日

目录

实验楼火灾自动报警系统设计    - 3 -

【摘要】    - 3 -

【关键字】    - 3 -

1引言    - 3 -

1.1建筑情况    - 3 -

2火灾自动报警系统设计    - 3 -

2.1系统选型    - 3 -

2.1.1消防控制室的设置    - 4 -

2.2防火区域和报警区域的划分    - 4 -

2.2.1防火分区的划分    - 4 -

2.2.2探测区域和报警区域的划分    - 4 -

2.3火灾探测器的选择    - 5 -

2.3.1火灾探测器的选择    - 5 -

2.4火灾探测器的布置与计算    - 6 -

2.4.1火灾探测器的布置    - 6 -

2.4.2火灾探测器数量的计算    - 8 -

2.5手动报警按钮及火灾显示盘的设置    - 12 -

2.6消防联动控制的设计    - 13 -

参考文献    - 14 -

致谢    - 14 -

实验楼火灾自动报警系统设计

魏锐

（建筑电气工程技术，电气0901--41）

【摘要】

本文为实验楼火灾自动报警系统设计，该系统包括火灾自动报警系统和联动系统。火灾自动报警系统包括：火灾探测器和火灾报警器。联动系统包括背景广播切换、消防水泵的启动及监控。

【关键字】

火灾自动报警、消防联动

1引言

在方案制定过程中需了解以下因素：实验楼的功能和楼层布局情况，确定保护等级及火灾探测器的设置位置，探测区域的划分，火灾探测器的选择与布置，火灾探测器和手动报警按钮的设置，火灾探测器的安装与布线，整个系统选型，消防联动控制设计，火灾应急广播与火灾警报装置，火灾应急照明与消防专用电话。

1.1建筑情况

湖北城市建设职业技术学院实验楼建筑工程系实验与教学的主要场所该楼内来往学生较多，内部还有各种精密的实验设备及整个学院的配电间设置于此实验楼一楼，所以做好防火是重中之重。该楼共四层，其中一层高4.5米，二～四层层高3.9米，每层建筑面积为1034.24㎡。依据《火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2008）》，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。

2火灾自动报警系统设计

2.1系统选型

    根据《火灾自动报警系统设计规范》将该实验楼界定为二级保护对象，系统形式选用消防控制中心报警系统。根据建筑的实际情况在每层设置两台楼层显示器，作区域报警器使用，共8台楼层显示器和一台集中报警控制器及联动控制装置（设计详见系统图）。

本工程采用的是海湾公司JB-QB-GST200/型火灾报警控制器，本控制器最多可配置6路多线制控制卡，控制卡不需与GST-LD-8302C切换模块配接使用就可实现对输出线断路、短路检测功能，这些检测功能可最大限度的保障控制模块本身及其与重要设备之间连接的可靠性；不论对联动类还是报警类总线设备，控制器都设有不掉电备份，保证系统调试完成时注册到的设备全部受到监控；本控制器在开机自检时，不仅自动检测本机设备（指示灯、功能键等），同时还逐条检测外部设备的注册信息及联动公式信息，如信息发生变化系统将做相应的处理；本控制器对具有特殊重要意义的气体喷洒设备提供了的控制密码和联动编程空间，并有相应的声光指示，使气体喷洒设备受到了更严格的监控；本控制器可外接火灾报警显示盘及彩色CRT显示系统并标配手动盘及多线制控制卡等设备，满足各种系统配置要求。

2.1.1消防控制室的设置

消防控制室设置于一楼东边的楼梯间值班室内，面积为14.84㎡，有一直通室外的出口；隔墙的耐火极限为4h，楼板的耐火极限为1.5h；设有的空调装置。

室内设备呈单排布置，JB-QB-GST200/火灾警报控制器与联动控制子站、电源子站、CRT彩色显示装置、消防电话通话盘、火灾应急广播的录放盘、功放盘组装在一起，选用琴台室机壳，整个设备机柜两侧留有2m的通道，面盘后的检修距离为1.5m，消防值班人员工作的面距墙壁3m。

2.2防火区域和报警区域的划分

2.2.1防火分区的划分

    该实验楼有4层，其中三、四层为微机教室，一层高4.5米，二层层高3.9米，三层层高3.9米，每层建筑面积为1034.24㎡。依据《火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2008）》，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。据规范要求：二类建筑每个防火分区建筑面积不得大于1500㎡，且设有自动灭火设备的防火分区，其最大允许建筑面积可按本表增加一倍，局部设置时，增加面积可按局部的一倍计算。由于实验楼设有自动喷水灭火系统设备允许把建筑面积增加一倍，所以把每层划分为一个防火分区，共分为四个防火分区。

2.2.2探测区域和报警区域的划分

报警区域是指将火灾自动报警系统的警戒范围按防火分区或楼层划分的单元。报警区域应根据防火分区或楼层划分。探测区域是指将报警区域按探测火灾的部位划分的单元。按照规范要求，探测区域的划分影符合下列要求：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，也可划分为一个探测区域。红外光束线性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。符合下列条件的二级保护对象，可将几个房间划分为一个探测区域：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；相邻房间不超过10间，总面积不超过1000㎡，在风门口均能看见其内部，并在门口设有灯光显示装置。

根据以上规范要求，把每层分别单独作为一个报警区域，满足火灾自动报警系统设计规范的规定。探测区域划分：由于实验楼每层的房间都是小空间，所以把每层的每个房间单独划分为一个探测区域；把走廊单独划分为一个探测区域；把电缆竖井单独划分探测区域并装设缆式定温探测器。一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道；二则是恐怕发生火灾时火势沿电缆延燃。对电缆竖井装设火灾探测器是十分必要，并配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。

2.3火灾探测器的选择

2.3.1火灾探测器的选择

    该实验楼是综合性质的公共建筑，在建筑内存在大量的实验设备、计算机、桌椅等物品，在发生火灾的时候会产生大量的烟雾，所有我选择点型感烟探测器作为该实验楼的火灾的主要探测工具。

下面对几个典型的场所的探测器的选择进行分析：

一楼力学实验室：选用点型感烟探测器，选用原因：在力学实验室中，摆放着大量实验器材，发生火灾时会存在着阴燃阶段，故不宜采用点型火焰探测器。剩下的点型感温探测器和点型感烟探测器均可采用，但实验器材在发生火灾时会产生大量烟雾，烟雾扩散速度较热辐射传播快，且同样条件（房间面积，高度）下，点型感烟探测器保护面积比点型感温探测器的保护面积要大，故在同样地条件下，选择点型感烟探测器的个数比点型感温探测器小，且有利于建筑的美观，更能显现出建筑的空间感来，且造价更省。

一楼土工试验时：选用的是点型感温探测器。此处是本栋实验楼唯一选用点型感温探测器的地方。此处选用感温探测器的原因是土工试验室的特殊性：同样像其他实验室一样，土工实验室同样陈放着大量的实验器材，同样存在着阴燃阶段，但在土工实验室存在着一个特殊的原因：在正常实验下，会伴有大量灰尘，则不宜选用点型感烟探测器，故选用点型感烟探测器。

下面是个房间选用的探测器的规格及型号：

表2.3.1-1

2.4.1火灾探测器的布置

    根据《火灾自动报警系统设计规范》的规定，我对该实验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，满足探测器安装间距的极限曲线D1～D11(含D9')所规定的范围。如下图探测器安装间距的极限曲线所示。

图2.4.1-1: 探测器安装间距的极限曲线

注：

A—探测器的保护面积（m）；

a、b—探测器的安装间距（m）；

D1～D11（含D9）—在不同保护面积A和保护半径R下确定探测器安装间距a、b的极限曲线；

Y、Z—极限曲线的端点（在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。

3 每个探测区域内应该设置的探测器数量，具体根据下式计算：

式中： 

N— 一个探测区域所需设置的探测器数量(只)，N1(取整数)；

S— 一个探测区域的面积(m);

A— 一个探测器的保护面积(m)；

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。在本次设计过程中取0.9。

4 在走廊内设置的探测器均匀布置。感烟探测器的安装距离在15m以内，感温探测器的安装距离在10m以内，同时探测器到墙的距离在探测器安装距离的一半以内。探测器距墙的距离不应小于0.5m，保证探测器周围0.5m内，没有遮挡物。

2.4.2火灾探测器数量的计算

据《火灾自动报警设计规范（GB50116-2008）》中要求：

感烟探测器、感温探测器的安装间距，应根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应超过本规范附录A探测器安装间距的极限曲线D.1～D.11(含D9‘)所规定的范围。

4一个探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于下式的计算值：

                                  (10.2.1)

式中    N——探测器数量(只)，N应取整数；

S——该探测区域面积(㎡)；

A——探测器的保护面积(㎡)；

K——修正系数，特级保护对象宜取0.7～0.8；

一级保护对象宜取0.8～0.9，二级保护对象宜取0.9～1.0。

该实验楼梁高要考虑，有梁的顶棚上置感烟探测器、感温探测器时，应符合下列规定：

1 当梁突出顶棚的高度小于200mm时，可不计梁对探测器保护面积的影响。

2 当梁突出顶棚的高度为200～600mm时，应按下图/表确定梁对探测器保护面积的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。

图2.4.2-1: 不同高度的房间梁对探测器设置的影响

表2.4.2-1：按梁间区域面积确定一只探测器保护的梁间区域的个数

探测器的保护

表2.4.2-2点型感烟探测器、点型感温探测器的保护面积和保护半径

5 当梁间净距小于1m时，可不计梁对探测器保护面积的影响。

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。

实验楼层高在3.9～4.5m之间,房间的坡度小于15°，查表2.4.2-2得感烟探测器保护面积为60㎡，感温探测器保护面积为20㎡。在对图纸上并未标出梁的突出高度，现假设梁突出的部分有300mm，计算部分如下表：

表2.4.2-3 计算书

2.5手动报警按钮及火灾显示盘的设置

    手动报警按钮是火灾自动报警系统中的手动触发装置，它具有在紧急的情况下人工手动通报火灾的功能。火灾显示盘是专用的的报警显示部位号，有明显的显示标志，当发生火灾的时候向消防控制中心发出火灾信号，消防中心的设备经过信息的分析处理，显示火灾的部位，启动有关的灭火设备。

根据实验楼的建筑实际情况我在每层设置3只手动报警按钮，分别设置在楼梯前室及走廊的墙上，其底边距地高度宜为1.3～1.5m，保证在一个防火分区的任何位置到最近的一个火灾手动报警按钮的距离不大于30m，满足《火灾自动报警系统规范》规定。在设计过程中选用海湾公司的J-SAP-8402 手动火灾报警按钮和ZF-GST03火灾显示盘，直接并入探测总线回路。

2.6消防联动控制的设计

掌握建筑物基本情况的前提下，要了解相关设备专业的消防设施的设置及控制要求：包括送、排风及空调系统的设置，防排烟的系统设置及其对电气控制联锁的要求；灭火系统消火栓、自动喷淋及气体灭火的设置，对电气控制联锁要求；防火卷帘门及防火门的设置及其对电气控制要求。供配电系统照明与电力电源控制与防火分区的配合。供消防联动包括监视和控制两部分。实验楼需要监视的设备有水流指示器、信号阀、报警阀；需要控制的设备有消防泵、火灾事故广播等。消防联动在整个系统中占有重要的地位，当探测器探测到火灾信号发送至报警控制中心，经主机分析确认后，向需要联动设备发出信号，启动灭火设备扑救火灾，同时启动灭火和防排烟设备，阻止火灾蔓延。

2.6.1消防联动控制设备的组成及设计 

(1) 火灾报警控制器：有些消防设备（消防泵、喷淋泵等）除了可以通过报警控制器外，还能手动直接操作，并显示其反馈状态，通过报警器的自动控制可以实现对消火栓以及切断非消防电源监视和控制

(2) 火灾事故广播：声音采用定压式传输，所有扬声器均为吊顶内安装或吸顶式安装，在屋顶部位应置耐火扬声器，消防广播回路按防火分区和楼层来划分回路。在布置扬声器的过程中根据规范的要求在每层的走廊、楼梯间处设置。保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大12.5m，满足规范的要求。本次设计中每层设YXJ3-4A型室内音响每层3个，每只音箱的功率为3W。在消防控制中心设置消防广播柜(台)，消防广播系统采用定压式传输，所有的扬声器均为吊顶内安装或吸顶安装。消防广播回路，按防火分区和楼层来划分回路，每防火分区或一层一路，发生火灾时，控制器自动或值班人员根据火灾发生区域进行强制事故广播。消防广播系统可兼做平时一般广播或背景音乐等使用，火灾时必须强制进入应急广播状态。

（3）火灾对讲通话系统：在消防中心设置消防对讲直通电话主机，除各层走廊及电梯前室设置电话插孔（采用手动报警按钮合体型）外，在水泵房、配电室分辨设置消防对讲直通电话分机，可插孔直接相互呼叫，另设置火警119外接电话。

（4）火灾发生时，经确认后根据火情，消防广播开始指导疏散，切断非消防电源，打开应急照明灯。

参考文献

1 周广连 徐鹤生《建筑消防系统》，高等教育出版社

2《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）

3 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-97）

4《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）

5 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

6  《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

7  《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）

8  网站：http://www.fire114.cn/

9   海湾报警设备公司

致谢

此次毕业设计，我遇到很多问题，通过向老师求教、和同学讨论让我知道真正完成一项设计是不容易的，在巩固专业知识的同时也让我学到了坚持和努力，在这里我要谢谢张老师的悉心教导，在此表示深深的敬意与感谢。并对多年来教导关心过我们的老师表示深深的谢意和敬意。