教学楼消防监控系统设计.docx
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教学楼消防监控系统设计
1.绪论
1.1高校消防安全现状
1.1.1消防管理不到位
《中华人民共和国消防法》、《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》以及地方消防条例等消防法律、法规虽然对各单位的消防安全工作做了明确规定,但因为火灾的偶发性,高校普遍认为发生火灾的可能性较小。
思想上的麻痹大意,使防火工作始终处于被动局面。
主要表现在:
单位没有健全的消防安全组织,没有建立完善的防火档案,疏于对火灾隐患的自查自纠,消防经费投入少,灭火和应急疏散预案内容不全,消防部门的监督指导缺乏有效的配合。
1.1.2消防宣传教育培训难度大
消防宣传教育是高校消防安全工作的重中之重。
高校除学生、教职员工外,还有大量的人员进入校园内从业、经商,因而形成了高校人员群体的层次差异。
有的人员防火意识、防火能力较强,有的则较低,不注重校园的防火工作,加之人多面广,消防安全宣传教育、培训很难深入开展。
而保卫部门由于有畏难心理或缺乏经验,导致消防宣传教育频次少、内容单一、形式欠缺,收效甚微。
1.1.3公共场所的安全状况令人担忧
高校的图书馆、礼堂、报告厅、教学楼、餐厅、计算机中心、健身房都是人员密集的公共场所,人员往来频繁,流动量大,一旦起火,容易引发混乱,极易造成群死群伤的火灾事故。
这些场所的隐患主要是:
(1).建筑设计上的缺陷。
一些公共场所是利用原有建筑改建或扩建的,其内部的消防设计是按照其原有使用性质确定的,而不能达到现有的防火设计规范要求。
突出表现在:
耐火等级不够、防火分隔不到位;内部消防栓给水系统不完善、双自动系统没有安装或安装位置不合理等;安全出口数量少、安全疏散距离大于30m、安全疏散指示标志安装位置不合理等。
(2).管理上的漏洞。
这些场所的管理人员防火意识不强,管理普遍松散。
室内装修使用易燃物质、有毒材料多,用电量大,高热照明设备多,空间大,吸烟者多。
1.1.4火灾后果严重
高校既是培养国家重要人才的重要基地,也是科学研究的重要机构,是向社会输送高素质人才的重要基地,师生的生命财产安全对校园的安宁和稳定至关重要。
一起不大的星点火灾,在社会上往往不会产生多大涟漪,而发生在高校,就能引起意想不到的轰动效应。
若是在火灾中出现师生伤亡,其影响、危害就会更大。
1.2本部一号教学楼的情况
我校一号教学楼建立时间悠久,是一栋十层教学楼,现在主要用来做实验以及用作各院系辅导员和老师的工作地点。
由于人流量大,人员多、杂,因此存在很多的安全隐患:
1、人员的安全意识不高,容易引起火灾;
2、实验室的东西容易丢失;
3、办公室学生档案多,且都是易燃物品,容易造成火灾;
4、实验室管理不善,容易造成火灾爆炸;
·······
1.2.1本部一号教学楼的平面图
由于一号教学楼的一到四层楼的布局基本一样,因此,我们在这里仅用
四层楼的平面图来进行分析:
F405F404
F406F403
418416414电大厅楼412410408406404402电楼
梯梯梯梯
楼417415413411409407405403401
梯
F407
图1-1一号教学楼四层楼平面图
一号教学楼5-9层的布局基本相似,所以这里就用九层的平面图来作为例子
进行分析:
918916914电大厅楼912910908906904902电楼
梯梯梯梯
楼917915913911909907905903901
梯
图1-2一号教学楼九层楼平面图
2系统总体方案设计
2.1火灾自动监控报警系统的工作原理
火灾自动控制报警系统的工作原理是:
被保护场所的各类火灾参数由火灾探测器或经人工发送到火灾报警控制器,控制器将信号放大、分析、处理后,以声、光、文字等形式显示或打印出来,同时记录下时间,根据内部设置的逻辑命令自动或由人工手动启动相关的火灾报警设备和消防联动控制设备,进行人员的疏散和火灾的扑救。
手动报警按钮
火灾报警控制器
火灾显示器
火灾警报器
火灾报警系统
触发装置
报警装置
警报装置
声、光显示器
火灾指示灯
探测器报警控制装置
火灾探测器
电源
控制装置
机械排烟加压装置
电梯控制装置
喷淋控制装置
消防泵控制装置
图2-1火灾自动报警系统的组成
2.2系统的总体结构
2.2.1消防系统初步方案设计
消防监控系统选用海湾公司GSTCRT2001彩色显示系统。
该系统是海湾安全技术有限公司最新一代消防控制中心火警监控、管理系统,它用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制以及设备的图形化显示。
可与海湾安全技术有限公司所生产的GST200、GST500、GST5000、GST9000等系列火灾报警控制器(联动型)组成功能完备的图形化消防中心监控系统,并且CRT之间可以通过局域网、普通电话线(通过调制解调器)RS-232等方式进行联网,接受、发送、显示设备的异常信息及主机信息,从而实现了火灾报警系统的远程中央控制。
系统示意图如下:
RS-232总线
GSTCRT2001彩色显示系统
RS-232接口卡
火灾报警控制器(联动型)
消防检测、报警模块
喷淋控制模块
消防广播模块
消防电话模块
灭火控制装置
消防泵控制装置
火灾探测器门灯
消火栓按钮
光电感烟探测器
火灾显示盘
图2-2消防监控系统示意图
2.2.2火灾探测报警模块
大楼内每个房间都有一个离子感烟探测器,每层大厅内都有一个消火栓按钮和一个火灾声光报警器,这三类设备都有一个电子编码地址,全部串在一条无极性二总线上接入火灾报警控制器(联动型)。
各个楼层的火灾显示盘也都串在一条有极性二总线上接入火灾报警控制器,唯一不同的是还伴有两根电源线。
发现火灾有两种情况,一是各个房间离子感烟探测器检测到,这是与之连接的门灯会自动点亮;二是各层大厅中的消火栓按钮被人为按下。
火灾报警控制器在检测到任意一种报警信号后,有报警设备的电子编码地址就会知道火灾发生的位置,然后火灾报警控制器按照预定联动控制程序的触发全部或任意几个火灾声光报警器进行报警。
同时各楼层或该楼层的火灾显示盘就会显示火灾发生的准确位置便于人们选择正确的逃生线路。
2.2.3消防电话模块
消防电话系统是一种消防专用的通讯系统,通过这个系统可迅速实现对火灾的人工确定,并可及时掌握火灾现场情况及其他必要的通讯联络,便于指挥灭火及恢复工作。
系统在每一层大厅都设有一个消防电话分机,由于消防电话分机和消防电话主机通过火灾报警控制器相接,所以主机可以通过火灾报警控制器呼叫固定分机;分机摘机即直接呼叫主机,这时,主机振铃直至主机摘机;分机与分机之间不能通信。
主机分机在通话开始时,主机请求录音灯闪烁提示录音,按放音和录音键后开始录音,并自动记录下录音时的时间;录音最多可分为两段,录音时间长度200秒;放音时自动显示所放录音段的录制时间,放音结束自动恢复显示实时时间。
录音段最长保存时间为3天,超过保存时间的录音段将被自动抹去以备下次录音。
录音期间,录音指示灯常亮。
另外主机设有音频输出插孔,供外部保存录音使用。
M
感烟感温探测器
声光报警器
喷淋头
电磁阀
YW
BT
DM
消火栓按钮
消防电话分机
探测器门灯
火灾显示盘
总线制编码消防电话专用模块
喇叭
图2-3火灾探测报警模块与消防电话模块示意图
2.2.4消防广播模块
消防广播在有正常广播和紧急广播两路信号。
正常广播信号由录放机、碟机等设备产生,例如播放音乐、通知、新闻等。
紧急广播信号由话筒或警报器播放火警或个人喊话等。
启动后广播分配盘将输出切换到紧急广播输入。
广播分配盘有一路正常广播输入信号和五路广播紧急输入信号,有二十路输出信号。
广播分配盘切换方式出手动控制外,还具有联动控制方式,广播分配盘接受火灾报警控制器发出的动作命令,发出切换命令。
系统有自动和手动两种方式。
(1)手动控制广播分配盘可“手动”控制,直接切换消防广播。
1.按下1-20路控制按键,可直接切换相对应路的广播输出。
2.按下通播键,1-20路广播同时切换。
3.按下邻层键后,按下1-20路控制按键,可同时切换本路及相邻两路的广播。
(2)自动控制
广播分配盘可以通过控制器联动控制广播切换,用控制器直接启动广播分配盘上1-20路对应的编码地址,即可切换广播输出,也可以通过联动公式联动控制广播输出。
在遇到火警时,火灾报警控制器中的联动控制程序将自动将当前消防广播正常广播信号切换到紧急广播信号。
可按联动控制程序的预设选择接通五路紧急广播信号中的哪一路。
例如,如果接通话筒,那么主控室的管理员就可以用话筒对整栋大楼通报火警以及指挥逃生。
2.2.5自动喷水灭火模块
大楼内共安装有一套自动喷水灭火系统,包括消防水泵、电磁阀、水箱、喷淋头等。
安装在楼顶的消防水泵负责给水箱供水,每层楼有一个电磁阀控制着该层所有房间中的14个水喷淋头。
当该层楼的任一个离子感烟探测器发出火警信号给火灾报警控制器后,火灾报警控制器会按照预定的联动控制程序先启动消防水泵给水箱供水,同时火灾报警控制器也会打开该层的电磁阀,这是整个楼层的14个喷淋头都会喷水灭火。
由于消防水泵和电磁阀等设备的电气特性与二总线设备不同,所以对其控制必须通过多线制CPU控制卡、多线制控制卡、多线制转换接口模块进行转换。
水箱
消防水泵
水管
J
多线制CPU控制卡
M
广播分配盘
火灾报警控制器(联动型)
J
J
M
J
M
正常广播输入
紧急广播输入
图2-4自动喷水灭火模块消防广播模块示意图
2.2.6GSTCRT2001彩色显示系统
GSTCRT2001彩色显示系统是海湾安全技术股份有限公司设计的最新一代消防控制中心火警监控、管理系统,它用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制。
该系统功能完备,人机界面友好,可与海湾集团公司所生产的GST200、GST5000、GST8000等系列火灾报警控制器(联动型)组成功能完备的图形化消防中心监控系统。
并且CRT之间可以通过局域网、普通电话线(通过调制解调器)、RS232等方式进行联网,接收、发送、显示设备的异常信息及主机信息,从而实现了火灾报警系统的远程中央控制。
系统可以同时管理多台不同类型的控制器。
开机时系统自动加载通信模块,自动维护系统的数据通信,且用户可以通过通讯测试功能随时测试系统数据通讯状态,保证系统可靠运行。
简单、直观、完整的用户图形监控界面,可在不同监视区的设备布置图上切换显示,并通过不同的颜色显示现场设备的报警及动作、故障、隔离等异常信息,对于指挥现场灭火十分有益。
可在CRT系统上完成所有设备控制操作,提供与火灾报警控制器相同的控制方式。
完备的数据库管理功能,并具有数据备份功能,可将你的数据损失降到最低,保证你的系统安全。
提供报警辅助方案,在紧急情况下提示值班人员完成必要的应急操作。
提供辅助监视功能,您可以在辅助监视器切换大平面图,而在主监视器切换大平面图的各个区域。
提供异常信息声音提示,您只要为CRT配备好声卡、音箱,您就可更快的察觉异常信息。
实时打印报警、故障、隔离等各种异常信息;同时支持多条件查询、打印各种报警、故障等信息的历史记录。
系统提供多级密码,便于系统安全管理,防止误操作。
3消防系统设备的选用
3.1报警装置的选用
火灾报警控制器选用JB-QG-GST500型火灾报警控制器(联动型),该型火灾报警控制器是海湾公司推出的新一代火灾报警控制器。
为适应工程设计的需要,控制器兼有联动控制的功能,具有较高的性能价格比,特别适合中小型火灾报警及消防联动一体化控制系统的应用。
JB-QG-GST500型火灾报警控制器(联动型)采用柜式结构,主要指标如下:
3.1.1控制器最大容量为242个地址编码点,本项目中用到的点数:
1)光电感烟探测器:
1-4层28*4=112,5-10层20*6=120
2)消火栓按钮:
每层一个,10*1=10
3)火灾声光报警器:
每层一个,10*1=10
4)总线制固定式消防电话分机:
每层一个,10*1=10
5)广播分配盘:
每个广播分配盘占用20个编码地址
6)多线控制盘:
共14路,每路占有一个编码地址,14*1=14
3.1.2控制其最大可外接64台火灾显示盘,本项目中火灾显示盘个数:
火灾显示盘:
每层一个,10*1=10
3.1.3控制器最大可配置14个多线制控制点,本项目中多线制控制点个数:
1)消防水泵:
1个
2)电磁阀:
每层一个,10*1=10
3.1.4接线
1)控制器与探测器间采用无极性信号二总线连接
2)多线制控制点与模块(GST-LD-8302C)之间采用有极性二总线连接
3)控制器与各类编码模块采用四总线连接(无极性信号二总线、无极性DC24V电源线)
4)控制器与火灾显示盘采用四总线连接(有极性通讯二总线、无极性DC24V电源线)
5)与彩色CRT系统通过RS232标准接口连接最大连接线长度不宜超过15cm
3.1.5电源:
主电:
交流220V
控制器备电:
直流12V/10Ah密封铅电池
联动备电:
直流24V/24Ah密封铅电池
火灾显示盘选用ZF-GST8903型火灾显示盘,该盘是一种用于楼层内的火灾报警显示装置。
当消防控制中心的主机接收到建筑物内发生的火灾后,产生报警,同时把报警信号传输到发生火警区域的火灾显示盘上,火灾显示盘将产生报警的探测器的位置显示出来并发出报警声响,以通知相关人员。
火灾显示盘与火灾报警控制器间采用有极性二总线连接,另需两根DC24V电源供电线(不分极性)。
3.2探测器的选用
由于监控场所为教学楼,而且有自动联动灭火系统,应该选用JTY-GF-GST104型点型光电感烟火灾探测器,JTY-GF-GST104型点型光电感烟火灾探测器报警方式为电流型,与GST-LD-8319编址接口模块、GST-LD-8320终端器配合使用,可接入本公司生产的各类火灾报警控制器,完成探测器的信号处理。
本探测器主要具有以下特点:
(1)结构新颖、外形美观、性能稳定可靠、抗潮湿性强,并具有良好的抗化学腐蚀性;
(2)采用新型的散射技术及进口光电器件,提高了传感器的可靠性、稳定性和一致性;
(3)采用独特的迷宫设计,防虫、防尘、抗外界光线干扰性能良好。
手动报警按钮选用LD-8403型消火栓按钮,该按钮为编码型,可直接接入控制器总线。
它采用拔插式结构,安装简单方便;可电子编码,现场改写;采用微处理器实现信号处理,用数字信号与控制器进行通信,工作稳定可靠,对电磁干扰有良好的抑制能力;带有一对常开输出控制触点,可用来做直接启泵开关;有机玻璃片在按下后可用专用工具复位。
3.3报警装置的选用
在每层大厅布置一个GST-HX-M8501火灾声光报警器,该报警其具有两种报警模式(模式Ⅰ、模式Ⅱ),可用于区分预警状态和火警状态。
光显示采用多只超高亮红色发光二极管作为光源,显示醒目、寿命长、功耗低。
可通过短路外控端子启动报警器,不受信号总线掉电的影响。
与信号总线及电源总线分别采用无极性二总线连接,连接方便;具有电源总线掉电检测功能,若电源总线掉电,可将故障信息传到控制器。
在每个房间门口布置一个GST-LD-8314型火灾探测器门灯。
该门灯可与对应的探测器并联使用,并与该探测器编码一致。
当探测器报警时,门灯上的指示灯闪亮,在不进入室内的情况下就可知道室内的探测器已触发报警。
3.4消防电话的选用
消防电话系统选用的主要设备如下:
GST-TS-Z01A智能型总线制消防电话主机,GST-TS-100A总线制固定式消防电话分机和GST-LD-8304总线制编码消防电话专用模块。
通过这个系统可搭建一种消防专用的通讯系统,实现对火灾的人工确认,并可及时掌握火灾现场情况及进行其他必要的通讯联络,便于指挥灭火及恢复工作。
3.5消防广播的选用
消防广播选用GST-LD-GBFP-200型广播分配盘,该盘为标准盘式结构,可与火灾报警控制器组装在同一柜中,完成对多路消防广播的切换控制,广播分配盘最多可控制20路消防广播,可根据需要进行选择手动控制消防广播切换,联动控制消防广播切换。
3.6其他
由于教学楼上还有电梯,因此还应采取电梯控制。
表3-1消防监控系统设备清单
序号
类别
设备
型号
数量
备注
1
触发
装置
点型复合式感烟感温
火灾探测器
JTF-GOM-GST601
19×10+4×8=222
每个房间中心一个,每层大厅一个
2
消火栓按钮
LD-8403
10×1=20
每层楼一个
3
报警
装置
火灾显示盘
ZF-GST8903
10×1=10
每层大厅一个
4
火灾报警控制器(联动
型)
JB-QG-GST500
1
第一层消防控制室
5
警报
装置
火灾声光报警器
GST-HX-M8501/2
10×1=10
每层大厅一个
6
火灾探测器门灯
GST-LD-8314
18×10+4×8=212
每个房间门口一个
7
消防
电话
智能型总线制消防电话主机
GST-TS-Z01A
1
安装在火灾报警控制器上
8
总线制编码消防电话专用模块
GST-LD-8304
10×1=10
每层大厅一个
9
总线制固定式消防电话分机
GST-TS-100A
10×1=10
每层大厅一个
10
消防广播
广播分配盘
GST-LD-GBFP-200
1
安装在火灾报警控制器上
11
播音话筒,录放机卡,喇叭
适当型号
1
一楼消防控制室
12
多线制控
制
多线制控制卡
KZK-100
10
安装在LD-KZC-100卡上
13
多线制CPU控制卡
LD-KZC-100
1
安装在火灾报警控制器上
14
多线制转换接口模块
GST-LD-8302
10
一楼消防控制室
15
喷淋控制
消防水泵
适当型号
1
最高层楼顶
16
水箱
适当型号
1
最高层楼顶
17
电磁阀
适当型号
10×1=10
每层楼一个
18
喷淋头
适当型号
18×10+1×10+8×4=222
每个房间一个
每次大厅一个
19
计算机监控系统
监控系统
GSTCRT-2001彩色显示系统
1
一楼消防监控室
20
RS-232接口卡
NNET-01RS-232
1
火灾报警控制器与GSTCRT-2001彩色显示系统连接
21
其他
导线
适当型号
若干
22
管线
适当型号
若干
23
其他相关材料
4消防控制系统的布局
4.1主监控室布局
消防控制系统在第一层布置了一个监控室,里面主要是火灾报警控制器和GSTCRT2001彩色显示系统主机。
主监控室布局如图4-1。
RS-232总线
喷淋控制模块
消防广播模块
消防电话模块
消防报警模块
消防检测模块
火灾报警控制器(联动型)
GSTCRT2001彩色显示系统
RS-232接口卡
图4-1主监控室布局示意图
4.2各楼层综合布局
一楼布局和其他楼层大体相似,只是多了一个主监控室。
每个房间探测器和喷淋头都居中布置,每个房间口都布有门灯。
一楼大厅布设有火灾显示盘,消防电话,消防广播,火灾声光报警器,消防栓按钮等。
下一层来信号
DM
418
416
414
电梯
樓
梯
412
410
408
406
404
402
电梯
417
415
413
411
407
405
403
401
409
楼梯
楼梯
楼梯
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
BT
上一层来信号
水管
M
YW
YW
F401
F402
F404
F406
F405
F403
F407
值班室
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
图4-2四楼综合布局示意图
一楼到四楼的布局图基本一致,五楼到九楼的布局图也基本一致,布局示意图如图4-3所示。
下一层来信号
DM
918
916
914
电梯
樓
梯
912
910
908
906
904
902
电梯
917
915
913
911
907
905
903
901
909
楼梯
楼梯
楼梯
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
YW
BT
上一层来信号
水管
M
YW
YW
图4-3九楼综合布局示意图
4.3一号教学楼的总体综合布局
水管
楼顶
水箱
消防水泵
M
YW
YW
YW
YW
。
。
。
。
。
。
。
BT、
JK
十楼显示盘
十楼
YW
YW
YW
YW
。
。
。
。
。
。
。
。
。
M
YW
YW
YW
YW
。
。
。
。
。
。
。
四楼显示盘
BT
四楼
YW
YW
YW
YW
。
。
。
。
。
。
BT。
。
。
一楼显示盘
。
广播分配盘
JK
BT
火灾报警控制器(联动型)
多线制CPU控制卡
M
YW
YW
YW
YW
JK
。
。
。
。
。
。
。
BT
JK
YW
YW
YW
YW
一楼
。
。
。
。
。
。
。
JK
图4-4一号教学楼整体综合布局
5结论
本设计采用现代消防监控系统对本校一号教学楼进行火灾监控,利用联动控制联动设备动作,使得人们迅速发现火灾,进行人员疏散,并且自动喷水灭火系统自动开启进行喷淋灭火,从而实现减少人员伤亡和财产损失的目的。
在设计过程中,合理计算喷头和探头的布置是关键,首先需要对探测器和喷头以及其他的硬件设施进行选型,然后还要对教学楼的平面布局进行分析,结合教学楼的实际情况进行设计:
设计中采用了海湾公司GSTCRT2011彩色显示系统。
该系统是海湾安全技术有限公司最新一代消防控制中心火警监控、管理系统,它用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制以及设备的图形化显示。
GSTCRT2001彩色显示系统可与海湾安全技术有限公司所生产的GST200、GST500、GST5000、GST9000等系列火灾报警控制器(联动型)组成功能完备的图形化消防中心控制系统,并且CRT之间可以通过局域网、普通电话线(通过调制解调器)RS-232等方式进行联网,接受、发送、显示设备的异常信息及主机信息,从而实现了火灾报警系统的远程中央控制。
在火灾自动报警控制系统的设计中,考虑了消火栓灭火系统、闭式自动喷水灭火系统、开式自动喷水系统、气体灭火系统等现实和工程中常见的固定灭火系统。
同时,在火灾自动报警系统中增加了计算机的联动控制和消防控制室多线控制盘硬件直接控制电路,加强系统运行的可靠性。
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