智能建筑设备自动化系统课程设计说明书

智能建筑设备自动化系统课程设计说明书

题目：桂香宾馆火灾自动报警及消防设计

题目类型：工程设计

院（系）：机电工程学院

专业：建筑环境与设备工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

2011年01月04日

引言

随着社会的不断发展，我国经济实力的增强，生活水平的提高，人们对生活质量，特别是生活空间居住环境的要求也在日益提高，人们对自身的居住环境的各种安全因素越来越重视。

当今，智能建筑已稳步发展，日渐普及人们的生活及起居。智能建筑是信息时代的必然产物，是建筑艺术与控制技术、计算机技术、通信技术等高新技术的巧妙集成。在国内外整加速建设信息高速公路的今天，智能建筑以其安全、高效、舒适、灵活、投资合理等诸多优点，成为信息社会最重要的基础设施之一，已受到各国政府喝企业的高度重视，正迅速发展成为一个心形的技术产业。相对于传统建筑，智能建筑投资巨大，多为高层和超高层建筑，且其用途多以重要的办公大楼、财贸金融中心、电信大楼广播电视大楼以及高级宾馆等为主，建筑本身的重要性决定了智能建筑应将安全问题摆在首位，而火灾时发生频率较高的灾害，消防人员扑救难度大，人员疏散困难，一旦发生火灾，后果不堪设想。

在智能建筑中，火灾自动报警和消防联动控制系统（简称消防系统），是一个相对独立的完整系统。它包括火灾自动报警和消防联动控制两个大的子系统。其监控范围主要包括自动监测与报警、灭火、排烟、联动控制、紧急广播等。消防系统对确保建筑的安全非常重要，有无消防系统是智能大厦投入使用的先决条件。火灾自动报警及消防联动系统，作为或在读嫌弃预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是人们为了早期发现火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中火其他场所的一种自动消防设施，是人们和火灾做斗争的有力工具。

本次设计的主要目的：

（1）掌握并能熟练运用计算机绘制火灾自动报警及消防联动系统图。

（2）熟悉建筑火灾报警及消防设计《规范》、《手册》、《标准图集》。

（3）掌握工程图设计程序及要求。

（4）掌握按已知条件和设计要求考虑和解决一般高层建筑内火灾报警，及消防工程的原则问题和某些具体问题。

（5）通过本设计进一步巩固基本知识，并学会运用基本知识，结合设计规范，理论联系实际，设计出满足使用功能，技术先进且经济合理的火灾自动报警及消防联动系统工程项目。

1．工程系统简述

1．1工程概述

本工程为桂林市桂香宾馆的火灾自动报警及消防联动控制系统设计。该宾馆共有四层，层高3米，建筑总高度16.8米，占地面积350平方米，总建筑面积约为1350平方米，一层为门面，其余层均作客房使用。本工程设计就是为该宾馆做火灾自动报警及消防联动系统的设计，以探测火灾隐患，并通过联动控制在一定范围内及时消除火灾隐患，防患于未然，从而保障宾馆的人员及物质安全，可归属于一级或二级保护对象。

1．2建筑的防火分类及分区

建筑的防火分类是建筑消防设计的主要依据之一，不同防火类别的建筑，其消防设计的要求不同。按我国有关规定，本工程的防火分类为一类。

为了最大限度地防止火灾在建筑内蔓延，减少人员伤亡和财产损失，我国有关防火规范要求将建筑内部划分为若干防火、防烟分区。根据宾馆的使用性质，建筑的耐火等级较高，容纳的人员也比较多，可燃物的数量较多，消防扑救能力和消防设施的配置相对较弱，人员的疏散较难等情况，每个防火分区的建筑面积不应大于1000㎡.；防烟分区尽可能地小，不应跨越防火分区，面积也不应大于500㎡。对电梯、楼梯等烟气蔓延的重点部位，应单独划分防烟分区。

2．系统设计

2．1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、控制器以及其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统，在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的旗舰称为触发器，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮等。

图2.1 火灾自动报警系统原理图

2．2报警区域的划分

《火灾自动报警子系统设计规范》明确规定报警区域应根据防火分区或楼层

划分。一个报警区域宜由一个或同层相邻几个防火分区组层成。本工程根据宾馆的楼层总面积，将各层划分为一个防火分区，每个防火分区划分为一个报警区域。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，高层建筑设有上下层相连通的走廊敞开楼梯、自动扶梯等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区。在这种情况下，报警区域的划分为一个区域。但考虑成本问题，可以将此归于同层报警区域，在各层的连通楼梯处设置一台区域报警，安装高度底边距地1.5M，采用墙上暗装方式。本工程采用集中报警系统，总消防控制室设置在一层。

图2.2 集中报警系统的典型结构框图

2．3探测区域的划分

探测区域是将报警区域按探测火灾的部位划分的房（套）间，它是火灾探测器探测部位编号的基本单元，在消防系统中具有一个独立部位号。根据我国现行国家标准GB50116—1998《火灾自动报警系统设计规范》规定，探测区域的划分应符合下列要求：

（1）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500㎡，从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000㎡的房间，也可以划分为一个探测区域。地上部分除规范规定的划分外，其余均按上述同样标准原则划分探测区域。

（2）本工程下列场所分别单独划分探测区域

A 敞开或封闭的楼梯间；

B 防烟楼梯前室，消防电梯与防烟楼梯间合用的前室；

C 走道坡道、管道井；

D 建筑闷顶、夹层。

2．4 火灾探测器的选择和布置

合理选用、设置和安装火灾探测器，正确使用和及时维修、检查火灾探测器报警设备，是将误报降到最低程度的关键。火灾探测器的选用应按照国家标准GB50116—1998《火灾自动报警系统设计规范》和GB50116—1992《火灾自动报

警系统施工验收规范》的有关要求进行选择。根据监测的火灾特性不同，火灾探测器分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体类型，每个类型又根据其工作原理的不同而分为若干种。

（1）火灾探测器的选择

不同种类火灾探测器，其响应原理，结构特点，适用场所均不同。在火灾自动报警系统的设计中，选择火灾探测器的种类要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点，房间高度，环境条件以及可能引起误报的原因等因素综合确定。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定地上部分、商场营业厅、办公室、会议室、宾馆客房、消防电梯前室、防烟楼梯前室、楼梯间以及活动场所设置感烟探测器。厨房设置感烟和可燃气体探测器。《高层民用建筑设计防火规范》规定疏散通道上的防火卷帘，感烟探测器动作后，卷帘下降至地面（楼板面）1.8M，感温探测器动作后，卷帘下降到底。用作防火分隔的防火卷帘。火灾探测器动作后，卷帘下降到底。因此，在疏散通道上方防火卷帘两侧，设置感温、感烟火灾探测器组及其报警装置。且两侧设置手动控制按钮，用作防火分隔的防火卷帘两侧设置感烟探测器，并将卷帘们两侧的感烟、感温探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号送至消防控制室。

（2）火灾探测器的布置

在探测区域内，探测器的分布是否合理，直接关系到探测器效果的好坏。探测器布置的基本原则除了确保所有被探测范围都处于探测区域以外，建筑的具体结构、房间分隔、空调送风、高温光源及电磁设备等均是影响探测器设备的重要因素。在探测器布置时应遵循下列原则：

①探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器；

②梁高超过0.6 m的房间，每个梁间区域至少应设置一只火灾探测器；

③探测器至墙、梁边的水平距离不应少于0.5 m，墙和梁不仅会影响烟雾、

热气的蔓延，还会吸收一部分热量，使探测器保护面积减少；

④探测器至空调送风口的水平距离不应小于1.5 m，并宜接近回风口；

⑤探测器与灯具的水平净距离不应小于0.2 m，感温探测器与高温光源灯具

的净距离不应小于0.5 m；

⑥探测器距离扬声器的净距离不应小于0.1 m。

探测器的布置即要考虑探测区域的面积，每只探测到保护面积、保护半径、安装间距如下图表所示：

表2.4.1 感温、感烟探测器的保护面积及保护半径

同时，要考虑房间的高度、屋顶坡度和探测器自身灵敏度的影响，也要考虑到梁突出顶棚的高度，内部走道的宽度，至端墙的距离，至墙壁距离以及房间间隔情况的影响。

表2.4.2根据房间高度选择探测器

确定一个探测区域内所需设置的探测器数量其计算公式如下：

KA S

N

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 ——修正指数，特级保护对象面积取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，本工程取0.8。

图2.4探测器安装间距的极限曲线

（3）火灾探测器数量的计算

本工程宾馆的层高在3～4 m 之间，房间的坡度小于15°，由此根据表2.4.1得保护面积A=80㎡，保护半径R=6.7 m ，所以：D=2*R=13.4 m 。按实际情况选取a=8 m ，b=10 m 。在满足规范对探测器设置要求的前提下，根据上述条件计算探测器的数量如下：

一层：

消防控制室，面积S=20.1㎡，K=0.8，所以有

314.0808.020.1

=?==KA S

N 只，为了布置需要取1只。

同理，其他门面及楼梯间均设置一只探测器。

由于本工程建筑属于层楼对称型式，因此对于二层、三层、及四层的各个区域也均设置一只探测器。

2．5手动火灾报警按钮的设置

火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而在防火分区疏散通道、楼梯口等处设置的手动火灾报警按钮是手动触发装置，它应具有应急情况下，人工手动通报火警的功能。

在每个防火分区内至少设置一个报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最近的一个报警按钮的距离不应大于30M ，本工程各楼层的楼梯间、电梯间、电梯前室及文艺活动场所的出入口均设置手动火灾报警按钮，安装于墙上，底边距地1.5M 。在设计过程中可选用北京狮岛电子消防有限公司的SD6110型手动火灾报警按钮，该产品自带编码，直接并入探测总线回路，还可以作消火栓按钮使用。手动火灾报警按钮与集中报警器连接，且应单独占用一个部位号。因为集中控制器设在消防室内，能更快采取措施，所以当没有集中报警器时，它才接入区域报

警，但应单独占用一个部位号。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，显示火灾部位，启动有关的灭火设备。

2．6消防联动控制设计

消防联动系统是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火灾信息后能自动或手动启动相应的消防联动设备。火灾发生时，火灾报警控制器发出报警信息，消防联动控制器采用总线编码模块控制，并在消防控制室设有手动，直接启动。相应的消防联动设备，火灾发生时，火灾报警控制器发出报警信息，消防联动器接收报警信息并发出联动信号，启动有关消防设备，实施防火灭火。消防联动控制设备的组成主要包括：火灾报警控制器、室内消火栓系统、防排烟系统、消防专用电话、火灾事故广播等。本工程对消防水泵、排烟风机、正压送风机等消防联动设备采用总线编码模块控制，并在消防控制室设有手动直接启动，停止装置。消防水泵、喷淋泵的运行、防烟、排烟风机的工作及故障状态。消防控制室均布显示，并能显示水流指示器。报警阀，安全信号阀的工作故障状态。

（1）室内消火栓系统的联动设计

室内消火栓系统中的每一个消火栓都配有一个消火栓启动按钮，本设计采用编码消火栓按钮，直接接入火灾报警控制器，当发生火灾的时候可以直接启动消防泵，启泵的同时向消防控制中心发出反馈信号。在消火栓按钮处设有启泵的运行状态，同时消防控制室可控制消防泵的启、停，显示消火栓水泵的工作、故障状态，显示消火栓启泵按钮的位置（见消火栓控制原理图）。

图2.6.1 消防泵电器原理控制图

（2）防排烟系统的联动设计

每层任一感言探测器、活在手动报警按钮动作后，向报警控制中心发出报警，同时启动相邻层排烟阀，并启动消防排烟风机。当楼梯间内烟感报警，正压送风阀开启并启动正压送风机。当温度超过70时，70防火阀自熔关闭，当温度超过280时，280排烟防火阀自熔关闭并关闭排烟风机。

图2.6.2 排烟风机控制电路图

（3）消防专用电话的设置

消防专用电话是重要的消防通信工具之一，为了保证火灾自动报警系统快速反应和提前报警，同时保证火灾时消防通信指挥系统的可靠，灵活，畅通。消防控制室设置一台消防专用电话总机，为独立的通讯系统，并设置可直接报警的外部电话，在消防水泵房，柴油发电机房、配变电室，主要通风和空调机房，排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的，设置消防专用电话分机。安装高度为底边距地1.4M。手动报警按钮均带有电话插孔。

（4）火灾事故照明和疏散标志设置

发生火灾时，正常照明供电线路或者被烧毁，或者为避免电气线路短路而使事故矿大，必须认为切断全部或部分区域的正常照明，但是为了保证灭火活动正常进行和人员疏散，在建筑内必须设置应急事故照明和疏散照明标志。

事故照明的照度不应低于一半照明的10%，消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室及自备发电机房、电话总机房以及火灾时仍需坚持工作的其他房间的事故照明，仍应保证正常照明那个的照度。备用照明电源的切换时间不应超过15 s，因此一般均采用低压备用电源自动投入方式恢复供电，事故照明用的照明器必须选用瞬时点燃的白炽灯、荧光灯等作光源。

疏散照明是确保人员从室内向安全地点撤离而设置的照明，一般在疏散通道、公共出口处，如疏散楼梯、防烟楼梯间及前室、消防电梯及其前室，疏散走道等处，设置疏散照明指示灯。灯位高度以宜于人们观察为准，如出口顶部、疏散走道及其转角处距该层地面1 m以下的墙面等处，且间距不应大于20 m。一般选用蓄电池作备用电源，其连续供电时间不应小于20 min。

（5）火灾事故广播系统的设置

火灾应急广播是火灾自动报警系统中的一种重要的消防安全设备，根据国家标准《高层民用建筑设计防火规范》规定，本工程采用火灾应急广播与公共广播合用方式，火灾时，能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器和公共广播扩音机强

制转为火灾应急广播状态。

在走廊、门厅及其他公共场所设置扬声器，功率为3W，客房扬声器为1W，安装方式为地下室装于墙上，底边距地3.0M，其余吸顶安装，安装数量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的距离不大于12.5M。本设计中可采用SD8012型扬声器。

SD8100系列总线式火灾事故广播系统瑟吉欧通过专用的广播控制总线及总线上的广播控制模块来启动各个广播回路。当火警发生的时候，有设置在消防控制中心的火灾事故广播系统对火灾现场及相关场所实施紧急广播。通过SD8011广播分配盘可实现手动启动某一路或多路消防广播。系统构成如下：

图2.6.4 SD8000广播系统构成示意图

2．7 系统供电设计

火灾自动报警子系统是消防用电设备。根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等有关规定，本工程火灾自动报警系统采用了双电源末端互换并备有直流备用电源。

火灾报警系统的CRT显示器，消防通讯设备等电源由UPS装置供电。消防报警控制器系统电源的保护开关不许采用漏电开关。

2．8 接地设置

消防报警控制器属于电子信息设备。系统接地对保证系统正常工作，保证人身安全十分重要，根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，本工程采用共用接地装置，接地电阻不大于1Ω。设有专用接地干线。在消防控制室设置专用接地板，专用接地线从消防控制室，引至接地体。接地线采用铜芯绝缘导线BV-500 1x25㎡PC40管，埋地引至接地体。由消防控制室引至各消防电子设备的专用接地线采用BV-500 1x16㎡。对消防电子设备凡采用交流供电时，设备金属外壳和金属支架均做保护接地，接地线与电气保护接地线（PE线）相连接。

2．9 系统布线设置

火灾报警系统的布线是应符合一般建筑电气系统布线的基本要求。同时还当根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定，本工程设计如下

①火灾自动报警线路，采用阻燃型铜芯绝缘电线ZR-RVS-0.45/0.75KV 2x10mm穿钢管敷设；

②消防联动控制线采用耐火型铜芯控制电缆NH-KW-0.45/0.75KV穿钢管敷设；

③火灾事故广播线路采用耐火型铜芯电线NH-RYB-2x1.0穿钢管敷设；

④消防电话线路采用阻燃型铜芯电线ZR-RWP-（2x0.5）穿钢管敷设；

⑤消防电力设备线路采用耐火型铜芯电缆或电线NH-YJV-0.6/1KV在金属线槽敷设或钢管。

2．10 设计小节

2．11 参考文献

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