毕业设计论文火灾报警系统最终版.docx

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毕业设计论文火灾报警系统最终版

毕业设计（论文）

题目：

火灾自动报警系统设计

学生：

指导老师：

系别：

电子信息与电气工程系

专业：

电气工程及其自动化

班级：

电气1005班

学号：

3100207530

2012年6月

火灾自动报警系统设计

摘要

本论文是针对合肥北城世纪城B-05地块商业、公寓大楼消防工程的火灾自动报警系统的设计。

主要阐述火灾自动报警系统的组成，火灾自动报警系统的基本形式，并针对合肥北城世纪城B-05地块商业、公寓大楼的建筑情况来对系统选型，并根据本工程的建筑情况来划分防火分区、报警区域、探测区域，及感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播等的选择原则、方法、布置位置等以及消防联动控制。

该报警系统可以实现对建筑物火灾自动发现和自动报警，并且及时启动自动喷淋系统进行灭火。

同时消防电话、消防广播模块同时启动可以比较好的组织协调和调度功能，增加火灾现场人员逃生几率，提高灭火效率，具有一定的实用价值。

关键字：

自动报警，火灾，联动控制

Designofautomaticfirealarmsystem

ABSTRACT

ThispaperisaimedatthedesignofautomaticfirealarmsystemforthefireengineeringtoB-05plotcommercialapartmentbuildingofHefeiNorthofthecitycentury.Mainlyexpoundstheautomaticfirealarmsystemcomposition,basicformofautomaticfirealarmsystem,andselectthesystembasedonB-05plotcommercialapartmentbuildingofHefeiNorthofthecitycenturycity,theapartmentbuildingtotheconstructionofsystemselection,anddifferentiatefirepartition,alarmarea,detectionarea,andselectionprincipletothetemperature,smokefeelingdetectors,manualalarmbutton,firetelephone,firecontrolbroadcast,method,decoratepositionetc,andfirelinkedcontrolaccordingtotheengineeringconstructionsituation.Thealarmsystemcanbeachievedonthebuildingfireautomaticdetectionandautomaticalarmandpromptinitiationofautomaticsprinklersystemforfireextinguishing.Atthesametimefiretelephone,fireradiomoduleisstartedatthesametimecanbettercoordinationandschedulingfunctions,increasethefiresitepersonnelescapeprobability,highfireextinguishingefficiency,hasacertainpracticalvalue.

Keywords：

Automaticalarm，firealarm，Linkagecontrol

1绪论

1.1选题的目的和意义

随着社会经济的快速发展，高层建筑不断涌现，火灾的危害性也越来越大了。

主要原因有四个：

①建筑物装饰装修的档次越来越高，而在装饰装修材料中有很多的有机易燃物，发生火灾的几率增加了。

②新建的建筑物内一般都设置有各种管道和竖井，他们像一个个直立的烟囱，一旦失火，火势借助“烟囱效应”蔓延很快。

③由于楼层较高，建筑物内的人员和物资难以疏散。

④由于楼与楼之间的距离较小，消防车辆难以接近，消防扑救也相当困难。

所以在现代的建筑物内建立一个先进的、行之有效的火灾自动报警及消防联动控制系统是非常重要的。

1.2国内外设计现状

纵观一百多年来，火灾自动报警技术主要经历了多个发展阶段：

最初阶段是用一些简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从十九世纪四十年代一直延续到本世纪四十年代，这期间感温探测器占主导地位，火灾自动报警系统的发展处于初级阶段。

1847年美国缅因大学教授Farmer等研究出世界上第一台用于城镇的火灾报警发送装置，1852年成功安装在波士顿。

1874年英国安装了世界上第一套水喷淋装置，1890年英国科学家研制成功感温式火灾探测器，到1896年几种不同类型的定温火灾探测装置相继研制成功了，并得到实际应用。

从八十年代开始至今。

总线制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显著减少，安装调试变的容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。

就如同设置房间号一样，人们为每个探测点设置单独的地址编码。

火灾报警控制器通过巡检方式，分别采集各探测点的数据，并报出火警及故障等具体信息。

随着技术的不断进步，智能系统已突破传统的火灾探测报警范畴，它与建筑物内的防盗报警系统，电视监控系统，信息交换系统，公共安全系统等组成楼宇自动系统而成智能大厦。

1.3主要设计内容

本设计为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，主要设计感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作；第二部分为联动控制部分，主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。

1.4工程概况

1.4.1工程说明

1工程名称：

合肥北城世纪城B-05地块商业、公寓大楼消防工程

2工程概况

公寓大楼建筑面积为27963M2，建筑高度为119.7米（最高处），建筑层数为地下一层，地上三十九层，建筑物的耐火等级为一级。

防火分区设置：

每个自然层为一个防火分区。

大楼设三部防烟楼梯和一部消防电梯作为防火疏散用。

消控中心设在一层。

消控中心设有火灾自动报警系统、联动系统、消防电话及消防广播，消控中心实时监测整栋楼的消防设施的运行状态。

大楼各层均有自动喷淋及消火栓，在疏散通道、安全出口、疏散楼梯等均设置指示灯及应急照明。

本项目按一类建筑进行消防没计。

3施工范围

招标内容包括火灾自动报警系统（包括编码感烟探测器、编码感温探测器、编码感光探测器、可燃气体探测器、编码手动报警器及监视模块）；联动系统（包括非消防电源强切、防排烟系统、室内消火栓系统、自动喷水系统）。

4质量要求

通过合肥市消防部门验收，若因厂商带料或施工品质不良引发之验收延期或不合格等概由厂商负全部责任。

1.4.2施工组织方案

为了保证本消防工程的顺利进行，首先针对本工程情况，以强有力的管理和技术力量组建工程项目经理部，明确职责、加强现场管理、强化统一指挥、统一协调，严格按图纸、施工规范标准施工，严格执行IS02000标准，确保工程质量和服务质量。

做好现场的文明施工．安全管理工作。

1.5施工技术方案

消防弱电系统施工

本系统包括火灾自动报警、联动控制系统、消防电话对讲系统、消防广播系统。

（1）、配线

管内或线槽内的穿线应在建筑抹灰及地面工程结束后进行。

穿线前应将管内或槽内的积水及杂物清除干净，对于管道可采用以下方法：

1）、采用0.25Mpa的压缩空气吹入已敷好的管子。

2）、采用绑以擦布成拖把状的钢丝在管内来回拉数次。

管路清扫后随即向管内吹入滑石粉，并在管子端部安上护线套。

不同系统、不同电压等级、不同电流类别的线路，不应穿在同一管内或线槽的同一槽孔内。

水平敷设的报警系统传输线路穿管敷设时，不同防火分区的线路不宜穿入同一根管内。

探测器的“+”线应为红色，“一”线应为蓝色，联动系统的线，其颜色按功能用途区分，相同用途的导线颜色应一致。

导线在管内或线槽内不应有接头或扭结，导线的接头应在接线盒内焊接或用端子连接。

导线通过变形缝的两侧应固定，并留有适当余量。

导线敷设后，应对每回路的导线用500V的兆欧表测量绝缘电阻，其对地绝缘电阻值不应小于20兆欧。

（2）、报警设备的安装

①、火灾探测器的安装

探测器应按设计要求区分的类型选用，并且要逐个进行模拟试验，经试验合格后才能使用

A、感烟、感温探测器具体安装位置应符合下列规定：

1）、探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5米。

2）、探测器周围0.5米内不应有遮挡物。

3）、探测器至空调送风口边的水平距离，不应小于1.5米，至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5米。

4）、在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器，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，探测器距离端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。

5）、探测器宜水平安装，当必须倾斜时，倾斜角不应大于45度。

B、探测器底座应固定牢靠，并应使探头报警灯面对从主要入口处便于观察的方向。

C、探测器的端子应根据不同类型，按照功能与极性正确联线，其导线连接必须可靠压接，线头搪锡时，不得使用带腐蚀性的助焊剂。

探测器及底座的外接导线，应留有不小于15厘米的余量，入端处应有明显标志。

探测器底座穿线孔宜封堵，安装完毕后的探测器底座应采取保护措施。

探测器在即将调试时方可安装，在安装前应妥善保管，并应采取防尘、防潮、防腐蚀措施。

②、模块的安装

模块应按设计要求选用不同类型的模块。

模块具体安装方式按要求可分：

1）、集中放置的模块箱内的安装。

2）、现场就地模块盒内的安装。

模块安装应固定牢靠，其导线的连接应按信号线、电源线之功能正确联线，其导线连接必须可靠压接，线头搪锡时，不得使用带腐蚀性的助焊剂。

模块在盒和箱内的安装联线后的穿线孔应封堵。

③、手动火灾报警按钮的安装

手动火灾报警按钮，应安装在墙上距地（楼）面高度1.5米处，应安装牢固，不得倾斜，按钮的外接导线，应留有不小于10厘米的余量，且在其端部应有明显标志。

④、火灾报警联动控制器的安装

A、设备安装前土建工作应具备以下条件。

1）、屋顶、楼板施工完毕，不得有渗漏；

2）、结束室内地面工作；

3）、预埋件及预留孔洞符合设计要求，预埋件应牢固；

4）、门窗安装完毕；

5）、对安装设备有影响的装饰工作全部结束。

B、火灾报警联动控制器在墙上安装时，其底边距地（楼）面高度不应小于1.5米，落地安装时，其底端宜高出地坪0.1--0.2米，控制器应安装牢固，不得倾斜，安装在轻质墙上时应采取加固措施。

C、引入控制器的电缆或导线，应符合下列要求：

1）、配线应整齐，避免交叉，并应固定牢靠；

2）、电缆芯线和所配导线的端部，均应标明编号，并与图纸一致，字迹清晰不易褪色；

3）、端子板的每个接线端，接线不得超过2根；

4）、电缆芯和导线的端部，应留有不小于20厘米的余量；

5）、导线应绑扎成束；

6）、导线引入线穿线后，在进线管处应封堵。

D、控制器与主电源引入线，应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头，主电源应有明显标志。

控制器的接地应牢固，并有明显标志。

其接地电阻应符合以下要求：

1）、工作接地电阻值应小于4欧。

2）、采用联合接地时，接地电阻应小于1欧。

⑤、消防控制设备的安装

消防联动控制设备在安装前，应进行功能检查，不合格者不得安装。

消防控制设备的外接导线，当采用金属软管作套管时，其长度不宜大于2米，且应采用管卡固定，其固定点间距不应大于0.5米，金属软管与消防控制设备的接线盒（箱）应采用锁母固定，并应根据配管规定接地。

消防控制设备外接导线的端部，应有明显标志。

消防控制设备盘（柜）内不同电压等级，不同电流类别的端子，应分开，并有明显标志。

⑥、消防对讲电话系统及消防广播系统的安装。

两系统主机的安装可参照火灾报警联动控制器进行安装。

消防对讲电话插孔的安装可参照手动火灾报警按钮安装。

消防喇叭的安装可参照消防控制设备的安装。

⑦、系统接地装置的安装

工作接地线应采用铜芯绝缘导线或电缆，不得利用镀锌扁铁或金属软管。

当采用联合接地时，应用专用接地干线，由消防控制室引至接地体，其线芯截面积不应小于16平方毫米，在通过墙壁时，应穿入钢管或其它坚固的保护管。

由消防控制室接地板引至各消防设备的接地线应选用铜芯绝缘软线，其线芯截面积不应小于4平方毫米。

工作接地线与保护接地线必须分开，保护接地导体不得利用金属软管。

接地装置施工完毕后，应及时作隐蔽工程验收。

（3）、火灾自动报警系统的调试

①、调试前的准备

A、调试前应对系统设备作以下查验

1）、设备的规格、型号、数量、备品备件是否符合图纸设计要求

2）、检查产品合格证、产品说明书、操作说明书、编程手册等资

料是否齐全。

3）、检查设备外观是否完好，插接件及连线有无松动与脱接。

B、按GB50166-92检查系统的施工质量，检查导线的连接、绝缘包扎、配线及金属槽管间的接地跨接等施工质量情况。

C、检查系统线路，对错线、开路、短路和虚焊等进行处理。

D、进一步查对以下情况并作必要的妥善处理。

1）、竣工后的系统配置是否符合设备的技术要求。

2）、检查原测试的绝缘电阻与接地电阻。

E、认真阅读产品说明书、操作说明书、编程手册等资料。

F、火灾自动报警系统的调试应在建筑内部装修和施工结束后进行。

②、调试

A、调试人员的组成。

调试负责人必须由资深的专业人员担任，所有调试人员应职责分明。

B、调试中应特别注意事项

注意强弱电结合部，防止强电窜入弱电，造成人员伤亡和设备损坏事件。

C、调试中应先进行单机通电检查后作系统调试。

1）、通过逐个单机通电检测，剔除不报或误报的探测器、手动报警按钮。

2）、区域机、主机应作以下检查。

通电前应作工作接地\安全接地的检查。

Ⅰ、自检正常后方可接入报警回路进行报警部分的调试。

Ⅱ、声光警报器等火灾警报装置先外接直流电源进行功能检查。

Ⅲ、火灾事故广播可用外接扬声器或监听扬声器作放音检查。

Ⅳ、消防控制设备可用三用表，外接灯泡、继电器等进行检查。

火灾自动报警系统通电后，应按GB4717的要求进行相关功能检验。

E、单机调试后进入系统调试

1）、报警回路逐个接入，一个回路调试正常后，再接入下一个回路。

2）、对探测器、按钮等逐个进行检验，排除错号、重号。

3）、根据设计要求，进行控制功能软硬件编程，并在检查控制模块、联动继电器的动作符合编程指令后，接入控制对象进行联动调试。

4）、检查主、备电分别供电时，各项控制和联动功能是否正常。

F、火灾事故广播的调试开通

1）、测量每个分路电阻，判断和各式各分路是否短路，开路或未接入扬声器。

2）、用磁带播放音乐，由上往下或由下而上依次监听相邻层放音情况。

固定消防电话和消防电话插孔逐个与消防电话主机进行通话试验。

妥善做好调试完后设备的管理工作。

系统调试完毕连续无故障运行120H后，填写调试报告，申请系统验收[1]。

消防报警及联动开展系统施工工艺流程图

图2-1施工工艺流程图

2火灾自动报警系统简介

火灾自动报警系统是为了尽早探测到火灾的发生并发出火灾警报、启动有关防火、灭火装置而在建筑物中设置的一种自动消防设施。

通过设置在建筑物中的自动火灾探测装置和手动报警装置，火灾自动报警系统可以在火灾发生的初期自动探测到火灾，并通过警报装置发出火灾警报，组织人员撤离，同时启动防烟、排烟及防火、灭火设施，以便于人员撤离，防止火灾发展和蔓延，控制和扑灭火灾[2]。

2.1火灾自动报警系统概述

火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。

它属于智能大厦系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。

以计算机网络和通信为基础的城市火灾自动报警信息系统，通过对建筑物内的消防设施运行状态远程监控，实时接收并快速处理报警信息，缩短火灾报警时间，并使防火监督工作深入到单位的每一个消防监测设备。

该系统的建立，对加强消防安全监督管理，防止重特大火灾的发生有着十分重大的意义。

火灾自动报警系统能够在火灾初期，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。

2.2火灾自动报警系统的组成

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、防火卷帘等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置。

2.2.1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器件，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。

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。

一、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。

二、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。

（一）　其中安装与布线如下：

A.探测器的外形如下图2-1所示：

（以北大青鸟产品为例）

图2-1探测器外形

B.探测器安装示意图如图2-2所示。

（以北大青鸟产品为例）

C.探测器的底座示意图如图2-3所示。

（以北大青鸟产品为例）

底座上有4个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器报警确认灯的方向。

布线管内的探测器总线分别接在任意对角的二个接线端子上（不分极性），另一对导体片用来辅助固定探测器。

待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在底座上。

D.布线方式：

探测器二总线宜选用截面积≥1.0mm2的RVS双绞线，穿金属管或阻燃管敷设。

图2-2探测器安装示意图

图2-3探测器通用底座外形示意图

2.2.2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。

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，再次声响报警功能。

2.2.3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。

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：

一、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。

二、报警按钮的外形示意图

如图所示：

（2-4）

图2-4报警按钮外形示意图

三、安装与布线

a）安装前应首先检查外壳是否