火灾自动报警控制系统设计文档格式.docx

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电子工业出版社，2005

[8]方潜生.建筑智能化概论[M].北京：

中国电力出版社，2007

[9]张勇.智能建筑设备自动化原理与技术[M].北京：

中国电力出版社，2005

[10]陈虹.楼宇自动化技术与应用[M].北京：

机械工业出版社，2005

[11]陈南,实用消防安全丛书——建筑火灾自动报警技术,化学工业出版社2006

[12]戴瑜兴主编.建筑智能化系统工程设计.中国建筑工业出版社，2005

[13]《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

指导教师签字

教研室主任签字

年月日

目录

摘要………………………………………………………………………………………4

引言………………………………………………………………………………………4

一、火灾自动报警系统的组成及系统设置………………………………………………5

1.触发器件…………………………………………………………………………………5

2.火灾报警装置…………………………………………………………………………8

3．火灾警报装置……………………………………………………………………………8

4．消防控制设备……………………………………………………………………………8

5.电源………………………………………………………………………………………11

二、火灾自动报警系统及消防设备的联动控制………………………………………11

1.自动报警系统本身器件的连接、登录，联动关系的编制及输入等………………12

2.模拟火灾信号试验检查系统是否按照编制的逻辑关系执行动作…………………14

三、火灾自动报警系统设计应用…………………………………………………………14

1.工程系统简述………………………………………………………………………14

2.系统设计………………………………………………………………………………15

结束语……………………………………………………………………………………24

致谢…………………………………………………………………………………………25

参考文献……………………………………………………………………………………25

摘要

我国规范要求火灾自动报警系统应为一个独立的系统，目前许多设计中允许火灾自动报警系统向建筑物自动化系统发送信号，即平时BA系统可以从火灾自动报警主机上获取其运行状态的各类信号，火灾时火灾自动报警系统可向BA系统发出信号，但消防的专用设备仍然归到消防联动中，设计消防专用总线，成为独立系统。

随着智能建筑技术的发展，将建筑物自动化系统和火灾自动报警的一些功能混合起来，将消防联动系统设备纳入建筑物自动化系统中去控制，建筑自动化系统中的各项子系统实现智能化集成，是今后的规范和技术值得进一步研究探讨的问题。

本文首先讲述了火灾自动报警系统的组成及系统设置；

再次结合工作实践阐述并分析了中山市怡园酒店的火灾自动报警及消防联动控制系统设计应用。

关键词：

智能建筑,火灾自动报警探测器智能控制联动控制

引言

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，作为火灾的先期预报、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）了解火灾自动报警系统的组成及消防设备的联动控制。

（2）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。

（3）熟悉建筑火灾报警及消防设计《规范》、《手册》、《标准图集》。

（4）通过本设计案例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。

一、火灾自动报警系统的组成及系统设置

火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能的装置组成的火灾报警系统。

它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温。

感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，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、防排烟系统、通风系统、空调系统、防火门、防火卷帘、挡烟垂壁等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置。

1.触发器件

在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。

火灾探测器是能对火灾参数（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的器件。

按响应火灾参数的不同，火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。

（表1-1火灾探测器分类）不同类型的火灾探测器适用于不同类型的火灾和不同的场所。

手动火灾报警按钮是手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一。

感烟火灾探测器

点型

离子式

双源型

单源型

光电式

散射型

减光型

线型

红外光束型

激光型

感温火灾探测器

定温式

水银接点型

易熔合金型

玻璃球型

双金属型

热敏电阻型

差温式

膜盒型

差定温式

感温电缆型

空气管型

感光（火焰）火灾探测器

紫外火焰型

红外火焰型

红外/紫外复合型

双频红外火焰型

三频红外火焰型

可燃气体探测器

气敏半导体型

铂丝型

光电型

复合式火灾探测器

感温感烟型

感温感光型

感烟感光型

感温感烟感光型

图像型火灾探测器

双波段火焰探测器

光截面感烟探测器

高灵敏度感烟探测器

空气管取样型探测器

防爆型探测器

本安型

隔爆型

表1-1火灾探测器分类

1.1感温式火灾探测器：

火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。

感温式火灾探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的火灾探测器。

它是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的。

根据监测温度参数的不同，一般用于工业和民用建筑中的感温式火灾探测器有定温式、差温式、差定温式等几种。

定温式：

温度上升到预定值时响应的火灾探测器。

差温式：

环境温度的温升速度超过一定值时响应的火灾探测器。

差定温式：

兼有定温、差温两种功能的火灾探测器。

感温探测器对火灾发生时温度参数的敏感，其关键是由组成探测器核心部件——热敏元件决定。

热敏元件是利用某些物体的物理性质随温度变化而发生变化的敏感材料制成。

例如：

易熔合金或热敏绝缘材料、双金属片、热电偶、热敏电阻、半导体材料等。

定温、差定温探头各级灵敏度探头的动作温度分别不大于1级62℃、2级70℃、3级78℃。

感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所。

平时温度较高的场所不宜安装感温式火灾探测器。

1.2感烟式火灾探测器：

火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。

在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。

烟雾是早期火灾的重要特征之一，感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器。

它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的一种器件。

感烟式火灾探测器有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种型式。

离子感烟式探测器是点型探测器，它是在电离室内含有少量放射性物质（镅-241），可使电离室内空气成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。

当烟粒子进入电离化区域时，它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。

当导电性低于预定值时，探测器发出警报。

光电感烟探测器也是点型探测器，它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。

根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。

光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。

红外光束感烟探测器是线型探测器，它是对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数响应的火灾探测器。

它同前面两种点型感烟探测器的主要区别在于线型感烟探测器将光束发射器和光电接受器分为两个独立的部分，使用时分装相对的两处，中间用光束连接起来。

红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。

感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容易产生阴燃的场所；

它不宜安装在平时烟雾较大或通风速度较快的场所。

1.3手动火灾报警按钮

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）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。

2.火灾报警装置

在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。

火灾报警控制器就是其中最基本的一种。

火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源；

监视探测器及系统自身的工作状态；

接收、转换、处理火灾探测器输出的报警信号；

进行声光报警；

指示报警的具体部位及时间；

同时执行相应辅助控制等诸多任务。

是火灾报警系统中的核心组成部分。

在火灾报警装置中，还有一些如中断器、区域显示器、火灾显示盘等功能能不完整的报警装置，它们可视为火灾报警控制器的演变或补充。

在特定条件下应用，与火灾报警控制器同属火灾报警装置。

火灾报警控制器的基本功能主要有：

主电、备电自动转换，备用电源充电功能，电源故障监测功能，电源工作状态指标功能，为探测器回路供电功能，控测器或系统故障声光报警，火灾声、光报警、火灾报警记忆功能，时钟单元功能，火灾报警优先报故障功能，声报警音响消音及再次声响报警功能。

3.火灾警报装置

在火灾自动报警系统中，用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置称为火灾警报装置。

它以声、光音响方式向报警区域发出火灾警报信号，以警示人们采取安全疏散、灭火救灾措施.下面举例说明一下：

手动报警按钮的工作原理及安装和接线等：

工作原理：

本报警按钮采用按压报警方式，通过机械结构进行自锁，可减少人为误触发现象。

报警按钮内置单片机，完成报警检测及与控制器通讯功能。

单片机内含EEPROM用于存储地址码、设备类型等信息，地址码可通过本公司生产的GST-BMQ-1B或GST-BMQ-2型电子编码器进行现场更改。

4.消防控制设备

消防控制设备在接收到来自触发器件的火灾报警信号时，能自动或手动启动相关消防设备并显示其状态。

主要包括：

火灾报警控制器，自动灭火系统的控制装置，室内消火栓系统的控制装置，防烟排烟系统及空调通风系统的控制装置，防火门、防火卷帘的控制装置，电梯回降控制装置，以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明与疏散知识标志等的控制装置中的部分或全部。

根据国家标准《火灾自动报警系统设计规范》规定，火灾自动报警系统的基本形式有三种：

区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。

如图4-1，图4-2，图4-3。

系统形式的选择，原则上应根据保护对象的保护等级来确定。

区域报警系统宜用于二级保护对象；

集中报警系统宜用于一、二级保护对象；

控制中心报警系统宜用于特级、一级保护对象。

在实际工程建设中，火灾自动报警系统形式的选择要根据保护对象的具体情况，如工程建设的规模、使用性质、报警区域的划分以及消防管理的组织体制等因素而确定。

图4-1区域报警系

图4-2集中报警系统

图4-3控制中心报警系统

4.1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。

4.2.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控制器还时集中报警控制器都遵循同一工作模式，即收集探测信号－输入单元－自动监控单元－输出单元。

工作原理如图1.4.2-1所示。

1.4.2-1火灾控制器原理

5.电源

火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电采用蓄电池。

系统电源除为火灾报警控制器供电外，还为与系统相关的消防控制设备等供电。

二、火灾自动报警系统及消防设备的联动控制

随着我国社会主义现代化建设的飞速发展，为了保护国家财产和人民的生命安全，各种先进的消防设施和消防技术手段大量地涌现。

根据被保护建筑物的层数和建筑结构的不同，火灾自动报警系统与消防设备的联动控制方式有纵向联动控制、横向联动控制和纵、横向混合联动控制等。

对于智能建筑火灾自动报警及消防联动控制系统，消防联动设备主要由控制模块和监视模块进行控制和回馈信号的传送显示。

模块一般安装在楼层的端子模块箱内，也可安装于联动设备附近。

控制模块的动作方式可通过报警控制器软件编程完成逻辑控制，因此调试简便。

对警铃、消防泵、喷淋泵、防排烟系统、消防广播、防火门、防火卷帘等消防设备的联动控制。

一个功能完全的火灾自动报警消防系统，都是由两个分支系统组成的，一个是自动报警系统，一个是自动消防系统。

前者是后者启动工作的信号源，后者是前者的执行单元，是前者功能的延续和完善。

前者是对火灾初起的探知和警报，后者是对火灾的及时扑灭和有效的防护。

二者紧密配合，互为因果，组成一个功能完善的自动报警消防系统。

自动消防系统由消防控制室、消防控制设备、自动消防设备等部分组成。

消防控制设备安装于消防控制室内，接点来自火灾报警系统的火警信号，发出联动控制指令，启动安装在火灾现场的自动消防设备，进行灭火和防护。

所以消防控制设备是自动消防系统的核心部分.火灾自动报警系统及系统的调试分为两个部分内容：

1．自动报警系统本身器件的连接、登录，联动关系的编制及输入等

将系统内的编址器按照设备进行编址工作，将地址好标注在图纸器件附近，以便安装时按照已定的编址进行地址设定防止按照器件时发生地址错误，同时该地址号也为编制联动关系提供联动期逻辑输入号。

在设定地址好后根据设备情况要求（有的报警控制器能够显示报警点的中文名称）标定器件安装位置的名称，以便报警控制器能显示报警点的名称。

按照设计位置安装系统器件，安装结束后开机登录器件，器件登录后观察系统运行状况，排除故障，待系统正常稳定运行后输入联动逻辑关系。

1.1消火栓系统

消火栓手动报警按钮动作→启动消火栓系统消防泵→消防泵启动信号（或故障信号，指消防泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

消火栓手动报警按钮动作→启动该着火分区和有关相邻分区的声光报警器、事故广播。

消防控制室手动启动消防泵→消防泵信号（或故障信号，指消防泵电源故障）反馈到消防控制（在报警控制器或联动控制器显示）。

1.2自动喷水灭火系统的联动：

自动喷水灭火系统的联动关系如下：

水流指示器动作信号与压力开关动作信号→启动喷淋系统。

水流指示器动作→向消防控制室反馈信号（报警联动控制器显示水流指示器动作信号）。

压力开关动作→向消防控制室反馈信号（报警联动控制器显示压力开关动作信号）。

喷淋泵启动信号（或故障信号，指喷淋泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

消防控制室手动启动喷淋泵→喷淋泵启动信号（或故障信号，指喷淋泵电源故障）反馈到消防控制室（在报警控制器或联动控制器显示）。

1.3防排烟系统的联动：

机械正压送风系统的联动关系如下：

探测器报警信号或手动报警按钮报警信号→打开正压送风口→反馈正压送风口打开信号→启动正压送风机。

正压送风口的开启数量可按照下列要求设置：

防烟楼梯间内的正压送风口应全部开启，使整个楼梯间形成均匀的正压。

（一般情况下，此处设置自垂百叶风口，无需控制）前室的正压送风口的开启应按照人员疏散顺序开启，即开启报警层和报警乘上下两邻层的正压送风口。

信号返回要求：

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示正压送风口开启状态。

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示正压送风机的运行状态。

排烟系统的联动逻辑关系：

排烟分区内的探测器报警信号或排烟分区内的手动报警按钮报警信号→启动该排

烟分区的排烟口（打开）→排烟口打开信号启动排烟风机（或启动排烟风机高速）。

排烟风机入口处理排烟防火阀（280℃）的关闭信号→停止相关部位的排烟机。

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示排烟口开启状态。

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示排烟风机运行状态。

消防控制室（报警控制器或联动控制器）显示防火阀关闭状态。

1.4火灾报警的联动：

火灾报警在高层建筑中的主要是指声光报警器，设有自动开启的声光报警器，其靠旗顺序和火灾事故广播的开启顺序相同。

在自动报警系统中联动开启声光报警器和火灾事故广播的联动如下：

手动报警按钮或两只火灾探测器报警信号的与→启动声光报警器、火灾事故广播输出切换模块→接通声光报警器电源、切断背景音乐的信号输出线路、接通火灾事故广播线路。

高层建筑中火灾警报和火灾事故广播的开启顺序如下：

当2层及2层以上楼层发生火灾时，宜先接通火灾层及其相邻的上、下层。

当首层发生火灾时，宜先接通本层、2层及地下各层。

当地下室发生火灾时，宜先接通地下各层及首层，若首层与2层有大共享空间时应包括2层。

当同一平面内哟多个防火分区时，应接通火灾区、火灾相邻区及上下区等。

1.5消防电梯的联动：

消防电梯的联动关系如下：

手动报警按钮或两只探测器报警信号的“与”→启动消防电梯强降输出模块动作→电梯降到首层→反馈信号送到消防控制中心。

非消防电源的切除最好的方式应在消防控制室内或供电室内手动切除。

火灾自动报警及联动系统按照上述步骤和要求，针对具体工程和报警联动设备的编程要求，由专业人员编制好联动关系，并按照设备要求输入到报警控制器内完成系统的开通调试工作。

最后，通过模拟火灾信号检查联动关系是否正确，联动对象动作是否达到联动目的。

2.模拟火灾信号试验检查系统是否按照编制的逻辑关系执行动作

首先要完成火灾自动报警系统中的探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、声光报警器、输入模块、输出模块等设备的连接，在安装过程中应同时完成以下工作：

完善竣工图纸，将施工过程汇总已发生的有关器具位置的更改，数量的增减等内容及设计变更标注在竣工图上，以便下一步工作时不发生遗漏。

必须对线路的绝缘电阻进行测量。

连接好设备的工作接地和保护接地，提高设备运行时抗电源交流干扰，保证系统可靠工作，减少因交流干扰产生的误报。

连接好交流供电电源，测量电压范围不应超出220V＋10%、－15%，连接好备用电源蓄电池，做好开机调试的最后准备工作。

三、火灾自动报警系统设计应用

1.工程系统简述

1．1工程概述

本工程为中山市怡园酒店的火灾自动报警及消防联动控制系统设计。

该酒店共有四层，层高3米，建筑总高度16.8米，占地面积360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酒店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，从而保障酒店的人员及物质安全，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。

根据酒店的使用性质，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。

本工程根据酒店的楼层总面积，将各层划