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三.火灾自动报警系统设计
3.1系统选型
依据《高层民用建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》将天津城市大学教学楼界定一类高层建筑耐火等级为一级,其保护对象为一级保护对象。
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2台楼层显示器和一台集中报警控制器及联动控制装置。
本工程选用JB-QB-GST500型火灾报警控制器。
该系统是一种数字式智能火灾自动报警及联动装置,控制器设计高度智能化,与智能探测器一起可组成分布智能器火灾报警系统,极大降低误报,提高系统的可靠性。
控制器可外接火灾报警显示盘及彩色CRT显示系统等设备,能满足各种系统配置要求。
火灾报警及消防联动控制可按多机分体,分总线回路设计,也能够单机工总线回路设计,同时控制器设计了具有短线、断线检测及设备故障报警功能的直接控制输出。
控制器具有极强的现场编程能力,各回路间的交叉联动、各种汉字信息注释、总线制控制设备及直接控制设备的相互间的联动等均可现场编程设定。
本工程结合工程的实际情况采用了该控制器,能有效地发挥火灾自动报警系统的功能。
3.2防火区域和报警区域的划分
3.2.1防火分区的划分
本工程建筑物共两层高度为6m。
每层主楼建筑面积为1269.99m2依据《高层民用建筑防火设计规范》,该建筑为一类建筑,耐火等级为一级。
在划分防火分区时应该满足表4.1的规定。
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4.1每个防火分区的允许最大建筑面积
建筑类别
每个防火分区建筑面积(m2)
一类建筑
1000
二类建筑
1500
地下室
500
注:
1设有自动灭火设备的防火分区,其最大允许建筑面积可按本表增加一倍,局部设置时,增加面积可按局部的一倍计算。
2高层主体建筑与相连的附属建筑之间,如设有防火墙等防火分隔设施,其附属建筑的防火分区面积可按本表增加一倍。
由于天津城建大学教学楼设有自动喷水灭火系统设备允许把建筑面积增加一倍,因此把每层划分为一个防火分区,共分为两个防火分区。
3.2.2探测区域和报警区域的划分
1报警区域的划分
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,因此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
由于该建筑为一级保护对象,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500m2;
从主要人口能看清其内部,而且面积不超过1000m2的房间,也可划为一个探测区域。
根据以上的规定将该建筑物的探测区域划分如下:
(1)由于该建筑物每层的房间都是小空间,因此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而且设置一个火灾探测器。
(3)把前室即防烟楼梯间前室和走道分别单独划分探测区域。
特别是前室与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。
(4)把电缆竖井(包括弱电间和强电间)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,在顶层安装一个。
3.3火灾探测器的选择
3.3.1火灾探测器的选择
天津城建大学教学楼是综合性质的公共建筑,在建筑内主要是教学教室,而教室里有大量的桌子和椅子,发生火灾时会产生大量的烟雾,所有我选择感烟探测器作为天津城建教学楼的主要火灾探测器。
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。
从节省投资的现实角度出发,选用较佳的设备,可是不能放松和降低对于系统可靠性和误报率基本要求。
当前大量使用的是空气离子感烟探测器对于火灾初期和阴燃阶段烟雾气溶胶检测非常灵敏,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。
经过以上比较及根据天津城建大学教学楼的实际情况,我选用JTY-GD-G3型点型光电感烟火灾探测器。
3.4火灾探测器的布置和计算
3.4.1火灾探测器的布置
根据《火灾自动报警系统设计规范》的规定,我天林医院楼的火灾探测器布置如下:
(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。
(2)感烟探测器、感温探测器的实际安装间距,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4.1探测器安装间距的极限曲线所示。
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:
N—一个探测区域所需设置的探测器数量(只),N1(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。
在走廊内设置的探测器居中布置。
感烟探测器的安装距离在15m以内,同时探测器到墙的距离在探测器安装距离的一半以内。
探测器距墙的距离不应小于0.5m,保证探测器周围0.5m内,没有遮挡物。
图4.1探测器安装间距的极限曲线
3.4.2火灾探测器数量的计算
天津城建大学教学楼层高是3.4m,房间的坡度小于15,根据以上条件查表3-4得当S大于80m2选择探测器保护面积A=60m2,保护半径R=5.8m。
因此:
D=2R=25.8=11.6m
根据D=11.6m在图3-4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,由此得到a=7.5m,b=8m。
当S小于等于80时选择探测器保护面积A=80m2,保护半径R=6.7m。
D=2R=26.7=13.4m根据D=13.4m在图3-4中对应的保护面积A=80m2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,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:
自习教室:
根据建筑的重要性选择K=1根据公式:
为了布置的需要取3只。
同理其它房间面积都大于等于80m2,根据需要我们能够适当增加探测器的数目。
准备教室:
为了布置的需要取1只。
同理其它房间面积都小于80m2,根据需要我们能够适当增加探测器的数目。
3.5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,手动报警按钮安装在公共场所且每个手动报警按钮含有一个电话插孔。
当人工确认发生火灾后,按下报警按钮上的按片,即可向控制器发出报警信号,控制器接收到报警信号后,将显示报警按钮的编码信息并发出报警声响。
根据天津城建大学教学楼的建筑实际情况我在每层设置3只手动报警按钮,分别设置在走廊的墙上即设置在明显及便宜操作的地方也就是过道等的主要出入口上,其底边距地高度宜为1.3~1.5m,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,满足《火灾自动报警系统规范》规定。
在设计过程中选用J-SAM-GST9122型手动火灾报警按钮。
3.6消防联动的设计
消防联动包括监视和控制两部分。
天津城建大学教学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。
3.6.1消防联动控制设备的组成
(1)火灾报警控制器
(2)室内消火栓系统(3)防排烟系统(4)火灾应急广播
3.6.2消防联动控制系统设计
(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,当发生火灾的时候能够直接启动消防泵,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按钮,同时消防控制室可控制消防泵的启、停;
(2)防排烟系统的联动设计
每层任一感烟探测器、火灾手动报警按钮动作后,向报警控制中心发出警报,同时启动相邻层排烟阀,并启动消防排烟风机。
当楼梯间内烟感报警,正压送风阀开启并启动正压送风机。
当温度超过70℃时,70℃防火阀自熔关闭;
当温度超过280℃时,280℃排烟防火阀自熔关闭并关闭排烟风机。
(3)火灾应急广播系统设计
火灾事故广播系统由节目源、信号放大、处理设备、传输线路、电源、扬声器及广播控制模块等组成。
该教学楼的火灾应急广播系统设计为专用的广播系统,在火灾发生后,保证及时向着火区发出警报,按照疏散的顺序接通火灾事故广播系统。
本次设计中每层设广播音箱一层8个,二层8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:
由广播录放盘、消防广播功放盘、SD8120消防广播分配盘、广播控制模块及音响组成。
SD8100系列总线式火灾事故广播系统是经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,由设置在消防控制中心的火灾事故广播系统对火灾现场及相关场所实施紧急广播。
经过广播分配盘可实现手动启动某一路或多路消防广播。
在布置扬声器的过程中根据规范的要求在每层的走廊、楼梯间、电梯前室及活动大厅等出设置。
保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。
走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大12.5m,满足规范的要求。
4.建筑物安防系统设计
在该教学楼的入侵报警系统中分为周界防范和室内防范,布设有窗/门磁、无线被动红外探测器
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