机房火灾报警系统设计.docx
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机房火灾报警系统设计
第一章总论
1.1前言
机房是数据交换与存储的重要场所,拥有数量庞大的通信设备。
机房一次很小的火灾事故,可能引起通信中断,导致巨大的经济损失。
“隐患险于明火,防范胜于救灾”,为保证通信设备的安全、稳定、可靠运行,通信机房的火灾自动报警系统设计就显得特别重要。
针对一个具有80台电脑的机房，要安装火灾自动报警系统，使其设计的更加合理、安全。
火灾作为一种燃烧现象，具有一般燃烧的特点，是一种伴随有光、热、烟的化学反应，是一种快速氧化反应，但它是一种在时间上和空间上失去控制的燃烧现象，是违背人的意愿的现象，会对生产、生活造成一定的危害。
1.2火灾自动报警系统
火灾自动报警系统是人们为了早期发现和通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是现代消防不可缺少的安全技术设施之一。
火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑设备自动化系统的重要组成部分。
火灾自动报警系统主要由触发装置、火灾报警装置、火灾警报控制器和电源4部分组成。
图1-1给出了一种常用的机房火灾区域自动报警系统框架。
火灾发生时,触发装置发出信号,经由火灾报警控制器分析发出警报信息,控制相关的消防设施和联动控制装置。
当通信机房规模较大,设有多个报警区域时,可对每个区域安装区域火灾报警控制器,并将输出汇集到一台集中火灾报警控制器。
根据机房的不同等级和不同要求,可对图1-1虚线框内的各项功能进行选择。
图1-1通信机房火灾自动报警系统构成示意图
火灾报警系统，一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。
即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。
火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光。
这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。
区域报警器能将所在楼层之探测器发出的信号转换为声光报警，并在屏幕上显示出火灾的房间号；同时还能监视若干楼层的集中报警器（如果监视整个大楼的则设于消防控制中心）输出信号或控制自动灭火系统。
集中报警是将接收到的信号以声光方式显示出来，其屏幕上也具体显示出着火的楼层和房间号，机上停走的时钟记录下首次报警时间性，利用本机专用电话，还可迅速发出指示和向消防队报警。
此外，也可以控制有关的灭火系统或将火灾信号传输给消防控制室。
1.2.1触发装置
触发装置主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。
火灾探测器是组成各种火灾自动报警系统的重要组件,分为感烟探测器、感温探测器、感光探测器以及可燃气体探测器;按其测控范围又可分为点型火灾探测器和线型火灾探测器二大类。
根据机房的特点,机房火灾自动报警系统应选用感烟探测器。
探测器的设置一般按保护面积确定,每只探测器保护面积和保护半径是固定的,一般要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度3个主要因素的影响。
另外,在设置火灾探测器时,还应考虑其到墙壁、梁边的距离以及至空调通风口距离等情况的影响。
根据机房的特点，采用普通的点式感烟探测器。
为了使火灾报警更加及时,对于机房的每个防火分区应至少设置1个手动火灾报警按钮，综合多方面的因素，每个防火分区设置1个手动火灾报警按钮。
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,并且适合设置在机房明显而便于操作的出入口处。
当安装在墙上时,其底边距地高度宜为113-115m,且应有明显标志。
1.2.2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。
火灾报警控制器是通信机房火灾自动报警系统的中枢,它接受信号并做出分析判断,一旦发生火灾,立即发出火警信号并启动相应消防设备。
火灾报警控制器应安装于有人值班的房间或消防控制室,一般按防火分区设置。
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。
1.2.3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。
1.2.4消防控制设备
在火灾自动报警系统中，当接收到火灾报警后，能自动或手动启动相关消防设备并显示其状态的设备，称为消防控制设备。
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，常开防火门，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指示标志的控制装置等控制装置中的部分或全部。
消防控制设备一般设置在消防控制中心，以便于实行集中统一控制。
也有的消防控制设备设置在被控消防设备所在现场，但其动作信号则必须返回消防控制室，实行集中与分散相结合的控制方式。
1.2.5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。
1.3机房火灾产生的原因
机房火灾发生的原因有很多，归纳起来有设计不完善、电气线缆故障、静电产生火灾、雷击、机房内UPS系统、机房空调类设备故障、机房内使用或存在可燃材料、人为消防意识薄弱及机房外部的其他建筑物起火后蔓延至机房等。
机房火灾发生的原因归纳起来有以下因素:
设计不完善；电气线缆故障；静电产生火灾；雷击；其它设备故障；可燃材料；消防意识；来自机房外部。
第二章机房火灾自动报警系统简介
机房火灾自动报警系统一般由火灾报警探测器、报警控制器、手动按钮、线路组成。
系统应具有自动报警、人工报警、启动气体灭火装置等功能。
当灭火区内任一对感烟、感温火灾探测器同时报警时，火灾自动报警控制器发出信号，启动防护区的声光报警器，通知人员撤离，并切断非消防电源，接收动作完成后的返回信号，经30s可调延时后启动防护区内的气体灭火装置，释放灭火气体以完成灭火任务，并将回答信号传回控制器。
同时可在控制器上手动远程启动灭火装置。
在防护区外的紧急启停按钮也可完成对灭火装置的紧急启动和停止，另外可在防护区内直接启动灭火装置完成灭火功能。
现简要介绍机房常用火灾自动报警系统的子系统。
2.1火灾探测器
火灾探测器是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是消防报警系统的“感觉器官”。
它的作用是监视环境中有没有火灾发生。
一旦发生了火情，便将火灾的特征物理量如烟雾浓度、温度、气体和辐射光强等特征转换成电讯号，并向消防火灾自动控制器发送及报警。
火灾探测器的种类很多，按性能可分为感烟探测器（离子感烟探测器、光电感烟探测器和线型红外光束感烟探测器）、感温探测器（定温探测器、差温探测器、差定温探测器和感温电缆探测器）、火焰探测器（紫外火焰探测器、红外火焰探测器和红紫外复合火焰探测器）、感烟感温复合式火灾探测器和可燃气体探测器。
机房内一般采用的火灾报警感烟探测器。
火灾发展过程大致可以分为酝酿阶段、发展阶段、全盛阶段和衰灭阶段。
感烟火灾探测器的功能在于:
在初燃生烟阶段，能自动发出火灾报警信号，以期将火扑灭在未成灾害之前。
根据结构不同，感烟探测器可分为离子感烟探测器和光电感烟探测器。
（l）离子感烟探测器。
离子感烟探测器是由两个内含媚（Am）241放射源的串联室、场效应管及开关电路组成的。
内电离室即补偿室，是密封的，烟不易进入;外电离室即检测室，是开孔的，烟能够顺利进入。
在串联两个电离室的两端直接接人24V直流电源。
当火灾发生时，烟雾进入检测电离室，镅（Am）241产生的a射线被阻挡，使其电离能力降低，因而电离电流减少，检测电离室空气的等效阻抗增加，而补偿电离室因无烟进入，电离室的阻抗保持不变，因此引起施加在两个电离室两端分压比的变化，在检测电离室两端的电压增加量达到一定值时，开关电路动作、发出报警信号。
离子感烟探测器有灵敏度高，性能稳定，误报率低，技术成熟，寿命长等优点，在机房火灾报警系统中被广泛使用。
但气流速度大于5m/s的环境中不宜选用离子感烟探测器。
目前，更广泛应用的是光电感烟探测器。
（2）光电感烟探测器。
光电感烟探测器由光源、光电元件和电子开关组成，利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。
现在常用的智能数字光电感烟探测器，是利用红外光束对烟雾散射的原理来进行烟雾浓度的探测。
探测器将烟雾信号通过智能算法，分析判定出火警信号并以数宇方式传送到控制器，同时也将现场烟雾浓度值一同传送至控制器，以便于控制器进行二次分析，判定火警。
智能数字光电感烟探测器采用数字滤波，结合趋势算法等人工智能数据处理模式，配合特殊的屏蔽措施，对电磁干扰及环境干扰有着较强的识别能力，确保了系统具有很高的可靠性和稳定性，而且灵敏度可现场设定。
2.2火灾报警控制器
火灾报警控制器连接机房内的所有火灾探测器，准确、及时的进行火灾自动报警，是包括报警显示、故障显示和发出控制指令的自动化成套装置。
当火灾报警控制器接收到火灾探测器、手动报警按钮或其他触发器件发送来的火灾信号时，能发出声光报警信号，记录时间、自动打印火灾发生的时间、地点、并输出控制其他消防设备的指令信号，组成自动火灾报警控系统。
火灾报警控制器一般有壁挂式、柜式两种，可根据监控区域的火灾探测器的数量、分区情况、消防连动情况来选择火灾报警控制器。
机房内的火灾报警控制器一般选用有气体灭火控制器联动的控制器。
2.3手动火灾报警按钮
手动火灾报警按钮是当人发现火警时进行手动报警的装置。
一般手动火灾报警按钮安装在出入口处，以便有火警时醒目又便于操作。
报警按钮上面安装有保护玻璃，以免误按报警按钮。
当火灾发生时，可击破玻璃，按下进行报警。
手动报警按钮上的编码开关来设定地址码，可以在火灾报警控制器上确定报警的位置，如图2-1所示。
图2-1手动火灾报警按钮
2.4火灾声光报警器
火灾声光警报器是一种安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的，如图所示。
图2-2火灾声光报警器
第三章机器系统设备的选用
3.1机房报警器的选用
根据机房的特点和声光比烟雾更能引起人们的注意，综合考虑，该机房选用火灾声光警报器。
HX-100B火灾声光警报器（俗称声光）是上海当宁消防技术有限公司生产的，是一款安装在现场的编码型声光报警设备，可直接接入火灾报警控制器（俗称报警主机）的信号二总线，需要由电源系统提供两根DC24V电源线。
在现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器（报警主机）启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。
3.1.1特点
HX-100B火灾声光警报器是一种安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。
HX-100B、HX-100B/T型火灾声光警报器为编码型警报器，可直接接入火灾报警控制器的信号二总线（需由电源系统提供二根DC24V电源线）。
图3-1火灾声光报警器
（1）工作电压：
信号总线电压：
24V允许范围：
16V～28V
电源总线电压：
DC24V允许范围：
DC20V～DC28V
（2）工作电流：
总线监视电流≤0.8mA总线启动电流≤6.0mA
电源监视电流≤10mA电源动作电流≤160mA
（3）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
（4）声压级≥85dB（正前方3m水平处（A计权））
（5）闪光频率：
0.8Hz～1.0Hz
（6）变调周期：
4（1±20%）s
（7）声调：
火警声
（8）使用环境：
温度：
-10℃～+50℃；相对湿度:
≤95%，不结露
（9）外壳防护等级：
IP43
（10）外形尺寸：
90mm×144mm×57mm（带底壳）
3.2火灾探测器的使用
根据火灾的特点选用探头时，应符合下述要求：
（1）对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，选用感烟探头；
（2）对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合；（3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的，选用火焰探头；（4）对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟实验，根据实验选用适宜的探头。
3.2.1选用
机房由于通信机房内的电缆大都敷设于水泥楼面和装饰地板之间的夹层中,如果仅仅采用普通的感温和感烟探测器,一旦着火往往很难找到起火点,因此建议在水泥楼面和装饰地板之间的夹层中采用红外光束线型感烟火灾探测器或点线光电感温火灾探测器。
该机房选用点型点型光电感烟火灾探测器，厂家：
西安阳光电子仪器有限公司，型号JTY-GD-JBF-3100。
下图是JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟火灾探测器。
图3-2JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟火灾探测器
3.2.2产品详情产品详情如表3-1所示。
表3-1北大青鸟JTY-GD-JBF-3100点型光电感烟火灾探测器
品牌：
北大青鸟
型号：
JTY-GD-JBF-3100
类型：
二总线，无极性
工作电源：
DC19-24V（脉冲调制）
探测方式：
巡检时闪烁，报警时常亮
环境温度：
-10℃－+55℃（℃）
环境湿度：
≤95%（40℃,无凝露）（%）
尺寸：
Φ100×44mm
使用范围：
60m2（层高6m）
3.2.3性能特点
1、内置微处理器，探测器对自身采集到的数据进行存储、分析和判断，具有自诊断功能；
2、灵敏度可调，能满足用户对不同探测环境灵敏度的要求；
3、污染自动补偿，根据自身的污染程度进行零位漂移，最大程度减少误报；
4、探测器上电后自动检测光学迷宫，污染程度超出补偿范围，可自动报出探测器污染故障；
5、适用范围广，对不同材质燃烧后产生的白烟或黑烟均可响应；
6、抗干扰能力强，抗灰尘附着、抗电磁干扰、抗温度影响、抗腐蚀、抗外界光线（光源）干扰；
7、抗潮湿能力强，并有防处理，可适应不同气候环境的要求；
8、采用SMT表面贴装工艺。
3.2.4技术参数
1、工作电压：
DC19-24V（脉冲调制）
2、监视电流：
≤0.3mA
3、报警电流：
≤3mA
4、接线方式：
二总线，无极性
5、响应阈值：
≤0.15dBm
6、保护面积：
60m2（层高6m）
7、工作环境：
温度:
-10℃－+55℃，相对湿度:
≤95%（40℃,无凝露）
8、外形尺寸：
Φ100×44mm
9、编码方式：
通过编码器编写地址
10、工作指示：
巡检时闪烁，报警时常亮
第四章探测器数量的确定及布置
4.1探测区域探测器设置要点
标准规定:
火灾探测区域一般以独立的房间划分探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。
在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器、内部空间开阔且门口有灯光显示装置的大面积房间可划分一个的探测区域，但其最大面积不能超过1000m2。
探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响。
另外，在设置火灾探测器时，还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间隔情况等的影响。
4.2探测器种类的确定
按点型火灾探测器种类进行数量设置。
4.3感烟探测器保护面积和保护半径的确定
感烟探测器保护面积和保护半径见表4-1。
表4—1感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径
火灾
探测
器的
种类
地面
面积
S（m2）
房间
高度
H（m）
一只探测器的保护面积A和保护半径R
屋顶坡度θ
θ≤15°
15°<θ≤30°
θ>30°
A（m2）
R（m）
A（m2）
R（m）
A（m2）
R（m）
感烟
探测
器
S≤80
H≤12
80
6.7
80
7.2
80
8.0
S>80
680
6.7
100
8.0
120
9.9
H≤6
60
5.8
80
7.2
100
9.0
感温
探测器
S≤30
H≤8
30
4.4
30
4.9
30
5.5
S>30
H≤8
20
3.6
30
4.9
40
6.3
该机房采用感烟探测器，S=100m2>80m2，房间高度H<6m，屋顶坡度θ<15°，故A=60m2，R=5.8m。
4.4感烟探测器的探测器安装间距的确定
图4-1探测器安装间距的极限曲线
注：
A——探测器的保护面积（m2）；
a、b——探测器的安装间距（m）；
D1～D11（含D9′）——在不同保护面积A和保护半径R下确定探测器安装间距a、b的极限曲线；
Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。
由于A=60m2，按a=b，正方形布置，故a=b=7.3m。
即每两个探测器的行间距和列间距都相等为7.3m。
4.4探测器数量的确定
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：
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，特级保护对象宜取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。
因为该计算机属于二级保护对象，取值为0.97。
根据公式算的N=120/（0.97*60）=2.06，
故探测区域内设置的探测器数量为3个。
4.5探测器的布置
探测器的布置如图4-2所示。
图4-2探测器的布置
注：
正方形代表房间的面积，圆形代表探测器。
探测器是按正方形布置的，各探测器间的行距与列距相等。
总论
火灾自动报警系统的设计，必须遵循国家有关方针、政策，针对保护对象的特点，做到安全适用、技术先进、经济合理。
合理设计火灾自动报警系统，它能使人们能够及时发现火灾，并采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失，是人们同火灾做斗争的有力工具。
经过两周的时间，我终于完成了机房火灾自动报警系统设计。
在该设计中我遇到了困难，但在老师和同学的帮助下顺利地解决了困难，我真心的感谢老师和同学们的帮助。
通过该设计，也让我了解到机房火灾报警系统是有哪几个主要部分组成，并且知道该系统各部分的作用。
这次设计拓宽了我的视野，不仅让我学到了课本以外的知识，而且加深了我对课本知识的理解和对文章的排版也比以前好看了。
总而言之，我在该设计中受益良多，我觉的设计对我以后的工作会有帮助。
参考文献
[1]火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）.中国计划出版社，1999年
[2]中华人民共和国国家标准.火灾自动报警系统设计规范GB50116-98.北京:
中国计划出版社,1999.
[3]火灾探测系统与灭火系统.北京:
群众出版社,1999.
[4]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].
[5]GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范[S].
[6]GST火灾自动报警系统、GST消防联动控制系统应用设计说明书[S].
[7]中华人民共和国公安部.GB50016-2006建筑设计防火规范[S].北京：
中国计划出版社，2006.
[8]国家技术监督局,中华人民共和国建设部.GB50045-95高层民用建筑设计防火规范[S].北京、中国计划出版社，2005.
[9]国家技术监督局，中华人民共和国建设部.GB50116-98火灾自动报警系统设计规范[S].北京：
中国计划出版社，1998.
[10]中华人民共和国公安部.GB50370-2005气体灭火系统设计规范[S].北京：
中国计划出版社，2005.
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