毕业设计（论文）-火灾自动报警系统设计1.doc

毕业设计（论文） 题 目： 火灾自动报警系统设计 学 生： 指导老师： 系 别： 电子信息与电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气 1005 班 学 号： 3100207530 2012 年 6 月 i 目 录 摘 要iii abstract.iv 1 绪论1 1.1 选题的目的和意义.1 1.2 国内外设计现状1 1.3 主要设计内容2 1.4 工程概况.2 1.4.1 工程说明.2 1.4.2 施工组织方案.3 1.5 施工技术方案.3 2 火灾自动报警系统简介.9 2.1 火灾自动报警系统概述.9 2.2 火灾自动报警系统的组成9 2.2.1 触发器件.9 2.2.2 火灾报警装置.12 2.2.3 火灾警报装置.13 2.2.4 消防控制设备.15 2.2.5 电源.15 3 火灾自动报警系统的基本形式及该大楼的结构选型.16 3.1 区域报警系统.16 3.2 集中报警系统.17 3.3 控制中心报警系统.17 3.4 该工程结构选型.17 3.5 报警控制器安装位置的选择和安装.18 4 火灾自动报警系统设计.19 4.1 系统选型.19 4.2 防火区域和报警区域19 4.2.1 防火分区的定义.19 4.2.2 防火分区的划分.20 4.2.3 探测区域和报警区域的划分.21 4.3 火灾探测器的选择与设计.22 4.3.1 火灾探测器的设置要求.22 4.3.2 火灾探测器的设置部位.23 4.3.3 火灾探测器数量计算.25 4.4 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置.26 4.5 区域显示器的布置.27 4.6 火灾应急广播扬声器的设置.27 4.7 消防专用电话设置.27 5 消防联动控制系统29 5.1 消防联动控制系统的基本概念.29 5.2 防火卷帘的联动控制30 5.3 喷淋泵联动控制.32 ii 5.4 正压风机控制.33 5.5 排烟风机控制.34 6 结论与展望.35 致谢37 【参考文献】38 iii 火灾自动报警系统设计 摘 要 本论文是针对合肥北城世纪城 b-05 地块商业、公寓大楼消防工程的火灾自动报警系统 的设计。主要阐述火灾自动报警系统的组成，火灾自动报警系统的基本形式，并针对合肥 北城世纪城 b-05 地块商业、公寓大楼的建筑情况来对系统选型，并根据本工程的建筑情况 来划分防火分区、报警区域、探测区域，及感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、 消防广播等的选择原则、方法、布置位置等以及消防联动控制。该报警系统可以实现对建 筑物火灾自动发现和自动报警，并且及时启动自动喷淋系统进行灭火。同时消防电话、消 防广播模块同时启动可以比较好的组织协调和调度功能，增加火灾现场人员逃生几率，提 高灭火效率，具有一定的实用价值。 关键字： 自动报警，火灾，联动控制 iv design of automatic fire alarm system abstract this paper is aimed at the design of automatic fire alarm system for the fire engineering to b- 05 plot commercial apartment building of hefei north of the city century .mainly expounds the automatic fire alarm system composition, basic form of automatic fire alarm system , and select the system based on b-05 plot commercial apartment building of hefei north of the city century city,the apartment building to the construction of system selection, and differentiate fire partition, alarm area, detection area,and selection principle to the temperature, smoke feeling detectors, manual alarm button, fire telephone, fire control broadcast, method, decorate position etc, and fire linked control according to the engineering construction situation.the alarm system can be achieved on the building fire automatic detection and automatic alarm and prompt initiation of automatic sprinkler system for fire extinguishing. at the same time fire telephone, fire radio module is started at the same time can better coordination and scheduling functions, increase the fire site personnel escape probability, high fire extinguishing efficiency, has a certain practical value. keywords ：automatic alarm，fire alarm，linkage control 1 1 绪论 1.1 选题的目的和意义 随着社会经济的快速发展，高层建筑不断涌现，火灾的危害性也越来越大了。 主要原因有四个：建筑物装饰装修的档次越来越高，而在装饰装修材料中有很多 的有机易燃物，发生火灾的几率增加了。新建的建筑物内一般都设置有各种管道 和竖井，他们像一个个直立的烟囱，一旦失火，火势借助“烟囱效应”蔓延很快。 由于楼层较高，建筑物内的人员和物资难以疏散。由于楼与楼之间的距离较小， 消防车辆难以接近，消防扑救也相当困难。所以在现代的建筑物内建立一个先进的、 行之有效的火灾自动报警及消防联动控制系统是非常重要的。 1.2 国内外设计现状 纵观一百多年来，火灾自动报警技术主要经历了多个发展阶段：最初阶段是用 一些简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从十九世纪四十年代一直延续到本 世纪四十年代，这期间感温探测器占主导地位，火灾自动报警系统的发展处于初级 阶段。1847 年美国缅因大学教授 farmer 等研究出世界上第一台用于城镇的火灾报 警发送装置，1852 年成功安装在波士顿。1874 年英国安装了世界上第一套水喷淋 装置，1890 年英国科学家研制成功感温式火灾探测器，到 1896 年几种不同类型的 定温火灾探测装置相继研制成功了，并得到实际应用。从八十年代开始至今。总线 制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显 著减少，安装调试变的容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能 精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。就如同设置房间号一样，人们为每 个探测点设置单独的地址编码。火灾报警控制器通过巡检方式，分别采集各探测点 的数据，并报出火警及故障等具体信息。 随着技术的不断进步，智能系统已突破传统的火灾探测报警范畴，它与建筑物 内的防盗报警系统，电视监控系统，信息交换系统，公共安全系统等组成楼宇自动 系统而成智能大厦。 2 1.3 主要设计内容 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，主要设计感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播等 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 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 工程概况 1.4.1 工程说明 1 工程名称：合肥北城世纪城 b-05 地块商业、公寓大楼消防工程 2 工程概况 公寓大楼建筑面积为 27963m2，建筑高度为 119.7 米(最高处)，建筑层数为地 下一层，地上三十九层，建筑物的耐火等级为一级。 防火分区设置：每个自然层为一个防火分区。 大楼设三部防烟楼梯和一部消防电梯作为防火疏散用。 消控中心设在一层。消控中心设有火灾自动报警系统、联动系统、消防电话及 消防广播，消控中心实时监测整栋楼的消防设施的运行状态。 大楼各层均有自动喷淋及消火栓，在疏散通道、安全出口、疏散楼梯等均设置 指示灯及应急照明。 本项目按一类建筑进行消防没计。 3 施工范围 招标内容包括火灾自动报警系统(包括编码感烟探测器、编码感温探测器、编码 感光探测器、可燃气体探测器、编码手动报警器及监视模块)；联动系统(包括非消 防电源强切、防排烟系统、室内消火栓系统、自动喷水系统)。 4 质量要求 通过合肥市消防部门验收，若因厂商带料或施工品质不良引发之验收延期或不 3 合格等概由厂商负全部责任。 1.4.2 施工组织方案 为了保证本消防工程的顺利进行，首先针对本工程情况，以强有力的管理和技 术力量组建工程项目经理部，明确职责、加强现场管理、强化统一指挥、统一协调， 严格按图纸、施工规范标准施工，严格执行 is02000 标准，确保工程质量和服务质 量。做好现场的文明施工安全管理工作。 1.5施工技术方案 消防弱电系统施工 本系统包括火灾自动报警、联动控制系统、消防电话对讲系统、消防广播系统。 (1)、配线 管内或线槽内的穿线应在建筑抹灰及地面工程结束后进行。 穿线前应将管内或槽内的积水及杂物清除干净，对于管道可采用以下方法： 1)、采用 0.25mpa 的压缩空气吹入已敷好的管子。 2)、采用绑以擦布成拖把状的钢丝在管内来回拉数次。 管路清扫后随即向管内吹入滑石粉，并在管子端部安上护线套。 不同系统、不同电压等级、不同电流类别的线路，不应穿在同一管内或线槽的 同一槽孔内。 水平敷设的报警系统传输线路穿管敷设时，不同防火分区的线路不宜穿入同一 根管内。 探测器的“+”线应为红色， “一”线应为蓝色，联动系统的线，其颜色按功能用途 区分，相同用途的导线颜色应一致。 导线在管内或线槽内不应有接头或扭结，导线的接头应在接线盒内焊接或用端 子连接。 导线通过变形缝的两侧应固定，并留有适当余量。 导线敷设后，应对每回路的导线用 500v 的兆欧表测量绝缘电阻，其对地绝缘 电阻值不应小于 20 兆欧。 (2)、报警设备的安装 、火灾探测器的安装 4 探测器应按设计要求区分的类型选用，并且要逐个进行模拟试验，经试验合格 后才能使用 a、感烟、感温探测器具体安装位置应符合下列规定： 1)、探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于 0.5 米。 2)、探测器周围 0.5 米内不应有遮挡物。 3)、探测器至空调送风口边的水平距离，不应小于 1.5 米，至多孔送风顶棚孔 口的水平距离不应小于 0.5 米。 4)、在宽度小于 3m 的内走道顶棚上设置探测器，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，探测器距离端 墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。 5)、探测器宜水平安装，当必须倾斜时，倾斜角不应大于 45 度。 b、探测器底座应固定牢靠，并应使探头报警灯面对从主要入口处便于观察的 方向。 c、探测器的端子应根据不同类型，按照功能与极性正确联线，其导线连接必 须可靠压接，线头搪锡时，不得使用带腐蚀性的助焊剂。 探测器及底座的外接导线，应留有不小于 15 厘米的余量，入端处应有明显标 志。 探测器底座穿线孔宜封堵，安装完毕后的探测器底座应采取保护措施。 探测器在即将调试时方可安装，在安装前应妥善保管，并应采取防尘、防潮、 防腐蚀措施。 、模块的安装 模块应按设计要求选用不同类型的模块。 模块具体安装方式按要求可分： 1)、集中放置的模块箱内的安装。 2)、现场就地模块盒内的安装。 模块安装应固定牢靠，其导线的连接应按信号线、电源线之功能正确联线，其 导线连接必须可靠压接，线头搪锡时，不得使用带腐蚀性的助焊剂。 模块在盒和箱内的安装联线后的穿线孔应封堵。 、手动火灾报警按钮的安装 手动火灾报警按钮，应安装在墙上距地(楼)面高度 1.5 米处，应安装牢固，不 5 得倾斜，按钮的外接导线，应留有不小于 10 厘米的余量，且在其端部应有明显标 志。 、火灾报警联动控制器的安装 a、设备安装前土建工作应具备以下条件。 1)、屋顶、楼板施工完毕，不得有渗漏； 2)、结束室内地面工作； 3)、预埋件及预留孔洞符合设计要求，预埋件应牢固； 4)、门窗安装完毕； 5)、对安装设备有影响的装饰工作全部结束。 b、火灾报警联动控制器在墙上安装时，其底边距地(楼)面高度不应小于 1.5 米， 落地安装时，其底端宜高出地坪 0.1-0.2 米，控制器应安装牢固，不得倾斜，安装 在轻质墙上时应采取加固措施。 c、引入控制器的电缆或导线，应符合下列要求： 1)、配线应整齐，避免交叉，并应固定牢靠； 2)、电缆芯线和所配导线的端部，均应标明编号，并与图纸一致，字迹清晰不 易褪色； 3)、端子板的每个接线端，接线不得超过 2 根； 4)、电缆芯和导线的端部，应留有不小于 20 厘米的余量； 5)、导线应绑扎成束； 6)、导线引入线穿线后，在进线管处应封堵。 d、控制器与主电源引入线，应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头，主 电源应有明显标志。 控制器的接地应牢固，并有明显标志。其接地电阻应符合以下要求： 1)、工作接地电阻值应小于 4 欧。 2)、采用联合接地时，接地电阻应小于 1 欧。 、消防控制设备的安装 消防联动控制设备在安装前，应进行功能检查，不合格者不得安装。 消防控制设备的外接导线，当采用金属软管作套管时，其长度不宜大于 2 米， 且应采用管卡固定，其固定点间距不应大于 0.5 米，金属软管与消防控制设备的接 线盒(箱)应采用锁母固定，并应根据配管规定接地。 6 消防控制设备外接导线的端部，应有明显标志。 消防控制设备盘(柜)内不同电压等级，不同电流类别的端子，应分开，并有明 显标志。 、消防对讲电话系统及消防广播系统的安装。 两系统主机的安装可参照火灾报警联动控制器进行安装。 消防对讲电话插孔的安装可参照手动火灾报警按钮安装。 消防喇叭的安装可参照消防控制设备的安装。 、系统接地装置的安装 工作接地线应采用铜芯绝缘导线或电缆，不得利用镀锌扁铁或金属软管。 当采用联合接地时，应用专用接地干线，由消防控制室引至接地体，其线芯截 面积不应小于 16 平方毫米，在通过墙壁时，应穿入钢管或其它坚固的保护管。 由消防控制室接地板引至各消防设备的接地线应选用铜芯绝缘软线，其线芯截 面积不应小于 4 平方毫米。 工作接地线与保护接地线必须分开，保护接地导体不得利用金属软管。 接地装置施工完毕后，应及时作隐蔽工程验收。 (3)、火灾自动报警系统的调试 、调试前的准备 a、调试前应对系统设备作以下查验 1)、设备的规格、型号、数量、备品备件是否符合图纸设计要求 2） 、检查产品合格证、产品说明书、操作说明书、编程手册等资 料是否齐全。 3） 、检查设备外观是否完好，插接件及连线有无松动与脱接。 b、按 gb50166-92 检查系统的施工质量，检查导线的连接、绝缘包扎、配线 及金属槽管间的接地跨接等施工质量情况。 c、检查系统线路，对错线、开路、短路和虚焊等进行处理。 d、进一步查对以下情况并作必要的妥善处理。 1） 、竣工后的系统配置是否符合设备的技术要求。 2） 、检查原测试的绝缘电阻与接地电阻。 e、认真阅读产品说明书、操作说明书、编程手册等资料。 f、火灾自动报警系统的调试应在建筑内部装修和施工结束后进行。 7 、调试 a、调试人员的组成。 调试负责人必须由资深的专业人员担任，所有调试人员应职责分明。 b、调试中应特别注意事项 注意强弱电结合部，防止强电窜入弱电，造成人员伤亡和设备损坏事件。 c、调试中应先进行单机通电检查后作系统调试。 1)、通过逐个单机通电检测，剔除不报或误报的探测器、手动报警按钮。 2） 、区域机、主机应作以下检查。 通电前应作工作接地安全接地的检查。 、自检正常后方可接入报警回路进行报警部分的调试。 、声光警报器等火灾警报装置先外接直流电源进行功能检查。 、火灾事故广播可用外接扬声器或监听扬声器作放音检查。 、消防控制设备可用三用表，外接灯泡、继电器等进行检查。 火灾自动报警系统通电后，应按 gb4717 的要求进行相关功能检验。 e、单机调试后进入系统调试 1） 、报警回路逐个接入，一个回路调试正常后，再接入下一个回路。 2） 、对探测器、按钮等逐个进行检验，排除错号、重号。 3） 、根据设计要求，进行控制功能软硬件编程，并在检查控制模块、联动继电 器的动作符合编程指令后，接入控制对象进行联动调试。 4） 、检查主、备电分别供电时，各项控制和联动功能是否正常。 f、火灾事故广播的调试开通 1） 、测量每个分路电阻，判断和各式各分路是否短路，开路或未接入扬声器。 2） 、用磁带播放音乐，由上往下或由下而上依次监听相邻层放音情况。 固定消防电话和消防电话插孔逐个与消防电话主机进行通话试验。 妥善做好调试完后设备的管理工作。 系统调试完毕连续无故障运行 120h 后，填写调试报告，申请系统验收1。 消防报警及联动开展系统施工工艺流程图 8 施工设计图 消防专题会审 现场放样（已完）建设单位认可 预埋施工（已完）隐蔽工程验收 结构浇注完毕，明管敷设施工隐蔽工程验收 消防监督部门 抹灰施工结束，线槽安装施工 钢管上护口、管内穿线、对线编码绝缘电阻测试 消防报警设备安装 调试开通 试运行 消防监督部门验收 接地电阻测试 甲乙方预验收 9 图 2-1 施工工艺流程图 2 火灾自动报警系统简介 火灾自动报警系统是为了尽早探测到火灾的发生并发出火灾警报、启动有关防 火、灭火装置而在建筑物中设置的一种自动消防设施。通过设置在建筑物中的自动 火灾探测装置和手动报警装置，火灾自动报警系统可以在火灾发生的初期自动探测 到火灾，并通过警报装置发出火灾警报，组织人员撤离，同时启动防烟、排烟及防 火、灭火设施，以便于人员撤离，防止火灾发展和蔓延，控制和扑灭火灾2。 2.1 火灾自动报警系统概述 火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。它属于智能大 厦系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和 操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。以计算机网络和 通信为基础的城市火灾自动报警信息系统，通过对建筑物内的消防设施运行状态远 程监控，实时接收并快速处理报警信息，缩短火灾报警时间，并使防火监督工作深 入到单位的每一个消防监测设备。该系统的建立，对加强消防安全监督管理，防止 重特大火灾的发生有着十分重大的意义。 火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理 量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并 同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。 2.2 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。它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热 量和光辐射等物理量，通过感温。感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火 灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。一般火灾自 动报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防排烟系统、通风系统、空调 系统、防火门、防火卷帘等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置。 10 2.2.1 触发器件 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器件， 主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。火灾探测器是能对火灾参数(如烟、温 度、火焰辐射、气体浓度等)响应，并自动产生火灾报警信号的器件。按响应火灾 参数的不同，火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、 可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。不同类型的火灾探测器适用于不 同类型的火灾和不同的场所。手动火灾报警按钮是手动方式产生火灾报警信号、启 动火灾自动报警系统的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。 一、感温式火灾探测器 火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。感温式火灾探测器 是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的火灾探测器。它是将温度 的变化转换为电信号以达到报警目的。根据监测温度参数的不同，一般用于工业和 民用建筑中的感温式火灾探测器有定温式、差温式、差定温式等几种。定温式：温 度上升到预定值时响应的火灾探测器。差温式：环境温度的温升速度超过一定值时 响应的火灾探测器。差定温式：兼有定温、差温两种功能的火灾探测器。感温探测 器对火灾发生时温度参数的敏感，其关键是由组成探测器核心部件热敏元件决 定。热敏元件是利用某些物体的物理性质随温度变化而发生变化的敏感材料制成。 例如：易熔合金或热敏绝缘材料、双金属片、热电偶、热敏电阻、半导体材料等。 定温、差定温探头各级灵敏度探头的动作温度分别不大于1级62、2级70、3级 78。感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所。平时温度较高的 场所不宜安装感温式火灾探测器。 二、感烟式火灾探测器 火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。在火灾初期，由于温度 较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。烟雾是早期火灾的重要特征之一， 感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器。它是将探 测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的一种器件。感烟式火灾探测器有 离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种型式。离子感烟式探测器是点型探测 器，它是在电离室内含有少量放射性物质（镅-241） ，可使电离室内空气成为导体， 允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局部空气成电离状态，经电压 作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时， 11 它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。当导电性低 于预定值时，探测器发出警报。光电感烟探测器也是点型探测器，它是利用起火时 产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸 收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。红外光束感烟探测器 是线型探测器，它是对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数响应的火灾探测器。 它同前面两种点型感烟探测器的主要区别在于线型感烟探测器将光束发射器和光电 接受器分为两个独立的部分，使用时分装相对的两处，中间用光束连接起来。红外 光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。感烟式火灾探测器适宜安装在发生火 灾后产生烟雾较大或容易产生阴燃的场所；它不宜安装在平时烟雾较大或通风速度 较快的场所。 (一) 其中安装与布线如下： a.探测器的外形如下图2-1所示：（以北大青鸟产品为例） 图2-1探测器外形 b.探测器安装示意图如图 2-2 所示。 （以北大青鸟产品为例） c.探测器的底座示意图如图 2-3 所示。 （以北大青鸟产品为例） 底座上有 4 个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器 报警确认灯的方向。布线管内的探测器总线分别接在任意对角的二个接线端子上 （不分极性） ，另一对导体片用来辅助固定探测器。 待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在 底座上。 d.布线方式：探测器二总线宜选用截面积1.0mm2的 rvs 双绞线，穿金属管或阻燃 管敷设。 n d o p n t a i o t h 0 f 0 0 6 0 0 12 探测器 底座 布线管 预埋盒 56 图 2-2 探测器安装示意图 1 2 安装孔 4 3 0 z d - 2 图 2-3 探测器通用底座外形示意图 2.2.2 火灾报警装置 在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制 信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。火灾报警控制器就是 其中最基本的一种。火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源；监 视探测器及系统自身的工作状态；接收、转换、处理火灾探测器输出的报警信号； 进行声光报警；指示报警的具体部位及时间；同时执行相应辅助控制等诸多任务。 是火灾报警系统中的核心组成部分。 在火灾报警装置中，还有一些如中断器、区域显示器、火灾显示盘等的报警装 置，它们可视为火灾报警控制器的演变或补充。在特定条件下应用，与火灾报警控 制器同属火灾报警装置。 13 火灾报警控制器的基本功能主要有：主电、备电自动转换，备用电源充电功能， 电源故障监测功能，电源工作状态指标功能，为探测器回路供电功能，控测器或系 统故障声光报警，火灾声、光报警、火灾报警记忆功能，时钟单元功能，火灾报警 优先报故障功能，再次声响报警功能。 2.2.3 火灾警报装置 在火灾自动报警系统中，用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置称 为火灾警报装置。它以声、光音响方式向报警区域发出火灾警报信号，以警示人们 采取安全疏散、灭火救灾措施。 下面举例说明一下：手动报警按钮的工作原理及安装和接线等： 一、工作原理 本报警按钮采用按压报警方式，通过机械结构进行自锁，可减少人为误触发现 象。报警按钮内置单片机，完成报警检测及与控制器通讯功能。 二、报警按钮的外形示意图 如图所示：（2-4） 98.4 95.4 42.5 fire火警 alarm 火 警 press here按下报警 电话指示 phone 图 2-4 报警按钮外形示意图 三、安装与布线 a)安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。 b)安装时只需拔下报警按钮，从底壳的进线孔中穿入电缆并接在相应端子上， 再插好报警按钮即可安装好报警按钮，安装孔距为 60mm3 。报警按钮安装采用进 14 线管明装和进线管暗装两种方式，安装示意图如图所示：（2-5） 按钮 进线管 按钮 进线管 预埋盒 后备盒 图 2-5 进线管明装方式 进线管暗装方式 四、报警按钮端子示意图 如图所示：（2-6） 图 2-6 端子示意图 五：安装与接线说明： z1、z2：报警控制器来的信号总线，无极性。 15 k1、k2：额定 dc30v/100ma 无源输出端子，当报警按钮按下时，输出触点闭 合信号，可直接控制外部设备。 tl1、tl2：与 gst-ld-8304 连接的端子。 接线图例： 图 2-7 应用示意图 2.2.4 消防控制设备 在火灾自动报警系统中，当接收到火灾报警后，能自动或手动启动相关消防设 备并显示其状态的设备，称为消防控制设备。主要包括火灾报警控制器，自动灭火 系统的控制装置，室内消火栓系统的控制装置，防烟排烟系统及空调通风系统的控 制装置，常开防火门，防火卷帘的控制装置，电梯回降控制装置，以及火灾应急广 播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置等控 制装置中的部分或全部。消防控制设备一般设置在消防控制中心，以便于实行集中 统一控制。也有的消防控制设备设置在被控消防设备所在现场，但其动作信号则必 须返回消防控制室，实行集中与分散相结合的控制方式。 2.2.5 电源 火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电采 用蓄电池。系统电源除为火灾报警控制器供电外，还为与系统相关的消防控制设备 等供电。 16 3 火灾自动报警系统的基本形式及该大楼的结构选型 根据现行国家标准火灾自动报警系统设计规范规定，火灾自动报系统的基 本形式有三种，即：区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。 3.1 区域报警系统 区域报警系统由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾的控制器 和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统称为区域报警系统，适用于较 小范围的保护。 区域火灾报警控制器的主要特点是控制器直接连接火灾探测器，处理各种报警 信号，是组成自动报警系统最常用的设备之一。区域报警控制器是负责对一个报警 区域进行火灾监测的自动工作装置。一个报警区域包括很多个探测区域(或称探测 部位)。一个探测区域可有一个或几个探测器进行火灾监测，同一个探测区域的若 干个探测器是互相并联的，共同占用一个部位编号，同一个探测区域允许并联的探 测器数量视产品型号不同而有所不同，少则五、六个，多则二三十个。 一台区域报警控制器的容量(即其所能监测的部位数)也视产品型号不同而不同， 一般为几十个部位。区域报警控制器平时巡回检测该报警区内各个部位探测器的工 作状态，发现火灾信号或故障信号，及时发出声光警报信号。如果是火灾信号，在 声光报警的同时，有些区域报警控制器还有联动继电器触点动作，启动某些消防设 备的功能。这些消防设备有排烟机、防火门、防火卷帘等。如果是故障信号，则只 是声光报警，不联动消防设备。 区域报警控制器接收到来自探测器的报警信号后，在本机发出声光报警的同时， 还将报警信号传送给位于消防控制室内的集中报警控制器。自检按钮用于检查各路 报警线路故障(短路或开路)发出模拟火灾信号检查探测器功能及线路情况是否完好。 当有故障时便发出故障报警信号(只进行声、光报警，而记忆单元和联动单元不动 作)。 区域控制器的作用，将区域内探测器送来的火警信号转换成声光报警信号，同 时输出信号给集中报警控制器。它还兼负将 24v 直流电提供给探头，并备有联动其 它外部设备动作的触点。 17 3.2 集中报警系统 由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由火灾 报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能较复杂的火灾自动报警系统统 称为集中报警系统。适用于较大范围内多个区域的保护。 集中火灾报警控制器的作用是将若干个区域报警控制器连接起来，组成一个系 统，接收各区域报警控制器发来的火警信号、故障信号，及时指示火警区域或故障 区域的部位，发出声光报警信号。并具体显示出火警区域和故障部位。它不能直接 连接探头，也不给探头供电源，而只和区域报警控制器连接。 3.3 控制中心报警系统 控制中心报警系统由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域 火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警 控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能复杂的火灾自动报警系统称为控制 中心报警系统。系统的容量较大，消防设施控制功能较全，适用于大型建筑的保护。 3.4 该工程结构选型 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 3-1 所示。 消防 控制 设备 火灾探测器 手动火灾报 警按钮 火灾探测器 手动火灾 报警按钮 区域 报警 控制 （或 楼层 显示 器） 区域报 警控制 器（或 楼层显 示器） 火灾警报装置 火警电话 火灾事故照明 火灾事故广播 联动控制装置 固定灭火系统 控制装置 集 中 报 警 控 制 器 电源 n 区 18 图 3-1 控制中心报警系统框图 3.5 报警控制器安装位置的选择和安装 一、报警控制器安装位置的选择 区域报警控制器宜安装在经常有人值班的房间或场所，如值班室、警卫室、楼 层服务台等。其环境条件应清洁、干燥、凉爽、外界干扰少，同时考虑管理、维修 方便等条件。 集中报警控制器应设置在专用的房间或消防值班室内，并有直接通向户外的通 道，门应向疏散方向开启，入口处要设有明显标志，房间要有较高的耐火等级。其 环境条件与区域火灾报警控制器安装场所的要求类同。 二、报警控制器的安装 （一） 区域报警控制器的安装 区域报警控制器安装在墙上时，其底边距地面的高度不应小于 15m，靠近其 门轴的侧面距墙不应小于 05m，正面操作距离不应小于 12m3。 （二） 集中报警控制器的安装 集中报警控制器需从后面检修时，其后面板距墙不应小于 1m，当其一侧靠墙 安装时，另一侧距墙不应小于 1m。正面操作距离，当设备单列布置时不应小于 15m，双列布置时不应小于 2m；在值班人员经常工作的一面，控制盘距墙不应小 于 3m。 19 4 火灾自动报警系统设计 4.1 系统选型 依据火灾自动报警系统设计规范将 1#公寓楼界定为一级保护对象，根据建 筑的实际情况在每层设置一台楼层显示器，作区域报警器使用，共 39 台，楼层显 示器和一台集中报警控制器及联动控制装置（设计详见附录 a 系统图） 。 本工程选用河北北大青岛环宇消防有限公司生产的 jbf-11s 系列火灾报警控制 器，由 39 个子站组成，各个子站之间的数据流通和相互协调由工作主站担任。每 个子站一个回路，每回路有 75 个地址点，其中 1-53 地址接感烟探测器或感温探测 器， 63-75 地址可接手动报警按钮、输入模块、输出模块、多功能模块和消火栓按 钮等。该系统是一种数字式智能火灾自动报警及联动装置，它不同于传统的分布智 能，也不通于简单的集中智能。分布智能是探测器报警，将信号传输给控制器，从 而报出火灾地址；集中智能是由探测器将探测到的火灾信号不断的传输给控制器， 由控制器进行判断，从而报出火灾地址。本系统为分布与智能集中相结合，在系统 硬件上采用分布结构，而在软件报警算法上采用集中处理。系统具有现场编程功能， 控制器留有计算机接口，可直接接入计算机键盘进行现场编程，也可在外接 pc 机 或笔记本上进行编程后再固化芯片转插在控制器上。crt 彩色显示系统，采用 winxp 界面，操作简单，易于工程进行编程。具有黑匣子储存功能，便于火灾发 生时提供查认依据4。 4.2 防火区域和报警区域 4.2.1 防火分区的定义 所谓防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同 一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划分防火分区这 一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少 火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。 20 防火分区，按照防止火灾向防火分区以外扩大蔓延的功能可分为两类：其一是 竖向防火分区，用以防止多层或高层建筑物层与层之间竖向发生火灾蔓延；其二是 水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。 竖向防火分区是指用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙），在建筑物的 垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。 水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平 方向分隔出的防火区域。它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防 火墙分隔。如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防 火分隔水幕分隔。 4.2.2 防火分区的划分 从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但 如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火 分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、 消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。 我国现行的建筑设计防火规范、人民防空工程设计防火规范、高层 民用建筑设计防火规范等均对建筑的防火分区面积作了规定，在设计、审核和检 查时，必须结合工程实际，严格执行5。 公寓楼共 3 栋，每栋 39 层，其中一到二层为通用层，一二层高 4.5m，标准层 为 3m，总共 119.7m。每层建筑面积为 717.08 m2 。地下车库面积为 21243.42 m2， 依据火灾自动报警系统设计规范将其界定为一级保护对象。依据高层民用建 筑防火设计规范 ，该建筑为一类建筑，耐火等级为一级。在划分防火分区时应该 满足表 4-1 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6. 21 表4-1 耐火等级的划分 耐火等级最大建筑面积 一、二级耐火等级的民用建筑2500平方米 三级耐火等级民用建筑1200平方米 四级耐火等级民用建筑600平方米 民用建筑的地下室、半地下室500平方米 一类高层建筑1000平方米 二类高层建筑1500平方米 高层建筑地下室500平方米 注： 1 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。 2 高层主体建筑与相连的附属建筑之间，如设有防火墙等防火分隔设施，其附 属建筑的防火分区面积可按本表增加一倍。 以 1#公寓楼为例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 39 个防火分区。地下车库划分为 5 个防火分区7。 4.2.3 探测区域和报警区域的划分 火灾自动报警系统的保护对象形式多样，功能各异，规模不等。为了便于早期 探测、早期报警，方便日常的维护管理，在安装的火灾自动报警系统中，人们一般 都将其保护空间划分为若干个报警区域。每个报警区域又划分了若干个探测区域。 这样可以在火灾时，能够迅速、准确地确定着火部位，便于有关人员采取有效措施。 22 因此，所谓报警区域就是人们在设计中将火灾自动报警系统的警戒范围按防火 分区或楼层划分的部分空间，是设置区域火灾报警控制器的基本单元。一个报警区 域可以由一个防火分区或同楼层相邻几个防火分区组成，但同一个防火分区不能在 两个不同的报警区域内；同一报警区域也不能保护不同楼层的几个不同的防火分区。 1 报警区域的划分 根据火灾自动报警系统设计规范的规定，报警区域宜由一个防火分区或同 楼层的几个相邻的几个组成，所以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。 2 探测区域的划分 由于该建筑为一级保护对象，规范规定：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；从主要人口能看清其内部，并且面积不超过 1000m2的房间，也可划为一个探测区域。根据以上的规定把 1#公寓楼的探测区域 划分如下： (1) 由于 1#公寓楼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。 (2) 把敞楼梯间单独划分为一个探测区域，每隔 23 层划分为一个探测区域并 且设置一个火灾探测器。 (3) 把前室（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）和走道分别单独划分探测区域。特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及 走道相通，在发生火灾时烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之 地，故应装设火灾探测器。对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地，但该前 室与电梯竖井相通，也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过，也单独划分探测区域 及装设火灾探测器。 (4) 把电缆竖井单独划分探测区域并装设火灾探测器。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 23 层或每层安装一个。 23 4.3 火灾探测器的选择与设计 4.3.1 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； （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 4-2 的规定。 表 4-2 不同高度房间火灾探测器设置表 4.3.2 火灾探测器的设置部位 探测器布置及安装得合理与否，直接影响保护效果。一般火灾探测器应安装在 层内顶棚表面或顶棚内部（没有顶棚的场合，安装在室内吊顶表面上） 。考虑到维 护管理的方便，其安装面的高度不宜超过 20 米。 在布置探测器时，首先考虑安装间距如何确定，再考虑梁的影响及特殊场所探 测器安装要求，下面分别叙述。 安装间距的确定： 探测器在房间中布置时，如果是多只探测器，那么两探测器的水平距离和垂直 距离称安装间距分别用 a 和 b 表示。 （1）计算法： 探测区域内的每个房间应至少设置一只火灾探测器，一个探测区域内所需设置 的探测器数量，按此公式计算： n=s/(ka)式中：n一个探测区域内所需设 置的探测器数量(只)，n 取整数； 感 温 探 测 器房间高度 (m) 感烟探测 器 一 级二 级三 级 12h20不适合不适合不适合不适合 8h12适 合不适合不适合不适合 6h8适 合适 合不适合不适合 4h6适 合适 合适 合不适合 h4适 合适 合适 合适 合 24 s一个探测区域的面积（2） ； a一个探测器的保护面积（2） ； k修正系数，特级保护对象 k 取 0.70.8，一级保护对象 k 取 0.80.9,二 级保护对象 k 取 0.91.0。常用的感烟、感温探测器的保护面积及保护半径见图 4- 1。由探测器的保护面积 a 和保护半径 r 确定探测器的安装间距 a、b 的极限曲线示 于图 4-1 所示，图中： a探测器的保护面积（2） ，指一只探测器能有效探测的地面面积。 a、b探测器的安装间距（m） 。 25 图 4-1 探测器安装间距的极限曲线 根据从表 4-3 中查得保护面积 a 和保护半径 r，计算直径 d=2r，根据所算 d 值 大小对应保护面积 a 在图 1 曲线粗实线上即有 d 值所包围部分上取一点，此点所对 应的数即位安装间距 a、b 值。具体布置后，在检查探测器到最远点水平距离是否 超过了探测器的保护半径，如超过时应重新布置或增加探测器的数量。 表 4-3 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径 一只探测器的保护面积 a 和保护半径 r 房间坡度 1515 3030 火焰探 测器的 种类 地面面 s （m2） 房间高 度( h ) a(m2)r(m)a(m2)r(m)a(m2)r(m) s80 h12 80 6.7 80 7.2 80 8.0 6h1 2 80 6.7 100 8