火灾自动报警系统的设计67128Word格式.docx
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图2.2系统组成结构图
2.2.1火灾探测器
火灾探测器是火灾自动报警系统的传感部分,是组成各种火灾自动报警系统的重要组件,是火灾自动报警系统的“感觉器官”。
它能对火灾参数(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,或向控制和指示设备发出现场火灾状态信号的装置。
火灾探测器是系统中的关键元件,他的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标会受到诸多因素的影响,因此火灾探测器的选择和布置应该严格按照规范进行。
2.2.2火灾探测器的分类
火灾探测器主要分感烟、感温、光辐射三大类:
(1)感烟探测器:
一种是离子感烟探测器,它在内外电离室里面有放射源镅241,电离产生的正、负离子,在电场的作用下各向正负电极移动。
在正常的情况下,内外电离室的电流、电压都是稳定的。
一旦有烟雾窜逃外电离室。
千扰了带电粒子的正常运动,使电流,电压就有所改变,破坏了内外电离室之间的平衡,于是就发出了信号。
还有一种叫光电感应探测器,它有一个发光元件和一个光敏元件,平常光源发出的光,通过透镜射到光敏元件上,电路维持正常,如果有烟雾从中阻隔,到达光敏元件上的光就显著减弱,于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化,通过放大电路向人们报警。
还有一种叫管道抽吸式感烟探测器,它的工作原理与光电感应探测器中另一种散射型相似,通过烟雾的反射或散射产生光敏电流,主
要用在船舶上。
近年来还出现了激光感烟探测器,它也是利用光电感应原理,不同的是光源改用激光束。
这种探测器采用半导体器件,体积小、价格低、耐震动、寿命长,很有发展前途。
(2)感温探测器;
一种是运用金属热胀冷缩的特性。
正常的情况下,探测器的电路断开;
当温度升到一定值时,由于金属膨胀、延伸,导体接通,于是发出了信号。
一种是利用某些金属易熔的特性,在探测器里固定一块低熔点合金,当温度升到它的熔点(70~90℃)时,金属熔化,借助弹簧的作用力,使触头相碰,电路接通,发出信号。
这二种探测器都属定温型。
即当外界温度超过某一限值时就报警;
还有一类是差温型,升温的速度超过特定值时,便会感应报警。
如将两者结合起来,便成为差定温组合式。
(3)光辐射探测器;
一种是红外光辐射探测器。
物质在燃烧时,由化学反应产生闪烁的红外光辐射使硫化铅红外光敏元件感应,转变成电信号,经放大后,就能向人们报警。
另一种是紫外光辐射探测器,则利用有机化合物燃烧时,火光中的外光,使紫外光敏管的电极激发出离子,通过继电器等,就能打开开关电路报警。
2.3火灾探测器的选用
火灾探测器选用的一般要求:
(1)根据火灾的特征选择火灾探测器时,应符合下列原则:
1)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,应选用感烟探测器。
火灾发展迅速,产生大量热、烟和火焰辐射,可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。
2)火灾发展迅速,有强烈的火焰辐射和少量的烟、热,应选用火焰探测器。
3)在通风条件较好的车库内可采用感烟探测器,一般的车库内可采用感温探测器。
4)火灾形成特征不可预料,可进行模拟试验,根据试验结果选择探测器。
(2)对无遮挡大空间保护区域宜选用线型火灾探测器
(3)使用或产生可燃气体或可燃液体蒸汽的场所应选用可燃气体探测器。
5)在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表2.1的规定。
房间高度(m)
感烟探测器
感烟探测器
一级
二级
三级
12<
h<
20
不适合
8<
12
适合
6<
8
4<
6
4
表2.1
2.3.1火灾探测器的设置和计算
(1)探测区域内每个房间至少应布置一只火灾探测器。
(2)感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径应该满足表2.2的规定。
火灾探测器的种类
地面面积s/㎡
房间高度h/m
探测器的保护面积A和保护半径R
屋顶坡度θ
θ≤15°
15°
<θ≤30°
θ>30°
A/㎡
R/m
≤80
≤12
80
6.7
7.2
8.0
>80
6<h≤12
100
120
9.9
≤6
60
5.8
9.0
感温探测器
≤30
≤8
30
4.4
4.9
5.5
>30
3.6
40
6.3
表2.2
(3)一个探测区域内所需设置的探测器数量,应由下式计算:
N≥S/K·
A
式中:
N—一个探测区域所需设置的探测器数量(只),N≥1(取整数);
S—一个探测区域的面积(㎡);
A—一个探测器的保护面积(㎡);
K—修正系数,重点保护建筑K取0.7—0.9,普通保护建筑K取1.0。
在这次设计中取0.9。
(4)在宽度小于3.0m以内的走廊顶棚上设置探测器时宜居中布置。
感温探测器的安装间距L不应超过10m,感烟探测器的安装间距L不应超过15m,探测器至端墙的距离不应大于探测器间距的1/2。
(5)探测器至墙壁、梁的水平距离不应小于0.5m,并且探测器的周围0.5m内不应有遮挡物。
(6)房间被书架、隔断、设备等分隔且至顶棚或梁的距离小于房间净高5%时,则每个被格开的部分至少安装一只探测器。
(7)探测器宜水平安装,如必须倾斜安装时,倾斜角不应大于45o当屋顶坡度θ大于45o时,应加木台或类似方法安装探测器。
4火灾探测器的布置
现在建筑消防工程的设计中应根据建筑、土建及相关工种提供的
图样、资料等条件,正确的布置火灾探测器。
两只探测器的水平距离及垂直距离成为安装间距,用a、b表示。
工程设计中,为减小探测器布置的工作量,常借助于“安装间距a、b的极限曲线”(见图2.2)来确定满足A、R的安装间距a、b,其中D=2R称为保护直径。
在Y和Z两点间的曲线范围内,保护面积可以得到充分利用。
该曲线以45o斜线(a=b探测器正方形布置)左右对称,一共给出7个保护面积A和11个保护半径R所适宜的11条安装间距极限曲线D1-D11,各安装间距a、b的极限长度由各条极限曲线端点Z、Y给出。
曲线D1-D4和D6对应于感温探测器3种保护面积A(20m2、30m2和40m2)及其5种保护半径R(3.6m、4.4m、4.9m、5.5m、6.3m)。
曲线D5和D7-D11对应于感烟探测器的4种保护面积A(60m2、80m2、100m2和120m2)及其6种保护半径R(5.8m、6.7m、7.2m、8.0m、9.0m、9.9m)。
探测器平面布置的步骤如下:
根据探测器保护区域的地面面积S、房间高度h、屋顶坡度θ选用的火灾探测器种类查表2.2,得出使用该种探测器的保护面积A和保护半径R。
按式(2.1)计算所需的探测器数量N,计算结果取整数。
根据上述查的的保护面积A和保护半径R,计算D=2R,由D值及保护面积A在Y和Z两点间的曲线范围内取一点,这点对应的数值就安装间距a、b值,并根据给定的平面图对探测器进行布置。
对已绘出的探测器布置平面图,校核探测器到最远点的水平距离r是否超过探测器的保护半径R,若超过,则应重新选定安装间距a、b;
若仍然不能满足校核条件,则应增加探测器的设置数量N,并重新布置,直到满足R>
r为止。
在a、b值差别不大的布置中,按上述方法得出的结果,一般都能满足要求。
在a、b值差别较大的布置中,往往会出现有式(2.1)算出的N值不能满足保护半径R的要求,需通过增大N值才能满足校核条件。
2.4手动火灾报警按钮
2.4.1手动火灾报警按钮概述
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(见图2.3)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。
2.4.2手动火灾报警按钮的设置
每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮。
从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离,不应大于30m。
手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。
手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。
当安装在墙上时其底边距地高度宜为1.3~1.5m,且应有明显的标志。
手动火灾报警按钮宜与集中报警器连接,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,它才接入区域报警器,但应单独占用一个部位号。
图2.3
2.5火灾报警控制器
火灾报警控制器是火灾自动报警系统心脏,具有下述功能:
1、用来接受火灾信号并启动火灾警报装置。
该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息。
2、能通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制器。
3、自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。
2.5.1火灾报警控制器分类
火灾报警控制器种类繁多,根据不同的方法可分成不同的类别。
2.5.1.1按控制范围可分为:
(1)区域火灾报警控制器:
直接连接火灾探测器,处理各种报警信息。
(2)集中火灾报警控制器:
它一般不与火灾探测器相连,而与区域火灾报警控制器相连,处理区域级火灾报警控制器送来的报警信号,常使用在较大型系统中。
(3)控制中心火灾报警控制器:
它兼有区域,集中两级或火灾报警控制器的特点,即可以作区域级使用,连接控制器;
又可以作集中级使用,连接区域火灾报警控制器。
由于条件有限本课题采用了区域报警控制器,此报警控制能很快的处理报警信息,具有较高的灵敏度。
2.5.1.2按结构型式可分为:
(1)壁挂式火灾报警控制器:
连接的探测器回路相应少些,控制功能简单,区域报警控制器多才用这种型式。
(2)台式火灾报警控制器:
连接探测器回路数较多,联动控制较复杂,集中式报警器常采用这种方式。
(3)框式火灾报警控制器:
可实现多回路连接,具有复杂的联动控制。
2.5.1.3按系统布线方式分为:
(1)多线制火灾报警控制器:
探测器与控制器的连接采用一一对应方式。
(2)总线制火灾报警控制器:
控制器与探测器采用总线方式连接,探测器并联或串联在总线上。
2.5.1.4按内部电路设计分为:
(1)普通型火灾报警控制器:
其内部电路设计采用逻辑组合形式,具有成本低廉、使用简单等特点,可采用以标准单元的插板组合方式进行功能扩展,其功能较简单。
(2)微机型火灾报警控制器:
内部电路设计采用微机结构对软件及;
硬件程序均有相应要求,具有功能扩展方便、技术要求复杂、硬件可靠性高等特点,是火灾报警控制器的首选型式。
2.5.1.5按信号处理方式分为:
(1)有阈值开关量火灾报警控制器:
其连接使用有阈值开关量火灾报警控制器,处理的探测信号为阶跃式开关量信号,火灾报警取决于火灾探测器。
(2)无阈值模拟量火灾报警控制器:
其连接使用有阈值开关量火灾报警控制器,处理的探测信号为连续的模拟量信号,对火灾的判断和发送由控制器决定,具有一定的智能判断能力。
(3)具有分布智能的高级火灾报警控制器:
其所连续的探测器内置CPU芯片,可以完成一系列的智能算法,并把经过处理后的信号发送给报警控制器。
2.5.1.6按其防爆性能分为:
(1)防爆型火灾报警器控制器:
有防爆性能,常用于有防爆要求的场所,其性能指标应同时满足《火灾报警控制器通用技术条件》及《防爆产品技术性能要求》两个国家标准要求。
(2)普通型火灾报警器控制器:
无防爆性能,民用建筑中使用的绝大多数控制器为普通型。
2.5.1.7按其容量分为:
(1)单路火灾报警器控制器:
仅处理一个回路的探测器火灾信号,一般仅用在某些特殊的联动控制系统。
(2)多回路火灾报警器控制器:
能同时处理多个回路的探测器火灾信号,并显示具体的着火部位。
2.5.1.8按其使用环境分为:
(1)陆用型火灾报警器控制器:
建筑物内或其附近安装的,系统中通过的火灾报警控制器。
(2)船用型火灾报警器控制器:
用于船舶、海上作业。
其技术性
能指标相应提高,如工作环境温度、湿度、耐腐蚀、抗颠簸等要求高于陆用火灾报警控制器。
2.6火灾报警控制器的功能
1、火灾报警:
当收到探测器、手动报警开关、消火栓开关及输入模块所配接的设备所发来的火警信号时,均可在报警器中报警。
2、故障报警:
系统运行时控制器分时巡检,若有异常(设备故障发出声、光报警信号,并显示故障类型及编码等。
3、火警优先:
在故障报警或已处理火警时,若发生火警则报火警,而当火警清除后又自动报原有的故障。
4、时钟与火灾发生时间的记忆:
系统中的时钟走时通过软件编程实现,具有相应的存储单元,记忆事故发生时间。
5、自检功能:
为了提高报警系统的可靠性,控制器设置了检查功能,可定期或不定期的进行模拟火警检查。
2.7工作原理
控制器把火灾探测器传来的信号进行处理,报警。
从原理上讲无论是区域报警空输入单元—自动监控单元—输入单元。
工作原理如图2-2
火灾控制器原理
2.8火灾自动报警系统的设计形式
随着新产品的不断出现,火灾自动报警系统也由传统型向现代火灾自动报警发展。
在诸多的产品中以区域报警和集中报警控制器的应用最为广泛,以下介绍两者的设置。
2.8.1区域报警控制系统
区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式,它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。
当探测器检测到火灾信号,电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号,通过导线传输到区域报警器,经过处理后发出声光报警信号,同时将火灾部位传输给集中报警控制器,适用于较小范围的保护。
有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。
区域报警控制器的设置应该符合以下的规定:
1、一个报警区域宜设置一台区域报警控制器,系统中区域报警控制器不应该超过3台。
2、当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时,应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域。
3、区域报警控制器安装在墙上时,其底边距地的高度不应小于1.5m。
靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m.正面操作距离不应小于1.2m。
4、区域报警控制系统宜设在有人值班的房间或宾馆每层服务台。
2.8.2集中报警控制系统
集中报警控制系统是有电子线路组成的集中自动监控报警装置,各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。
它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能,在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作,达到消防的目的和手段,适用于较大范围内多个区域的保护。
集中报警控制器的设置应该满足以下规定:
1、系统中应设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器。
2、集中报警控制器的容量不宜小于保护范围内探测区域总数。
3、集中报警控制器距墙不应小于1m,正面的操作距离不小于2m。
4、区域报警控制器的设置应符合上述区域报警控制系统的有关要求。
2.8.3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自动报警探测器等组成,或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾自动报警探测器等组成,功能复杂的火灾自动报警系统。
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。
1、系统中应至少设置一台集中报警控制器和必要的消防控制设备;
2、设在消防控制室以外的集中报警控制器,均应将火灾报警信号和消防联动控制信号送至消防控制室;
3、区域报警控制器和集中报警控制器的设置,应符合上述控制中心报警系统的有关要求。
三、火灾自动报警系统装置的设计
3.1系统选型
本工程选用北京狮岛消防电子有限公司生产的SD2200--2178A型火灾报警控制器,由11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199个地址点,其中1—99地址接感烟探测器或感温探测器,101—199地址可接手动报警按钮、输入模块、多功能模块和消火栓按钮登。
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在固化芯片转插在控制器上。
CRT色彩显示系统,采用WIN98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。
3.2防火区域和报警区域的划分
该办公楼共有五层,每一层556平方米,每一层高。
3.6m,根据《火灾自动报警系统设置规范》其中二级保护对象,耐火等级为二级。
区域划分满足下列要求。
因此可以把每层划为一个防火分区。
表3,每个防火分区的允许最大建筑面积
建筑类别
每个防火分区建筑面积(㎡)
一类建筑
1000
二类建筑
1500
三类建筑
500
3.2.1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。
3.2.2探测区域的划分
由于该建筑为二级保护对象,规范规定:
探测区域应按独立房(套)间划分。
一个探测器区域的面积不宜超过500㎡;
从主要人口能看清其内部,并且面积不超过1000㎡的房间,也可划为一个探测区域。
根据以上的规定我把该办公楼的探测区域划分如下:
(1)由于该办公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2-3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同,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是十分必要,并配合竖井的防火分隔要求,每隔2-3层或每层安装一个。
四、消防广播系统
4.1应急广播系统
4.1.1火灾应急广播系统的设置要求
1、民用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一部分不小于3W,起数量应能保证从一个防火分区内的任何部分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25M。
2、在环境噪声大于60dB的场所设置俄扬声器,在其播放范围内最远点的播放声压应高于背景噪声15dB。
五、应急照明系统
5.1应急照明系统的设置要求
1、疏散用的火灾应急照明,其地面最低高度不应小于0.5LX.
消防控制室、消防水泵房、消防排烟机房、配电室和自动配发电房以及发生火2、灾时仍需要工作的其他房间时火灾应急照明,仍应保证正常的照度
3、安全出口标志设在出口的顶端;
疏散走道的标志设在疏散走道及转角处距离地面1m以下的墙面。
走道疏散标志的距离不应小于20m。
4、火灾应急照明灯,应设玻璃或其他不燃烧材料的保护罩。
5、火灾应急照明标志,采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应小于20min,6、高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应小于30min。
六、总接
本次课程认我对火灾报警系统的工作原理,工作过程有了一定的了解,对火灾报警系统的设计规范有了初步的了解,设计过程中主要困难在于探测器的选择和布置,在接下来的分析设计中,我计划对施工布置中的问题进行进一步设计,特别是火灾报警之后的联动装置进行进一步的设计。
本次课程设计让我对建筑火灾报警系统有了更加深刻的理解;
主要设备表
序号
设备名称
单位
数量
1
楼层显示器
台
2
火灾报警控制器
3
光电感烟
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