教学楼消防系统设计

西安石油大学本科课程设计 1 1 绪论绪论 1 1 设计的背景 目的及意义设计的背景 目的及意义 随着经济和技术的不断发展 城市高层 超高层建筑 地下建筑以及大型综合 性建筑日益增多 火灾隐患也大大增多 现阶段火灾的特点是 由于认为的因素导 致火灾的信息泄露 迟报 报警设备出现故障没有及时恢复开通 造成火灾蔓延 酿成无法估计的损失 根据用户对火灾自动报警及火灾监控系统的建立提出了更好 更高的要求 海湾公司结合我国城市大中型建筑及重点公共场所已安装的火灾自动 报警设备在使用中所存在的问题的基础上 按照 城市火灾自动报警系统监控网络 通信协议 的要求研制了 GST 119NET 城市火灾自动报警监控管理网络系统 课程设计主要完成本校南区教学楼的火灾消防监控系统设计 要求运用已学过 的各种火灾探测器 控制器的知识 完成火灾消防监控系统中监测系统 灭火系统 消防电话系统 消防广播系统等各分系统的设计 以便进一步理解火灾探测与控制 的基本原理 了解火灾监测监控系统设计的步骤和方法 培养学生初步设计小型火 灾监测监控系统方案的能力 利用所设计的楼消防监控系统保护学校和学生的安全 1 2 火灾自动报警系统火灾自动报警系统 1 2 1 火灾自动报警系统的工作原理火灾自动报警系统的工作原理 火灾自动报警系统的工作原理是 被保护场所的各类火灾参数由火灾探测器或 经人工发送到火灾报警控制器 控制器将信号放大 分析 处理后 以声 光 文 字等形式显示或打印出来 同时记录下时间 根据内部设置的逻辑命令自动或由人 工手动启动相关的火灾警报设备和消防联动控制设备 进行人员的疏散和火灾的扑 救 1 2 2 火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统的组成 火灾自动报警系统由触发器件 火灾报警装置 火灾警报装置 电源以及具有 其他辅助控制功能的装置所组成 它能在火灾初期 将燃烧产生的烟雾 热量 光 辐射及变化的空气组分等物理量 通过感温 感烟 感光及气体浓度等火灾探测器 变成电信号 传输给火灾报警控制器 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 防烟排 烟系统 通风系统 空调系统 防火门 防火卷帘门 挡烟垂壁等相关系统联动 通过自动或手动方式发出指令 控制外围联动装置的启停并接收其反馈信号 西安石油大学本科课程设计 2 火灾报警系统 触发装置报警装置警报装置控制装置电源 手 动 报 警 按 钮 火 灾 探 测 器 火 灾 报 警 控 制 器 探 测 器 报 警 控 制 装 置 火 灾 显 示 盘 火 灾 指 示 灯 火 灾 报 警 器 声 光 显 示 器 消 防 泵 控 制 装 置 喷 淋 控 制 装 置 电 梯 控 制 装 置 机 械 排 烟 加 压 装 置 图图 1 1 火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统的组成 1 3 设计简介设计简介 本次所设计的学校南区教学楼建筑的具体情况如下图 图图 1 2 本校南区教学楼本校南区教学楼 5 层层 西安石油大学本科课程设计 3 图图 1 3 本校南区教学楼本校南区教学楼 4 层层 由于南区综合楼 4 层以下都一样 所以只画出了 4 层的结构示意图 西安石油大学本科课程设计 4 2 总体系统设计方案总体系统设计方案 2 1 消防系统的初步方案设计消防系统的初步方案设计 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 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 所以本次设计将全部选用该公 司的设备 系统示意图如下 消防检测 报 警模块 消防电话模块 消防广播模块 喷淋控制模块 火 灾报警 控制器 联动 型 RS 232 接口卡 GSTCRT20 01 彩色显 示系统 图图 2 1 消防监控系统示意图消防监控系统示意图 2 2 火灾报警控制器的选用火灾报警控制器的选用 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 可与海湾公司的其它产品配套使用组成配置灵活的报警联动 一体化控制系统 具有较高的性能价格比 特别适合中小型火灾报警及消防联动一 体化控制系统的应用 西安石油大学本科课程设计 5 JB QG GST200 型火灾报警控制器 联动型 的特点及性能选用 1 特点 JB QG GST200 型火灾报警控制器 联动型 采用柜式结构 其主要特点与 JB QB GST200 型火灾报警控制器 联动型 相同 2 主要技术指标 1 液晶屏规格 128 64 点 可同屏显示 32 个汉字信息 2 控制器容量 a 最大容量为 242 个地址编码点 b 可外接 64 台火灾显示盘 联网时最多可接 32 台其它类型控制器 c 64 路手动消防启动盘 d 最大可配置 14 个多线制控制点 3 线制 a 控制器与探测器间采用无极性信号二总线连接 b 多线制控制点与模块 GST LD 8302C 之间采用有极性二线连接 最大接线 长度 1000m c 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 d 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 e 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 4 使用环境 温度 0 40 相对湿度 95 不结露 5 电源 主电 交流 220V 控制器备电 直流 12V 10Ah 密封铅电池 联动备电 直流 24V 24Ah 密封铅电池 6 功耗 控制器监控功耗 20W 控制器最大功耗 60 W 7 外形尺寸 582mm 523mm 1540mm 3 JB QG GST200 型火灾报警器选用 1 控制器最大容量为 242 个地址编码点 本项目中用到点数 西安石油大学本科课程设计 6 点型复合式感烟感温火灾探测器 每个房间一个 每个大厅一个 15 9 15 150 编码地址 1 150 消火栓按钮 每层 1 个 15 1 15 编码地址 151 166 火灾声光警报器 每层一个 15 1 15 编码地址 167 182 总线制固定式消防电话分机 每层一个 15 1 15 编码地址 183 198 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 199 219 多线制控制盘 共有 14 路 每路占有一个编码地址 14 1 14 编码地址 220 234 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 15 1 15 3 控制器最大可配置 14 个多线制控制点 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 15 1 15 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 另需两根 DC24V 电源供电线 不分极性 2 3 探测器的选用探测器的选用 由于监控场所为实验室 而且有自动联动灭火系统 应该把感烟 感温 火焰 探测器结合使用 综合考虑 选用 JTF GOM GST601 型点型复合式感烟感温火灾探 测器 既可以减少探测器的个数 又可以减少误报率 降低误报损失 该型火灾探 测器是由烟雾传感器件和半导体温度传感器件从工艺结构和电路结构上共同构成的 多元复合探测器 它不仅具有点型光电感烟火灾探测器的性能 而且兼有点型定温 差定温感温火灾探测器的性能 正是由于感烟与感温的复合技术 使得该款复合探 测器能够可靠响应国家标准试验火 SH3 聚氨酯塑料火 和 SH4 正庚烷火 同时 该 款复合探测器也能对酒精燃烧等有明显温升的明火探测报警 扩大了点型光电感烟 火灾探测器的应用范围 TF GOM GST601 型点型复合式感烟感温火灾探测器特点及性能 1 特点 西安石油大学本科课程设计 7 图图 2 2 复合式感烟感温火灾探测器复合式感烟感温火灾探测器 JTF GOM GST601 型点型复合式感烟感温火灾探测器是由烟雾传感器件和半导 体温度传感器件从工艺结构和电路结构上共同构成的多元复合探测器 它不仅具有 点型光电感烟火灾探测器的性能 而且兼有点型定温 差定温感温火灾探测器的性 能 正是由于感烟与感温的复合技术 使得该款复合探测器能够可靠响应国家标准 试验火 SH3 聚氨酯塑料火 和 SH4 正庚烷火 同时 该款复合探测器也能对酒 精燃烧等有明显温升的明火探测报警 扩大了点型光电感烟火灾探测器的应用范围 本探测器为无极性信号二总线制 可接入海湾公司生产的各类火灾报警控制器的报 警总线 而且本探测器与海湾公司生产的其他探测器完全兼容 可混合安装在同一 总线上 2 性能指标 1 工作电压 总线 24V 2 监视电流 0 8mA 3 报警电流 2 0mA 4 报警确认灯 红色 巡检时闪烁 报警时常亮 5 使用环境 温度 10 50 相对湿度 95 不结露 6 编码方式 十进制电子编码 7 外形尺寸 直径 100mm 高 54mm 探测器为无极性信号二总线制 可接入海湾公司生产的各类火灾报警控制器的 报警总线 而且本探测器与海湾公司生产的其他探测器完全兼容 可混合安装在同 一总线上 编码方式采用十进制电子编码 手动报警按钮的选用 LD 8403 型消火栓按钮 该按钮为编码型 可直接接入控 制器总线 它采用拔插式结构 安装简单方便 可电子编码 可现场改写 采用微 处理器实现信号处理 用数字信号与控制器进行通信 工作稳定可靠 对电磁干扰 有良好的抑制能力 带有一对常开输出控制触点 可用来做直接启泵开关 有机玻 璃片在按下后可用专用工具复位 西安石油大学本科课程设计 8 2 4 警报装置的选用警报装置的选用 在每层走廊布置一个 GST HX M8501 火灾声光警报器 该警报器具有两种报警 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 警报器 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 GST HX M8501 火灾声光警报器的性能 1 工作电压 总线电压 总线 24V 电源电压 DC24V 2 监视电流 总线电流 1mA 电源电流 3mA 3 动作电流 总线电流 5mA 电源电流 50mA 4 模式 用于预警状态 声压级 75dB 85dB 正前方 3m 水平处 A 计权 变调周期 1 4 1 20 s 5 模式 用于火警状态 声压级 85dB 115dB 正前方 3m 水平处 A 计权 变调周期 0 7 1 20 s 6 线制 四线制 与控制器采用无极性信号二总线连接 与电源线采用无极性二线制连接 7 使用环境 温度 10 50 相对湿度 95 不结露 8 外壳防护等级 IP33 9 外形尺寸 直径 110mm 高 95 9mm 带底壳 在每个实验室门口布置一个 GST LD 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 西安石油大学本科课程设计 9 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它必要的通讯联络 便于指挥灭火及恢复工作 GST LD 8304 总线制编码消防电话专用模块 GST LD 8304 模块是一种编码模块 直接与火灾报警控制器总线连接 并需要 接上 DC24V 电源总线 为实现电话语音信号的传送 还需要接入消防电话总线 GST LD 8304 型模块上有一个电话插孔 可直接供总线制电话分机使用 GST LD 8312 型消防电话插座 J SAP 8402 型手动火灾报警按钮的电话插孔部分都是非编码 的 可直接与消防电话总线连接构成非编码电话插孔 若与 GST LD 8304 型模块连 接使用 可构成编码式电话插孔 主要特性 1 分机可呼叫主机 无需拨号 主机被呼叫时会振铃直至主机摘机或分机 取消呼叫 2 主机可呼叫任一固定分机 通过火灾报警控制器实现 分机被呼叫时 会振铃直至分机摘机或火灾报警控制器取消呼叫 3 分机之间通过主机允许也可以通话 4 电话插孔可任意扩充 摘下固定电话分机或将电话分机 插入 GST LD 8312 型消防电话插座 J SAP 8402 型 手动火灾报警按钮 的电话插孔都视为分机呼叫主机 主机呼叫固定分机可 通过火灾报警控制器启动相应的 GST LD 8304 模块 使分机振铃来实现 总线制消 防电话系统 完整的总线制消防电话系统由设置在消防控制中心的 GST TS Z01A 型总线制 消防电话主机和火灾报警控制器 现场的 GST LD 8304 模块和 GST LD 8312 型消 防电话插座及 GST TS 100A 100B 消防电话分机构成 2 6 消防广播的选用消防广播的选用 消防广播选用 GST LD GBFP 200 型广播分配盘 该盘为标准盘式结构 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 广播分配盘最 西安石油大学本科课程设计 10 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 GST LD GBFP 200 型广播的特点及性能指标 1 特点 GST LD GBFP 200 型广播分配盘为标准盘式结构 完成对多路消防广播的切 换控制 广播分配盘最多可控制 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 主要技术指标 1 工作电压 DC24V 允许范围 DC20V DC27V 2 线制 两条控制器总线 正常广播输入线 紧急广播输入线及两条 DC24V 电源线 3 输出 最多 20 路输出 每路占用一个总线地址编码点 4 使用环境 温度 0 40 相对湿度 95 不结露 5 外形尺寸 484mm 89mm 166 5mm 2 7 其他其他 由于教学楼布局比较简单 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 2 8 消防监控系统设备清单消防监控系统设备清单 消防监控系统设备清单如图 2 1 表表 2 1 消防监控系统设备清单消防监控系统设备清单 序号类别设备型号数量备注 1点型复合式感烟感温探 测器 JTF GOM GST601 9 15 15 150每个房间一个 每 层大厅一个 2 触发装置 消火栓按钮LD 840315 1 30每层一个 3火灾显示盘ZF GST890315 1 15每层楼大厅一个 4报警装置 火灾报警控制器 联动型 JB QG GST200 1第一层消防控制室 5火灾声 声光警报器GST HX M8501 2 15 1 15每层楼大厅一个 6 警报装置 火灾探测器门灯 GST LD 8314 9 15 135每个房间门口一个 7智能型总线制消防电话 主机 GST TS Z01A 1 安装在火灾报警控 制器上 8 消防电话 总线制编码消防电话专GST LD 15 1 15每层楼大厅一个 西安石油大学本科课程设计 11 用模块8304 9总线制固定式消防电话 分机 GST TS 100A 15 1 15每层楼大厅一个 10 广播分配盘 GST LD GBFP 200 1 安装在火灾报警控 制器上 11消防广播 1 播音话筒 2 录放机卡 3 喇叭 市售适当型 号 各 1第一层消防控制室 12 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 制控制 多线制转换接口模块 GST LD 8302C 14第一层消防控制室 15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15 1 15每层楼一个 18 喷淋控制 喷淋头适当型号15 9 1 135每个房间中心一个 19 监控系统 GSTCRT 2001 彩色显 示系统 1第一层消防控制室 20 计算机监 控系统 RS 232 接口卡 NNET 01 RS 232 1 火灾报警控制器与 GSTCRT 2001 彩色 显示系统连接 21导线适当型号若干 22管线适当型号若干 23 其他 其他相关材料 西安石油大学本科课程设计 12 3 消防硬件系统设备选型消防硬件系统设备选型 3 1 火灾探测报警模块火灾探测报警模块 大楼内每个房间都有一个感烟感温火灾探测器 每层大厅内都有一个消火栓按 钮和一个火灾声光警报器 这三类设备都有一个电子编码地址 全部串在一条无极 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器检测到 这时与之相接的门灯会自 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一 种报警信号后 由报警设备的电子编码地址就会知道火灾发生的位置 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 便于人们选择正确的逃生路线 3 2 消防电话模块消防电话模块 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它必要的通讯联络 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接 所以主机可通过火灾报警控制器呼叫固定分机 分机 摘机即直接呼叫主机 这时 主机振铃直至主机摘机 分机与分机之间不能通信 主机分机在通话开始时 主机上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 放音结束自动恢复显示实时时间 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 喷淋头 感烟感温探测器 电磁阀 声光报警器 消火栓按钮 火灾显示器 探测器门灯 多线制转换接口模 块 YW 西安石油大学本科课程设计 13 消防电话分机 总线制编码消防 喇叭 电话专用模块 图图 3 1 火灾探测报警模块与消防电话模块示意图火灾探测报警模块与消防电话模块示意图 3 3 消防广播模块消防广播模块 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警报器播放火警 DM 西安石油大学本科课程设计 14 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 广播分配盘有一路正 常广播输入信号和五路紧急广播输入信号 有二十路输出信号 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 1 手动控制 广播分配盘可 手动 控制 直接切换消防广播 按下 1 20 路控制按键 可直接切换相对应路的广播输出 按下通播键 1 20 路广播同时切换 按下邻层键后 按下 1 20 路控制按键 可同时切换本路及相邻两路的广播 2 自动控制 广播分配盘可以通过控制器联动控制广播切换 用控制器直接启 动广播分配盘上 1 20 路对应的编码地址 即可切换广播输出 也可以通过联动公 式联动控制广播输出 在遇到火警时 火灾报警控制器中的联动控制程序将自动将当前消防广播正常广 播信号切换到紧急广播信号 可按联动控制程序的预设选择接通五路紧急广播信号 中的哪一路 例如 如果接通话筒 那么主控室的管理员就可以用话筒对整栋大楼 通报火警以及指挥逃生 3 4 自动喷水灭火模块自动喷水灭火模块 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中供水 每层楼有一个电磁阀控制着该层 所有房间中的 14 个喷淋头 当该层楼的任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 联动型 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 14 个喷淋头都会喷水灭火 由于消防水泵和电磁阀等设备的电气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 西安石油大学本科课程设计 15 图图 3 2 自动喷水灭火模块与消防广播模块示意图自动喷水灭火模块与消防广播模块示意图 3 5 GSTCRT2001 彩色显示系统彩色显示系统 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 该 系统功能完备 人机界面友好 可与海湾集团公司所生产的 GST200 GST5000 GST8000 等系列火灾报警控制器 联动型 组成功能完备的图形 化消防中心监控系统 并且 CRT 之间可以通过局域网 普通电话线 通过调制解 调器 RS232 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监控 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 西安石油大学本科课程设计 16 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 可在 CRT 系统上完成所有设备控制操作 提供与火灾报警控制器相同的控制方式 完备的数据库管理功能 并具有数据备份功能 可将你的数据损失降到最低 保证 你的系统安全 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 您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 您只要为 CRT 配备好声卡 音箱 您 就可更快地察觉异常信息 实时打印报警 故障 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