某市火灾自动报警系统设计方案.docx
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某市火灾自动报警系统设计方案
****大学
本科毕业(设计)论文
(2017届)
题目:
**市小古城某多层商业楼火灾自动报警系统设计
教案院(系、部)土木工程专业消防工程
学生姓名雷**
指导教师***(讲师)
评阅人***(讲师)
2017年5月12日
**市小古城某多层商业楼火灾自动报警系统设计
雷**
(****大学土木工程学院,**,650**)
摘要:
本栋商业楼坐落于弥勒市一繁华市区内,其人口流量大,属于人员密集场所,对火灾预防有较高的要求。
因此有必要设计一套系统化、智能的火灾自动报警与消防联动系统,为商业楼抵御火灾灾害带来良好的保护作用。
本文是对弥勒市小古城某多层商业楼进行火灾自动报警系统的设计,其主要内容包括火灾自动报警系统,应急照明和疏散指示系统的设计。
在结合国家消防多个规范要求和商业楼实际需求的基础上,设计了这两个系统。
主要工作成果包括对系统的选型,联系各子系统并绘制系统图,按照建筑平面图绘制消防平面图,为系统各设备进行选型进而加深设计深度,最后进行合理、规范的系统联动设计。
关键词:
火灾自动报警;应急照明和疏散指示系统;联动控制;系统选型
DesignofautomaticfirealarmsystemforacommercialbuildinginMaitreya
Lei*********
(******************************************************************)
Abstract:
ThecommercialbuildingislocatedinMaitreyaCity,abustlingurbanarea,thepopulationflow,whichbelongstocrowdedplaces,therearehigherrequirementsonfireprevention.Itisnecessarytodesignasetofintelligentsystem,automaticfirealarmandfirelinkagecontrolsystemforcommercialbuildingstoresistfiredisasterhasgoodprotectiveeffect.
ThisisasmallcityinMaitreyacityamulti-storeycommercialbuildingforthedesignofautomaticfirealarmsystem,themaincontentsincludetheautomaticfirealarmsystem,emergencylightingsystemdesign.Onthebasisofnationalfirefighting'sstandardrequirementsandtheactualneedsofthecommercialbuilding,thedesignofthetwosystems.Themainworkincludingtheselectionofsystem,contacteachsubsystemanddrawthediagramofthesystem,holdthebuildingplanstodrawthefireplan,andthenstrengthenthedesigndepthofallequipmentselection,andfinallyreasonable,systemlinkagedesignspecification.
Keywords:
Automaticfirealarm。
emergencylightingandevacuationindicationsystem。
linkagecontrol。
systemselection
1建筑简况
该建筑为某商业建筑,坐落于弥勒寺小古城某商业区。
里面有各式服装店、餐厅、电影院,动漫城及其他娱乐设施,商业楼还有些宝贵的珠宝店、电器城,家具城和其他贵重物品销售场所。
该商场结构复杂,人员流量大,属于人员密集场所。
根据《建筑设计防火规范GB50016-2014》第8.4.1条规定,建筑内同一时间停留人数较多的场所,需要设一套完善的自动火灾报警和消防联动系统,达到及时发现火灾,抵御火灾的效果。
《建筑设计防火规范GB50016-2014》第10.3.1条规定,建筑某些部位应设置疏散照明,同时需要设置一套消防应急照明和疏散指示系统。
该商业区总建筑面积3979.12m2,其中3栋为该商业楼,共六层,一层高5m,总共22.95m。
一二层建筑面积为649.61m2,三层建筑面积652.36m2,四五层662.36m2,六层666.74m2。
依据《建筑设计防火规范GB50016-2014》5.1.1,该建筑为多层公共建筑;再根据5.1.3把该建筑的耐火等级定为二级。
2火灾自动报警系统的作用和组成
2.1火灾自动报警系统的作用
火灾自动报警系统综合运用计算机网络与火灾自动报警区域连接,以达到及时报警、及时灭火的目的。
其主要功能包括:
(1)自动接收火灾报警信号。
在火灾发生的初期通过感温、感烟和感光等火灾探测器,将火灾产生的烟雾、热量和光辐射等物理量转变成电信号,传递到火灾报警控制器。
(2)显示火灾报警部位,发出火灾报警信号。
火灾显示盘可以显示出火灾发生的位置,记录火灾发生的时间,并传递给火灾报警控制器。
(3)火灾发生时,火灾自动报警系统可以通过双输入/输出模块及双动作切换模块对消防泵和喷淋泵进行自动或手动控制,并接收状态信号,对排烟机进行控制。
(4)火灾自动报警系统可以通过单输入/输出模块及切换模块切断有关部位为的非消防电源。
(5)火灾自动报警系统可以显示消防电源,及水流指示器、湿式报警阀和信号阀的工作状态。
(6)火灾自动报警系统可以显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图等。
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他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。
(1)火灾触发器件
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。
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。
本系统的触发器件有感烟探测器,带电话插孔的火灾报警按钮。
(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。
(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、光和音响等方式向报警区域发出火灾警报信号,以警示人们迅速采取安全疏散,以及进行灭火救灾措施。
如声报警器,光报警器,声光报警器。
根据实际情况,本系统选用声光报警器。
(4)消防联动控制系统
消防联动控制系统由消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、消防电气控制装置(防火卷帘控制器、气体灭火控制器等)、消防电动装置、消防联动模块、消火栓按钮、消防应急广播设备、消防电话等设备和组件组成。
根据《建筑设计防火规范GB50016-2014》第8.2.1条,本系统设置室内消火栓联动控制;根据系统的选型,还设有消防应急广播,消防电话的联动控制。
3火灾自动报警系统的设置
3.1系统的选型
火灾自动报警的系统形式可分为:
区域报警系统、集中报警系统和控制中心系统。
区域报警系统,适用于仅需要报警,不需要联动自动消防设备的保护对象;集中报警系统适用于具有联动要求的保护对象;控制中心报警系统一般适用于建筑群或体量很大的保护对象,这些保护对象中可能设置几个消防控制室,也可能由于分期建设而采用了不同企业的产品或同一企业不同系列的产品,或由于系统容量限制而设置了多个起集中作用的火灾报警控制器等情况。
根据《建筑设计防火规范GB50016-2014》8.2.1该建筑需设置室内消火栓系统,再根据其8.5.1和8.5.3该建筑应设置防烟和排烟设施,因此该建筑需要联动自动消防设备;最后根据《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》3.2.1条,该建筑选用集中报警控制系统。
3.2集中报警控制系统
集中报警控制系统是有电子线路组成的集中自动监控报警装置,各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。
集中报警系统的设置应该满足以下规定:
(1)系统中应设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器,火灾探测器等组成,或火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成,且功能较复杂的自动报警系统。
(2)系统应由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。
根据建筑的实际情况在每层设置一台楼层显示器,作区域报警器使用,共6台楼层显示器和一台集中报警控制器及联动控制装置。
3.3防火区域和报警区域的划分
3.3.1防火分区的划分
商业楼共六层,一二层高5m,总共22.95m,每层建筑面积不超过700m2。
依据《建筑设计防火规范GB50016-2014》,该建筑为二类建筑,耐火等级为二级。
每个防火分区允许最大建筑面积,不应超过表3.1的规定。
表3.1每个防火分区的允许最大建筑面积
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m2
备注
高层民用
建筑
一、二级
按本规范第5.1.1条确定
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增加
单、多层民用建筑
一、二级
按本规范第5.1.1条确定
2500
三级
5层
1200
—
四级
2层
600
—
地下室或半地下室建筑
一级
—
500
设备用房的防火分区最大允许建筑面积不应大于1000m2
由于该建筑较小且每层建筑面积不超过700m2,所以把每层划分为一个防火分区,共六个防火分区。
3.3.2探测区域和报警区域的划分
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。
1报警区域的划分
根据《火灾自动报警系统设计规范》第3.3.1条规定,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。
根据建筑实际情况,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。
2探测区域的划分
根据《火灾自动报警系统设计规范》第3.3.1条规定,一个探测区域的面积不宜超过500m2;从主要入口能看清其内部,并且面积不超过1000m2的房间,也可划为一个探测区域。
根据以上规定商业楼的探测区域划分如下:
(1)由于商业楼每层的面积都不超过1000m2,所以把每层单独划分为一个探测区域。
(2)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。
3.4控制室的设置
根据《建筑设计防火规范GB50016-2014》8.1.7,在首层1号电梯旁设置了一间控制室,并设置一扇有直接通往室外的门,符合规范。
控制室包括火灾报警控制器、消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、消防专用电话总机、消防应急广播控制装置、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、消防电源监控器等设备或具有相应功能的组合设备。
如图3-1所示。
图3-1消防控制室的设置位置
3.5火灾探测器的设置
3.5.1火灾探测器的选择
目前火灾探测器的种类很多,按照不同的方式有不同的分类方法:
1根据监测的火灾特性不同,火灾探测器可分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体等五种类型,每个类型又根据其工作原理的不同而分为若干种。
根据《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》第5.1.1条,选用感烟探测器。
2按探测范围的不同,可分为:
(1)点型火灾探测器。
对警戒范围中某一点周围的火灾参数作出响应。
(2)线型火灾探测器。
对警戒范围中某一线路周围的火灾参数作出响应。
3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,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。
(5)在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表3-2的规定。
表3-2点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
房间高度h
(m)
点型感烟火灾探测器
点型感温火灾探测器
火焰
探测器
A1、A2
B
C、D、E、F、G
12<h≤20
不适合
不适合
不适合
不适合
适合
8<h≤12
适合
不适合
不适合
不适合
适合
6<h≤8
适合
适合
不适合
不适合
适合
4<h≤6
适合
适合
适合
不适合
适合
h≤4
适合
适合
适合
适合
适合
3根据《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》第5.1.1条,本系统选用感烟探测器。
该商业楼每层高度不大于6m,由表3-2可得,选用点型火灾探测器。
查火规第5.2.3和5.2.4条,选用点型光电感烟探测器
在火灾自动报警系统设计过程中选择设备的可靠性与误报率是设备选型时不得不考虑的因素。
目前大量使用的离子感烟探测器对各种明火烟雾检测效果较好,对阴燃烟雾也能检测,但易受探测环境影响,误报率较高;由于使用了放射源,易对环境造成污染。
光电感烟探测器是利用红外光散射的原理来进行烟雾浓度的探测,对环境不存在污染问题,对阴燃火烟雾的探测性能明显优于离子探测器。
通过以上分析比较及商业楼的实际情况,选用北京狮岛消防电子有限公司的SD6800型智能数字光电感烟探测器。
3.5.2火灾探测器的布置和计算
3.5.2.1火灾探测器的布置
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.2.2规定,商业楼的火灾探测器进行如下布置:
1探测区域内的每个房间按照面积的大小设置火灾探测器的数量,至少保证每个房间设置一只火灾探测器。
该建筑每层有两个防烟楼梯间和一个无障碍电梯,根据《火灾自动报警系统设计规范》附录D,无障碍前室和消防控制室各设置了一个感烟探测器。
2感烟探测器的实际安装间距,如表3.3根据探测器的保护面积A和保护半径R确定,满足探测器安装间距的极限曲线D1~D11(含D9')所规定的范围。
如图3.2探测器安装间距的极限曲线所示。
3.3感烟、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
房间坡度θ
θ≤15°
15°<θ≤ 3°
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
图3.2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)。
3每个探测区域内应该设置的探测器数量,具体根据下式计算:
式中:
N—一个探测区域所需设置的探测器数量(只),N
1(取整数);
S—一个探测区域的面积(m
)。
A—一个探测器的保护面积(m
);
K—修正系数,重点保护建筑K取0.7~0.9,普通保护建筑K取1.0。
在本次设计过程中取0.9。
3.5.2.2火灾探测器数量的计算
商业楼层高在3.3~6m之间,房间的坡度小于15
。
根据以上条件查表3-3得保护面积A=60m2,保护半径R=5.8m。
所以:
D=2R=2
5.8=11.6m
根据D=11.6m在图3-2中对应的保护面积A=60m2的曲线上取一点,保证此点在粗实线上,这点所对应的数值,即安装距离a、b值,根据实际情况取a=7.5m,b=8m。
在满足规范对探测器设置位置要求的前提下,根据上述条件计算探测器的数量如下:
探测区域的每一个房间应至少设置一只火灾探测器
一层(除房间面积)S1=482
根据建筑的重要性选择K=1
根据公式:
只,为了布置的需要取10只。
二层到六层(除房间面积):
S2=500
根据公式:
只,为了布置需要取10只。
3.6手动报警按钮的设置
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。
根据《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》第6.3条,在每层设置1个手动报警按钮,设置在大厅中央柱墙上,其底边距地高度为1.4m,保证在一个防火分区的任何位置到最近的一个火灾手动报警按钮的距离不大于30m。
根据《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》第6.7条,宜设置带电话插孔的手动火灾报警按钮。
于是选用北京狮岛电子消防有限公司的SD6110型手动火灾报警按钮,该产品带电话插孔。
如图3-3所示。
图3-3手动报警按钮的设置位置
3.7区域显示器的设置
每个报警区域宜设置一台区域显示器(火灾显示盘),宾馆、饭店等场所应在每个报警区域设置一台区域显示器。
当一个报警区域包括多个楼层时,宜在每个楼层设置一台仅显示本楼层的区域显示器。
根据实际情况,选用北大青鸟JBF-VDP3061A液晶火灾显示盘,其设置在2号楼梯间门口,便于操作。
且采用壁挂式安装,其底边距地高度为1.4m。
如图3-4所示。
图3-4火灾显示盘的位置
3.8火灾报警控制器的设置
根据火规,该建筑需要一台火灾报警控制器和联动控制器。
随着技术的发展和进步,出现了集中报警与消防联动控制与一体的火灾报警控制器,它不仅可以连接火灾探测器、手动报警按钮监测现场的火警,同时也可以连接模块实现对现场设置的消防设施进行控制。
综上所述,选用台式火灾报警控制器,其型号为JBJB-QGL-9000(联动型),原产于深圳市泛海三江电子有限公司。
3.9火灾声光警报器的设置
火灾声光报警器应设置在每个楼层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部拐角等处的明显部位,且不宜与安全出口指示标志灯具设置在同一面墙上。
本系统选用J-EI6085型火灾声光警报器,是一种安装在现场的声光报警设备,满足GB26851-2011的要求,可通过总线接收火灾报警控制器(联动型)发出的启动命令,发出强烈的周期闪光及变调火警声,以引起现场人员的注意,其报警声压级距正前方3m处为75dB~95dB。
在环境噪声大于60dB的场所,其声压级高于背景噪声30dB。
根据实际情况,采用壁挂方式安装,如图3-3所示,每层的声光报警器均设在1号楼梯口,其离地面距离为2.5m。
图3-5声光报警器的位置
4消防联动控制设计
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。
根据《建筑设计防火规范GB50016-2014》第8.2.1条,需设置室内消火栓系统。
查《建筑设计防火规范GB50016-2014》8.5,该建筑需设置防烟和排烟措施,但查《建筑防排烟技术规程DGJ08-88-2006》,电梯采用的防烟措施为自然通风方式。
查《建筑防排烟技术规程DGJ08-88-2006》,该建筑选用自然排烟。
综上所述,该建筑没设置需联动控制的防排烟设施。
查《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》第4.8.7条,该建筑应设计应急广播系统。
4.1室内消火栓系统的联动设计
室内消火栓系统中的每一个消火栓都配有一个消火栓启动按钮,本设计采用编码消火栓按钮,直接接入火灾报警控制器,当发生火灾的时候可以直接启动消防泵,启泵的同时向消防控制中心发出反馈信号。
在消火栓按钮处设有启泵指示灯,用来指示消防泵的运行状态;同时消防控制室可控制消防泵的启、停,显示消火栓水泵的工作、故障状态以及消火栓启泵按钮的位置。
联动控制方式:
由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号,直接控制启动消火栓泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。
4.2消防应急广播系统设计
根据《火灾自动报警系统设计规范》4.8.7,该建筑设置消防应急广播系统。
本系统的消防应急广播单次语音播放时间为2s,应与火灾报警器分时交替工作,采取1此火灾声警报器播放、1次或2次消防应急广播播放的交替工作方式循环播放。
火灾事故广播系统由广播功放盘、广播录放盘、传输线路、电源、扬声器及广播控制模块等组成。
该建筑的火灾广播系统设计为合用火灾应急广播系统,利用日常广播或背景音乐系统的扩音机、馈电线路和扬声器等装置。
当发生火灾时可遥控日常广播或背景音乐系统紧急开启,强制投入消防应急广播。
本次设计中每层设SD8012扬声器2个,每只音箱的功率为3W。
采用SD8100系列总线式火灾事故广播系统,由SD8000广播录放盘、SD8010消防广播功放盘、SD8120消防广播分配盘、SD8130广播控制模块及SD8012扬声器组成。
SD8100系列总线式火灾事故广播系统是通过专用的广播控制总线及总线上的广播控制模块来启动各个广播回路。
当火警发生的时候,该防火分区和楼层内的火灾探测器和手动报警按钮向火灾报警控制器发回火灾报警信号后,火灾报警控制器按照事先编制好的逻辑关系程序,给相关的广播模块发出动作指令信号,相关的广播模块动作,接通相关部位的消防广播扬声器。
根据
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