智能大厦毕业设计论文.docx
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智能大厦毕业设计论文
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：
上海华清大厦建筑电气与智能化
工程设计（公共安全、综合布线）
所在学院：
浦江学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
浦电气0906
学生姓名：
胡建明
指导教师：
马小军
起讫日期：
2012.12～2013.06
2013年6月
上海华清大厦建筑电气与智能化工程设计
摘要
本次设计对华清大厦进行了建筑电气与智能化工程设计，主要内容集中在火灾自动报警、安全防范设计、综合布线系统设计。
其中安全防范设计包括了视频监控、门禁系统等内容；火灾自动报警系统设计主要包括探测器的选择与布置、消防广播、电话的设置、消防报警按钮的设置；综合布线设计主要包括了对设备间、电信间、进线间和工作区域的配线设备、缆线、信息等设施按一定的模式进行标识和记录，综合布线系统相关设施的工作状态信息的记录。
关键词：
火灾自动报警安全防范综合布线设计
ShanghaiHuaqingBuildingConstructionElectricalandintelligentengineering
Abstract
ThedesigntoHuaqingBuildingcarriedoutBuildingElectricalandIntelligentEngineering.Mainlyfocusedontheautomaticfirealarm,securitydesign,integratedwiringsystemdesign.Thedesignofthesafetyprecautionsincludevideosurveillance,accesscontrolsystems;Automaticfirealarmsystemdesignincludestheselectionandarrangementofthedetectors,fireradio,telephoneset,thesetofthefirealarmbutton;Integratedwiringdesignincludesrecordingdevices,telecommunications,intothelineandworkareawiringdevices,cable,informationandfacilitiesaccordingtoacertainpatternidentificationandrecording,integratedwiringsystemfacilitiesstatusinformation.
Keywords:
automaticfirealarm;SecurityandProtection;Integratedwiring;Design.
第一章概述
1.1设计依据
1．相关专业提供的设计资料。
2．甲方提供的设计任务书。
3．国家现行的有关规范、规程及相关行业标准。
1.2设计内容
本设计主要是上海华清大厦建筑火灾自动报警与消防联动控制系统设计、安全防范设计和综合布线系统。
1.3工程概况
1.本工程是地处上海市的综合办公楼，地下1层，地上15层，总建筑面积21166m2。
设计内容需做到必须满足国家现行技术规范，施工图中的符号、标注等必须按照国家有关制图标准执行。
现行国家规范、标准中未明确的内容可参照有关行业标准、设计手册、图集等执行。
本次设计的主要内容为安全防范系统、综合布线系统以及对建筑的火灾自动报警与消防联动控制系统设计，依据国家主要标准及相关法规，要求完成设计图纸和计算书。
2.消防系统
该工程为一类高层建筑，耐火等级为一级，火灾自动报警系统保护对象等级为一级。
车库以及湿度高的场所采用感温探测器，其他场所均布置感烟探测器。
消防控制中心设在一层消防联动控制室，消防设备间同样设在此层。
火灾应急广播与背景音乐系统共用，火灾时强行切换至消防广播状态。
消防控制室设消防专用电话，消防泵房、配电室、电梯机房设固定式消防对讲电话。
3.安防系统
（1）物防、技防、人防相结合
安全防范系统的防护水平难以定量评估，取决于建筑工程的物理设施功能、可靠性、安全性等因素，还与以电子防范为主的技术安全防范系统的技术先进性有关，更与系统的维护、使用等组织管理水平有关。
要对安全防范系统工程安全水平做出正确评估，往往需要在工程竣工验收后经过相当长时间的运营才能做出。
因此，仅用技术防范系统的先进性来评判安全防范系统的防护水平没有意义。
安全防范系统必须在设计阶段就支持物防、技防、人防相结合的原则，才能最大限度的保证安全防范系统的高效和完善。
（2）按需设防，技术经济
在保证一定安全防护水平的前期下，实现高性价比的经济技术指标，是考核系统工程设计水平的重要指标之一。
考虑到现实中大量传统建筑进行安全防范改造的项目大大多于新建设的包括安全防范自动化的系统智能建筑这一事实，并且任何建筑都需要一个高效完善的安全防范系统，因此根据用户的需求，同时兼顾大楼在城市总体规划中的定位和发展进行安全防范系统设计。
在安全防范设计时，采用的安全防范产品要考虑其技术成熟和可扩展性。
因为现金的产品通常需要较高的价格，而且这类产品往往是实验性的，甚至有在飞速的技术进步中被淘汰的可能。
而采用市场占有率高，技术成熟的产品，不但可以只付出比较合理的价格，而且同样可以在产品的升级或扩展中获得益处。
（3）设计中应遵循风险评估、纵深防护、均衡防护、抗易损性和系统先进性。
4.综合布线系统
综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。
它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。
综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：
传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及电气保护设备等。
这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。
第二章火灾自动报警与消防联动控制系统设计
2.1系统设计
现代建筑消防设计的范围很广。
随着建筑规模和功能的不断扩大，控制项目也越来越多，越来越复杂。
因此在现代化的建筑设施中，建筑消防系统必须尽可能采用迅速可靠的控制方式，使火灾损失减少到最低限度。
90年代以来，火灾报警随着智能化火灾探测技术的发展，总线制开关量，模块化的火灾自动报警系统技术也逐渐趋于成熟。
这种模式的火灾自动报警及消防联动控制系统不仅降低了火灾误报的概率和工程造价，而且也简化了操作程序，提高了控制的速度和可靠性。
由于消防系统涉及到多个专业的配合，火灾自动报警系统的设计也必须做到事先有充分的调查。
《中华人民共和国消防条例》规定：
消防工作实行“预防为主，防消结合”的方针。
“预防为主，防消结合”是我国人民长期以来与火灾作斗争的经验总结。
我国古代文献上早就有“防患于未然”的记载，也就是说要在事故和灾害尚未发生之前就要设法加以预防。
我国农村也很早就流传“灶前清，水缸满”的谚语。
灶前治，就是为了防止发生火灾水缸满，则也兼有要做好灭火准备工作的意思。
这两句话可以说是体现了防消结合的精神。
预防为主，就是要大家把防火工作放在首位。
因为，一旦发生了火灾，即使被及时扑灭，也仍会造成不同程度的损失，产生不良的影响。
因此，我们首先要千方百计地做好防火工作，从根本上防止火灾的发生。
从以往所发生的火灾来看，尽管直接原因多种多样，但主要还是由于人们思想麻痹，缺乏消防知识引起的。
例如违章操作，违章用火，吸烟不慎等，只要人们提高防火警杨性，懂得消防知识，并采取一些有效的预防措施，则极大多数火灾都是可以防止的。
做好了防火工作，能减少火灾事故，但是，由于人们认识水平和客观条件的限制，要完全避免火灾也是不可能的。
因此，在做好防火工作的同时，还必须做好灭火的准备工作，否则，一旦发生火灾事故，就会手忙脚乱，无法对付，造成不应有的损失。
“防”和“消”，是与火灾作斗争的两个基本手段。
既要把防火工作放在首位，也不能忽视灭火准备工作。
各地区、各单位都应当向广大群众进行防火宣传教育，自觉遵守各项消防规章法令，切实采取安全措施，及时整改火险隐患。
同时，也要积极做好灭火准备工作，有备才能无患。
一方面要加强公安消防队伍建设，提高灭火能力，另一方面，各单位也要配置必要的消防器或组建专职的义务消防队，普及灭火知识，万一发生火灾，就能够把它扑灭在起始，最大限度地减少损失。
既做好火灾预防工作，又做好灭火准备工作，我们就能够在同火灾作斗争中永远立于不败之地。
2.1.1消防设计概况
1.工程使用性质、建筑物类别及耐火等级
此办公楼为一类高层建筑,耐火等级为一级。
2.消防控制室位置
消防控制中心设在一层。
3.设备选择与安装、联动控制要求
防火卷帘门内侧选感温探测器,其他场所选用感烟探测器。
各层火灾显示盘安装在楼梯出口的走道边。
火灾报警控制器为柜式结构。
消防泵、喷淋泵和消防电梯等为多线联动,其余设备为总线联动。
4.火灾应急广播与消防通信
火灾应急广播与背景音乐系统共用,火灾时强行切换至消防广播状态。
消防控制室设消防专用电话,消防泵房、配电室、电梯机房设固定式消防对讲电话。
5.消防电源
消防主电源引自变电所低压侧,备用电源来自专用应急电源柜。
在消防控制室、消防泵房和电梯机房设两路电源自动切换装置。
本工程采用集中报警控制方式,采用二总线制火灾自动报警系统，设置北京利达的LD128E/EN系列智能消防电子产品,系统用来监测各层具有独立地址编码的,（a）感烟探测器,（b）感温探测器,（c）消火栓,（d）手动报警开关,（e）水流指示器,信号阀等,并具有报警显示功能。
系统主电源采用消防电源,在消防控制室进行自动切换,同时选用系统配套直流备用电源。
2.1.2探测器安装布置
1.火灾探测器数量设置:
在探测区域内的每个房间应至少设置一个火灾探测器。
不是同一探测区域,不宜将探测器并联使用。
当某探测区域较大时,探测器的数量应根据探测器不同种类、房间高度以及被保护面积的大小而定。
若房间顶棚有0.6m以上的梁隔开的,每个隔开部分应划分一个探测区域,然后再确定探测器数量。
2.一个探测区域内所需设置的探测器数量，应按式2-1计算：
（2-1）
式2-1中N——一个探测区域内所需设置的探测器数量（只），N取整数：
S——一个探测区域的面积（m2）;
A——探测器的保护面积（m2）;
K——修正系数，重点保护建筑取0．7～0．9，非重点保护建筑取1.0。
探测器安装间距计算：
探测器的安装间距以a、b水平距离表示，A、R、a、b之间近似符合如下关系，即
A=a·b（2-2）
R=
（2-3）
D=2R
（2-4）
其中D有时称为保护直径。
安装间距图例如下图2.1所示:
图2.1安装间隔图例
安装间距极限曲线如下图2.2所示：
图2.2安装间隔极限曲线图
3.火灾探测器布置步骤:
（1）根据探测器监视的地面面积、房间高度、屋顶坡度以及火灾探测器的类型查表得出不同种类探测器的保护面积和保护半径。
再考虑修正系数（K,重点保护建筑取0.7-0.9,非重点保护建筑取1.0）的条件下,查表2.1计算所需设置的探测器数量。
（2）根据表2.1查得的保护面积A（考虑了修正系数）和相应的保护面积R,在满足规范对探测器设置位置要求前提下,具体对探测器进行布置。
经具体布置后,检验探测器到最远点水平距离是否超过改探测器的保护半径R,如超过时应重新安排探测器的设置数量,必须保证保护区域的每个地面单位都能被探测器保护。
最后确定探测器的设置数量。
表2.1感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径
火焰探测
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
房间坡度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
6＜h≤12
80
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
4.在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时，宜居中布置。
感温探测器的安装间距不应超过10m，感烟探测器的安装间距不应超过15m。
探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。
5.探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。
6.探测器周围0.5m内，不应有遮挡物。
7.房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，则每个被隔开的部分应至少安装一只探测器。
8.探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m，至多孔送风顶棚孔口的水平跪不应小于0.5m。
9.当房屋顶部有热屏障时，感烟探测器下表面至顶棚的距离，应符合表2.2的规定。
10.探测器宜水平安装，如必须倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。
11.在电梯井、升降机井设置探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上。
表2.2感烟探测器下面距顶棚（或屋顶）的距离
探测器的
安装调度h
（m）
感烟探测器下表面距顶棚（屋顶）的距离d（mm）
顶棚（或屋顶）坡度θ
θ≤15°
15°＜θ≤30°
θ＞30°
最小
最大
最小
最大
最小
最大
h≤8
30
200
200
300
300
500
6＜h≤8
70
250
250
400
400
600
8＜h≤10
100
300
300
500
500
700
10＜h≤12
150
350
350
600
600
800
2.1.3手动火灾报警按钮的设置
手动报警按钮是火灾自动报警系统中的手动触发装置，它具有在紧急的情况下人工手动通报火灾的功能。
手动报警按钮在消防控制中心的控制盘上设有专用的独立的报警显示部位号，有明显的显示标志，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，显示火灾的部位，启动有关的灭火设备。
手动报警按钮分成两种，一种为不带电话插孔，另一种为带电话插孔。
其编码方式分为微动开关编码和电子编码器编码（十进制）。
手动报警按钮安装在公共场所，当人工确认为火灾发生时，按下按钮上的有机玻璃片，可向控制器发出火灾报警信号，控制器接收到报警信号后，显示出报警按钮的编号或位置，并发出报警音响。
手动报警按钮和各类编码探测器一样，可直接接到控制器总线上。
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。
2.1.4火灾自动报警系统设计
火灾自动报警系统是整个电气消防的核心，它对控制火灾蔓延，减少火灾损失起着至关重要的作用。
火灾自动报警系统主要由触发器件、火灾报警装置和其他辅助功能的装置组成。
火灾自动报警与消防联动控制系统的设计应根据保护对象的分级规定、功能要求和消防管理体制等因素来确定。
火灾自动报警系统可以有三个基本形式：
区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。
火灾报警系统如图2.3所示。
图2.3火灾报警系统
2.1.5火灾应急广播与消防通信
走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。
故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器；其次在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
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）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声噪杂，故应设置火灾应急广播扬声器。
一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。
疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。
2.1.6消防联动设计
消防联动控制对象包括以下内容：
1.灭火设备。
2.放排烟设备。
3.防火卷帘门。
4.电梯。
5.非消防电源的断电控制。
联动系统的主要功能：
1.现场发现火灾后。
停止有关部位的风机，关闭防火阀，并接受其反馈信号；启动有关部位的防、排烟风机和排烟阀，并接受其反馈信号。
2.火灾确认后，通过消防广播发出火灾警报通知火区人员疏散；关闭有关部位的防火门、防火卷帘，并接受其反馈信号。
3.发出控制信号强制所有电梯停在首层，并接受其反馈信号。
4.接通应急照明和疏散指示灯，切断有关楼层（防火分区）的非消防电源，并将设备状态信号反馈到消防控制中心。
5．消防泵的控制：
由消火栓按钮控制，或消防控制中心发指令来控制启/停，并将设备状态信号反馈到消防控制中心。
6.喷淋泵的控制：
由压力开关控制，或消防控制中心发指令来控制启/停，并将设备状态信号反馈到消防控制中心。
消防泵、喷淋泵和消防电梯为多线联动，其余设备为总线联动。
2.2设计选择
2.2.1火灾报警控制器
敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器。
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）和走道应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，发生火灾时的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通，发生火灾时的烟气也容易聚集或流过，宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。
电缆竖井故易形成拔烟炎的通道；发生火灾时火势不易沿电缆延燃，为此，“高层民用建筑设计防火规范”及“民用建筑电气设计规范”分别在建筑上和在电线或电缆的选型上提出详细的具体规定。
但考虑具体实施的难度及现状，电缆竖井装设火灾探测器是十分必要，并配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。
电梯机房应装设火灾探测器，其一电梯是重要的垂直交通工具；其二电梯机房有发生火灾的危险性；其三电梯竖井存在必要的开孔，如层门开孔、通风孔、与电梯机房或滑轮间之间的永久性开孔等；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。
为此，电梯机房设置火灾探测器是必要的，电梯竖井之顶部也宜设置火灾探测器。
为满足本工程火灾自动报警及消防联动控制要求，可选择北京利达电子仪器厂的JB-QG-LD128EⅡ型火灾报警控制器（联动型）。
JB-QG-LD128EⅡ型智能火灾报警控制系统是智能化全总线制报警控制系统。
注意特点为：
工艺上采用了采用DCS方式设计，使用嵌入式控制系统，具有灵活，可靠等特点。
该机除了可以单独使用外，也可以实现多机无主从方式组成对等网络。
该系统配合E/EN系列探测器、模块、手报及其它相关设备，广泛应用于大、中型以上项目。
经过公安部消防产品合格评定中心及国家消防电子产品质量监督检验中心依照GB4717-2005《火灾报警控制器》、GB16806-2006《消防联动控制系统》、GB/T19001-2000《质量管理体系要求》检验和审核，符合认证要求，取得消防产品3C认证。
功能：
1.采用无主从方式的对等网络架构设计，每台控制器可显示网络内所有设备工作情况。
2.超大规模的单机容量：
4～64回路，300～16384地址点，可带手动盘32块。
3.网络容量：
64台控制器、256回路、65536个地址点；手动控制盘64块。
4．可通过LD6900系列通讯模块（CANBus、RS232、RS485、以太网、电话线、GPRS）与其他楼宇设备联网。
5.用基于ARM平台的RISC嵌入式CPU，具有功耗低，处理速度快，稳定运行等特点。
6.采用实时抢战多任务嵌入式操作系统，响应时间快。
7.中、英文显示灵活切换，满足产品国际化的要求。
8.采用模块化电源设计，相互隔离，减低单路电源负载，提高主机整体性能。
9.采用24位真彩12.1英寸液晶屏，丰富的图形功能，可显示平面图和曲线图，指示灯指示关键状态。
10．采用方便灵活的触摸屏操作，还可外扩鼠标及键盘进行操作。
11.具有黑匣子功能，存贮1000条火警记录，1000条故障记录，1000条请求记录，1000条启动记录，1000条反馈记录，1000条人员操作记录，1000条监管报警记录。
12.配合总线设备自动编号；记录烟雾/温度输出曲线和数据；简易方式中文编址；报警阈值设定灵活；跨控制器平面图显示等多项功能。
13.具有监管报警功能，可监测现场漏电电流的报警信息，并可实现自动控制漏电断电。
14.具有回路短路保护、电源短路保护功能。
JB-QG-LD128EⅡ型火灾报警控制器（联动型）的技术指标如表2.3所示
表2.3JB-QG-LD128EⅡ型火灾报警控制器（联动型）的技术指标
内容
技术参数
主电源电压
AC220V（187V~242V）50Hz
回路输出电压
DC15V~20V
回路数量
探测回路为4~64路
最大总线设备地址数
16384（单回路地址总数：
256）
最大手动控制盘数量
32
最大回路输出电流
200mA
最大短路保护电流
400mA
工作环境温度
0℃~45℃
工作环境相对湿度
≤95%RH（40±2℃）
储存温度
不低于-40℃
安装方式
入轨9U（需单配立柜或琴台）
最大外形尺寸
宽483㎜×高400㎜×厚130㎜
重量
10.5㎏±0.1㎏
2.2.2楼层显示器
选择利达电子仪器厂LD129E（T）火灾显示盘。
每楼层设一个火灾显示器，用于显示本楼层探测点的报警和故障情况。
功能：
1.二总线，有极性，占一个地址点。
2．全中文LCD液晶屏显示，可直观显示火警发生的部位及有关火警信息。
3．显示范围及内容由显示盘自身设定,每台显示盘可设置四段显示范围，每台显示盘最多可显示128个故障信息和128个火警信息，可以跨回路显示。
4.可以设为通显模式，显示火警及故障。
楼层显示的技术指示如表2.4所示：
表2.4楼层显示器技术指标
内容
技术参数
电源电压（电流）
DC18V~26V（150mA）
回路输入电压
DC14V~24V
回路电流
静态电流≤0.7mA
动态电流≤1mA
工作环境温度
0℃~45℃
工作环境相对湿度
≤95%RH（40℃±2℃）
储存温度
不低于-40
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