学士学位论文--教学楼3区1层火灾自动报警系统设计.doc

建筑自动消防系统设计说明书

题 目 教学楼3区1层火灾自动报警系统设计
学院(部) 电子与控制工程学院
专 业 电气工程及其自动化

目 录

任务书 …………………………………………………………………2

一、设计概况……………………………………………………………5

二、系统设计……………………………………………………………5

A、系统设计原理………………………………………………………5

B、智能二总线火灾自动报警系统……………………………………5

C、火警电话和疏导照明系统设计……………………………………9

D、火灾紧急广播系统设计……………………………………………10

三、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统平面设计图（附图）

四、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统图……………………11

五、元件明细表…………………………………………………………13

六、结束语………………………………………………………………13

七、参考资料……………………………………………………………13

课 程 设 计 任 务 书

题 目 教学楼3区1层火灾自动报警系统设计

学院(部) 电子与控制工程学院
专 业 电气工程及其自动化
班 级 电气28040501～02
学生姓名
学 号

1 月 15 日至 12 月 21 日 共 1 周

指导教师(签字) 郎禄平
系 主 任(签字)

2008 年 12 月 5 日
一、设计内容及要求
1.完成智能二总线火灾自动报警系统设计；
2.完成火警电话和疏散诱导照明系统设计；
3.完成火灾紧急广播系统设计；
4.画智能二总线火灾自动报警和紧急广播系疏散诱导照明系统平面图、系统图各一张；
写设计说明书一份，。

二、设计原始资料
教学楼东段3区1层有办公室、值班室、计算机房、教室、和门厅等。建筑平面图由同学自己实地测量绘制。
三、设计完成后提交的文件和图表
1．计算说明书部分
课程设计说明书应按以下格式书写：⑴设计题目名称：⑵目录及页码；⑶正文：主要完成火灾自动报警系统工程设计、火警电话的布置设计、紧急广播系统设计、应急照明系统设计等设计计算，以及设备器件和材料选择等；⑷结束语；⑸参考文献资料，最后装订成册。
2．图纸部分：
画智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统平面设计图、系统图各一张
四、进程安排
1周，2008.12.15～2008.12.21
五、主要参考资料
1.《建筑自动消防工程》，郎禄平，中国建材工业出版社，2003
2.《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
3.《智能建筑实用技术》，杨绍胤，机械工业出版社，2003

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一．设计概况：
此设计是针对教学楼3区1层的火灾自动报警系统，该层包括办公室、值班室、计算机房、教室、和门厅等。其中办公室放有贵重资料，计算机房有大量电气设备，而且该教学楼作为我校的主楼，楼内来往人员较多，是人数较密集的区域，所以一定要做好防火工作，保证人身安全。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定可知该综合楼为二类建筑，防火等级为二级。本楼层的火灾报警控制系统，集火灾报警于一体，通过设置感烟探测器、手动报警按钮，火警电话等达到火灾报警的目的，然后通过设置的消防广播扬声器通报火灾情况，并通过疏散指示灯和应急照明灯指示人员疏散。系统的设计依据为《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—98），《民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95）。
二．系统设计
A. 系统的工作原理
安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡测信号，监视现场的烟雾浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接收的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当火灾发生时，发出声光报警，显示烟雾浓度，显示火灾房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。
如图所示火灾自动报警系统的工作原理图：

B、火灾自动报警系统设计
火灾自动报警系统是建筑智能化系统的一个子系统，它由火灾探测器，区域报警控制器，火灾紧急广播系统，火警电话系统和疏散诱导照明系统组成。教学楼3区1层采用智能二总线火灾自动报警系统，模块是系统的套配装置也是与火灾报警控制器连接的接口。本系统用到的模块有隔离模块和监视模块。本系统将采用微机监控的智能二总线系统，采用树枝型接线。
如下图所示

1.探测区域及探测器选择
在选择探测器时，其原则是极早发现和报告火情，把火灾消灭在萌芽状态。这样就要正确地选择探测器，以适应监视现场的环境条件，避免由于环境条件的影响而造成漏报和误报。
探测区域按独立房间划分，每个房间为一个探测区域，并且考虑梁高的影响。按房间高度、面积、使用功能及场所内可燃物的特点选择探测器：大厅、办公室和教室多为木质等固体可燃物材料，燃烧时产生大量的烟雾，故在大厅、教室和办公室选择感烟探测器；计算机放则多为电气火灾，故选择感温探测器。
不同的探测区域选择不同灵敏度的探测器是为了提高火灾报警的可靠性和灵敏度。
2．探测器布置
下面分区域布置：
⑴大厅：
a.确定一只探测器的保护面积及保护半径：
在火灾探测器的适用安装高度范围内，一个探测器的有效保护面积和保护半径除了受房间高度的影响外，还受屋顶结构的影响。一般来说，在顶棚高度范围内，顶棚越高，或顶棚坡度越大，其保护面积和保护半径都有一定增加。保护半径R是指以火灾探测器为圆心，能够有效探测的最大水平距离。而保护面积，是指一只探测器在规定时间和规定条件下，能够有效探测的地面面积，即以R为半径的圆的水平面内接正四边形面积来表示。
大厅分一个防火区，不考虑大厅柱子的影响，大厅前半区长21.4m，宽18.4m。
保护面积S=18.4*21.4=393.76>80,H<6
查表得探测器最大保护面积A=60，修正系数k=0.9。由于大厅内没有高度超过200mm的梁，所以不用考虑梁高的影响。
b.探测器数目的计算：
根据《火灾自动报警系统设计规范》规定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：
N≥S/（K*A）
式中：N——探测器数量(只)，N应取整数；
S——该探测区域面积(m2)；
A——探测器的保护面积(m2)；
K——修正系数，该综合楼为一级保护对象，宜取0.8～0.9，在这里取0.9。
故探测器的个数N=S/（K*A）=393.76/(0.9*60)=7.29，取8个，布置图如下

a=21.4/3=7.13m，=(21.4-7.13*2)/2=3.57m
b=18.4/3=6.13m，=(18.4-6.13*2)/2=3.07m
此处由于房间特殊结构要求，取4m
c.校验：对于探测器的布置需进行相关校验，校验要求如不满足，需对探测器重新进行布置，直到校验要求满足为止
① ab=7.13*6.13=43.71< kA=54,满足要求；
② 实际最大保护半径r=√a2+b2=3.71m<最大有效保护半径R=5.20m，满足要求；
③ 通过查书上的感烟、感温探测器的安装间距极限曲线，可知探测器的安装间距a、b的选择范围在3.5~12m之间，故由a、b取值可得，均为超过这一范围，满足要求；
⑵ 办公室
一共有五个一样的办公室1.2.3.4.5，以办公室1为例.
根据房间高h=4m，以及房间内可燃物的燃烧性质，选择感烟探测器。
由h=4m<12m，S=5.2*4=20.8m2<80 m2，房间为平顶，查表可知，一只探测器的保护面积A=80 m2，保护半径R=6.7m。
取修正系数k=0.9，由于kA=72 m2>S=20.8m，所以选用一只感烟传感器即可。
感烟传感器的实际最大保护半径r=√5.22+42=6.56m<R，且其到相邻墙壁的距离均不小于0.5m，故满足要求。
所以在办公室中选用一只感烟探测器，安装在房间的几何中心位置。
⑶计算机房
长8m，宽5.2m，S=8*5.2=41.6>30，取修正系数k=0.9，H<8m。查表得感温探测器保护面积A=20，kA=18，所以探测器个数n=S/kA=41.6/18=2.31，取四只，布置图如图所示。

a=8/2=4m， =(8-4*1)/2=2m
b=5.2/2=2.6m =(5.2-2.6*1)/2=1.3m
校验：ab=4*2.6=10.4<kA=18
有效保护半径
实际最大保护半径r=√22+1.32=2.3m<R=3m
故设计满足要求。
⑷ 走廊：
走廊长16m，宽1.8m，H<6m,选择感烟探测器，查表得A=80，R=6.7m，k=0.9，据计算，探测器n=S/kA=28.8/72=0.4，取1个，但是实际最大保护半径r=√82+0.92=8.05m，故不满足要求，取两只，布置如图

a=8m，=4m
b==0.9m
故校验：ab=7.2< kA=72
实际最大保护半径r=m <
设计满足要求。
C.火警电话和疏导照明系统设计
(1) 火警电话的布置：
消防控制室设置对内联系、对外报警的电话是我国目前阶段的主要的消防通信手段。根据《火灾自动报警系统设计规范》规定，消防专用电话网络应为独立的消防通信系统，也就是说不能利用一般电话线路代替消防专用电话线路，应独立布线。根据规范要求，设有手动火灾报警按钮、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。大厅靠近出口，不考虑安装消防电话。其他每个房间考虑按一部消防电话。在教学楼3区1层两端各设一部火警电话，安装高度为1.5米。
在走廊里设计安装疏散指示灯，以及应急用照明灯，走廊长16m，宽1.8m，设计安装两个疏散指示灯。针对人群进出的不同方向，在大厅的四面均安上疏散指示灯,且应安装应急照明灯。
（2）疏散诱导照明的设计
建筑物内的人员密度大，一旦发生火灾或某些人为事故时，室内动力照明线路可能被烧毁，为了避免线路短路而使事故扩大，必须人为切断部分电源线路，这时候就需要通过应急照明系统来保证建筑物内的正常照明。
所谓应急照明，是指在正常照明因故障熄灭后，供事故情况下使用的照明，主要包括备用照明、安全照明和疏散诱导照明三种。应急照明中的疏散照明灯具（出口指向标志灯）应兼顾照亮通道的任务，因此，国际照度委员会CIE-49号技术文件推荐，通道中心线地面水平照度为0.2—1lx，照度均匀度不超过1/40。我国规定确保地面照度在0.5lx，一般设计要求不小于1lx。
在此设计中，楼道两边错开各设置一个疏散诱导指示灯，大厅东西两面墙上各设置两个疏散诱导指示灯。具体布置图详见火灾自动报警系统平面图。参照国家《安全标志》（GB2894-82）中一般提示标志的规定，根据观察距离确定矩形标志灯具的灯面图形尺寸为：

式中 --最大视距， --图形长边，--图形短边
根据计算得，走廊安装2个疏散指示灯。
（4）手动报警按钮设计：
手动报警按钮设计原则：
③主要通道等经常有人通过的地方；
①大厅、过厅、主要公共活动场所的出入口；
②餐厅、多功能厅等处的主要出入口；
④ 各楼层的电梯间、电梯前室。
⑤ 从一个防火分区到邻近的一个手动报警按钮的距离不应大于２５ｍ。
因此在走廊的一边设置一个手动报警按钮，大厅的东西两面的墙上各设一个手动报警按钮。
D．火灾应急广播警报器的布置
火灾发生后，为了便于组织人员的安全疏散和通知有关救灾的事项，对本层楼设置火灾事故广播系统。根据《火灾自动报警系统设计规范》规定，建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所，每个扬声器的额定功率不应小于3 W，其数量应能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于12.5m。
火灾应急广播系统主要由传声器、扩音机、警报器等组成，并且在消防控制室应设置对火灾应急广播系统的监控装置，另外还应具有遥控开启扩音机和采用传声器播音的功能。火灾紧急广播系统可与平时背景广播系统共用，火灾时能自动切换到紧急广播。为了便于人员疏散，传播系统的设置十分必要。
警报器发出的声波辐射为以警报器为圆心的圆，通常取该圆的内接正四边形面积作为警报器的保护面积；警报器的保护半径是指在保护区域内的人们活动的平面上，警报器在规定声压范围内所能有效保护的最大水平距离。
层高4m，接听高度1m，扬声器选3W，特性灵敏度等级为90dB，要求接收点=75dB 故=90+10lg3=94.8 dB ，声波辐射球面半径为l=
则扬声器有效保护半径r=

大厅：则最大保护半径r’=14.12>r=9.33m
不满足要求；故选两只。a=21.4/2=10.7m，=5.35m b==9.2m
此时最大保护半径为=9.00< r=9.33m ，设计满足要求；
走廊：高4m，则扬声器有效保护半径r=
走廊l=16m，最大保护半径为==8.05m<r=9.33m
故在走廊正中安装一只吊装式警报器满足要求；
三、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统平面设计图
（见附图）
四、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统图，如下页图：

系统图
五、元器件明细表
编号
元器件名称
数量
1
感烟探测器
16只
2
感温探测器
4只
3
手动报警按钮
2只
4
消防电话插座
4只
5
隔离模块
1个
6
疏散指示灯
4只
7
UPS不间断电源
1个
8
监视模块
1个
9
广播模块
1个
10
报警控制器
1个
六．结束语
由于生活水平的不断提高，人们愈来愈注重建筑物的实用性、舒适性、多功能性，对建筑物的装修标准和豪华程度的要求也愈来愈高。用电负荷成倍增长，电气管线密集，室内装修量大大增加，可燃物增多，这样就不可避免的带来了许多的火灾隐患，如果消防工作跟不上，将会给人们的生命财产造成严重损失。
这次的火灾报警系统课程设计是照“安全、经济、适用”的基本原则确定系统和布置方案的。在设计过程中，我掌握了设计的基本步骤、设计准则以及许多设计方面要注意问题，给我在以后的学习和生活中有很大影响。通过阅读相关书籍，了解了许多从课本上不能解决的问题，更好的掌握了火灾报警系统的基本原理。在这次课设中，还有一点很大的获益就是培养了我严谨的设计态度，为以后的走向社会做好铺垫。
七．参考资料
1.《建筑自动消防工程》，郎禄平，中国建材工业出版社，2003
2.《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
3.《智能建筑实用技术》，杨绍胤，机械工业出版社，2003

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