火灾自动报警及消防联动系统控制
毕业论文
摘 要
随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在， 本设计主要由下面几个部分组成：
（1）火灾自动报警系统
该大楼的自动报警系统由火灾探测器、区域显示器和集中报警器组成。在一层设置消防控制中心并在每层设区域显示器。
（2）消防通讯系统
火灾事故广播与公共广播结合使用。事故广播功放设置一主一备两台，并且功率满足要求。采用总线制设备，每路设控制模块,每个控制模块可控制40个3w的扬声器。
消防专用电话独立设置消防通讯网络系统。在消防控制室、各值班室、主要出入口处，设置消防专用电话。消防专用电话距地1.5m，并能和市119火警电话线接通。
（3）安全疏散和防排烟系统
火灾发生时由烟感器感知，并在防灾中心显示所在分区。以手动操作为原则将排烟口开启，排烟风机与排烟口的操作连锁启动，人员开始疏散。火势扩大后，排烟风道中的阀门在温度达到280℃时关闭，停止
排烟，这时，火灾层的人员全部疏散完毕。
（4）联动控制系统
消防泵、喷洒泵启动，防烟和排烟风机启动、切除非消防电源、电梯迫降、防火卷帘的下降逻辑编制，任何确认火灾信号均联动消防设施动作。在系统设计上，自动确认，用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后确定。确认火灾后，切除非消防电源和电梯迫降；火灾报警后应停止空调送风，关闭电动防火阀，启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收反馈信号。
关 键 词：自动报警 消防通讯 安全疏散和防排烟 联动控制
目 录
1 绪 论 ............................................................................................................ 1
1.1选题的目的和意义 ............................................................................ 1
1.2国内外研究现状简述 ........................................................................ 1
1.3所采用的研究方法和手段 ................................................................ 2
2 火灾自动报警系统 ...................................................................................... 3
2.1 防火类别及等级的确定 ................................................................... 3
2.2 该大楼火灾自动报警系统结构选型 ............................................... 3
2.2.1 火灾自动报警系统结构类型 ................................................ 3
2.2.2 该大楼结构选型 .................................................................... 4
2.3 报警区域及探测区域的划分 ........................................................... 5
2.3.1 探测区域划分规定 ................................................................ 5
2.3.2 该综合大楼的探测区域的划分 ............................................ 5
2.4 火灾探测器的选择与设计 ............................................................... 6
2.4.1火灾探测器的设置要求 ......................................................... 6
2.4.2火灾探测器的设置部位 ......................................................... 7
2.4.3火灾探测器的数量计算 ......................................................... 7
2.5 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置 ....................................... 9
2.6 区域显示器的布置 ........................................................................... 9
2.7 水流指示器的布置 ........................................................................... 9
3 消防通讯系统 ............................................................................................ 10
3.1 消防广播系统 ................................................................................. 10
3.1.1 火灾应急广播扬声器的设置要求 ...................................... 10
3.1.2 火灾应急广播扬声器的设计布置计算 .............................. 11
3.1.3 火灾应急广播扬声器的设置 .............................................. 12
3.2 消防专用电话系统 ......................................................................... 13
3.2.1 消防专用电话设计要求 ...................................................... 13
3.2.2 消防专用电话的布置 .......................................................... 14
4 安全疏散与防排烟系统 ............................................................................ 15
4.1 安全疏散诱导与防排烟系统的基本概念 ..................................... 15
4.2 应急照明系统设计 ......................................................................... 16
4.2.1 应急照明设置要求 .............................................................. 16
4.2.2 应急疏散照明设置 .............................................................. 17
4.3 消防电梯 ......................................................................................... 17
4.3.1 消防电梯的设置要求 .......................................................... 17
4.3.2 消防电梯的设置 .................................................................. 18
4.4 排烟系统 ......................................................................................... 19
4.4.1 高层建筑的排烟方式的分类 .............................................. 19
4.4.2 排烟设备的安装设置 .......................................................... 20
4.5 防烟系统 ......................................................................................... 22
4.5.1 防烟系统分类 ...................................................................... 22
4.5.2 防烟设备的的安装设置 ...................................................... 24
4.6 防排烟系统的设置和监控 ............................................................. 24
4.6.1 防排烟系统的设置 .............................................................. 24
4.6.2 防排烟设备的监控 .............................................................. 25
5 联动控制系统 ............................................................................................ 28
5.1 消防联动控制系统的基本概念 ..................................................... 28
5.2 防火卷帘的联动控制 ..................................................................... 29
5.3 喷淋泵联动控制 ............................................................................. 30
5.4 正压风机控制 ................................................................................. 32
5.5 排烟风机控制 ................................................................................. 33
6 系统供电接地和布线 ................................................................................ 35
6.1 系统供电设计 ................................................................................. 35
6.2 系统接地设计 ................................................................................. 35
6.3 系统布线设计 ................................................................................. 36
7 结论与展望 ................................................................................................ 38
致 谢 .............................................................................................................. 39 参考文献 ....................................................................... 错误！未定义书签。
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国内外研究现状简述
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。中科院合肥智能机械研究所在85年就研制成功了我国第一套总线制火灾报警控制系统（船用）。
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所采用的研究方法和手段
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，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、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。
2 火灾自动报警系统
2.1 防火类别及等级的确定
该大厦为一综合性的公共建筑，建筑高度为64米，超过了50米，且在其内部还有各种贵重设备、资料、文献等。疏散和扑救难度大，依据《高层民用建筑防火设计规范》故划分为一类建筑，确定为一级保护对象。
2.2 该大楼火灾自动报警系统结构选型
2.2.1 火灾自动报警系统结构类型
根据建筑物防火等级的不同，其自动报警系统采用不同的结构形式，一般来说报警系统有如下三种类型。
（1）控制中心报警系统
控制中心报警系统集中火灾报警控制器设在消防控制室内，其他消防设备及联动控制设备，可采用分散就地控制和集中遥控两种方式，各消防设备工作状态的反馈信号，必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上，以便对建筑物内的防火安全设施进行全面控制与管理。控制中心报警系统探测区域可多达数百甚至上千个。
（2）集中报警系统
集中报警系统应设置在由专人值班的房间或消防值班室内，若集中报警不设在消防控制室内的，则应将它的输出信号引至消防控制室，这有助于建筑物内整体的火灾自动报警系统集中监控和统一管理。
（3）区域报警系统
区域报警系统采用区域报警系统时，其区域报警控制器不应超过三台，因为未设集中报警控制器，当火灾报警区域过多而又分散时就不便于集中监控与管理。
2.2.2 该大楼结构选型
本工程采用控制中心报警系统，考虑到楼层较多，探测区域较多，故采用此系统，用分散控制然后集中控制方式。在消防控制室内设置集中火灾报警控制器。控制中心报警系统的组成如图2-1所示：
图2-1控制中心报警系统框图
2.3 报警区域及探测区域的划分
2.3.1 探测区域划分规定
（1）探测区域划分的一般规定规定
①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；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。
②红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m；缆式感温火灾 探测器的探测区域长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100m之间。
（2）将几个房间划为一个探测区域的特殊规定
①相邻房间不超过5间，总面积不超过400m2，并在门口设有灯光显示装置。
②相邻房间不超过10间，总面积不超过100m2，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。
（3）必须分别单独划分探测区域的规定
①敞开或封闭楼梯间；
②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；
③走道、坡道、管道井、电缆隧道；
④建筑物闷顶、夹层。
2.3.2 该综合大楼的探测区域的划分
报警区域分1-16层划分，地下车库由于空间大，划分两个防火
分区。
探测区域的划分按独立房间划分，一个探测区域的面积不超过500m2，从主要入口能看清内部，且面积不超过1000m2的房间，也要划分为一个探测区域，另外楼梯间，电梯前室，走道，电梯井等都要作为独立的探测区域。
2.4 火灾探测器的选择与设计
2.4.1火灾探测器的设置要求
（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；
表2-1 点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
（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2-1的规定。
2.4.2火灾探测器的设置部位
一级保护对象的大部分场所应设火灾探测器，在本工程中具体在下列场所设置了探测器：地下车库，水泵房，发电机房，走道及电梯前室等。首层的大厅，门厅，厨房，餐厅，营业大厅，办公室，银行办公区，密室，走道，及电梯前室，楼梯间等；2楼的大厅，大小会议室，会议休息区，大堂，包厢，库房，卫生间，走道，楼梯间及电梯前室等；3楼的展厅，办公室，杂物间，走道，电梯前室，楼梯间；4-15楼的办公室，走道，消防电梯前室，楼梯间，16楼的电梯机房，走道，楼梯间等部位。
2.4.3火灾探测器的数量计算
根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表2-2确定。
一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
NS KA
式中：
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(m2)；
A—一个探测器的保护面积；
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。 在本工程中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，具体计算布置如下：
例如，房间S=75.6m2,选用感烟探测器。
计算数量 N≥S/(K*A)=75.6 =1.2只。 0.8*80
选两只，布置如图2-2所示,以保护半径6.7米做圆，由辅助圆可知，两只可以保护整个房间。
表2-2 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
图2-2库房感烟探测器布置平面图
本大楼共设JTY－GD－FI6101智能点型光电感烟火灾探测器473个，JTW-ZD-FT6103智能点型定温感温探测器80个。
2.5 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置
在每个防火分区应设置两个手动火灾报警按钮。手动火灾报警按钮及消火栓按钮设置在楼梯口处、走廊至疏散方向大厅、展厅等公共场所的明显部位，其安装高度为1.4m。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手报、消火栓的步行距离为25m。
2.6 区域显示器的布置
在每一楼层的走道或电梯前室,主要的通道出入口处设置区域显示盘。用来显示来自报警器的火警及故障信息，监视各防火分区或楼层的情况。
2.7 水流指示器的布置
水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管网时，水流指示器能发出信号，显示水的流动情况。通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上，当喷头开启时，向消防中控制室指示喷头所在的位置分区，有时也可以设在水箱的出水管上，一旦系统开启，水箱中的水被动用，水流指示器可以发出信号通知消防中控室或直接启动水泵供水灭火。在系统中，安装在每一层的消防管网的进水口处。
3 消防通讯系统
在高层建筑物中，尤其是高层宾馆、饭店、办公楼、综合楼、医院等，一般人员都比较集中，发生火灾时影响面很大，现场非常混乱。为了便于发生火灾时统一指挥疏散，控制中心报警系统应设置火灾应急广播。
3.1 消防广播系统
3.1.1 火灾应急广播扬声器的设置要求
（1）走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器。
（2）在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
（3）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）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。
3.1.2 火灾应急广播扬声器的设计布置计算
根据海湾公司的产品：XD-FT6404吸顶式音箱将定压120v音频信号转变为声音播放出去，具有3W功率规格，主要性能指标详见产品选型。
计算过程如下:
扬声器的最大输出声压等级L0max；
L0maxL010lgP9010lg394.8dB
其中L0为特性灵敏度（取90dB），P为最大输出功率;
某一点的输出声压级LR：LRL0max20lgR R-声波辐射球面半径: R
保护面积： Sr10(L0maxLR)/20 (2rsin45)2
在综合楼平面中，层高为4米，采用吸顶式安装，故安装高度为4米，设计中选择收听点处的最小允许声压等级为75Db，且收听点的高度为1米，下面计算扬声器的保护面积Sr和保护半径R。 由R10(L0maxLR)/20得：R10(94.875)/20100.999.8m 保护半径：rR2(Hh)29.82(41)29.33m
保护面积：Sr(2rsin45)2(29.33sin45)2174 m 2
所以一只扬声器的保护面积为174 m2，保护半径为9.33m
下面计算各房间扬声器的个数以二层大堂上空为例：
大堂的面积：S=24×34.7=832.8 m2
扬声器的个数：n=832.7/174=4.78≈5（只）
本大楼共设XD- FT6404消防广播扬声器105个。
3.1.3 火灾应急广播扬声器的设置
消防广播系统一般由音源（如录放机卡座、CD机等）、播音话筒、功率放大器、音箱（分壁挂和吸顶两种）、多线制广播分配盘、广播模块等组成。常见的消防广播系统分为多线制和总线制两种。
本次设计广播系统采用100V定压输出。
广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。 系统须设置紧急广播功放，根据《高层民用建筑设计防火规范(2001版)》要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍。
本建筑消防广播与背景音乐广播相结合，按层分区，地下层和一层为一个分区，顶层和16层为一个分区，其它每层为一个分区，火灾时利用海湾公司的8305控制（强行切至消防广播，火灾发生时，按本层及上、下层进行广播。采用总线制消防广播系统如图3-1所示：
图3-1总线制消防广播系统的组成
3.2 消防专用电话系统
消防消防专用电话系统的设置是十分必要的，它对能否及时报警、消防指挥系统是否畅通起关键的作用。
消防消防专用电话系统一般由消防电话主机、消防电话插座、消防电话分机、消防电话编码模块组成。
3.2.1 消防专用电话设计要求
（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。
（2）应设置消防专用电话分机的部位：
① 消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和调机房、排烟机房、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；
② 灭火控制系统操作装置处或控制室；
③ 企业消防站、消防值班室、总调度室。
（3）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。电话塞孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3-1.5m。
（4）特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔。
（5）消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电话。
3.2.2 消防专用电话的布置
在本工程中，在消防控制室、消防泵房、低压配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、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，安装消防电话风机。在消防电梯内设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室三者满足对讲通信电话的要求，即在消防控制室设置电梯监控显示盘（包括位置指示器、方向指示灯、对讲通信电话、故障指示灯等功能对电梯的运行进行监视及控制紧急情况下的运行）。
本系统采用总线式火警通信系统总机（如图3-2所示），通过总线与电话模块、电话插孔、电话分机一起构成火灾报警通信系统。一般具有分机呼叫主机、自动录音等功能。
图3-2 总线制消防电话系统
4 安全疏散与防排烟系统
4.1 安全疏散诱导与防排烟系统的基本概念
建筑火灾，尤其是高层建筑火灾的经验教训表明，火灾中对人体伤害最严重的是烟雾，烟雾是由固体、液体粒子和气体所形成的混合物，含有有毒、刺激性气体。烟雾的产生不仅会造成人员的中毒或窒息死亡，而且还导致火灾蔓延、引起人员恐慌，影响疏散与扑救。所以在高层建筑中防火防烟和排烟问题尤其重要。
安全疏散是指人们（物资）在建筑物发生火灾后能够迅速安全地退出他们所在的场所。安全疏散设计是确保人员生命财产安全的有效措施，也是建筑防火的一项重要内容。 通过对国内外建筑火灾的统计分析，凡造成重大人员伤亡的火灾，大部分是因没有可靠的安全疏散设施或管理不善，人员不能及时疏散到安全避难区域造成的。可见，如何根据不同使用性质、不同火灾危险性的建筑物，通过安全疏散设施的合理设置，为建筑物内人员和物资的安全疏散提供条件，是建筑防火设计的重要内容。只有按照国家有关消防技术规范的要求进行设计、施工、管理和进行消防监督，才能保证建筑物内人员和物资安全疏散，有效地减少火灾所造成的人员伤亡和财产损失。
在安全疏散与防排烟系统中常用的概念有以下几个：
（1）安全出口：所谓安全出口是指供人员安全疏散用的通向直通室外、疏散楼梯（间）或符合规定要求的疏散走道和相邻防火分区的出口。
（2）疏散出口：从房间连通疏散走道或门厅的门。
（3）疏散楼梯和楼梯间：作为竖向疏散通道的室内、外楼梯，是建筑物的主要垂直交通空间，是安全疏散的重要通道。
（4）疏散走道：是疏散时人员从房间内到房间门，或从房间门到疏散楼梯、外部出口等安全出口的室内走道。
（5）疏散门：疏散用的门应向疏散方向开启。如人数不超过60人的房间，且疏散人数不超过30人时，其开启方向不限。
（6）火灾应急照明和疏散指示标志：提供火灾时的照明及逃离方向。
（7）防火分隔设施：是只能在一定时间内阻止火势蔓延，且能把建筑内部空间分割成若干较小防火空间的物体（包括：防火门、防火窗、防火卷帘等）。
（8）防排烟系统：及时排除烟气，确保人员顺利疏散、安全避难。分为：自然排烟、机械加压送风排烟、机械排烟等。
4.2 应急照明系统设计
4.2.1 应急照明设置要求
（1）疏散用的火灾应急照明，其地面最低照度不应小于0.5 LX 。
（2）消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需要工作的其他房间是火灾应急照明，仍应保证正常的照度。
（3）疏散用火灾应急照明灯设在墙面或顶棚上。安全出口标志设在出口的顶部；疏散走道的指示标志设在疏散走道及转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。
（4）火灾应急照明灯和灯光疏散指示标志，应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。
（5）火灾应急照明和饿疏散指示标志，采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应小于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应小于30min 。
4.2.2 应急疏散照明设置
在本工程中，应急照明和疏散标志灯设在走道、楼梯转弯处、直通地下室楼梯的水平地面处。并固定在距地面1m的墙面上，且走道的指示标志灯间距设置为20m。拐角处设置指示标志的指示方向与出口的方向一致。
用蓄电池作备用电源，在火灾时切断生产生活供电后，应急照明灯和疏散指示标志的蓄电池开始放电，仍能正常工作，且能连续供电20min。
4.3 消防电梯
电梯是高层建筑纵向交通的工具，而消防电梯则是在发生火灾时供消防人员扑救火灾和营救人员用的。火灾时，由于电源供电已无保障，因此无特殊情况不用客梯组织疏散。消防电梯控制一定要保证安全可靠。
4.3.1 消防电梯的设置要求
（1）消防电梯的设置场所
①一类公共建筑；②塔式住宅；③十二层及十二层以上的单元和通廊式住宅；④高度超过32m的其他二类公共建筑。
（2）消防电梯的设置数量
①当每层建筑面积不大于1500m2时，应设1台；
②当大于1500m2但小于或等于4500m2时，应设2台；
③当大于4500m2时，应设3台；
④消防电梯可与客梯或工作电梯兼用，但应符合消防电梯的要求。
（3）消防电梯的设置规定
①消防电梯的载重量不应小于80okg，厢内装修应用不燃材料； ②消防电梯宜分别设在不同的防火分区内；
③消防电梯轿厢内应设专用电话，并应在首层设置供消防队员专用的操作按钮；
④消防电梯间应设前室，其面积：居住建筑不应小于4.5m2，公共建筑不应小于6.0m2。当与防烟楼梯间合用前室时，其面积：居住建筑不应小于6.0m2；公共建筑不应小于10m2；
⑤消防电梯井、机房与相邻其他电梯井、机房之间应采用耐火极限不低于2.0h的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门；
⑥消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通外室的出口或经过长度不超过30m的通道通向室外；
⑦消防电梯间前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘；
⑧消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60s计算确定；
⑨动力与控制电缆、电线应采取防水措施；
⑩消防电梯间前室门口宜设挡水设施。
消防电梯的井底应设排水设施，排水井容量不应小于2.00m3，排水泵的排水量不应小于l0L/s。
4.3.2 消防电梯的设置
在本工程中，消防电梯采用载重量为800kg，厢内装修采用不燃材
料并分别设在不同的防火分区内，行驶速度为0.8m/s。轿厢内设专用电话，并在首层设置供消防队员专用的操作按钮；电梯与防烟楼梯间合用前室并靠外墙设置，在首层设经过长度15m的通道通向向室外；消防电梯间前室的门，采用乙级防火门，。电梯间前室门口设挡水设施，井底设排水设施，排水井容量为2.50m3,排水磅的排水量为12L/s。
该综合办公楼楼为一类高层建筑，每层平均面积为2526m,根据规范设两台消防电梯，无特殊情况与客梯或工作电梯兼用。消防控制中心在火灾确认后，消防值班人员通过控制装置，向电梯机房发出火灾信号和强制电梯全部停于首层的指令其中模块控制方式又分为图4-1所示: 2总线联动控
制器 总线控制模块 M2 控制总线BV2*1.0 M2
DT 电源线BV2*1.0 DT 电梯
图4-1消防电梯总线系统控制
4.4 排烟系统
4.4.1 高层建筑的排烟方式的分类
（1）自然排烟
自然排烟是火灾时利用室内热气流的浮力或室外风力的作用，将室内的烟气从与室外相邻的窗户、阳台或专用排烟口排出。自然排烟不使
用动力，结构简单，运行可靠，但当火势猛烈时，火焰有可能从开口部喷出，从而使火势蔓延；自然排烟还易受到室外风力的影响，当火灾房间处在迎风侧时，由于受到风压的作用，烟气很难排出。虽然如此，在符合条件时宜优先采用。
（2）机械排烟
使用排烟风机进行强制排烟的方法称机械排烟。机械排烟可分为局部和集中排烟两种。局部排烟方式是在每个房间内设置风机直接进行；集中排烟方式是将建筑物划分为若干个防烟分区，在每个区内设置排烟风机，通过风道排出各区内的烟气。机械排烟系统：由排烟口、排烟道、排烟阀、排烟防火阀及排烟风机等组成。
4.4.2 排烟设备的安装设置
（1）排烟口
排烟口平时处于关闭状态，当火灾发生时，自动控制系统使排烟口开启，通过排烟口将烟气及时迅速排至室外。排烟口也可作为送风口。
排烟口布置在防烟分区的中心，距最远点的水平距离为30m。设在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间最小的水平距离为10m。
常见的排烟口有多叶式排烟口和板式排烟口，本系统中采用板式排烟口控制，外形与控制装置图4-2所示：
图4-2 板式排烟口控制图 板式排烟口的控制原理为：
自动开启：火灾时，自动开启装置接受到感烟（温）探测器通过控制盘或远距离操纵系统输入的电气信号(DC24V)后，电磁铁线圈通电，动铁芯吸合，通过杠杆作用使棘轮、棘爪脱开，依靠阀体上的弹簧力，棘轮逆时针旋转，卷绕在滚筒上的钢丝绳释放，于是叶片被打开，同时微动开关动作，切断电磁铁电源，并将阀门开启动作显示线接点接通，将信号返回控制盘，使排烟风机连动等。
远距离手动开启：当火灾发生时，由人工拔开BSD操作装置上的荧光塑料板，按下红色按钮，阀门开启。
手动复位：按下BSD操作装置上的蓝色复位按钮，使棘爪复位，将摇柄插入卷绕滚筒的插人口，按顺时针方向摇动摇柄，钢丝绳即被拉回卷绕在滚筒上，直至排烟口关闭为止，同时微动开关动作复位。
（2）排烟阀
排烟阀应用于排烟系统的风管上，平时处于关闭状态，火灾发生时，烟感探头发出火警信号，控制中心输出DC24V电源，使排烟阀开启，通
过排烟口进行排烟。
（3）排烟防火阀
排烟防火阀安装在排烟系统管道上或风机吸入口处，兼有排烟阀和防烟阀的功能，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，并起阻火隔烟作用的阀门。排烟防火阀平时处于关闭状态，需要排烟时，其动作和功能与排烟阀相同，可自动开启排烟。当管道气流温度达到280℃时、阀门靠装有易熔金属温度熔断器而自动关闭，切断气流，防止火灾蔓延。
（4）排烟风机
排烟风机也有离心式和轴流式两种类型。在该排烟系统中采用离心式风机，在输送烟气温度在280℃时能够正常连续运行30min以上。排烟风机装置的位置设于该风机所在的防火分区的排烟系统中最高排烟口的上部，并设在该防火分区的风机房内。风机外缘与风机房墙壁或其他设备的间距保持在0.6m以上并设有备用电源，能自动切换。
排烟风机的启动采用自动控制方式，启动装置与排烟系统中每个排风口连锁，即在该排烟系统任何一个排烟口开启时，排烟风机都能自动启动。
4.5 防烟系统
4.5.1 防烟系统分类
（1）机械加压送风
机械加压送风防烟就是对建筑物的某些部位送入足够量的新鲜空气，使其维持高于建筑物其他部位一定的压力，从而使其他部位因着火所产生的火灾烟气或因扩散所侵入的火灾烟气被堵截于加压部位之外。
设置机械加压送风防烟系统的目的，是为了在建筑物发生火灾时，提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。因此，加压部位在关闭门时，必须与着火楼层保持一定的压力差（该部位空气压力值为相对正压）；同时，在打开加压部位的门时，在门洞断面处能有足够大的气流速度，以有效地阻止烟气的入侵，保证人员安全疏散与避难。
当防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室各部位有可开启外窗时，若采用自然排烟方式，可造成楼梯间与前室或合用前室在采用自然排烟方式与采用机械加压送风防烟方式排列组合上的多样化，而这两种排烟方式不能共用。为此，将这种组合关系及防烟设施设置部位分别列于表4-1所示：
表4-1垂直疏散通道放烟部位设置
机械加压送风系统由加压送风机、送风道、加压送风口及自动控制等组成机械加压送风系统。它是依靠加压送风机提供给建筑物内被保护部位新鲜空气，使该部位的室内压力高于火灾压力，形成压力差，从而防止烟气侵入被保护部位。
（2）密闭防烟
对于面积较小，且其墙体、楼板耐火性能较好、密闭性好并采用防火门的房间，可以采取关闭房间使火灾房间与周围隔绝，让火情由于缺氧而熄灭的防烟方式，称密闭防烟。
4.5.2 防烟设备的的安装设置
（1）加压送风机
加压送风机可采用中、低离心式风机或轴流式风机，其位置根据电位置、室外新风入口条件、风量分配情况等因素来确定。机械加压送风机的全压，除计算最不利环管压头外，尚有余压，余压值在楼梯间为40~50Pa，前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25~30Pa。
（2）加压送风口
楼梯间的加压送风口一般采用自垂式百叶风口或常开的百叶风口。当采用常开的百叶风口时，应在加压送风机出口处设置止回阀。楼梯间的加压送风口一般每隔2~3层设置一个。前室的加压送风口为常开的双层百叶风口，每层均设一个。
（3）加压送风道
加压送风道采用密实不漏风的非燃烧材料。
（4）余压阀
为保证防烟楼梯间及前室、消防电梯前室和合用前室的正压值，防止正压值过大而导致门难以推开，为此在防烟楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀以控制其正压间的正压差不超过50Pa。余压阀的结构外型与排烟阀相似。
4.6 防排烟系统的设置和监控
4.6.1 防排烟系统的设置
《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）根据我国目前的实际情况，认为设置防排烟系统的范围不是设置面越宽越好，而是既要从
保障基本疏散安全要求，满足扑救活动需要，控制火势蔓延，减少损失出发，又能以节约投资为基点，保证突出重点。需要设置防烟、排烟设施的部位如下：
底层的地下车库，水泵房，发电机房等；首层的大厅，门厅，厨房，餐厅，营业大厅，办公室，银行办公区等；2楼的大厅，大小会议室，会议休息区，大堂，包厢，库房，卫生间等；3楼的展厅，办公室，杂物间等；4-15楼的办公室；16楼的电梯机房。走道，楼梯间及电梯前室采用独立的机械加压送风的防烟设施。
4.6.2 防排烟设备的监控
发生火灾时以及在火势发展过程中，正确地控制和监视防排烟设备的动作顺序，使建筑物内防排烟达到理想的效果，以保证人员的安全疏散和消防人员的顺利扑救，防排烟设备的控制和监视具有重要意义。 对于建筑物内的小型防排烟设备，因平时没有监视人员，所以不可能集中控制，一般当发生火灾时在火场附近进行局部操作；对大型防排烟设备，一般均设有消防控制中心来对其进行控制和监视。所谓“消防控制中心”就是一般的“防灾中心”，在该大楼中位于一层。
图4-3表示具有紧急疏散楼梯及前室的高层楼房的排烟系统原理图。图中左侧纵轴表示火灾发生后火势逐渐扩大至各层的活动状况，并依次表示了排烟系统的操作方式。
首先，火灾发生时由烟感器感知，并在防灾中心显示所在分区。以手动操作为原则将排烟口开启，排烟风机与排烟口的操作连锁启动，人员开始疏散。火势扩大后，排烟风道中的阀门在温度达到280℃时关闭，停止排烟（防止烟温过高引起火灾）。这时，火灾层的人员全部疏散完毕。
如果当建筑物不能由防火门或防火卷帘构成分区时，火势扩大，烟
气扩散到走廊中来。对此，和火灾房间一样，由烟感器感知，防灾中心仍能随时掌握情况。这时打开走廊的排烟口（房间和走廊的排烟设备一般分别设置，即使火灾房间的排烟设备停止工作后，走廊的排烟设备也能运行）。若火势继续扩大，温度达到280℃时，防烟阀关闭，烟气流入作为重要疏散通道的楼梯间前室。这里的烟感器动作使防灾中心掌握烟气的流入状态。从而，在防灾中心，依靠远距离操作或者防灾人员到现场紧急手动开启排烟口。排烟口开启的同时，进风口也随时开启。
防排烟系统不同于一般的通风空调系统，该系统在平时是处于一种几乎不用的状况。但是，为了使防排烟设备经常处于良好的工作状况，要求平时应加强对建筑物内防火设备和控制仪表的维修管理工作，还必须对有关工作人员进行必要的训练，以便在失火时能及时组织疏散和扑救工作。
图4-3高层楼房的排烟系统原理图
5 联动控制系统
5.1 消防联动控制系统的基本概念
当火灾发生时能迅速地通知并引导人们安全撤离火灾现场、防止火
灾蔓延、排出有毒烟雾、开启自动灭火设备实施自动灭火等的所有设备称为消防联动设备，确保这些设备在火灾发生时能正常发挥效益的控制称为消防设备的联动控制。图5-1为消防联动设备示意图。
口口
双速风机排风排烟系统防排烟系统
图5-1水喷淋系统与防排烟系统控制示意图
图中两个接触器1KM和2KM,分别控制卷帘门电动机正转(卷帘门下降),和反转(卷帘门回升)。火灾发生时，来自火灾报警控制器的感烟联动常开触点1KJ自动闭合，中间继电器KA线圈通电动作，其常开触点闭合，指示灯HL的声响警报器HA发出声光报警。利用KA的
常开触点KA2的闭合，接触器1KM线圈通电动作，其常开触头闭合，电动机转动，带动卷帘门下降，当卷帘门下降碰触到行程开关1SG时，其常开触点闭合, 卷帘门继续下降到距地面1.8m处时，碰触到微动行程开关2SG，其常开触头闭合(但时间继电器KT还没有通电)，继续下降碰到微动行程开关3SG, 其常闭触头断开,中间继电器KA线圈断电，其常开触头打开，接触器1KM线圈断电, 其常开触头打开,电机停转，卷帘门停止下降，人员可以从门下疏散撤出。
当来自火灾报警控制器的感温联动触2KJ闭合时，时间继电器KT线圈通电延时动作，卷帘门下降到位，完全闭合．其常开触点闭合，接触器1KM线圈断电，其常开触头闭合，电动机转动，卷帘门继续下降到达底部，碰触微动开关4SG，其常驻闭触点断开，接触器1KM线圈通电，其常开触头打开，电机停转。
按动按钮2SB,接触器2KM线圈通电动作,常开触点闭合,电动机反转运行,带动卷帘门上升,当到顶部时碰除微动开关1SG,其常开触点断开,2KM线圈断电,电机停转,门停止上升；当按手动按钮1SB时，可以手动控制卷帘门下降。
5.3 喷淋泵联动控制
消防控制设备对自动喷淋系统的控制，能控制喷淋泵的启停。显示喷淋泵的工作状态，自动喷淋系统中水流指示器、信号蝶阀、压力开关、消防水池水位信号通过信号输入模块接至火灾自动报警系统信号回路中，当这些信号发生变化时，水流指示器及压力开关经逻辑处理后可自动启动喷淋泵的信号。在图中，输入输出模块接到报警后，切换模块联动喷淋泵，使喷淋泵动作。也可通过多线控制盘直接控制喷淋泵，之间通过继电器连接。以压力开关动作启动泵信号的线路如图5-3所示。其
中KA1触头受控于压力开关，压力开关动作时，KA1动作闭合，压力开关复位时，KA1触头复位断开。
图5-3全压启动喷淋泵控制电路（压力开关控制）
（1）准备工作状态：合上自动开关QF1, QF2, QS,将SA至
（2）火灾状态：当发生火灾时，温度升高使喷头喷水，管网中水压下降，压力开关动作，使继电器KA1触点闭合，时间断电器KT3线圈通电，使中间继电器KA线圈通电，使接触器KM1线圈通电，1号喷淋泵电机M1启动加压，信号灯HL1亮，显示1号泵电机运行，同时使KT3失电释放。当压力升高后，压力开关复位，KA1触点复位，KA失电、KM1失电、1号泵电机停止。
（3）故障时备用泵自动投入：当发生火灾时，如果1号泵电机不动
作，时间继电器KT1线圈通电，延时后其触头使接触器KM2线圈通电，备用2号泵电机M2启动加压。
（4）手动控制：当自动环节故障时，将SA至“手动”位置，按SB1 ~SB4便可启动1号（2号）喷淋泵电机。
5.4 正压风机控制
排烟机、送风机一般由三相异步电动机控制。送风机的电气控制如图5-4所示：
图5-4正压风机控制
正压风机按防火分区的火警信号，当发生火灾时，K闭合，接触器KM线圈通电，直接开启相应分区楼梯间或消防电梯前室的正压风机，对各层前室都送风，使前室中的风压为正压，周围的烟雾进不了前室，以保证垂直疏散通道的安全。除火警信号联动外，还可以通过联动模块在消防中心直接点动控制；另外设置就地启停控制按钮，以供调试及维修用，这些控制组合在一起，不分自控和手控，以免误放手控位置而使火警失控。火警撤消，则由火警联动模块送出K`停机信号，使正压风机
停。
5.5 排烟风机控制
排烟系统是由风管、排烟风机、排烟阀、防火阀组成。排烟风机的控制如图5-5所示：
图5-5 排烟风机控制
排烟风机的风管上设排烟阀，这些排烟阀可以伸入几个防火分区。火警时，与排烟阀相对应的火灾探测器探得火灾信号，由消防控制中心确认后，送出开启排烟阀信号至相应排烟阀的火警联动模块，由它开启排烟阀，排烟阀的电源是直流24V。消防控制中心收到排烟阀动作信号，就发指令给装在排烟风机附近的火警联动模块，启动排烟风机，由排烟风机的接触器KM常开辅助接点送出运行信号至排烟机附近的火警联动模块。火警撤销由消防控制中心通过火警联动模块停排烟风机、关闭排烟阀。
排烟风机吸取高温烟雾，当烟温度达到280℃时，按照防火规范应停排烟风机，所以在风机进口处设置防火阀，当烟温达到280℃时，防火阀自动关闭，可通过触点开关（串入风机启停回路）直接停风机，但
收不到防火阀关闭的信号。也可在防火阀附近设置火警联动模块，将防火阀关闭的信号送到消防控制中心，消防中心收到此信号后，再送出指令至排烟风机火警联动模块停风机，这样消防控制中心不但收到停排烟风机信号，而且也能收到防火阀的动作信号。就地控制启停与火警控制启停合在一起，排烟阀直接由火警联动模块控制，每个火警联动模块控制一个排烟阀。发生火警时，消防控制中心收到排烟阀动作信号，即发出指令Kx闭合，使KM线圈通电自锁。火警撤销时，另送出Kx`闭合指令停风机。当烟温达到280℃时，防火阀关闭后，KM线圈失电断开，使风机停止。
6 系统供电接地和布线
6.1 系统供电设计
本系统火灾自动报警系统设计为一主电源和一直流备用电源。其中在本工程中主电源符合一级负荷的两路电源供电设计要求。主电源的容量能满足火灾报警控制器在最大负载条件下连续工作4h；直流备用电源采用火灾报警控制器内置的专用蓄电池。蓄电池的容量可供火灾报警控制器在监视状态下工作24h。
蓄电池采用两组，一组专用于报警控制器，采用UPS电源，主要设备有：CRT显示器、计算机主机、消防通讯设备、应急广播。另一组专用于联动控制设备。
6.2 系统接地设计
本系统接地装置采用专用接地装置，接地电阻值为5Ω。同时系统设专用接地干线，并在消防控制室设置专用接地板，专用接地干线从消防控制室专用接地板引至接地体。专用接地干线采用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为22mm²，穿硬质塑料管埋设至接地体。由消防控制室接地板引至各消防电子设备的专用接地线选用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为5mm²。
6.3 系统布线设计
（1）火灾自动报警系统的传输线路和24V供电控制线路，采用电压等级不低于交流250V的铜心绝缘导线。交流220V/380V的供电和控制线路，采用电压等级不低于交流500V的铜心电缆。总线制报警设备的信号传输采用双绞线。
（2）火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面面积除应满足火灾自动报警装置技术条件的要求外，还满足机械强度要求。采用穿管敷设的绝缘导线，线芯的最小截面面积为1.00mm2。
（3）传输线路采用穿金属管，经阻燃处理的硬质塑料管保护方式布线。具体选用如表6-2所示：
表6-1 火灾自动报警系统布线选择
（4）本设计采用一体化火灾自动报警和消防联动系统布线，使用海湾公司产品。系统图如6-1所示：
图6-1 火灾自动报警与消防控制系统图
7 结论与展望
本次毕业设计完成了对该16层综合办公楼自动报警与消防联动系统的初步设计，其中主要包括为火灾报警系统与消防联动系统，并对系统进行布线选择设计。
在本次设计过程中，自行学习了有关自动报警与消防联动教材的内容，认真了解自动报警与消防联动系统设计的常用规范，掌握自动报警系统中常用探测器的布置选择与数量计算，各部件的结构选型，消防通信系统的基本概念与设计方法以及用联动系统的控制方法。并能条理清晰地将所学的理论知识，结合工程实际，对系统进行供电布线和主材选型。
自动报警与消防联动系统所涉及的内容繁多，我目前掌握的只是其中很少的一部分，深知自己的不足，而且在这么短的时间里，要学习如此繁复的理论知识，掌握得也不是很牢固。在今后的学习工作中，要更加倍努力的学习专业知识，提高自己的专业技能。
自动报警与消防联动系统是建筑电气的一部分，建筑电气随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，向更加完善的自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，并且多种学科互相渗透、交融，使建筑电气不单单包含电气专业的知识，这样，对电气设计人员提出了更高的要求。现今，建筑电气在和人们的生活息息相关，国家也在不断完善各种各样建筑电气相关的规范和标准，更进一步推动了建筑电气的发展。身为电气设计人员，要紧跟时代步伐，努力接受和掌握新知识、新规范，力争做最优秀的设计。
致 谢
本毕业设计是***的悉心指导下完成的，论文的全过程倾注了大量的心血和汗水。
毕业设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，严格按照《火灾自动报警系统设计规范》，《高层民用建筑设计防火规范》等相关规范，理论联系，在成老师的耐心指导下完成了该综合办公楼的火灾自动报警与消防联动系统的设计，培养锻炼了独立分析和解决建筑电气方面问题的能力，为将来的工作奠定了基础。
在此期间，**为我作了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，使设计工作顺利完成，在此，谨向他们致意深深的谢意!
同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们也为我提供了力所能及的帮助，尤其是**为我提了不少宝贵意见，并创造了浓厚的学习氛围，在此也一并向他们表示感谢！
再次感谢诸位老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次设计是我初次设计，设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。
火灾自动报警及消防联动系统控制
毕业论文
摘 要
随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在， 本设计主要由下面几个部分组成：
（1）火灾自动报警系统
该大楼的自动报警系统由火灾探测器、区域显示器和集中报警器组成。在一层设置消防控制中心并在每层设区域显示器。
（2）消防通讯系统
火灾事故广播与公共广播结合使用。事故广播功放设置一主一备两台，并且功率满足要求。采用总线制设备，每路设控制模块,每个控制模块可控制40个3w的扬声器。
消防专用电话独立设置消防通讯网络系统。在消防控制室、各值班室、主要出入口处，设置消防专用电话。消防专用电话距地1.5m，并能和市119火警电话线接通。
（3）安全疏散和防排烟系统
火灾发生时由烟感器感知，并在防灾中心显示所在分区。以手动操作为原则将排烟口开启，排烟风机与排烟口的操作连锁启动，人员开始疏散。火势扩大后，排烟风道中的阀门在温度达到280℃时关闭，停止
排烟，这时，火灾层的人员全部疏散完毕。
（4）联动控制系统
消防泵、喷洒泵启动，防烟和排烟风机启动、切除非消防电源、电梯迫降、防火卷帘的下降逻辑编制，任何确认火灾信号均联动消防设施动作。在系统设计上，自动确认，用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后确定。确认火灾后，切除非消防电源和电梯迫降；火灾报警后应停止空调送风，关闭电动防火阀，启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收反馈信号。
关 键 词：自动报警 消防通讯 安全疏散和防排烟 联动控制
目 录
1 绪 论 ............................................................................................................ 1
1.1选题的目的和意义 ............................................................................ 1
1.2国内外研究现状简述 ........................................................................ 1
1.3所采用的研究方法和手段 ................................................................ 2
2 火灾自动报警系统 ...................................................................................... 3
2.1 防火类别及等级的确定 ................................................................... 3
2.2 该大楼火灾自动报警系统结构选型 ............................................... 3
2.2.1 火灾自动报警系统结构类型 ................................................ 3
2.2.2 该大楼结构选型 .................................................................... 4
2.3 报警区域及探测区域的划分 ........................................................... 5
2.3.1 探测区域划分规定 ................................................................ 5
2.3.2 该综合大楼的探测区域的划分 ............................................ 5
2.4 火灾探测器的选择与设计 ............................................................... 6
2.4.1火灾探测器的设置要求 ......................................................... 6
2.4.2火灾探测器的设置部位 ......................................................... 7
2.4.3火灾探测器的数量计算 ......................................................... 7
2.5 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置 ....................................... 9
2.6 区域显示器的布置 ........................................................................... 9
2.7 水流指示器的布置 ........................................................................... 9
3 消防通讯系统 ............................................................................................ 10
3.1 消防广播系统 ................................................................................. 10
3.1.1 火灾应急广播扬声器的设置要求 ...................................... 10
3.1.2 火灾应急广播扬声器的设计布置计算 .............................. 11
3.1.3 火灾应急广播扬声器的设置 .............................................. 12
3.2 消防专用电话系统 ......................................................................... 13
3.2.1 消防专用电话设计要求 ...................................................... 13
3.2.2 消防专用电话的布置 .......................................................... 14
4 安全疏散与防排烟系统 ............................................................................ 15
4.1 安全疏散诱导与防排烟系统的基本概念 ..................................... 15
4.2 应急照明系统设计 ......................................................................... 16
4.2.1 应急照明设置要求 .............................................................. 16
4.2.2 应急疏散照明设置 .............................................................. 17
4.3 消防电梯 ......................................................................................... 17
4.3.1 消防电梯的设置要求 .......................................................... 17
4.3.2 消防电梯的设置 .................................................................. 18
4.4 排烟系统 ......................................................................................... 19
4.4.1 高层建筑的排烟方式的分类 .............................................. 19
4.4.2 排烟设备的安装设置 .......................................................... 20
4.5 防烟系统 ......................................................................................... 22
4.5.1 防烟系统分类 ...................................................................... 22
4.5.2 防烟设备的的安装设置 ...................................................... 24
4.6 防排烟系统的设置和监控 ............................................................. 24
4.6.1 防排烟系统的设置 .............................................................. 24
4.6.2 防排烟设备的监控 .............................................................. 25
5 联动控制系统 ............................................................................................ 28
5.1 消防联动控制系统的基本概念 ..................................................... 28
5.2 防火卷帘的联动控制 ..................................................................... 29
5.3 喷淋泵联动控制 ............................................................................. 30
5.4 正压风机控制 ................................................................................. 32
5.5 排烟风机控制 ................................................................................. 33
6 系统供电接地和布线 ................................................................................ 35
6.1 系统供电设计 ................................................................................. 35
6.2 系统接地设计 ................................................................................. 35
6.3 系统布线设计 ................................................................................. 36
7 结论与展望 ................................................................................................ 38
致 谢 .............................................................................................................. 39 参考文献 ....................................................................... 错误！未定义书签。
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国内外研究现状简述
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。中科院合肥智能机械研究所在85年就研制成功了我国第一套总线制火灾报警控制系统（船用）。
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所采用的研究方法和手段
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，主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、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。
2 火灾自动报警系统
2.1 防火类别及等级的确定
该大厦为一综合性的公共建筑，建筑高度为64米，超过了50米，且在其内部还有各种贵重设备、资料、文献等。疏散和扑救难度大，依据《高层民用建筑防火设计规范》故划分为一类建筑，确定为一级保护对象。
2.2 该大楼火灾自动报警系统结构选型
2.2.1 火灾自动报警系统结构类型
根据建筑物防火等级的不同，其自动报警系统采用不同的结构形式，一般来说报警系统有如下三种类型。
（1）控制中心报警系统
控制中心报警系统集中火灾报警控制器设在消防控制室内，其他消防设备及联动控制设备，可采用分散就地控制和集中遥控两种方式，各消防设备工作状态的反馈信号，必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上，以便对建筑物内的防火安全设施进行全面控制与管理。控制中心报警系统探测区域可多达数百甚至上千个。
（2）集中报警系统
集中报警系统应设置在由专人值班的房间或消防值班室内，若集中报警不设在消防控制室内的，则应将它的输出信号引至消防控制室，这有助于建筑物内整体的火灾自动报警系统集中监控和统一管理。
（3）区域报警系统
区域报警系统采用区域报警系统时，其区域报警控制器不应超过三台，因为未设集中报警控制器，当火灾报警区域过多而又分散时就不便于集中监控与管理。
2.2.2 该大楼结构选型
本工程采用控制中心报警系统，考虑到楼层较多，探测区域较多，故采用此系统，用分散控制然后集中控制方式。在消防控制室内设置集中火灾报警控制器。控制中心报警系统的组成如图2-1所示：
图2-1控制中心报警系统框图
2.3 报警区域及探测区域的划分
2.3.1 探测区域划分规定
（1）探测区域划分的一般规定规定
①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；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。
②红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m；缆式感温火灾 探测器的探测区域长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100m之间。
（2）将几个房间划为一个探测区域的特殊规定
①相邻房间不超过5间，总面积不超过400m2，并在门口设有灯光显示装置。
②相邻房间不超过10间，总面积不超过100m2，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。
（3）必须分别单独划分探测区域的规定
①敞开或封闭楼梯间；
②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；
③走道、坡道、管道井、电缆隧道；
④建筑物闷顶、夹层。
2.3.2 该综合大楼的探测区域的划分
报警区域分1-16层划分，地下车库由于空间大，划分两个防火
分区。
探测区域的划分按独立房间划分，一个探测区域的面积不超过500m2，从主要入口能看清内部，且面积不超过1000m2的房间，也要划分为一个探测区域，另外楼梯间，电梯前室，走道，电梯井等都要作为独立的探测区域。
2.4 火灾探测器的选择与设计
2.4.1火灾探测器的设置要求
（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；
表2-1 点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
（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2-1的规定。
2.4.2火灾探测器的设置部位
一级保护对象的大部分场所应设火灾探测器，在本工程中具体在下列场所设置了探测器：地下车库，水泵房，发电机房，走道及电梯前室等。首层的大厅，门厅，厨房，餐厅，营业大厅，办公室，银行办公区，密室，走道，及电梯前室，楼梯间等；2楼的大厅，大小会议室，会议休息区，大堂，包厢，库房，卫生间，走道，楼梯间及电梯前室等；3楼的展厅，办公室，杂物间，走道，电梯前室，楼梯间；4-15楼的办公室，走道，消防电梯前室，楼梯间，16楼的电梯机房，走道，楼梯间等部位。
2.4.3火灾探测器的数量计算
根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表2-2确定。
一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
NS KA
式中：
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(m2)；
A—一个探测器的保护面积；
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。 在本工程中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，具体计算布置如下：
例如，房间S=75.6m2,选用感烟探测器。
计算数量 N≥S/(K*A)=75.6 =1.2只。 0.8*80
选两只，布置如图2-2所示,以保护半径6.7米做圆，由辅助圆可知，两只可以保护整个房间。
表2-2 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
图2-2库房感烟探测器布置平面图
本大楼共设JTY－GD－FI6101智能点型光电感烟火灾探测器473个，JTW-ZD-FT6103智能点型定温感温探测器80个。
2.5 手动火灾报警按钮、消火栓按钮的设置
在每个防火分区应设置两个手动火灾报警按钮。手动火灾报警按钮及消火栓按钮设置在楼梯口处、走廊至疏散方向大厅、展厅等公共场所的明显部位，其安装高度为1.4m。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手报、消火栓的步行距离为25m。
2.6 区域显示器的布置
在每一楼层的走道或电梯前室,主要的通道出入口处设置区域显示盘。用来显示来自报警器的火警及故障信息，监视各防火分区或楼层的情况。
2.7 水流指示器的布置
水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管网时，水流指示器能发出信号，显示水的流动情况。通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上，当喷头开启时，向消防中控制室指示喷头所在的位置分区，有时也可以设在水箱的出水管上，一旦系统开启，水箱中的水被动用，水流指示器可以发出信号通知消防中控室或直接启动水泵供水灭火。在系统中，安装在每一层的消防管网的进水口处。
3 消防通讯系统
在高层建筑物中，尤其是高层宾馆、饭店、办公楼、综合楼、医院等，一般人员都比较集中，发生火灾时影响面很大，现场非常混乱。为了便于发生火灾时统一指挥疏散，控制中心报警系统应设置火灾应急广播。
3.1 消防广播系统
3.1.1 火灾应急广播扬声器的设置要求
（1）走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器。
（2）在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
（3）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）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。
3.1.2 火灾应急广播扬声器的设计布置计算
根据海湾公司的产品：XD-FT6404吸顶式音箱将定压120v音频信号转变为声音播放出去，具有3W功率规格，主要性能指标详见产品选型。
计算过程如下:
扬声器的最大输出声压等级L0max；
L0maxL010lgP9010lg394.8dB
其中L0为特性灵敏度（取90dB），P为最大输出功率;
某一点的输出声压级LR：LRL0max20lgR R-声波辐射球面半径: R
保护面积： Sr10(L0maxLR)/20 (2rsin45)2
在综合楼平面中，层高为4米，采用吸顶式安装，故安装高度为4米，设计中选择收听点处的最小允许声压等级为75Db，且收听点的高度为1米，下面计算扬声器的保护面积Sr和保护半径R。 由R10(L0maxLR)/20得：R10(94.875)/20100.999.8m 保护半径：rR2(Hh)29.82(41)29.33m
保护面积：Sr(2rsin45)2(29.33sin45)2174 m 2
所以一只扬声器的保护面积为174 m2，保护半径为9.33m
下面计算各房间扬声器的个数以二层大堂上空为例：
大堂的面积：S=24×34.7=832.8 m2
扬声器的个数：n=832.7/174=4.78≈5（只）
本大楼共设XD- FT6404消防广播扬声器105个。
3.1.3 火灾应急广播扬声器的设置
消防广播系统一般由音源（如录放机卡座、CD机等）、播音话筒、功率放大器、音箱（分壁挂和吸顶两种）、多线制广播分配盘、广播模块等组成。常见的消防广播系统分为多线制和总线制两种。
本次设计广播系统采用100V定压输出。
广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。 系统须设置紧急广播功放，根据《高层民用建筑设计防火规范(2001版)》要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍。
本建筑消防广播与背景音乐广播相结合，按层分区，地下层和一层为一个分区，顶层和16层为一个分区，其它每层为一个分区，火灾时利用海湾公司的8305控制（强行切至消防广播，火灾发生时，按本层及上、下层进行广播。采用总线制消防广播系统如图3-1所示：
图3-1总线制消防广播系统的组成
3.2 消防专用电话系统
消防消防专用电话系统的设置是十分必要的，它对能否及时报警、消防指挥系统是否畅通起关键的作用。
消防消防专用电话系统一般由消防电话主机、消防电话插座、消防电话分机、消防电话编码模块组成。
3.2.1 消防专用电话设计要求
（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。
（2）应设置消防专用电话分机的部位：
① 消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和调机房、排烟机房、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；
② 灭火控制系统操作装置处或控制室；
③ 企业消防站、消防值班室、总调度室。
（3）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。电话塞孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3-1.5m。
（4）特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔。
（5）消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电话。
3.2.2 消防专用电话的布置
在本工程中，在消防控制室、消防泵房、低压配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、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，安装消防电话风机。在消防电梯内设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室三者满足对讲通信电话的要求，即在消防控制室设置电梯监控显示盘（包括位置指示器、方向指示灯、对讲通信电话、故障指示灯等功能对电梯的运行进行监视及控制紧急情况下的运行）。
本系统采用总线式火警通信系统总机（如图3-2所示），通过总线与电话模块、电话插孔、电话分机一起构成火灾报警通信系统。一般具有分机呼叫主机、自动录音等功能。
图3-2 总线制消防电话系统
4 安全疏散与防排烟系统
4.1 安全疏散诱导与防排烟系统的基本概念
建筑火灾，尤其是高层建筑火灾的经验教训表明，火灾中对人体伤害最严重的是烟雾，烟雾是由固体、液体粒子和气体所形成的混合物，含有有毒、刺激性气体。烟雾的产生不仅会造成人员的中毒或窒息死亡，而且还导致火灾蔓延、引起人员恐慌，影响疏散与扑救。所以在高层建筑中防火防烟和排烟问题尤其重要。
安全疏散是指人们（物资）在建筑物发生火灾后能够迅速安全地退出他们所在的场所。安全疏散设计是确保人员生命财产安全的有效措施，也是建筑防火的一项重要内容。 通过对国内外建筑火灾的统计分析，凡造成重大人员伤亡的火灾，大部分是因没有可靠的安全疏散设施或管理不善，人员不能及时疏散到安全避难区域造成的。可见，如何根据不同使用性质、不同火灾危险性的建筑物，通过安全疏散设施的合理设置，为建筑物内人员和物资的安全疏散提供条件，是建筑防火设计的重要内容。只有按照国家有关消防技术规范的要求进行设计、施工、管理和进行消防监督，才能保证建筑物内人员和物资安全疏散，有效地减少火灾所造成的人员伤亡和财产损失。
在安全疏散与防排烟系统中常用的概念有以下几个：
（1）安全出口：所谓安全出口是指供人员安全疏散用的通向直通室外、疏散楼梯（间）或符合规定要求的疏散走道和相邻防火分区的出口。
（2）疏散出口：从房间连通疏散走道或门厅的门。
（3）疏散楼梯和楼梯间：作为竖向疏散通道的室内、外楼梯，是建筑物的主要垂直交通空间，是安全疏散的重要通道。
（4）疏散走道：是疏散时人员从房间内到房间门，或从房间门到疏散楼梯、外部出口等安全出口的室内走道。
（5）疏散门：疏散用的门应向疏散方向开启。如人数不超过60人的房间，且疏散人数不超过30人时，其开启方向不限。
（6）火灾应急照明和疏散指示标志：提供火灾时的照明及逃离方向。
（7）防火分隔设施：是只能在一定时间内阻止火势蔓延，且能把建筑内部空间分割成若干较小防火空间的物体（包括：防火门、防火窗、防火卷帘等）。
（8）防排烟系统：及时排除烟气，确保人员顺利疏散、安全避难。分为：自然排烟、机械加压送风排烟、机械排烟等。
4.2 应急照明系统设计
4.2.1 应急照明设置要求
（1）疏散用的火灾应急照明，其地面最低照度不应小于0.5 LX 。
（2）消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需要工作的其他房间是火灾应急照明，仍应保证正常的照度。
（3）疏散用火灾应急照明灯设在墙面或顶棚上。安全出口标志设在出口的顶部；疏散走道的指示标志设在疏散走道及转角处距地面1m以下的墙面上。走道疏散标志灯的间距不应大于20m。
（4）火灾应急照明灯和灯光疏散指示标志，应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。
（5）火灾应急照明和饿疏散指示标志，采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应小于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应小于30min 。
4.2.2 应急疏散照明设置
在本工程中，应急照明和疏散标志灯设在走道、楼梯转弯处、直通地下室楼梯的水平地面处。并固定在距地面1m的墙面上，且走道的指示标志灯间距设置为20m。拐角处设置指示标志的指示方向与出口的方向一致。
用蓄电池作备用电源，在火灾时切断生产生活供电后，应急照明灯和疏散指示标志的蓄电池开始放电，仍能正常工作，且能连续供电20min。
4.3 消防电梯
电梯是高层建筑纵向交通的工具，而消防电梯则是在发生火灾时供消防人员扑救火灾和营救人员用的。火灾时，由于电源供电已无保障，因此无特殊情况不用客梯组织疏散。消防电梯控制一定要保证安全可靠。
4.3.1 消防电梯的设置要求
（1）消防电梯的设置场所
①一类公共建筑；②塔式住宅；③十二层及十二层以上的单元和通廊式住宅；④高度超过32m的其他二类公共建筑。
（2）消防电梯的设置数量
①当每层建筑面积不大于1500m2时，应设1台；
②当大于1500m2但小于或等于4500m2时，应设2台；
③当大于4500m2时，应设3台；
④消防电梯可与客梯或工作电梯兼用，但应符合消防电梯的要求。
（3）消防电梯的设置规定
①消防电梯的载重量不应小于80okg，厢内装修应用不燃材料； ②消防电梯宜分别设在不同的防火分区内；
③消防电梯轿厢内应设专用电话，并应在首层设置供消防队员专用的操作按钮；
④消防电梯间应设前室，其面积：居住建筑不应小于4.5m2，公共建筑不应小于6.0m2。当与防烟楼梯间合用前室时，其面积：居住建筑不应小于6.0m2；公共建筑不应小于10m2；
⑤消防电梯井、机房与相邻其他电梯井、机房之间应采用耐火极限不低于2.0h的隔墙隔开，当在隔墙上开门时，应设甲级防火门；
⑥消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通外室的出口或经过长度不超过30m的通道通向室外；
⑦消防电梯间前室的门，应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘；
⑧消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60s计算确定；
⑨动力与控制电缆、电线应采取防水措施；
⑩消防电梯间前室门口宜设挡水设施。
消防电梯的井底应设排水设施，排水井容量不应小于2.00m3，排水泵的排水量不应小于l0L/s。
4.3.2 消防电梯的设置
在本工程中，消防电梯采用载重量为800kg，厢内装修采用不燃材
料并分别设在不同的防火分区内，行驶速度为0.8m/s。轿厢内设专用电话，并在首层设置供消防队员专用的操作按钮；电梯与防烟楼梯间合用前室并靠外墙设置，在首层设经过长度15m的通道通向向室外；消防电梯间前室的门，采用乙级防火门，。电梯间前室门口设挡水设施，井底设排水设施，排水井容量为2.50m3,排水磅的排水量为12L/s。
该综合办公楼楼为一类高层建筑，每层平均面积为2526m,根据规范设两台消防电梯，无特殊情况与客梯或工作电梯兼用。消防控制中心在火灾确认后，消防值班人员通过控制装置，向电梯机房发出火灾信号和强制电梯全部停于首层的指令其中模块控制方式又分为图4-1所示: 2总线联动控
制器 总线控制模块 M2 控制总线BV2*1.0 M2
DT 电源线BV2*1.0 DT 电梯
图4-1消防电梯总线系统控制
4.4 排烟系统
4.4.1 高层建筑的排烟方式的分类
（1）自然排烟
自然排烟是火灾时利用室内热气流的浮力或室外风力的作用，将室内的烟气从与室外相邻的窗户、阳台或专用排烟口排出。自然排烟不使
用动力，结构简单，运行可靠，但当火势猛烈时，火焰有可能从开口部喷出，从而使火势蔓延；自然排烟还易受到室外风力的影响，当火灾房间处在迎风侧时，由于受到风压的作用，烟气很难排出。虽然如此，在符合条件时宜优先采用。
（2）机械排烟
使用排烟风机进行强制排烟的方法称机械排烟。机械排烟可分为局部和集中排烟两种。局部排烟方式是在每个房间内设置风机直接进行；集中排烟方式是将建筑物划分为若干个防烟分区，在每个区内设置排烟风机，通过风道排出各区内的烟气。机械排烟系统：由排烟口、排烟道、排烟阀、排烟防火阀及排烟风机等组成。
4.4.2 排烟设备的安装设置
（1）排烟口
排烟口平时处于关闭状态，当火灾发生时，自动控制系统使排烟口开启，通过排烟口将烟气及时迅速排至室外。排烟口也可作为送风口。
排烟口布置在防烟分区的中心，距最远点的水平距离为30m。设在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间最小的水平距离为10m。
常见的排烟口有多叶式排烟口和板式排烟口，本系统中采用板式排烟口控制，外形与控制装置图4-2所示：
图4-2 板式排烟口控制图 板式排烟口的控制原理为：
自动开启：火灾时，自动开启装置接受到感烟（温）探测器通过控制盘或远距离操纵系统输入的电气信号(DC24V)后，电磁铁线圈通电，动铁芯吸合，通过杠杆作用使棘轮、棘爪脱开，依靠阀体上的弹簧力，棘轮逆时针旋转，卷绕在滚筒上的钢丝绳释放，于是叶片被打开，同时微动开关动作，切断电磁铁电源，并将阀门开启动作显示线接点接通，将信号返回控制盘，使排烟风机连动等。
远距离手动开启：当火灾发生时，由人工拔开BSD操作装置上的荧光塑料板，按下红色按钮，阀门开启。
手动复位：按下BSD操作装置上的蓝色复位按钮，使棘爪复位，将摇柄插入卷绕滚筒的插人口，按顺时针方向摇动摇柄，钢丝绳即被拉回卷绕在滚筒上，直至排烟口关闭为止，同时微动开关动作复位。
（2）排烟阀
排烟阀应用于排烟系统的风管上，平时处于关闭状态，火灾发生时，烟感探头发出火警信号，控制中心输出DC24V电源，使排烟阀开启，通
过排烟口进行排烟。
（3）排烟防火阀
排烟防火阀安装在排烟系统管道上或风机吸入口处，兼有排烟阀和防烟阀的功能，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，并起阻火隔烟作用的阀门。排烟防火阀平时处于关闭状态，需要排烟时，其动作和功能与排烟阀相同，可自动开启排烟。当管道气流温度达到280℃时、阀门靠装有易熔金属温度熔断器而自动关闭，切断气流，防止火灾蔓延。
（4）排烟风机
排烟风机也有离心式和轴流式两种类型。在该排烟系统中采用离心式风机，在输送烟气温度在280℃时能够正常连续运行30min以上。排烟风机装置的位置设于该风机所在的防火分区的排烟系统中最高排烟口的上部，并设在该防火分区的风机房内。风机外缘与风机房墙壁或其他设备的间距保持在0.6m以上并设有备用电源，能自动切换。
排烟风机的启动采用自动控制方式，启动装置与排烟系统中每个排风口连锁，即在该排烟系统任何一个排烟口开启时，排烟风机都能自动启动。
4.5 防烟系统
4.5.1 防烟系统分类
（1）机械加压送风
机械加压送风防烟就是对建筑物的某些部位送入足够量的新鲜空气，使其维持高于建筑物其他部位一定的压力，从而使其他部位因着火所产生的火灾烟气或因扩散所侵入的火灾烟气被堵截于加压部位之外。
设置机械加压送风防烟系统的目的，是为了在建筑物发生火灾时，提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。因此，加压部位在关闭门时，必须与着火楼层保持一定的压力差（该部位空气压力值为相对正压）；同时，在打开加压部位的门时，在门洞断面处能有足够大的气流速度，以有效地阻止烟气的入侵，保证人员安全疏散与避难。
当防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室各部位有可开启外窗时，若采用自然排烟方式，可造成楼梯间与前室或合用前室在采用自然排烟方式与采用机械加压送风防烟方式排列组合上的多样化，而这两种排烟方式不能共用。为此，将这种组合关系及防烟设施设置部位分别列于表4-1所示：
表4-1垂直疏散通道放烟部位设置
机械加压送风系统由加压送风机、送风道、加压送风口及自动控制等组成机械加压送风系统。它是依靠加压送风机提供给建筑物内被保护部位新鲜空气，使该部位的室内压力高于火灾压力，形成压力差，从而防止烟气侵入被保护部位。
（2）密闭防烟
对于面积较小，且其墙体、楼板耐火性能较好、密闭性好并采用防火门的房间，可以采取关闭房间使火灾房间与周围隔绝，让火情由于缺氧而熄灭的防烟方式，称密闭防烟。
4.5.2 防烟设备的的安装设置
（1）加压送风机
加压送风机可采用中、低离心式风机或轴流式风机，其位置根据电位置、室外新风入口条件、风量分配情况等因素来确定。机械加压送风机的全压，除计算最不利环管压头外，尚有余压，余压值在楼梯间为40~50Pa，前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25~30Pa。
（2）加压送风口
楼梯间的加压送风口一般采用自垂式百叶风口或常开的百叶风口。当采用常开的百叶风口时，应在加压送风机出口处设置止回阀。楼梯间的加压送风口一般每隔2~3层设置一个。前室的加压送风口为常开的双层百叶风口，每层均设一个。
（3）加压送风道
加压送风道采用密实不漏风的非燃烧材料。
（4）余压阀
为保证防烟楼梯间及前室、消防电梯前室和合用前室的正压值，防止正压值过大而导致门难以推开，为此在防烟楼梯间与前室、前室与走道之间设置余压阀以控制其正压间的正压差不超过50Pa。余压阀的结构外型与排烟阀相似。
4.6 防排烟系统的设置和监控
4.6.1 防排烟系统的设置
《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）根据我国目前的实际情况，认为设置防排烟系统的范围不是设置面越宽越好，而是既要从
保障基本疏散安全要求，满足扑救活动需要，控制火势蔓延，减少损失出发，又能以节约投资为基点，保证突出重点。需要设置防烟、排烟设施的部位如下：
底层的地下车库，水泵房，发电机房等；首层的大厅，门厅，厨房，餐厅，营业大厅，办公室，银行办公区等；2楼的大厅，大小会议室，会议休息区，大堂，包厢，库房，卫生间等；3楼的展厅，办公室，杂物间等；4-15楼的办公室；16楼的电梯机房。走道，楼梯间及电梯前室采用独立的机械加压送风的防烟设施。
4.6.2 防排烟设备的监控
发生火灾时以及在火势发展过程中，正确地控制和监视防排烟设备的动作顺序，使建筑物内防排烟达到理想的效果，以保证人员的安全疏散和消防人员的顺利扑救，防排烟设备的控制和监视具有重要意义。 对于建筑物内的小型防排烟设备，因平时没有监视人员，所以不可能集中控制，一般当发生火灾时在火场附近进行局部操作；对大型防排烟设备，一般均设有消防控制中心来对其进行控制和监视。所谓“消防控制中心”就是一般的“防灾中心”，在该大楼中位于一层。
图4-3表示具有紧急疏散楼梯及前室的高层楼房的排烟系统原理图。图中左侧纵轴表示火灾发生后火势逐渐扩大至各层的活动状况，并依次表示了排烟系统的操作方式。
首先，火灾发生时由烟感器感知，并在防灾中心显示所在分区。以手动操作为原则将排烟口开启，排烟风机与排烟口的操作连锁启动，人员开始疏散。火势扩大后，排烟风道中的阀门在温度达到280℃时关闭，停止排烟（防止烟温过高引起火灾）。这时，火灾层的人员全部疏散完毕。
如果当建筑物不能由防火门或防火卷帘构成分区时，火势扩大，烟
气扩散到走廊中来。对此，和火灾房间一样，由烟感器感知，防灾中心仍能随时掌握情况。这时打开走廊的排烟口（房间和走廊的排烟设备一般分别设置，即使火灾房间的排烟设备停止工作后，走廊的排烟设备也能运行）。若火势继续扩大，温度达到280℃时，防烟阀关闭，烟气流入作为重要疏散通道的楼梯间前室。这里的烟感器动作使防灾中心掌握烟气的流入状态。从而，在防灾中心，依靠远距离操作或者防灾人员到现场紧急手动开启排烟口。排烟口开启的同时，进风口也随时开启。
防排烟系统不同于一般的通风空调系统，该系统在平时是处于一种几乎不用的状况。但是，为了使防排烟设备经常处于良好的工作状况，要求平时应加强对建筑物内防火设备和控制仪表的维修管理工作，还必须对有关工作人员进行必要的训练，以便在失火时能及时组织疏散和扑救工作。
图4-3高层楼房的排烟系统原理图
5 联动控制系统
5.1 消防联动控制系统的基本概念
当火灾发生时能迅速地通知并引导人们安全撤离火灾现场、防止火
灾蔓延、排出有毒烟雾、开启自动灭火设备实施自动灭火等的所有设备称为消防联动设备，确保这些设备在火灾发生时能正常发挥效益的控制称为消防设备的联动控制。图5-1为消防联动设备示意图。
口口
双速风机排风排烟系统防排烟系统
图5-1水喷淋系统与防排烟系统控制示意图
图中两个接触器1KM和2KM,分别控制卷帘门电动机正转(卷帘门下降),和反转(卷帘门回升)。火灾发生时，来自火灾报警控制器的感烟联动常开触点1KJ自动闭合，中间继电器KA线圈通电动作，其常开触点闭合，指示灯HL的声响警报器HA发出声光报警。利用KA的
常开触点KA2的闭合，接触器1KM线圈通电动作，其常开触头闭合，电动机转动，带动卷帘门下降，当卷帘门下降碰触到行程开关1SG时，其常开触点闭合, 卷帘门继续下降到距地面1.8m处时，碰触到微动行程开关2SG，其常开触头闭合(但时间继电器KT还没有通电)，继续下降碰到微动行程开关3SG, 其常闭触头断开,中间继电器KA线圈断电，其常开触头打开，接触器1KM线圈断电, 其常开触头打开,电机停转，卷帘门停止下降，人员可以从门下疏散撤出。
当来自火灾报警控制器的感温联动触2KJ闭合时，时间继电器KT线圈通电延时动作，卷帘门下降到位，完全闭合．其常开触点闭合，接触器1KM线圈断电，其常开触头闭合，电动机转动，卷帘门继续下降到达底部，碰触微动开关4SG，其常驻闭触点断开，接触器1KM线圈通电，其常开触头打开，电机停转。
按动按钮2SB,接触器2KM线圈通电动作,常开触点闭合,电动机反转运行,带动卷帘门上升,当到顶部时碰除微动开关1SG,其常开触点断开,2KM线圈断电,电机停转,门停止上升；当按手动按钮1SB时，可以手动控制卷帘门下降。
5.3 喷淋泵联动控制
消防控制设备对自动喷淋系统的控制，能控制喷淋泵的启停。显示喷淋泵的工作状态，自动喷淋系统中水流指示器、信号蝶阀、压力开关、消防水池水位信号通过信号输入模块接至火灾自动报警系统信号回路中，当这些信号发生变化时，水流指示器及压力开关经逻辑处理后可自动启动喷淋泵的信号。在图中，输入输出模块接到报警后，切换模块联动喷淋泵，使喷淋泵动作。也可通过多线控制盘直接控制喷淋泵，之间通过继电器连接。以压力开关动作启动泵信号的线路如图5-3所示。其
中KA1触头受控于压力开关，压力开关动作时，KA1动作闭合，压力开关复位时，KA1触头复位断开。
图5-3全压启动喷淋泵控制电路（压力开关控制）
（1）准备工作状态：合上自动开关QF1, QF2, QS,将SA至
（2）火灾状态：当发生火灾时，温度升高使喷头喷水，管网中水压下降，压力开关动作，使继电器KA1触点闭合，时间断电器KT3线圈通电，使中间继电器KA线圈通电，使接触器KM1线圈通电，1号喷淋泵电机M1启动加压，信号灯HL1亮，显示1号泵电机运行，同时使KT3失电释放。当压力升高后，压力开关复位，KA1触点复位，KA失电、KM1失电、1号泵电机停止。
（3）故障时备用泵自动投入：当发生火灾时，如果1号泵电机不动
作，时间继电器KT1线圈通电，延时后其触头使接触器KM2线圈通电，备用2号泵电机M2启动加压。
（4）手动控制：当自动环节故障时，将SA至“手动”位置，按SB1 ~SB4便可启动1号（2号）喷淋泵电机。
5.4 正压风机控制
排烟机、送风机一般由三相异步电动机控制。送风机的电气控制如图5-4所示：
图5-4正压风机控制
正压风机按防火分区的火警信号，当发生火灾时，K闭合，接触器KM线圈通电，直接开启相应分区楼梯间或消防电梯前室的正压风机，对各层前室都送风，使前室中的风压为正压，周围的烟雾进不了前室，以保证垂直疏散通道的安全。除火警信号联动外，还可以通过联动模块在消防中心直接点动控制；另外设置就地启停控制按钮，以供调试及维修用，这些控制组合在一起，不分自控和手控，以免误放手控位置而使火警失控。火警撤消，则由火警联动模块送出K`停机信号，使正压风机
停。
5.5 排烟风机控制
排烟系统是由风管、排烟风机、排烟阀、防火阀组成。排烟风机的控制如图5-5所示：
图5-5 排烟风机控制
排烟风机的风管上设排烟阀，这些排烟阀可以伸入几个防火分区。火警时，与排烟阀相对应的火灾探测器探得火灾信号，由消防控制中心确认后，送出开启排烟阀信号至相应排烟阀的火警联动模块，由它开启排烟阀，排烟阀的电源是直流24V。消防控制中心收到排烟阀动作信号，就发指令给装在排烟风机附近的火警联动模块，启动排烟风机，由排烟风机的接触器KM常开辅助接点送出运行信号至排烟机附近的火警联动模块。火警撤销由消防控制中心通过火警联动模块停排烟风机、关闭排烟阀。
排烟风机吸取高温烟雾，当烟温度达到280℃时，按照防火规范应停排烟风机，所以在风机进口处设置防火阀，当烟温达到280℃时，防火阀自动关闭，可通过触点开关（串入风机启停回路）直接停风机，但
收不到防火阀关闭的信号。也可在防火阀附近设置火警联动模块，将防火阀关闭的信号送到消防控制中心，消防中心收到此信号后，再送出指令至排烟风机火警联动模块停风机，这样消防控制中心不但收到停排烟风机信号，而且也能收到防火阀的动作信号。就地控制启停与火警控制启停合在一起，排烟阀直接由火警联动模块控制，每个火警联动模块控制一个排烟阀。发生火警时，消防控制中心收到排烟阀动作信号，即发出指令Kx闭合，使KM线圈通电自锁。火警撤销时，另送出Kx`闭合指令停风机。当烟温达到280℃时，防火阀关闭后，KM线圈失电断开，使风机停止。
6 系统供电接地和布线
6.1 系统供电设计
本系统火灾自动报警系统设计为一主电源和一直流备用电源。其中在本工程中主电源符合一级负荷的两路电源供电设计要求。主电源的容量能满足火灾报警控制器在最大负载条件下连续工作4h；直流备用电源采用火灾报警控制器内置的专用蓄电池。蓄电池的容量可供火灾报警控制器在监视状态下工作24h。
蓄电池采用两组，一组专用于报警控制器，采用UPS电源，主要设备有：CRT显示器、计算机主机、消防通讯设备、应急广播。另一组专用于联动控制设备。
6.2 系统接地设计
本系统接地装置采用专用接地装置，接地电阻值为5Ω。同时系统设专用接地干线，并在消防控制室设置专用接地板，专用接地干线从消防控制室专用接地板引至接地体。专用接地干线采用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为22mm²，穿硬质塑料管埋设至接地体。由消防控制室接地板引至各消防电子设备的专用接地线选用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为5mm²。
6.3 系统布线设计
（1）火灾自动报警系统的传输线路和24V供电控制线路，采用电压等级不低于交流250V的铜心绝缘导线。交流220V/380V的供电和控制线路，采用电压等级不低于交流500V的铜心电缆。总线制报警设备的信号传输采用双绞线。
（2）火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面面积除应满足火灾自动报警装置技术条件的要求外，还满足机械强度要求。采用穿管敷设的绝缘导线，线芯的最小截面面积为1.00mm2。
（3）传输线路采用穿金属管，经阻燃处理的硬质塑料管保护方式布线。具体选用如表6-2所示：
表6-1 火灾自动报警系统布线选择
（4）本设计采用一体化火灾自动报警和消防联动系统布线，使用海湾公司产品。系统图如6-1所示：
图6-1 火灾自动报警与消防控制系统图
7 结论与展望
本次毕业设计完成了对该16层综合办公楼自动报警与消防联动系统的初步设计，其中主要包括为火灾报警系统与消防联动系统，并对系统进行布线选择设计。
在本次设计过程中，自行学习了有关自动报警与消防联动教材的内容，认真了解自动报警与消防联动系统设计的常用规范，掌握自动报警系统中常用探测器的布置选择与数量计算，各部件的结构选型，消防通信系统的基本概念与设计方法以及用联动系统的控制方法。并能条理清晰地将所学的理论知识，结合工程实际，对系统进行供电布线和主材选型。
自动报警与消防联动系统所涉及的内容繁多，我目前掌握的只是其中很少的一部分，深知自己的不足，而且在这么短的时间里，要学习如此繁复的理论知识，掌握得也不是很牢固。在今后的学习工作中，要更加倍努力的学习专业知识，提高自己的专业技能。
自动报警与消防联动系统是建筑电气的一部分，建筑电气随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，向更加完善的自动化、节能化、信息化和智能化方向发展，并且多种学科互相渗透、交融，使建筑电气不单单包含电气专业的知识，这样，对电气设计人员提出了更高的要求。现今，建筑电气在和人们的生活息息相关，国家也在不断完善各种各样建筑电气相关的规范和标准，更进一步推动了建筑电气的发展。身为电气设计人员，要紧跟时代步伐，努力接受和掌握新知识、新规范，力争做最优秀的设计。
致 谢
本毕业设计是***的悉心指导下完成的，论文的全过程倾注了大量的心血和汗水。
毕业设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，严格按照《火灾自动报警系统设计规范》，《高层民用建筑设计防火规范》等相关规范，理论联系，在成老师的耐心指导下完成了该综合办公楼的火灾自动报警与消防联动系统的设计，培养锻炼了独立分析和解决建筑电气方面问题的能力，为将来的工作奠定了基础。
在此期间，**为我作了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，使设计工作顺利完成，在此，谨向他们致意深深的谢意!
同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们也为我提供了力所能及的帮助，尤其是**为我提了不少宝贵意见，并创造了浓厚的学习氛围，在此也一并向他们表示感谢！
再次感谢诸位老师悉心的指导和同学们的热心帮助。此次设计是我初次设计，设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请各位老师和同学批评指正。