课程设计（论文）-高层住宅楼消防监控系统设计.doc

西安石油大学本科课程设计目 录1. 西安石油大学25号高层住宅楼简介41.1 本校25号住宅楼框架介绍41.2 本校25号住宅楼平面结构图41.3 介绍其中一层楼的任一户型的结构布局及平面图42 消防系统方案设计52.1 消防系统初步方案设计52.2 报警装置的选用52.3 火灾探测器的选用62.4 警报装置的选用62.5 消防电话的选用72.6 消防广播的选用72.7 其他72.8 高层民用建筑消防设计原则83 消防联动控制的设计123.1火灾探测报警模块123.2 GSTCRT2001彩色显示系统144 消防控制系统的布局154.1 主监控室布局154.2 各楼层综合布局15参考文献19附录201. 西安石油大学25号高层住宅楼简介1.1 本校25号住宅楼框架介绍此楼为板式结构，共33层，属于高层民用建筑，且每一楼层的每一户型结构及布局都相同。每一层楼住8户，分别成对称户型，中间位置为公用电梯，左右两侧分别为有一个紧急出口，两户共用一个楼梯平台，左右对称。1.2 本校25号住宅楼平面结构图图1-1 25号住宅楼任一楼层的结构平面布局图1.3 介绍其中一层楼的任一户型的结构布局及平面图 图1-2 任一户型的结构平面布局图 2 消防系统方案设计2.1 消防系统初步方案设计消防监控系统选用海湾公司GSTCRT2001彩色显示系统。该系统是海湾安全技术有限公司最新一代消防控制中心火警监控、管理系统，它用语火灾报警及消防联动设备的管理与控制以及设备的图形化显示。可与海湾安全技术有限公司所产生的GST200、GST500、GST5000、GST9000等系列火灾报警控制（联动型）组成功能完备的图形化消防中心监控系统，并且CRT之间可以通过局域网、普通电话线RS-232等方式进行联网，接受、发送、显示设备的异常信息及主机信息，从而实现火灾报警系统的远程中央监控。示意图如下：图2-1 消防监控系统示意图2.2 报警装置的选用 火灾报警控制器选用JB-QG-GST200型火灾报警控制器(联动型)，该型火灾报警控制器是海湾公司推出的新一代火灾报警控制器。为适应工程设计的需要，控制器兼有联动控制功能，可与海湾公司的其他产品配套使用主次配置灵活的报警联动一体化控制系统，具有较高的性价比，特别时候中小型火灾报警及消防联动一体化控制系统的应用。JB-QG-GST200型火灾报警控制器（联动型）采用柜式结构，主要指标如下“（1）控制器最大容量为242个地址编码点，本项目中用到点数：点型复合式感烟感温火灾探测器：8*33=264，编码地址：1264消防栓按钮：每层一个，33*1=33，编码地址：265297火灾声光报警器：每层一个,33*1=33,编码地址：298330总线制固定式消防电话分机：每层一个，33*1=33，编码地址：331363广播分配盘：每个广播分配盘占用20个地址编码点，编码地址：363382多线控制盘：共有33路，每路占有一个编码地址 33*1=33，编码地址：383415（2）控制器最大可外接64台火灾显示盘，本项目中火灾显示盘个数：火灾显示盘：每层一个，33*1=33 （3）控制器最大可配置33个多线控制点，本项目中多线制控制点个数：消防水泵：1个电磁阀：每层一个，33*1=33(4)接线控制器与探测器间采用无极性信号二总线连接多线制控制点与模块（GST-LD-8302C）之间采用有极性二总线连接控制器与各类编码模块采用四总线连接（无极性信号二总线、无极性DC24v电源线）控制器与火灾显示盘采用四总线连接（有极性通讯二总线、无极性DC24V电源线）与彩色CRT系统通过RS-232标准接口连接，最大连接线长度不宜超过15m(5)电源： 主电：交流220v控制器备电：直流12V/24Ah密封铅电池联动备电：直流24V/24Ah密封铅电池火灾显示盘选用ZF-GST8903型火灾显示盘，该盘是一种用于楼层内的火灾报警显示装置。当消防控制中心的主机接收到建筑物内发生的火灾后，产生报警，同时把报警信号传输到发生火警区域的火灾显示盘上，火灾显示盘将产生报警的探测器的位置显示出来并发出报警声响，以通知发生相关人员。火灾显示盘与火灾报警控制器间采用有极性二总线连接，另需要两根DC24V电源供电线（不分极性）2.3 火灾探测器的选用（1）感烟火灾探测器（离子式感烟探测器，光电式感烟探测器）（2）感温火灾探测器（点型定温式火灾探测器，点型差温式火灾探测器，点型差温式火灾探测器）（3）火焰火在探测器2.4 警报装置的选用 在每层大厅布置一个GST-HX-M8501火灾声光报警器，该报警器具有两种报警模式（模式模式），可用于区分预警状态和火警状态。光显示采用多只超高亮红色发光二极管作为光源，显示醒目、寿命长、功耗低。可通过短路外控端子启动报警器，不受信号总线掉电的影响。与信号总线及电源总线分别采用无极性二总线连接，接线方便;具有电源总线掉电检测功能，若电源总线掉电，可将故障信息传到控制器 在每个房间门口布置以个GST-LCD-8314型火灾探测器门灯。该门灯可与对应的探测器并联使用，并与该探测器编码一致。当探测器报警时，门灯上的指示灯闪亮，在不进入室内的情况下就可知道室内的探测器已触发报警。2.5 消防电话的选用 消防电话系统选用的主要设备如下：GST-TS-Z01A智能型总线制消防电话主机，GST-TS-100A总线制固定式消防电话分机和GST-LD-8304总线制编码消防电话专用模块。通过这个系统可搭建一种消防专用的通讯系统，实现对火灾的人工确认，并可及时掌握火灾现场情况及进行其他必要的通讯联络，便于指挥灭火及恢复工作、2.6 消防广播的选用 消防广播选用GST-LD-GBFP-200型广播分配盘，该盘为标准式结构，可与火灾报警控制器组装在同一柜中，完成对多路消防广播的切换控制，广播分配最多可控制20路消防广播，可根据需要进行选择手动控制消防广播切换，联动控制消防广播切换.2.7 其他由于住楼布局比较简单，没必要采取分区控制，所以防火卷帘、门控制，机械加压送风防烟，电梯控制都未再涉及。表2-1 消防监控系统设备清单序号类别设备型号数量备注1触发装置点型复合式感烟感温火灾探测器JTF-GOM-GST60110*14*1=140每个房间中心一个2消防栓按钮LD-840310*1=10每层楼大厅一个3报警装置火灾显示盘ZF-GST890310*1=10每层楼大厅一个4火灾报警控制器（联动型）JB-QG-GST2001第一层消防控制室5警报装置火灾声光警报器GST-HX-M8501/210*1=10每层楼大厅一个6火灾探测器门灯GST-LD-831410*14*1=140每房间门口一个7消防电话智能型总线制消防电话主机GST-TS-Z01A1安装在火灾报警控制器上8总线制编码消防电话专用模块GST-LD-830410*1=10每层楼大厅一个9总线制固定式消防电话分机GST-TS-100A10*1=10每层楼大厅一个10消防广播广播分配盘GST-LD-GBFP-2001安装在火灾报警控制器上11播音话筒录音机卡喇叭市售适当型号各1个第一层消防控制室12多线制控制多线制控制卡KZK-1007安装在LD-KZC-100卡上13多线制CPU控制卡LD-KZC-1001安装在火灾报警控制器上14多线制转换接口模块GST-LD-8302C14第一层消防控制室15喷淋控制消防水泵适当型号1最高层楼顶16水箱适当型号1最高层楼顶17电磁阀适当型号10*1=10每层楼一个18喷淋头适当型号10*14*1=140每个房间一个19计算机监控系统监控系统GSTCRT2001彩色显示系统1第一层消防控制室20RS-232接口卡NNET-01 RS-2321火灾报警控制器与GSTCRT2001彩色显示系统连接21其他导线适当型号若干22管线适当型号若干23其他相关材料2.8 高层民用建筑消防设计原则（1）防火间距表2-2 高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距( m )建筑类别高层民用建筑裙房其他民用建筑耐火等级一、二级三级四级高层民用建筑13991114裙房96679防火间距应按相邻建筑外墙的最近距离计算。当外墙有突出可燃构件时，应从其突出的部分外缘算起；两座高层建筑相邻较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时，其防火间距可不限； 相邻的两座高层建筑，较低一座的屋顶不设天窗、屋顶承重构件的耐火极 1.00，且相邻较低一面外墙为防火墙时，其防火间距可适当减小，但不宜小于4； 相邻的两座高层建筑，当相邻较高一面外墙耐火极限不低于2.00，墙上开口部位设有甲级防火门、窗或防火卷帘时，其防火间距可适当减小，但不宜小于4；（2）防火和防烟分区表2-3 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建筑类别每层每个防火分区面积（平方米）一类建筑1000二类建筑1500地下室500注: 设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按本表增加一倍；当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的一倍计算。（3）防火墙、隔墙和楼板 防火墙不宜设在、形等高层建筑的内转角处。当设在转角附近时，内转 角两侧墙上的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于4.00；当相邻一侧装有固定乙级防火窗时，距离可不限。 紧靠防火墙两侧的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于2.00；当水平间距小于2.00时，应设置固定乙级防火门、窗。 防火墙上不应开设门、窗、洞口，当必须开设时，应设置能自行关闭的甲级防火门、窗。 输送可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道，严禁穿过防火墙。其它管道不宜穿过防火墙，当必须穿过时，应采用不燃烧材料将其周围的空隙填塞密实。穿过防火墙处的管道保温材料，应采用不燃烧材料。（4） 消防联动控制的设计管道穿过隔墙、楼板时，应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实。 高层建筑内的隔墙应砌至梁板底部，且不宜留有缝隙。 设在高层建筑内的自动灭火系统的设备室、通风、空调机房，应采用耐火极限不低于2.00的隔墙，1.50的楼板和甲级防火门与其它部位隔开。 地下室内存放可燃物平均重量超过30/m2的房间隔墙，其耐火极限不应低于2.00，房间的门应采用甲级防火门。（5）电梯井和管道井 电梯 应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井井壁除开设电梯门洞和通气孔洞外，不应开设其它洞口。电梯门不应采用栅栏门。 电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置；其井壁应为耐火极限不低于1.00的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门。 建筑高度不超过100的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2-3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。 电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实。（6） 防火门、防火窗和防火卷帘 防火门、防火窗应划分为甲、乙、丙三级,其耐火极限:甲级应为1.20； 乙级应为0.90；丙级应为0.60。 防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。 用于疏散的走道、楼梯间和前室的防火门，应具有自行关闭的功能。双扇和多扇防火门，还应具有按顺序关闭的功能。常开的防火门，当发生火灾时，应具有自行关闭和信号反馈的功能。（7）消防电梯消防电梯可与客梯或工作电梯兼用消防电梯的设置应符合下列规定：消防电梯间应设前室，其面积：居住建筑不应小于4.50m2，公共建筑不应小于6.00m2。当与防烟楼梯间合用前室时，其面积：居住建筑不应小于6.00m2，公共建筑不应小于10m2。消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30的通道通向室外。 消防电梯间前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘。 消防电梯的载重量不应小于800。 消防电梯井、机房与相邻其它电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2.00的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门。 消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60计算确定。消防电梯轿厢的内装修应采用不燃烧材料，动力与控制电缆、电线应采取防水措施。 消防电梯轿厢内应设专用电话；并应在首层设供消防队员专用的操作按钮。（8）消防给水和灭火设备当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。消防水池的补水时间不宜超过48。商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库，重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3.00计算，其它高层建筑可按2.00计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00计算。消防水池的总容量超过500m3时，应分成两个能独立使用的消防水池。 供消防车取水的消防水池应设取水口或取水井，其水深应保证消防车的消防水泵吸水高度不超过6.00。取水口或取水井与被保护高层建筑的外墙距离不宜小于5.00，并不宜大于100。消防用水与其它用水共用的水池，应采取确保消防用水量不作他用的技术措施。（9） 排烟装置设置机械排烟设施的部位，其排烟风机的风量应符合下列规定：担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的不划防烟分区时，应按每平方米面积不小于60m3燉计算（单台风机最小排烟量不应小于7200m3/）。排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿道方向，邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.50m。 设在顶棚上的排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.00m。排烟口平时关闭，并应设置有手动和自动开启装置。 防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。 在排烟支管上应设有当烟气温度超过280时能自行关闭的排。3 消防联动控制的设计3.1火灾探测报警模块大楼内共每个房间都有一个感烟感温火灾控制器，每层大厅内都有一个消火栓按钮和以个火灾声光报警器，这三类设备都有一个电子编码地址，全部串再一条无极性二总线上接入火灾报警控制器（联动型）。各个楼层的火灾显示盘也都串在一条有极性二总线上接入火灾报警控制器，唯一不同的是还有伴有两根电源线。发现火灾有两种情况，一是各个房间感烟感温火灾探测去检测到，这时与之相连的门灯会自行点亮，二是各层大厅中的消火栓按钮被人为按下。火灾报警控制器在检测到任何一种报警信号后，由报警设备的电子编码地址就会最多火灾发生的位置，然后火灾报警控制器按照预定联动控制程序的触发全部或任意几个（由联动控制程序决定）火灾声光警报器进行报警。由同时各楼层或该楼层（由联动控制程序决定）的火灾显示盘就会显示火灾发生的准确位置，便于人们正确选择的逃生路线。火灾探测报警模块示意图见3-1图：1） 消防电话模块消防电话系统十分必要，它对能否及时报警，消防指挥系统是否畅通起着关键作用。它是一种消防专用的通讯系统，通过这个系统可迅速实现对火灾的人工确认，并可及时掌握火灾现场情况及进行其他必要的通讯联络，便于指挥灭火及恢复工作。系统在每一层大厅都设有一个消防电话分机，由于消防电话分机和消防电话主机通过火灾报警控制器相连，所以主机可通过火灾报警控制去呼叫固定分机，分机摘机即直接呼叫主机，这时，主机振铃直至主机摘机；分机与主机之间不能通信。 主机分机在通话开始时，主机请求录音灯闪烁提示录音，按放音/录音键后开始录音，并自动记下录音时的时间；录音最多可分两段，总录音时间长度200秒钟，放音时自动显示所放录音段的录制时间，放音结束自动恢复实现实时时间。录音段最长保存时间为3天，超过保存时间的录音段将被自动抹去以备下次录音。抹音期间，录音指示灯常亮。另外主机设有音频输出插孔，供外部保存录音使用。消防电话模块示意图见3-1图：图3-1 火灾探测报警模块与消防电话模块示意图2）消防广播模块消防广播有正常广播和紧急广播两路信号。正常广播信号由录放机、碟机等设备产生，例如播放轻音乐、通知、新闻等。紧急广播信号由话筒或报警器播放火警或个人喊话等。两路信号都接入广播分配盘，未启动广播分配盘时，正常广播输入与输出相连。启动后广播分配盘将输出切换到紧急广播输入。广播分配盘由一路正常广播输入信号和5路紧急广播输入信号，有20路输出信号。广播分配盘切换方式除手动控制外，还具有联动控制方式，广播分配盘接收火灾报警控制器发出的动作命令，发出切换命令。系统有自动和手动两种方式，消防模块见图3-2： 3）自动喷水灭火模块 大楼内共安装有一套自动喷水灭火系统,包括消防水泵,电磁阀,水箱,喷淋头等.安装在楼顶的消防水泵负责给水箱供水,每层楼有一个电磁阀控制着该层所有房间的喷淋头.当该层的任意一个感烟感温火灾探测器发出火警信号给火灾报警控制器后,火灾报警控制器会按照预定的联动控制程序先启动消防水泵给水箱供水,同时火灾报警控制器也会打开该层的电磁阀,这时整个楼层的喷淋头都会喷水灭火.由于消防水泵和电磁阀等设备的电器特性与二总线设备不同,所以对其控制必须通过多线制CPU控制卡,多线制控制卡,多线制转换接口模块进行转换.自动喷水灭火模块见图3-2:图3-2 自动喷水灭火模块与消防广播模块示意图3.2 GSTCRT2001彩色显示系统GSTCRT2001彩色显示系统是海湾安全技术股份有限公司设计的最新一代消防控制中心火警监控,管理系统,它用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制. 可与海湾安全技术有限公司所生产的GST200.GST500.GST5000.等系列火灾报警控制器组成功能完备的图形化消防中心监控系统,并且CRT之间可以通过局域网,普通电话线等方式进行联网,接收,发送,显示设备的异常信息及主机信息,从而实现了火灾报警系统的远程中央控制.系统可以同时管理多台不同类型的控制器. 开机时系统自动加载通信模块,自动维护系统的数据通信,且用户可以通过通讯测试功能随时测试系统数据通信状态,保证系统可靠运行.简单,直观,完整的用户图形监控界面,可在不同监视区的设备布置图上切换显示,并通过不同的颜色显示现场设备的报警及动作,故障,隔离等异常信息,对于指挥现场灭火十分有益.提供报警辅助方案，在紧急情况下提示值班人员完成必要的应急操作。提供辅助监视功能，你可以在辅助监视器切换大平面图，而在主监视器切换大平面图的各个区域。提供异常信息声音提示、你只要为CRT配备好声卡、音箱，就可更块的察觉异常信息。实时打印报警、故障、隔离等各种异常信息；同时支持多条件查询、打印各种报警、故障等信息的历史记录。系统提供多级密码，便于系统安全管理，防止误操作。4 消防控制系统的布局4.1 主监控室布局 消防控制系统的 在第一层布置了一个监控室，里面主要是火灾报警控制器和GSTCRT2001彩色显示系统主机。主监控室布局如下图：图4-1 主监控室布局示意图4.2 各楼层综合布局一层布局和其它楼层一样，只是多了一个主监控室。每个房间探测器和喷淋头都居中布置，每个房间口都有门灯。一楼大厅设有火灾显示盘，消防电话，消防广播、火灾声光报警器、消火栓按钮等。（1）平面防火分区示意图因房屋成对成对称布局，故将平面图划分为如下分区：图4-2-1 房屋平面图将左边四户化为一区，右边四户化为三区，把电梯和值班室及一楼楼梯划为二区。分别在一区和三区设区域报警装置系统，在二区设集中报警系统，并把二区作为主控制室。（2）报警系统示意图如下：图4-2-2 区域报警系统图4-2-3 集中报警系统（3）防火分区的示意图 图4-2-4 一区的平面示意 图4-2-5 二区的平面示意图（4） 一楼综合布局示意图（此住宅共有33层，每层布局相同）图4-2-6 一楼综合布局示意图（5）整座楼的防火设计示意图图4-2-7 各层的火灾探测报警模块和消防电话模块示意图参考文献1程远平，李增华.消防工程学M. 中国矿业大学出版社，2002.97-101.2霍然，胡源，李元洲，建筑火灾安全工程导论。合肥：中国科学技术大学出版社，1999，11 3刘增青.试论发展建筑防火性能化设计和需要注意的几个相关问题.首届亚太消防论坛论文集.2002；.4赵贤兵，李芳秦，现代建筑中的智能耐火警报系统。工程 CAD 和现代建筑学, 2000,6: 51-525方军,元宏勇。气体传感器以及在火灾探测中的应用。消防科学, 2002,7: 180-1856许琼,詹富儒。火灾烟气探测技术。消防科学, 2002,4: 113-1187GBJ116-88火灾自动报警系统设计规范8GBJ16-87建筑设计防火规范。2001版9GB50116-98火灾自动报警系统设计规范附录在设计过程中，合理的计算探头和喷头的布置是关键，首先需要对探测器和喷头以及其它的硬件设备进行选型，然后还要对超市的平面布局进行分析，结合超市的实际情况进行设计。设计中采用了海湾公司GSTCRT2001彩色显示系统。该系统是海湾安全技术有限公司最新一代消防控制中心火警监控，管理系统，它用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制以及设备的图形化显示。GSTCRT2001彩色显示系统可与海湾安全技术有限公司所生产的GST200，GST500，GST5000，GST9000等系列火灾报警控制器（联动型）组成功能完备的图形化消防中心控制系统，并且CRT之间可以通过局域网，普通电话线（通过调制解调器）RS-232等方式进行联网，接受，发送，显示设备异常信息湖主机信息，从而实现了火灾报警系统的远程中央监控。附录A：火灾自动报警系统保护对象