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1、智能建筑火灾自动报警系统设计 所在学院：信息科学与工程学院 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 摘要本文阐述了现代建筑火灾的危险性，指出现代建筑防火的重要性，同时介绍了介绍了火灾自动报警系统的组成、功能，火灾自动报警系统的设置，火灾自动报警系统的设计、防火区域的划分、报警的区域划分等，通过对智能建筑课程的学习特别是火灾自动报警及消防联动系统的学习，提出自己对火灾火灾报警的方式及报警顺序方面的一些见解。关键字：建筑 火灾 报警系统目录摘要1现代建筑火灾危险性3火灾自动报警系统简介4概述4火灾自动报警系统的组成4火灾自动报警系统功能5系统的设置6设计7系统选型7防火区域和报警区域8防火
2、分区定义8防火分区的划分8报警区域的划分11报警设计11报警方式11报警顺序设置12结束语12参考文献12现代建筑火灾危险性现在建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理不好，发生火灾时会成为火势蔓延的途径。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的办公楼、科研楼等现代建筑，一般室内可燃物较多，有的现代建筑还有可燃物品库房，一旦期货，燃烧猛烈，容易满眼。据测定，在火灾初期阶段，因空气对流，在水平方向造成的延期扩散速度为0.3m/s；在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.53m/s。如一座高度为100m的现代建筑，在无阻挡的情
3、况下，半分钟左右，烟就能沿竖向管道井扩散到顶层。此外，助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多。其中风对现代建筑火灾的影响较大，风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大。现代建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长，人员疏散到地面或其他安全场所的时间长，而发生火灾时由于各种竖井上拔气力大，火势和烟雾蔓延快，增加了疏散的困难。高层现代建筑发生火灾时，从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自救，即主要依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，建筑火灾往往遇到较大困难。另外，高层现代建筑的消防用水量是根据我国目前的技术水平，按一般高层建筑的火灾规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水量显然不足，需要用消防车向
4、高楼供水，因而对消防技术装备提出了更高的要求。现代建筑综合性强，建筑功能复杂，可燃物多，火险隐患多，且容易造成消防安全管理不严，潜在的火险隐患多；一旦起火，易形成大面积火灾，火势蔓延快，扑救疏散困难，势必火灾损失严重。因此，高层建筑的防火极其重要，必须重视火灾预警和警报。火灾自动报警系统简介概述火灾自动报警系统是为了尽早探测到火灾的发生并发出火灾警报、启动有关防火、灭火装置而在建筑物中设置的一种自动消防设施。通过设置在建筑物中的自动火灾探测装置和手动报警装置，火灾自动报警系统可以在火灾发生的初期自动探测到火灾，并通过警报装置发出火灾警报，组织人员撤离，同时启动防烟、排烟及防火、灭火设施，以便于
5、人员撤离，防止火灾发展和蔓延，控制和扑灭火灾。火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。它属于智能大厦系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。以计算机网络和通信为基础的城市火灾自动报警信息系统，通过对建筑物内的消防设施运行状态远程监控，实时接收并快速处理报警信息，缩短火灾报警时间，并使防火监督工作深入到单位的每一个消防监测设备。该系统的建立，对加强消防安全监督管理，防止重特大火灾的发生有着十分重大的意义。火灾自动报警系统能够在火灾初期，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
6、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。火灾自动报警系统的组成火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的发展目前可分为三个阶段：（1）多线制开关量式火灾探测报警系统。这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，它基本上已处于被淘汰状态。（2）总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。这是第二代产品，尤其二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。（3）模拟量传输式智能火灾报警系统。这是第三代产品。目前我国已经开始从传统的开关量式火灾探测报警技术，跨入具有先进水平的模拟量式智能火灾探测报警技术的新阶段，它的系统的误报率降低到最低限度，并大幅度地提
7、高了报警的准确度和可靠性。目前火灾自动报警系统有智能型、全总线型以及综合型等，这些系统不分区域报警系统或集中报警系统，可达到对整个火灾自动报警系统进行监视。但是在目前的实际工程当中传统型的区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统仍得到较为广泛的应用。火灾自动报警系统的工作原理如图1所示。安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾
8、区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。火灾自动报警系统功能 （1）报警功能：一旦有火警发生，立即发出报警，能准确到具体楼层、具体房间、具体探测器，并在彩色显示器上以平面图的形式显示出来。（2）自动记录功能：即时记录异样情况，以中文打印。（3）资料档案功能:能储存历史火警资料，为做好防火工作提供依据。（4）状态指示功能：对一切消防设备的工作状态进行显示。（5）信息反馈功能：可对任何楼层的火警信息由计算机喇叭或电铃发出火警报警声以引起值班人员的警觉。（6） 疏散指示功能：一旦发生火警，能将火灾楼层按设定的疏散方案及时显示于电脑的显示屏上，协助指挥员分析
9、火情，指导疏散。（7）灭火准备功能：一旦发生火警，能自动启动消防水泵投入运行，为消防栓的灭火提供充足的水源。系统的设置随着新产品的不断出现，火灾自动报警系统也由传统型向现代火灾自动报警发展。在诸多的产品中以区域报警和集中报警控制器的应用最为广泛，以下介绍两者的设置。区域报警控制系统。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
10、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1.5m。靠近门轴的侧面距墙不应小于 0.5m.正面操作距离不应小于 1.2m.（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。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。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、
11、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。集中报警控制器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。(2) 集中报警控制器的容量不宜小于保护范围内探测区域总数。(3) 集中报警控制器 距墙不应小 于 1m，正面的 操作距离不应小于2m。(4) 区域报警控制器的设置应符合上述区域报警控制系统的有关要求。控制中心报警系统。由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾自动报警探测器等组成，或由消防控制室的消防控制设
12、备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾自动报警探测器等组成，功能复杂的火灾自动报警系统。系统的容量较大，消防设施控制功能较全，适用于大型建筑的保护。(1) 系统中应至少设置一台集中报警控制器和必要的消防控制设备；(2) 设在消防控制室以外的集中报警控制器，均应将火灾报警信号和消防联动控制信号送至消防控制室；(3) 区域报警控制器和集中报警控制器的设置，应符合上述控制中心报警系统的有关要求。火灾自动报警与消防联动控制系统是建筑物防火综合监控系统，由火灾报警系统和消防联动控制系统组成。在实际工程应用中，系统的组成是多种多样的，设备量的多少、设备种类都会有很大的不同。但是，决定系统特征的是火灾自动报警
13、和消防联动控制这两个系统的实现方式。火灾自动报警系统一般由探测器、手动报警按钮、火灾应急广播扬声器、火灾报警装置及消防专用电话等部分组成。设计系统选型火灾自动报警系统的保护对象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性质、重要程度、火灾危险性、建筑结构形式、耐火等级、分布状况、环境条件以及管理形式等各不相同。在设计中应仔细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动报警系统。根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，该工程为二类高层建筑，是二级火灾自动报警保护对象。本建筑的火灾自动报警及消防联动控制系统采用集中报警系统。防火区域和报警区域防火分区定义所谓防火分区是指采用防
14、火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。防火分区，按照防止火灾向防火分区以外扩大蔓延的功能可分为两类：其一是竖向防火分区，用以防止多层或高层建筑物层与层之间竖向发生火灾蔓延；其二是水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。竖向防火分区是指用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙），在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。 水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在
15、水平方向分隔出的防火区域。它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防火墙分隔。如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防火分隔水幕分隔。防火分区的划分待添加的隐藏文字内容3从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。 我国现行的建筑设计防火规范、人民防空工程设计防火规范、高层民用建筑设计防火规范等均对建筑的防火分区面积作了规定，在设计、审核和检查时，必须结合工程
16、实际，严格执行。 （一）单层、多层民用建筑防火分区的划分 单层、多层民用建筑防火分区面积是以建筑面积计算的（如表4-1）。表4-1 耐火等级的划分耐火等级最大建筑面积一、二级耐火等级的民用建筑2500平方米三级耐火等级民用建筑1200平方米四级耐火等级民用建筑600平方米民用建筑的地下室、半地下室500平方米一类高层建筑1000平方米二类高层建筑1500平方米高层建筑地下室500平方米在进行防火分区划分时应注意以下几点： 1防火分区间应采用防火墙分隔，如有困难时，可采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘（耐火极限3小时以上）、不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘加闭式自动喷水灭火系
17、统和防火水幕带分隔。防火墙上设门窗时，应采用甲级防火门窗，并应能自行关闭。 2建筑内设有自动灭火系统时，每层最大允许建筑面积可按表4-1增加1倍。局部设置时，增加面积可按该局部面积1倍计算。 3建筑物内如设有上下层相连通的走马廊、自动扶梯等开口部位时，应按上、下连通层作为一个防火分区，其建筑面积之和不宜超过表1的规定。 但多层建筑的中庭，当房间、走道与中庭相通的开口部位，设有可自行关闭的乙级防火门或防火卷帘；与中庭相通的过厅、通道等处设有乙级防火门或卷帘；中庭每层回廊设有火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统；以及封闭屋盖设有自动排烟设施时，中庭上下各层的建筑面积可不叠加计算。 4地下室、半地下室
18、发生火灾时，人员不易疏散，消防人员扑救困难，故对其防火分区面积应控制得严一些，规定建筑物的地下室、半地下室应采用防火墙划分防火分区，其面积不应超过500平方米。 （二）高层民用建筑防火分区的划分 根据高层民用建筑的火灾危险性及高层建筑的特点，结合我国的实际情况，参考国外对高层民用建筑防火分区的划分，我国高层民用建筑设计防火规范规定，高层民用建筑每个防火分区的最大允许建筑面积不应超过表4-1的规定。 在进行防火分区划分时应注意以下几点： 1划分防火分区的防火分隔物除防火墙外，还可根据具体情况采用防火卷帘和防火水幕带等。 2设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按表1增加1倍；当局部设置
19、自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的1倍计算。 3高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000平方米，地下部分防火分区的允许最大建筑面积为2000平方米。 4当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时，其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500平方米，当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加1倍。 5高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其允许最大建筑面积之和不应超过表1的规定。当上下开口部位
20、设有防火卷帘或水幕等分隔设施时，其面积可不叠加计算。 6高层建筑中庭防火分区面积应按上下层连通的面积叠加计算，当超过一个防火分区面积时，应采取本节中有关中庭防火分隔的措施。 7设在变形逢处附近的防火门，应设在楼层数较多的一侧，且门开启后不应跨越变形缝。 8设置防火墙有困难的场所，可采用防火 卷帘作防火分隔，当采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其耐火极限不应小于3h；当采用不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水系统保护，系统喷水延续时间不应小于3h。喷头的喷水强度不应小于0.5L/S.M ，喷头间距应为2m至2.5m，喷头距卷帘的垂直距离宜为
21、0.5m。 9设在疏散走道上的防火卷帘应在卷帘的两侧设置启闭装置，并应具有乍动、手动和机械控制的功能。报警区域的划分报警区域是指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。报警设计发生火灾后，为了便于组织人员安全疏散和通告有关灭火事项，火灾自动报警控制系统中通常设置火灾紧急广播及警铃。紧急广播系统可以单独设置，或与建筑内的背景音乐广播系统合并，平时按照正常程序广播节目、音乐等；
22、当火灾发生时，消防控制室将正常广播系统强制切换至紧急广播系统，并能在消防控制室用传声器播音，合用的线路应按照火灾紧急广播系统分层分区控制。当一路扬声器或配线短路、开路时，应该仅使该路广播终端而不影响其他各路广播。当火灾发生时，火灾报警控制器接收到火警信号，并确认是火警后，经延时发出联动控制信号，通过输出模块将指定的若干扬声器切换到火灾应急广播线路上，进行火灾应急广播。火灾应急广播控制应设置手动和自动两种工作方式。自动方式先，控制器可将本层和上下两个相关层的扬声器切换到火灾应急广播线路上；手动方式下，控制器的自动联动指令失效，这是可单点控制输出模块，是该输出模块所连扬声器切换到火灾应急广播线路上
23、。警铃应设在建筑的走道、楼梯及公共场所出，其报警控制方式与火灾紧急广播相同，采取分区报警。报警方式报警方式可以采用火灾警铃、广播、视屏等多种方式中的一种或者几种。火灾警铃有传播远，设置较为简单等优点，被通知人员反应快，但是报警信息单一；火灾广播可以提供更多的火灾信息，但是现在的火灾报警反应则没有火灾警铃快；视频报警虽然可以给建筑内的人员提供更多的信息，但是没有办法及时使每个人收到火灾信息。所以，火灾自动报警系统应该具备上述三种报警方式。系统中利用建筑内的广播系统作为火灾的播报系统，首先播报警铃，提醒建筑内人员撤离；接着播报火灾的发生位置，可以提示疏散人员往正确的方向撤离，避免因盲目疏散而进入火
24、灾发生区域。由于，火灾报警信息需要及时传播，所以在设计时，可以使计算机根据接收到的信号的来源来判断火灾的发生区域，然后进行自动播报，这样将大大提高火灾报警的播报效率，给人员疏散提供更多的宝贵时间。除了声音报警之外，还应该使用视屏报警。因为有时火势并没有那么大，显示火灾的视频信息可以让建筑内的人员进行及时的扑救，这样既避免了因人员恐慌而造成的疏散问题，同时也避免了火势的扩散及财产的损失。火灾视频的系统由楼道内的广告显示器，各区域的监控摄像头等组成。当控制中心的计算机等处理装置接收到火灾报警信号后，立即将相应区域和楼层的广播系统及视频播报系统切换到火灾报警线路上，进行火灾报警。另外，还可以考虑将供
25、电线路纳入消防联动系统中，在火灾报警开始时，同时切断供电并启动消防电源，这样可以防止各种独立办公室中的人员因未注意或者未收到火灾报警而错过疏散的最佳时期导致被围困。报警顺序设置由于高层建筑人员多，所以，为避免建筑内的人员在听到火灾报警警铃铃声或火灾报警广播后过于慌乱而造成人员拥堵，导致踩踏等其他非火灾因素致人伤亡，应该分区域、楼层逐次报警。在楼层面积较大，人员较为集中且较多的建筑内划分不同的报警区域逐次进行火灾报警，接着再分楼层逐次进行火灾报警。在同一楼层，首先在最靠近火灾的区域进行火灾报警，接着根据距离逐个区域进行播报；然后再在相邻的上下楼层进行相同的报警动作。这样，在人员疏散时就不会因过分拥堵而导致疏散困难，同时可以有效避免其他非火灾因素造成的伤亡事故的发生。结束语现代社会，智能建筑及楼宇自动化的相关技术正在迅速发展，而火灾是智能建筑中人员及财产安全的重要威胁，所以学好相关的知识对以后从事建筑行业的工作具有很大的帮助。感谢王击老师在课程的学习中对我的帮助以及在课程论文写作中对我的指导。参考文献陈楠. 建筑火灾自动报警技术. 化学工业出版社. 2006年1月第一版齐维贵 王艳敏 李战赠 李喆. 智能建筑设备自动化系统. 机械工业出版社. 2010年3月第一版谭炳华. 火灾自动报警及消防联动系统. 机械工业出版社. 2008年7月第一版
