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摘 要

自动火灾报警系统是安装在建筑物中的自动监视和报警设施，需要对建筑物进行保护，以便及早发现火灾并发出警报，并采取有效的防火措施来控制和扑灭火灾，保护建筑物免受火灾的破坏，同时也为建筑物的消防安全提供了强有力的技术保证。

本次设计的主题是一个13层的综合建筑火灾报警系统的设计。首先，简要介绍自动火灾报警系统的相关背景内容和建筑物的结构。根据相关规定，将不同的系统类型与不同的接线方法进行比较，对保护对象进行分类并划分报警和探测区域，最终确定了集中型报警系统和总线制的结构，然后确定不同设备的型号，参阅《火灾自动报警系统设计规范》 GB 50116-2013的规定，根据不同报警区域的特征选择不同类型的火灾探测器，对探测器等设备进行了设置，并简要介绍消防连锁系统和火灾报警系统常用的各种模块。最后，在受保护建筑物的平面图上进行电路连接，并根据平面图进一步绘制系统图。

关键词：火灾自动报警系统 报警区域 火灾探测器 集中报警系统

Design of the fire automatic alarm system of the 13-story comprehensive building

ABSTRACT

The automatic fire alarm system is an automatic monitoring and alarm facility installed in a building. It is necessary to protect the building in order to detect fire early and send out an alarm, and take effective fire prevention measures to control and extinguish the fire and protect the building from fire At the same time, it also provides a strong technical guarantee for the fire safety of the building.

The theme of this design is the design of a 13-story comprehensive building fire alarm system. First, briefly introduce the relevant background content of the automatic fire alarm system and the structure of the building. According to relevant regulations, compare different system types with different wiring methods, classify the protection objects and divide the alarm and detection areas, and finally determine the structure of the centralized alarm system and bus system, and then determine the model of different equipment, see "Code for Design of Automatic Fire Alarm System" GB 50116-2013 stipulates that different types of fire detectors are selected according to the characteristics of different alarm areas, the detectors and other equipment are set, and a brief introduction to the commonly used fire chain systems and fire alarm systems Various modules. Finally, make circuit connections on the floor plan of the protected building, and further draw the system diagram according to the floor plan.

Key Words: Automatic fire alarm system; Alarm area ; fire detector; Centralized alarm system.

第1章 火灾自动报警系统的介绍及设计概述

1.1 火灾自动报警系统的发展和作用

1.1.1 火灾自动报警系统的发展

在过去的100多年中，自动火灾报警系统发生了许多变化。 同时，火灾自动报警技术的发展经历了许多不同的阶段。 一般而言，自动火灾报警系统的技术发展可以大致分为以下三个阶段：

1、多线制的自动火灾报警系统。这是第一款自动火灾报警产品，它具有一个或多个探测器，这些探测器组合在一起形成一个回路并连接到控制器。 如果回路中的一个探测器检测到火灾，或者探测器发生故障，则控制器只能反馈出探测器所在的线路，而无法定位探测器，所以，这种产品没有火灾定位功能。同时，该系统具有复杂的接线，较大的管道​​直径，频繁的穿线和频繁的线路故障。 目前基本已被淘汰。

图1-1 多线制结构示意图

2.、总线制的自动火灾报警系统。总线系统可以分为4总线系统和2总线系统。这种系统使用两根或四根线形成总线环路，并且所有探测器均与总线并联连接。 该系统中使用的导线数量已大大减少，从而使设计和构建更加方便，现已广泛使用。

图1-2 总线制结构示意图

3、模拟量传输智能火灾自动报警系统。现在，中国正从传统的自动报警进入智能自动报警的新时期，该智能报警系统误报率降到最低，报警的准确性和可靠性大大提高，这种系统在可以预见的未来将成为自动报警系统的发展趋势。

1.1.2 火灾自动报警系统的作用

自动火灾报警系统在火灾初期通过各种类型的火灾探测器将燃烧产生的物理参数（如烟，热和火焰）转换为电流信号，并将其通过传输线路发送到控制器。控制器处理当前信号并记录发生火灾的时间和地点，同时通过声光报警器以声和光的形式通知整个建筑物的人员进行疏散。借助自动火灾警报系统，人们可以及早发现火灾，并采取适当措施来控制和扑灭仍处于萌芽阶段的火灾，从而最大程度地减少人员伤亡和财产损失。

1.2 火灾自动报警系统的组成及各部分功能

自动火灾报警系统通常包括探测和报警系统，连锁控制系统，可燃气体探测及电气火灾监控系统等主要部分。火灾探测系统由火灾报警控制器，火灾探测器，手动火灾报警按钮，火灾显示面板，消防控制室（以下简称“消控室”）图形显示装置，火灾声光报警器组成。探测系统的主要功能是发现火灾并且实现报警，触发装置必须同时包括手动触发和自动触发，火灾报警控制器的容量不得超过3200点，并且必须保留一些余量（10%左右）。连锁控制系统主要由连锁控制器、模块、电气控制装置、电气装置组成。连锁控制系统的主要功能是消防连锁控制。它必须能够接收和显示消防应急广播系统、消防应急照明、疏散显示系统、防烟/排烟系统、防火系统的动态信息。可燃气体检测系统主要由可燃气体报警控制装置和可燃气体检测器组成，系统功能是检测可燃气体火灾，消控室的图形显示装置必须能够接收和独立显示可燃气体检测系统传来的报警信息。电气火灾监控系统由电气火灾监控装置和电气火灾监控探测器组成。它的主要功能是检测线路火灾。同时，电气火灾监控设备的警报信息也必须发送到消控室图形显示设备，并且可以单独查看。

1.3 设计任务概述

本次设计的课题为十三层综合楼火灾自动报警系统设计，针对高层综合楼来说，发生火灾一般以自救为主。所以，一套功能完善、发挥可靠的火灾自动报警系统显得至关重要。本次课题的设计任务就是设计一套高效可靠的火灾自动报警系统，尽可能扑灭大火，以确保高层建筑火灾的安全，并减少人员伤亡和财产损失。

1.4 设计依据

第2章 建筑概况

2.1 建筑物概况

该建筑物地上部分一共有13层，地下有1层地下室，1层和2层的层高分别为5m和3.5m，剩下的地上部分各层层高均为3.2m，地下室层高2.75m，整个的建筑总高度为48.5m。1层、2层为餐厅，3层为KTV娱乐场所，4到13层为酒店客房，地下室为停车场。

2.2 系统保护对象分级

表2-1 建筑物分类

由上图可知该建筑为二类高层建筑。再依据《火灾自动报警系统设计规范》（以下简称“《火规》”）第3.1.1条的规定，可知本建筑物为二级保护对象。

2.3 报警区域和探测区域的划分

报警区域的划分旨在按照防火分区或建筑楼层将自动火灾警报系统的警报范围进一步划分为不同的空间。探测区域是对每个报警区域按照火灾发生部位再次进一步划分的基本单位，并且是火灾检测地点编号的基本单位。

依据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（以下简称“《建规》”）第5.3条中有关防火分区的规定，该综合楼的地上建筑部分允许单个防火分区的最大面积为1500，地下室的单个防火分区允许最大面积为500。同时根据《火规》第3.3条的规定，报警区域的划分必须以防火分区或楼层为依据，单个防火分区或单个楼层均可以划分为一个单独的报警区域。

表2-2 不同耐火等级建筑的允许建筑高度或层数、防火分区最大允许建筑面积

通过CAD面积测量工具测量，得到了该综合楼每一层的建筑面积，结果如下表所示：

表2-3 建筑楼层面积

依据《建规》中第5.3条关于防火分区的有关规定，并结合该综合楼的实际情况，将该综合楼每一层的防火分区划分如下表：

表2-4 防火分区划分

根据防火分区的划分和该综合楼的实际情况，在本次设计中将该综合楼每一层划分为一个单独的报警区域。

《火规》第3.3.2条的规定，探测区域按单独的房间（套房）划分。单个探测区域的面积不应超过500；从前门可以清楚看到房间内部，而面积不超过1000的房间可以划分为单个探测区域。

根据以上规定并结合该综合楼的实际情况，该综合楼的首层探测区域划分结果如下表所示：

表2-5 首层探测区域划分结果

其余各层报警区域划分与首层划分方法相同，不再列出。

第3章 火灾自动报警系统的设计

3.1 火灾自动报警系统形式的选择

当前，自动火灾报警系统通常具有三种不同的系统类型，分别是区域型火灾自动报警系统，集中型火灾自动报警系统，控制中心型火灾自动报警系统。

其中，区域型火灾自动报警系统适用于需要报警且无需连接到自动灭火系统的受保护场所，报警控制器必须安装在有人的地方。而集中型火灾自动报警系统适用于不仅需要火灾探测系统发出报警信号，同时也需要能够连锁启动其他消防系统的保护场所，集中型火灾自动报警系统需要设置一个具有集中控制功能的火灾报警器和消防连锁系统，同时设置了专门的消防控制室。控制中心报警系统通常适用于大型的一级防护对象，这种类型的建筑物具有较大的建筑物尺寸，较高的耐​​火性和许多消防连锁功能。

本次设计的火灾自动报警系统按要求在必要时需要连锁相关消防设备启动，同时该综合楼的建筑规模适中，并且属于二级保护对象，所以不选用区域型火灾自动报警系统和控制中心型火灾自动报警系统。本次设计采用集中型火灾自动报警系统。

集中型火灾自动报警系统的工作流程简图如下图所示。

图3-1 集中型火灾自动报警系统工作流程

3.2 线制的选择

当前，根据探测器与报警控制器之间的各种连接方法，可以将绝大多数火灾自动报警系统分为多线制系统结构和总线制系统结构，模拟量传输系统结构由于目前应用较少，故在此不做考虑。有关多线制系统结构与总线制系统结构的各自优缺点已经在1.1.1中进行了叙述，所以在本节中不再重复。

最后，通过比较上述两种接线系统结构的优缺点，本设计选择了总线制的系统结构。

3.3 消防控制室的选择

经过对所有平面图纸的观察，地下室有一个房间的门直通中间的车道，而车道可以看作为疏散通道，满足《火规》中对消防控制室的有关规定：疏散门直通安全出口。所以将该房间作为消防控制室，房间面积为13.4。在消防控制室内布置了报警控制器（连锁型）、双路电源、火警电话总机、广播控制盘和图形显示装置等主要设备。

图3-2 消防控制室

3.4 火灾自动报警系统相关设备的确定

3.4.1 控制器

整个综合楼选择一个集中报警控制器，型号为JB-QT-GST5000（海湾），放置在消控室。

3.4.2 火灾探测器

《火规》第5.1.1条规定：

1） 在火灾开始时的阴燃阶段，产生大量的烟雾和少量的热量，很少或没有火焰散发的受保护场所，必须选择对烟雾敏感的火灾探测器。

2） 对于会产生大量热量、烟雾和火焰的受保护场所，可以将温度敏感型火灾探测器，烟雾敏感型火灾探测器，火焰探测器进行合理的组合布置。对于在火灾过程中产生烟雾和热量都较少的地方，应选择火焰探测器。

3） 如果在火灾开始时有阴燃阶段，并且需要及早发现，则应额外添加一氧化碳火灾探测器。

4） 在使用和产生易燃气体或蒸气的地方，应选择可燃气体探测器。

5） 应根据保护区域中潜在的火灾地点、可燃物的分析、火灾探测器的类型、灵敏度、响应时间来选择相应的火灾探测器。

图3-3 探测器安装间距的极限曲线

根据上述规定并结合该综合楼的实际情况，本次设计选择点型烟雾探测器作为该系统的主要探测器，型号为JTY-GD-G3T（海湾），同时在首层厨房位置和地下一层选择点型感温探测器，型号为JTW-ZCD-G3N（海湾）。在CAD天正电气中设置感烟探测器保护半径为5.8m，保护面积为60，感温探测器保护半径为3.6m，保护面积为20

使用天正电气的烟感温感功能对两种探测器先进行初步的布置，下面进行探测器的数量检验，检验方法如下：

根据《火规》第6.2条的规定，一个单独的探测区域内的探测器数量应满足以下公式的要求：

N=

其中，N为探测器数量，S为探测区域面积（），K为修正系数，在此取K=1.0，A为探测器的保护面积（）。下面以首层的大厅为例，进行计算。

利用CAD测量得到该大厅面积S=307，N===5.116(个)，此处N必须为大于计算结果的最小整数，所以取N=6，即该大厅最少需布置6个感烟探测器。在初步布置中使用天正电气布置感烟探测器数量为8个＞5个，所以满足最低探测器数量要求。

图3-4 首层大厅

首层其余各探测区域的探测器数量检验过程与上述过程相同，不再列出，检验结果如下表所示。对于检验不合格的位置适当增加了探测器数量。

表3-1 首层探测器检验

同样，在除首层之外的各层首先用CAD天正电气插件进行感烟/感温探测器布置，然后检查探测器的数量。 最后，下表显示了每层检测器的类型和数量。：

表3-2 各层探测器种类及数量

3.4.3 带电话插孔的手动报警按钮

《火规》第6.3条的规定，每个独立的防火分区内都必须配备至少一个手动报警按钮。从单个防火分区内的任何一点到最近的手动报警按钮的步行距离必须小于30m。手动火灾报警按钮最好设置在疏散路线的两端或出入口处。手动火灾报警按钮应设置在易于发现且易于操作的地方。如果采用壁挂式安装，其安装高度范围应在1.3m~1.5m之内，并且必须有明显的标记。根据上述规定设置带电话插孔的手动报警按钮，本次设计选择的带电话插孔的手动报警按钮型号为J-SAM-GST9122A（海湾），总计76个。布置位置见火灾自动报警系统平面图。

3.4.4 消防广播

《火规》第4.8.7条规定：集中型火灾自动报警系统和控制中心型火灾自动报警系统必须配备消防应急广播。消防应急广播的安装数量应满足从单个防火分区的任何地方到最近的消防应急广播的直线距离为25m或更小，从过道末端到最近的消防应急广播的距离最大为12.5m。当采用壁挂式安装时，消防应急广播的底部边缘与地面的高度应大于等于2.2 m 。依据以上规定设置消防紧急广播，本次设计选择的消防广播型号为YXJ3-4A（海湾），总计100个。具体布置情况见火灾自动报警系统平面图。

3.4.5 消防专用电话

《火规》第6.7条规定： 1）消控室必须设置消防专用电话总机。2）多线消防专用电话系统的每个分机必须分别连接到总机。3）消控室应配备可直接与火警119通话的电话。 同时，分机或电话插孔设置必须满足以下要求：：

（1） 消防泵房，发电机房，配电变压器室，计算机网络机房，主要通风空调室，防烟/排烟室，消防系统操作设备/控制室，公司消防站，总调度室，电梯机房以及其他值班的机房通常需要专门的消防分机电话。应当将专用于消防的分机电话固定并安装在易于发现且易于使用的地方，并且与常规电话有明显区别。

（2） 手动火灾报警按钮，消火栓按钮等处最好设置电话插孔，便于消防队员之间的通讯。

（3）电话插孔采用壁挂式安装时，安装高度范围最好为 1.3m～1.5m 之间。

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