《防火防爆技术》课程设计 本校1号住宅楼消防监控系统设计.docx
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《防火防爆技术》课程设计本校1号住宅楼消防监控系统设计
课程设计
电子工程学院专业班
题目《防火防爆技术》课程设计
本校1号住宅楼消防监控系统设计
学生
指导老师
二○一五年十月
《防火防爆技术》
课程设计任务书
题目
本校1号住宅楼消防监控系统设计
学生姓名
学号
专业班级
设
计
内
容
与
要
求
课程设计主要完成本校1号住宅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。
课程设计内容及基本要求如下：
1.熟悉本校1号住宅楼的建筑布局、内部结构、消防目标及要求。
2.熟悉常用的火灾探测器、控制器，了解其工作原理。
3.学会常见火灾探测器、控制器的选型，掌握其基本参数及使用条件。
4.了解火灾消防监控系统的工作原理、基本构造，设计火灾报警灭火消防监控系统。
5.课程设计时间一周，完成课程设计报告。
起止时间
2015年10月12日至2015年10月18日
指导教师签名
年月日
系（教研室）主任签名
年月日
学生签名
年月日
目录
1绪论1
1.1防火防爆安全背景1
2系统总体方案设计3
2.1消防系统的初步方案设计3
2.2楼层面图4
2.3火灾报警装置4
3硬件系统设备选型6
3.1探测器的选用6
3.1.1火灾探测器选用原则6
3.1.2光电感烟火灾探测器6
3.2火灾报警控制器的选用7
3.3火灾警报装置的选用8
3.4消防电话的选用9
3.5消防广播的选用9
3.6联网系统的选用10
3.7其他10
4监控系统详细设计11
4.1系统联动控制设计11
4.1.1设备清单表格11
4.1.2火灾探测报警模块12
4.1.3消防电话模块12
4.1.4消防广播模块13
4.1.5自动喷水灭火模块13
4.2各楼层的综合布局14
5结论16
参考文献17
1绪论
1.1防火防爆安全背景
随着我国社会和经济的发展，土地资源的日益稀缺，住宅逐渐向高层发展，大型的高层住宅小区也越来越多。
高层住宅一般高达几十米，甚至上百米，发生火灾时从室外扑救相当困难，主要依靠建筑内部的消防设施进行自救，因此，高层住宅小区的消防管理以及消防设施的维护保养至关重要。
以下是我国当前中小城市高层建筑消防安全现状：
1、消防设计未受重视消防设施设置不符合要求。
根据现行的相关消防技术规范规定，小区住宅一般应设置室内火栓、火灾自动报警、防烟排烟、消防水泵、消防电源等现代化的消防设施设备，但有些修建于1998年之前甚至年代更为久远的高层住宅，消防设施设备的设置往往不符合现行消防技术规范要求，有的甚至形成了较为严重的火灾隐患。
而增设消防水泵、消防电源、火灾自动报警系统、消防电梯等消防设施所需经费数额较大，这样的老建筑维修基金很少，火灾隐患整改经费难以落实。
2、消防设施维护保养不善，未保持完好有效。
从对高层住宅小区的实际检查情况看，高层住宅小区的消防设施维护保养和管理状况令人担忧，有的消防器材缺失，如消火栓箱内水枪水带配备不齐全、室内消火栓无接口等；有的消防设施存在故障，不能正常运行；有的投入使用时间较长的自动消防设施，年久失修，已经瘫痪，形同摆设，一旦发生火灾，消防设施不能有效地发挥作用，后果不堪设想。
3、消防安全管理不善，火灾应急处置能力较弱。
有的小区消防安全责任不明确，未制定消防安全制度、消防安全操作规程和灭火和应急疏散预案，有的消防控制室值班人员存在脱岗的现象，有的消防控制室值班人员和自动消防系统的操作人员未经过消防培训违规上岗，导致技术水平较差，不熟悉消防设施的操作流程和使用方法
4、施工单位素质不高。
现在不少高层建筑是由私人建筑队承包施工的，人员流动性大，素质差，业务水平低，与高层建筑结构复杂、施工要求高不相适应。
特别是建筑消防工程的施工，有些中标单位因自己没有消防资质，便挂靠其它有资质的单位，而施工仍旧是原班人马，造成工程施工质量粗劣。
有些施工队伍为了赚取利润，暗地更改图纸，在施工中偷工减料，影响建筑耐火性能。
一些消火栓、消防水带、消防水喉、防火门、防火卷帘，以劣质次品充当合格品，给工程带来重大火灾隐患。
5、居民消防知识缺乏，致灾因素较多。
一是在燃气使用方面：
有的居民缺乏使用天然气的常识，私自拆装、移动燃气管道、灶具，有的烹饪、蒸煮食物时离开厨房或忘记关火，有的家庭燃气管道或燃气灶具漏气，处置不当引发火灾；二是在电器使用方面：
随着家用电器的大量使用，导致家庭的用电量大幅度增加，电气线路更加复杂，尤其是空调、电热水器、电炒锅、电炉等大功率电器的使用，很可能超过原设计的负荷值，造成短路，引发火灾，有的居民冬季使用电热毯、电暖器等电热器具取暖，通电时间过长或无人监管，也易引发火灾事故。
三是在住宅疏散方面：
有的居民在走道、楼梯间堆放大量可燃、易燃的杂物；而居住顶楼的居民往往把屋面疏散平台作为私家花园占有，在屋面上栽花种草，甚至私自搭建违规用房，通往屋面的通道也被违规锁闭，其他居民无法进入。
以上种种原因造成我国建筑消防事故频发，给人民生命财产安全造成了巨大损失。
本次课程设计主要针对小区住宅中所存在的消防隐患，进行计算机实时火灾监控和自动消防喷水灭火系统的设计。
2系统总体方案设计
2.1消防系统的初步方案设计
本消防监控系统采用海湾公司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，他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）RS-232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，系统示意图如下：
火灾报警控制器（联动型）
消防检测、报警模块
RS-232
接口卡
GSTCRT2001
彩色显示系统
消防电话模块
消防广播模块
喷淋控制模块
图2-1消防监控系统示意图
图2-2火灾报警系统组成框图
2.2楼层面图
图2-3本校1号住宅楼一层
楼层平面图
总共十层,每层大致都一样。
2.3火灾报警装置
在火灾自动报警系统中，用以接受、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他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，接受、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，同时执行相应的辅助控制等诸多任务，是火灾报警系统中的核心组成部分。
火灾报警控制器的基本功能主要有：
主电源、备用电源自动转换：
备用电源充电；电源故障检测；电源工作状态指示；为探测回路供电；控制器或系统故障声光报警：
火灾声、光报警；火灾报警记忆；时钟单元；火灾报警优先故障报警；声报警音响消音及再次声响报警。
火灾警报装置：
声光报警器就是一种最基本的火灾警报装置，通常与火灾报警控制器组合在一起，它以声、光方式向报警区域发出火灾警报信号，以提醒人们展开安全疏散、灭火救灾等行动。
警铃、讯响器也是一种火灾警报装置，火灾时接受由火灾报警装置通过控制模块、中间继电器发出的控制信号，发出有别于环境声音的音响，它们大多安装于建筑物的公共空间部分，如走廊、大厅。
控制装置。
在火灾自动报警系统中，当接收到来自触发器件的火灾信号后，能自动或手动启动相关消防设备并显示其工作状态的装置，称为控制装置。
主要包括：
火灾报警联动一体机；自动灭火系统的控制装置；室内消火栓的控制装置；防排烟的控制系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷帘的控制装置；电梯迫降控制装置；以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明及疏散指示标志的控制装置十类控制装置中的部分或全部。
控制装置一般设置在消防控制中心，以便于实行集中统一控制。
如果控制装置位于被控消防设备所在现场，其动作信号则必须返回消防控制室，以便实行集中与分散相结合的控制方式。
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，备用电源一般采用蓄电池组。
系统电源除了为火灾报警控制器供电外，还为系统相关的消防控制设备供电。
3硬件系统设备选型
3.1探测器的选用
3.1.1火灾探测器选用原则
火灾探测器的选用应符合下列要求：
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的场所，应选择感烟探测器。
2.对火灾发展迅猛，可产生大量的热、烟、火焰辐射场所，可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。
3.对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟热的场所，应选用火焰探测器。
4.对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟实验的结果选择探测器。
5.对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所，应选择可燃气体探测器。
3.1.2光电感烟火灾探测器
本次设计选用海湾公司的JTY-GM-GST9611型点型光电感烟火灾探测器，此产品采用极性信号二总线技术，可与海湾公司生产的各类火灾报警控制器配合使用。
此探测器主要具有以下特点：
（1）内置带A/D转换的八位单片计算机，具备强大的分析、判断能力，通过在探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，存储环境参数变化的特征曲线，极大提高了整个系统探测火灾的实时性、准确性；
（2）采用电子编码方式，现场编码简单、方便；
（3）采用指示灯闪烁的方式提示其正常工作状态，可在现场观察其运行状况；
（4）底部采用密封方式，可有效防水、防尘、防止恶劣的应用环境对探测器造成的损坏；
（5）专业造型设计，超薄型；
（6）超大指示灯指示，360度范围可见；
（7）具有溢水孔设计，防止积水渗漏；
（8）迷宫设计独特，抗灰尘污染性强；
（9）在线电子编码；
图3-1JTY-GM-GST9611型点型光电感烟火灾探测器
（10）自诊断、自补偿、自学习；
（11）支持数字化总线；
（12）迷宫为专利产品，专利号为：
03100624.8。
主要技术指标：
（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：
51.5mm（带底座）
保护面积：
当空间高度为6米～12米时，一个探测器的保护面积，对一般保护场所而言为80平方米。
空间高度为6米以下时，保护面积为60平方米。
具体参数应以《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116）为准。
3.2火灾报警控制器的选用
火灾报警控制器选用JB-QG-GST500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。
JB-QG-GST5000型控制器采用柜式结构，其最大容量可扩展到40个242地址编码点的回路，其功能操作显示面板与JB-QB-GST500型控制器相同，主要特点如下：
（1）控制器采用柜式结构，各信号总线回路板采用拔插式设计，系统容量扩充简单、方便；
（2）进一步加强了控制器的消防联动控制功能，可配置多块64路手动消防启动盘，完成对总线制外控设备的手动控制，并可配置多块14路多线制控制盘，完成对消防控制系统中重要设备的控制；
（3）控制器可加配联动控制用电源系统，标准电源盘可提供DC24V、6A电源二总线；
（4）控制器容量内的任一地址编码点，可由编码火灾探测器占用，也可由编码模块占用；
（5）控制器可扩充消防广播控制盘和消防电话控制盘，组成消防广播和消防电话系统；
（6）包括JB-QB-GST500型控制器的全部功能。
主要技术指标：
（1）液晶屏规格：
320×240图形点阵，可显示12行汉字信息
（2）控制器容量：
a.最多可带40个242地址编码点回路，最大容量为9680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.多线制控制点及直接手动操作总线制控制点可按要
求配置
（3）线制：
与JB-QB-GST500型控制器相同
（4）使用环境：
温度：
0℃~＋40℃相对湿度≤95％，不结露
（5）电源：
主电:
为交流220V
图3-2JB-QG-GST5000型火灾报警控制器（联动型）
控制器备电：
DC24V24Ah密封铅电池
联动备电：
DC24V24Ah密封铅电池
（6）功耗≤150W
（7）柜式控制器外形尺寸：
582mm×523mm×1540mm或582mm×523mm×1716mm
3.3火灾警报装置的选用
每层大厅两端布置两个火灾声光警报器，且每个房间门口可布置一个火灾探测器门灯。
本次设计采用海湾的GST-HX-M8501/2型火灾声光警报器，其特点：
（1）GST-HX-M8501/2型火灾声光警报器是一种安装在现场的编码型声或声光报警设备，可由消防控制中心的火灾报警控制器启动，也可通过安装在现场的气体灭火控制盘直接启动。
启动后警报器发出强烈的声或声光警号，以达到提醒现场人员注意的目的。
（2）GST-HX-M8501/2型警报器具有两种报警模式（模式Ⅰ、模式Ⅱ），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。
（3）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。
其主要技术指标：
（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图3-3GST-HX-M8501型警报器
（4）模式Ⅰ（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闪光频率：
0.7（1±20%）Hz（只针对声光警报器）
（5）模式Ⅱ（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闪光频率：
1.4（1±20%）Hz（只针对声光警报器）
（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）外形尺寸：
直径：
110mm，高：
95.9mm
3.4消防电话的选用
本次设计选用GST-TS-100A型总线制固定式消防电话分机，此产品有以下特点：
GST-TS-100A型总线制固定式消防电话分机是为消防专用而设计开发的总线制通讯设备，通过它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信联络，便于指挥灭火及恢复工作。
电话分机采用专用电话芯片，工作可靠、通话声音清晰、使用方便灵活。
主要技术指标
（1）工作电压：
DC24V，允许范围：
DC20V~DC28V
（2）工作电流：
通话时电流约为25mA
（3）线制：
无极性二总线制
图3-4JB-QG-GST9000型火灾报警控制器（联动型）
（4）使用环境：
温度：
-10℃~+50℃相对湿度≤95%，不结露
（5）外形尺寸：
206mm×56mm×51.5mm
安装：
在安装处打出间距为150mm的两个φ6的孔，穿入φ6的胀套，用φ6的胀钉固定好后，将GST-TS-100A型总线制固定式消防电话分机底座直接挂在胀钉上。
将电话线插头插入GST-LD-8304总线制编码消防电话专用模块的电话插孔内。
3.5消防广播的选用
火灾事故广播时在火灾确认后立即投入使用的一种专用的消防警报装置。
一般的高层民用建筑或大型民用建筑、综合性建筑，由于面积大、楼层多、结构复杂、人员集中等原因，一旦发生火灾，人员疏散困难。
利用火灾事故广播系统，不但可以作为火灾疏散的统一指挥，指导人们有序疏散，迅速撤离危险场所到达安全地区，还可以作为扑救火灾的统一指挥，组织有效的灭火工作。
本次设计选用GST-LD-8305型编码消防广播切换模块，此产品有如下特点：
本模块专用于总线制消防广播系统中各防火分区内正常广播与消防广播间的现场切换控制。
模块设有自回答功能，当模块动作后，将产生一个报警信号送入控制器产生报警，表明切换成功。
主要技术指标：
（1）工作电压：
总线电压：
总线24V电源电压：
DC24V
图3-5GST-LD-8305型编码消防广播切换模块
（2）监视电流：
总线电流≤1mA电源电流≤4mA
（3）动作电流：
总线电流≤3mA
（4）线制：
a.与控制器的信号二总线和电源二总线连接
b.可接入二根正常广播线、二根消防广播线及两根音响线
（5）使用环境：
温度：
-10℃~+50℃相对湿度≤95%，不结露
（6）外形尺寸：
80mm×120mm×39mm
3.6联网系统的选用
本次设计选用INET-02/GST5000/GST500/GST200型GST-NET联网接口卡，此产品是GST5000、GST500、GST200控制器的可选配板卡，在卡上提供了光电隔离的标准GST-NET联网接口，用于进行控制器之间的联网。
主要技术指标：
（1）输出采用光电隔离的标准GST-NET联网接口
（2）传输介质：
屏蔽双绞线
图3-30NNET-02型GST-NET接口卡
（3）通讯距离＜1200m
（4）可组成GST控制器专用网，网上最多可
连接32台控制器，联网控制器可以共享火警和设备动作信息，可以在任意联网
控制器上对所有联网控制器所接总线设备进行自动及手动的启动或停动控制。
应用：
INET-02/GST5000/GST500/GST200型GST-NET联网接口卡可以直接插入控制器的主机箱中工作。
卡上带有运行状态指示灯，绿色指示灯为信息发送指示灯，发送信息时点亮。
红色指示灯为接收信息指示灯，接收信息时点亮。
具体应用方法见各控制器安装使用说明书。
3.7其他
由于学校住宅楼楼层较低、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。
4监控系统详细设计
4.1系统联动控制设计
4.1.1设备清单表格
表4-1设备清单
序号
类别
设备
型号
数量
备注
1
触发
装置
点型复合式感烟感温
火灾探测器
JTF-GOM-GST601
19×10+4×8=222
每个房间中心一个，每层大厅一个
2
消火栓按钮
LD-8403
10×1=20
每层楼一个
3
报警
装置
火灾显示盘
ZF-GST8903
10×1=10
每层大厅一个
4
火灾报警控制器（联动
型）
JB-QG-GST200
1
第一层消防控制室
5
警报
装置
火灾声光报警器
GST-HX-M8501/2
10×1=10
每层大厅一个
6
火灾探测器门灯
GST-LD-8314
18×10+4×8=212
每个房间门口一个
7
消防
电话
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
总线制编码消防电话专用模块
GST-LD-8304
10×1=10
每层大厅一个
9
总线制固定式消防电话分机
GST-TS-100A
10×1=10
每层大厅一个
10
消防广播
广播分配盘
GST-LD-GBFP-200
1
安装在火灾报警控制器上
11
播音话筒，录放机卡，喇叭
适当型号
1
一楼消防控制室
12
多线制控
制
多线制控制卡
KZK-100
10
安装在LD-KZC-100卡上
13
多线制CPU控制卡
LD-KZC-100
1
安装在火灾报警控制器上
14
多线制转换接口模块
GST-LD-8302
10
一楼消防控制室
15
喷淋控制
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
10×1=10
每层楼一个
18
喷淋头
适当型号
18×10+1×10+8×4=222
每个房间一个
每次大厅一个
19
计算机监控系统
监控系统
GSTCRT-2001彩色显示系统
1
一楼消防监控室
20
RS-232接口卡
NNET-01RS-232
1
火灾报警控制器与GSTCRT-2001彩色显示系统连接
21
其他
导线
适当型号
若干
22
管线
适当型号
若干
23
其他相关材料
4.1.2火灾探测报警模块
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火灾声光警报器进行报警。
由同时各楼层或该楼层的火灾显示盘就会显示灾发生的准确位置，便于人们选择正确地逃生路线。
4.1.3消防电话模块
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。
各部分示意图如下所示：
喷淋头
电磁阀
声光报警器
感烟感温探测器
DM
总线制编码消防电话专用模块
消防电话分机
消火栓按钮
探测器门灯
喇叭
火灾显示盘
图4-1设备代表示意图
、
图4-2火灾探测报警模块与消防电话模块示意图
4.1.4消防广播模块
消防广播有正常广播和紧急广播两路信号。
正常广播由录放机，碟机等设备产生，紧急广播信号由话筒或报警器播放火警或个人喊话等。
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输入信号和五路紧急广播输入信号，有十二路输出信号。
广播分配盘切换方式除手动控制外，还具有联动联动控制方式。
广播分配盘接受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。
4.1.5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
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