某实验楼火灾自动报警系统设计书

南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 1 第 1 页 共 25 页 某实验楼火灾自动报警系统设计书 第 1 章 工程概况 验楼结构特点 实验楼属于某重点大学公共建筑，工作人员和做实验的学生较多，在其内部还有各种贵重设备、精密仪器、资料、文献等，所以一定要做好防火等工作。实验楼位于某重点大学东南面，属于大学的主要建筑物之一，周围街道宽 8m，四周均有教学楼。实验楼结构为框架结构，主要承重构件梁、板、柱。墙厚 240板为水磨石，墙裙为白色的瓷砖，墙壁为白色抹灰。该实验楼共三层，每层长宽 高 =6020验楼每层各有八个实验室，两个教师办公室，两组电 梯两组楼梯，楼梯前设有前室以及四个厕所。具体平面布置见图 图 验楼平面图（大图见 附图一 ） 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 2 第 2 页 共 25 页 验楼分类及耐火等级划分 该建筑物为三层实验楼，属于非高层民用建筑，因此依据根据建筑设计防火规范（ 0016 规定，该建筑为二类建筑，高层建筑物类别划分见表 表 层民用建筑物分类表 名称 高层民用建筑 单、多层民用建筑 . 一类 二类 住宅 建筑 建筑高度大于 54m 的住宅建筑（包括设置商业服务网点的住宅建筑 建筑高度大于 27m，但不 大于 54m 的住宅建筑包括设置商业服务网点的住宅建筑） 建筑高度不大于27m 的住宅建筑（包括设置商业服务网点的住宅建筑） 公共 建筑 0m 的公共建筑 000商店、展览、电信、邮政、财贸金融建筑和其他多种功能组合的建筑 要公共建筑 局级和省级电力调度建筑 00 万册的图书馆、书库 除一类高层公共建筑外的其他高层公共建筑 单层公共建筑。 4m 的 其他公共建筑。 根据建筑设计防火规范（ 规定： “ 单、多层重要公共建筑和二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。 ” 该实验楼属于二类高层建筑，其耐火等级应为二级，各建筑构件的燃烧性能和耐火极限见表 表 同耐火等级建筑相应构件的燃烧性能和耐火极限（ h） 构件名称 耐火等级 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 3 第 3 页 共 25 页 一级 二级 三级 四级 墙 防火墙 不燃性 燃性 燃性 燃性 重墙 不燃性 燃桂 燃性 燃性 承重外墙 不燃性 燃性 燃性 燃性 楼梯间和前室的墙 电梯井的墙 住宅建筑单元之间的墙和分户墙 不燃性 燃性 燃性 燃性 走道两侧的靡墙 不燃性 燃性 燃性 燃性 间隔墙 不燃性 燃性 燃性 燃性 不燃性 燃性 燃性 燃性 不燃性 燃性 燃性 燃性 板 不燃性 燃性 燃性 燃性 屋顶承重构件 不燃性 燃性 燃性 燃性 疏散楼梯 不燃性 燃性 燃性 燃性 吊顶（包栝吊顶搁栅） 不燃性 燃性 燃性 燃性 （ 1） 建筑消防技术与设备，中国电力出版社， 2011 年； （ 2） 建筑设计防火规范（ （ 3） 建筑防火设计手册（第 2 版），北京：中国建筑工业出版社， 2008； （ 4） 建筑灭火设计手册，北京：中国建筑工业出版社， 1999； （ 5） 建筑消防系统，北京：中国建筑工业出版社， 1997； 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 4 第 4 页 共 25 页 （ 6） 消防给水及消火栓系统技术规范（ （ 7） 二氧化碳灭火系统设计规范（ 2010 年版）； （ 8） 泡沫灭火系统设计规范（ （ 9） 火灾自动报警系统设计规范（ （ 10） 建筑灭火器配置设计规范 （ 第 2 章 防火区域和报警区域的划分 火分区的划分 实验楼共三层，每层层高 共 11m。每层建筑面积为 1200依据火灾自动报警系统设计规范将其界定为二级保护对象。依据高层民用建筑防火设计规范，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。在划分防火分区时应该满足表 规定。高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不 应超过下表的规定。 表 火分区允许最大建筑面积表 名称 耐火 等级 允许建筑高度或层数 防火分区的最大允许建筑面积（ 备注 高层民用建筑 一、二级 确定 1500 对于体育馆、剧场的观众厅，防火分区的最大允许建筑面积可适当増加。 单、多层民用建筑 一、二级 确定 2500 三级 5 层 1200 四级 2 层 600 地下或半地下建筑（室） 一级 500 设备用房的防火分区最大允许建筑面积不应大于1000 注：（ 1）表 中规定的防火分区最大允许建筑面积，当建筑内设置自动灭火系统时，可 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 5 第 5 页 共 25 页 按本表的规定增加 ；局部设置时，防火分区的增加面积可按该局部面积的 计算。 （ 2）裙房与高层建筑主体之间设置防火墙时，裙房的防火分区可按单、多层建筑的要求确定。 由于实验楼每层建筑面积 1200以把每层划分为一个防火分区，共分为 3 个防火分 区。 测区域和报警区域的划分 火灾自动报警系统的保护对象形式多样，功能各异，规模不等。为了便于早期探测、早期报警，方便日常的维护管理，在安装的火灾自动报警系统中，人们一般都将其保护空间 划分为若干个报警区域。每个报警区域又划分了若干个探测区域。这样这可以在火灾时，能够迅速、准确地确定着火部位，便于有关人员采取有效措施。 因此，所谓报警区域就是人们在设计中将火灾自动报警系统的警戒范围按防火分区或楼层划分的部分空间，是设置区域火灾报警控制器的基本单元。一个报警区域可以由一个防火分区或同楼层相邻几个防火分区组成，但同一个防火分区不能在两个不同的报警区域内；同一报警区域也不能保护不同楼层的几个不同的防火分区。 警区域的划分 根据火灾自动报警系统设计规范的规定，报警区域宜 由一个防火分区或同楼层的几个相邻的几个组成，所以把每层分别单独作为一个报警区域，满足火灾自动报警系统设计规范的规定。 测区域的划分 由于该建筑为二级保护对象，规范规定：探测区域应按独立房 (套 )间划分。一个探测区域的面积不宜超过 500主要人口能看清其内部，并且面积不超过 1000房间，也可划为一个探测区域。根据以上的规定我把实验楼的探测区域划分如下： 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 6 第 6 页 共 25 页 ( 1 ) 由于实验楼每层的房间都是小空间，所以把每层的每个房间单独划分为一个探测区域。 ( 2 ) 把敞楼梯间单独划分为一个探测区域 ，并且设置一个火灾探测器。 ( 3 ) 把前室（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，在发生火灾时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，也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过，也单独划分探测区域及装设火灾探测器。 ( 4 ) 把电缆竖井单独划分探测区域并装设火灾探测器。一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道；二则是恐怕发 生火灾时火势沿电缆延燃。对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。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 7 第 7 页 共 25 页 第 8 页 共 25 页 第 3 章 火灾自动报警系统设计 灾自动报警系统基本形式选择 此次设计对象是整栋实验楼，由于每层建筑结构基本相同，所以选定第一层作为本次的计算设计的对象，所以选择区域报警系统即可。 区域报警系统是由区域报警控制器和火灾探测器、手动报警按钮、警报装置等组成的火灾自动报警系统。区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成 的自动报警和监控装置。当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。区域报警控制器的设置应该符合以下的规定： （ 1） 一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应该超过 3 台。 （ 2） 当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时，应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域。 （ 3） 区域报警控制器安装 在墙上时，其底边距地的高度不应小于 近门轴的侧面距墙不应小于 面操作距离不应小于 （ 4） 区域报警控制系统宜设在有人值班的房间或宾馆每层服务台。 区域报警系统框图如图 示。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 9 页 共 25 页 图 域报警系统框图 灾报警控制器的确定 火灾报警控制器是火灾自动报警系统的心脏，可向探测器供电，具有下述功能： （ 1） 用来接收火灾信号并启动火灾报警装置。该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息。 （ 2） 能通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过 自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。 （ 3） 自动的监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。 本建筑第一层选择一个区域报警控制器，型号为 0，安装高度为 灾探测器的确定及布置 灾探测器的确定 根据火灾自动报警系统设计规范（ 中规定，火灾探测器的选择，应符合下列要求： （ 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场所，应选择感烟探测器。 （ 2） 对火灾发展迅速，可 产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温火灾探测器 手动 火灾 报警按钮 区域火灾报警控制器 电源 火灾 警报 装置 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 10 页 共 25 页 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，应选择火焰探测器。 （ 4） 对火灾初期有阴燃阶段，且需要早期探测的场所，宜增设一氧化碳火灾探测器。 （ 5） 对使用、生产可燃气体或可燃蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。 （ 6） 应根据保护场所可能发生火灾的部位和燃烧材料的分析，以及火灾探测器的类型、灵敏度和响应时间等选择相应的火灾探测器，对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。 （ 7） 同一 探测区域内设置多个火灾探测器时，可选择具有复合判断火灾功能的火灾探测器和火灾报警控制器。 该建筑为实验 楼 ，因此我选择 点型光电感烟火灾探测器。 表 型感烟、感温火灾探测器的实用高度 房间高度 (m) 感烟探测 器 感 温 探 测 器 一 级 二 级 三 级 1230 A(R(m) A(R(m) A(R(m) 感烟探测器 S80 h12 80 0 0 80 630 h8 20 0 0 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 12 页 共 25 页 图 测器安装间距的极限曲线 灾探测器的计算 该楼层房间高度均为 于 6m，房顶坡度均为 0 ，以下是对该实验楼一楼探测器的具体布置： （ 1）办公室 办公室长为 9m，宽为 6m，其面积为 54 S=54 A=80保护半径 R=以小教室的探测器的数量为： 4N ， （取 1 个）。 1 个探测器布置如下图，探测器的保护半径 R=不利点是 此布置合理。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 13 页 共 25 页 图 公室火灾探测器的布置 (（ 2） 实验室 实验室长为 10m，宽为 9m，其面积为 90 S=90 A=60保护半径 R=以实验室的探测器的数量为： 0N ， （取 2 个）。 2 个探测器布置如下图， a=5m， b=9m，查图 线可知 b 的极限值为 于 测器的保护半径 R=不利点是 此布置合理。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 14 页 共 25 页 图 验室火灾探测器的布置 (（ 3） 前室 前室长为 9m，宽为 4m， 其面积为 36 S=36 A=80保护半径 R=以办公室的探测器的数量为： 6N ， （取 1 个）。 1 个探测器布置如下图，探测器的保护半径 R=不利点是 此布置合理。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 15 页 共 25 页 图 公室火灾探测器的布置 (（ 4） 走廊 走廊长为 60m，宽为 2m，根据火灾自动报警系统设计规范（ 规定：在宽度小于 3m 的内走道顶棚上设置点型探测器时，宜居中布置。感温火灾探测器的安装 间距不应超过 10m； 感烟火灾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 1/2。所以走道的探测器的数量为 4 个， 4 个探测器布置如下图。 图 道火灾探测器的布置 (（ 5） 楼梯间 楼梯间 长为 为 4m，其面积为 18 S=18 A=80保护半径 R=以大厅的探测器的数量为： 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 16 页 共 25 页 8N ， （取 1 个）。 1 个探测器布置如下图，探测器的保护半径 R=不利点是 此布置合理。 图 梯间火灾探测器的布置 (（ 6） 厕所 厕所 长为 9m，宽为 3m，其面积为 27 S=27A=80保护半径 R=以副 楼梯间 的探测器的数量为： 7N ， （取 1 个）。 1 个探测器布置如下图，探测器的保护半径 R=不利点是 此布置合理。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 17 页 共 25 页 图 所火灾探测器的布置 (因此根据上述火灾探测器布置要求以及计算， 每层配置 30 个感烟探测器，三层共配置 90 个感烟探测器，具体布置 如图 验楼探测 器平面布置图 图 验楼探测器平面布置图（大图见附 图二 ） 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 18 页 共 25 页 线制是指探测器和控制器间的导线数量。更确切地说，线制是火灾自动报警系统运行机制的体现。按线制分，火灾自动报警系统有多线制和总线制之分，总线制又有有极性和无极性之分。 多线制系统结构的优点：探测器的电路比较简单，供电和取信息相当直观；缺点：线多，配管直径大，穿线复杂，线路故障也多，故已不用。 总线制系统结构，它是在多线制基础上发展起来的，大大减少了系统线制，带来了工程布线灵活性， 并形成了支状和环状两种工程布线方式。而且安全系数高，线坏了，只是一个点，不影响系统正常工作。 通过比较以上两种线制的优缺点，本系统采用的是二总线制，树枝形接线，如下图所示（ G 线为公共地线， P 线则完成供电、选址、自检、获取信息等）。 图 总线制系统结构图 S S S P G n 1 2 控制器 探测器 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 19 页 共 25 页 第四章 消防联动控制系统 消防联动包括监视和控制两部分。实验楼楼需要监视的设备有水流指示器、信号阀、报警阀；需要控制的设备有消防泵、防排烟系统、火灾事故广播等。消防联动在整个系统中占有重要的地位，当探 测器探测到火灾信号发送至报警控制中心，经主机分析确认后，向需要联动设备发出信号，启动灭火设备扑救火灾，同时启动灭火和防排烟设备，阻止火灾蔓延。 本设计的消防联动系统包括火灾事故广播、 消防专用电话系统、应急照明、防排烟控制、火灾警报装置控制、火灾应急照明与疏散指示标志的控制。 动报警按钮 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。 根据火灾自动报警系统设计规范（ 中规定： （ 1）每个防火分区的应至少设置一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步行距离不应大于 30m。手动报警按钮宜设置在疏散通道或出入口处。 （ 2）手动火灾报警按钮应设置在明显的且便于操作的部位。采用壁挂方式安装时，其底边距地高度宜为 有明显的标志。 该 实验 楼三楼选用 动报警按钮，为二总线制，由二进制拨码开关设置地址码，带电话插孔。 在该实验楼手动报警按钮的具体布置如下。 第一防火分区：在走廊设置 2 个。 第二防火分区：在走廊设置 2 个。 第三防火分区：在走廊设置 2 个。 实验楼一共 32=6 个，手动报警按钮总计 6 个。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 20 页 共 25 页 灾事故广播 火灾发生后，为了便于组织人员的安全疏散和通知有关救灾的事项，对该教学楼三楼设置火灾事故广播（火灾紧急广播）系统。根据火灾自动报警系统设计规范（ 中规定： （ 1） 民用建筑内扬声器应设置在 走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于 3W，其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的直线距离不大于 25m，走道末端距最近的扬声器距离不应大于 （ 2） 在环境噪声大于 60场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声 15 （ 3） 客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于 （ 4） 壁挂扬声器的底边距地面高度应大于 该实验楼的火灾事故广播扬声器的具体布置如下。 第一防火分区：在教走廊设置 2 个。 第二 防火分区：在教走廊设置 2 个。 第三防火分区：在教走廊设置 2 个。 实验楼一共 32=6 个，手动报警按钮总计 6 个。 总功率为： 36=18W 其扩音机的容量需大于 18W。 根据火灾自动报警系统设计规范（ 中规定： （ 1） 消防水泵房、发电机房、配变电室、计算机网络机房、主要通风和空调机房、防排烟机房、灭火控制系统操作装置处或控制室、企业消防站、消防值班室、总调度宝、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房应设置消防专用电话分 机。消防专用电话分机，应固定安装在明显且便于使用的部位，并应有区别于普通电话的标识。 （ 2） 设有手动火灾报警按钮或消火栓按钮等处，宜设置电话插孔，并宜选择 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 21 页 共 25 页 带有电话插孔的手动火灾报警按钮。 （ 3） 各避难层应每隔 20m 设置一个消防专用电话分机或电话插孔。 （ 4） 电话插孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为 1. 3m 1. 5m。 该实验楼消防系统中消防专用电话的设置是在消防控制室设置 “ 119” 专用电话分机，每个手动报警按钮都自带电话插口。 急照明 根据建筑设计防火规范（ 定，应急照明和疏散指示标志可采用蓄电池做备用电源，且连续供电时间不应少于 20 （ 1） 应急照明 应急照明在正常电源断电后，其电源转换时间应小于 15s。 应急照明灯自带蓄电池，并采用三线式配线，以使蓄电池经常处于充电状态。 由于应急照明在实际设计和施工中，一般都被纳入照明系统中，此处不作具体设计、布置。 （ 2） 疏散指挥标志 疏散指示灯平时处于点亮状态， 应设置在安全出口和人员密集的场所的疏散门的正下方。 应设置在疏散走道及其转弯处距地面高度 下的墙面或地面上，灯 光疏散指示标志的间距不应大于 20m；对于袋形走道，不应大于 10m；在走道转角区，不应大于 由于疏散指示标志在实际设计和施工中，一般都被纳入照明系统中，此处不作具体设计、布置。 实验楼 是某 重点大学公共建筑，属于 该 大学的主要建筑物之一 。 该实验楼共三层，每层长 宽 高 =6020m)，结构为框架结构，主要承重构件梁、板、柱。实验楼每层各有八个实验室，两个教师办公室，两组电梯两组楼梯，楼梯前设有前室以及四个厕所。 南华大学环境保护与安全工程学院建筑消防工程课程设计 第 22 页 共 25 页 该 实验楼 共三层各层设备配置都相同，每个实验室都配置两个感烟探测器；每 个办公室 、厕所、楼梯间、前室都配置一个感烟探测器；走廊配置四个感烟探测器。具体配置方案、总数以及其他设备配置详细情况见下 表 火灾自动灭火系统设备汇总表。 表 灾自动灭火系统设备汇总表 序号 区域名 区域个数 （个） 感烟探测器 （台） 手动火灾报警钮 （个） 广播扬声器（个） 1 办公室 6 6 - - 2 实验室 24 48 - - 3 前室 6 6 - - 4 走廊 3 12 6 6 5 楼梯间 6 6 - - 6 厕所 12 12 - - 合计 57 90