郑州轻工业学院
课程设计说明书
题目： 汝州天林医院火灾自动报警系统设计
姓 名： 院 （系）： 建筑环境工程学院 专业班级： 建筑电气与智能化 学 号： 指导教师：
成 绩：
时间： 年 6月 日至 年 7 月 日
目录
摘 要 .............................................................................................................................................. 1 1 绪论 .............................................................................................................................................. 2
1.1 工程概况............................................................................................................................ 2 1.2 设计依据............................................................................................................................ 2 2 火灾自动报警系统 ....................................................................................................................... 2
2.1 火灾自动报警系统概述 .................................................................................................... 2 2.2 火灾自动报警系统主要设备的设置 ................................................................................ 3
2.2.1 火灾报警控制器的设置 ......................................................................................... 3 2.2.2 火灾探测器的设置 ................................................................................................. 3 2.2.3 手动火灾报警按钮的设置 ..................................................................................... 4 2.2.4 火灾警报器的设置 ................................................................................................. 4 2.2.5 消防应急广播的设置 ............................................................................................. 5 2.2.6 消防专用电话的设置 ............................................................................................. 5
3 报警控制系统 ............................................................................................................................... 6
3.1 区域报警控制系统 ............................................................................................................ 6 3.2 集中报警控制系统 ............................................................................................................ 6 3.3 控制中心报警系统 ............................................................................................................ 7 4 火灾自动报警系统设计 ............................................................................................................... 7
4.1系统选型............................................................................................................................. 7 4.2 防火分区的划分 ................................................................................................................ 8 4.3 探测区域和报警区域的划分 ............................................................................................ 9
4.3.1 报警区域的划分 ..................................................................................................... 9 4.3.2 探测区域的划分 ..................................................................................................... 9 4.4 火灾探测器的设计 .......................................................................................................... 10
4.4.1 火灾探测器的选择 ............................................................................................... 10 4.4.2 火灾探测器的布置 ............................................................................................... 10 4.5 手动报警按钮的设计 ...................................................................................................... 12 4.6 消防联动控制系统设计 .................................................................................................. 13
4.6.1 室内消火栓系统的联动设计 ............................................................................... 13 4.6.2 防排烟系统的联动设计 ....................................................................................... 13 4.6.3 火灾事故广播系统设计 ....................................................................................... 13
总结 ................................................................................................................................................ 15 参考文献......................................................................................................................................... 16
摘 要
本次课程设计为汝州医院火灾自动报警控制系统设计，本工程为六层的多层建筑。本次课程设计的目的有：熟悉国家相关的消防法规和标准；熟悉建筑的防火要求；了解建筑物的火灾特性和火灾防治技术；熟悉火灾自动报警及其联动控制系统的工作原理及结构；掌握一门绘图软件，如AutoCAD；对某建筑提出设计方案，进行方案论证并进行火灾自动报警及其联动控制系统设计，系统分布合理、结构清晰；完成该建筑的火灾自动报警系统图纸设计，包括该建筑的火灾自动报警系统设计说明、系统图、平面布置图等。系统需要设置的主要设备有： 火灾报警控制器、火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾警报器、消防应急广播、消防专用电话、模块等。
关键词：火灾自动报警系统；规范；设备设置
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1 绪论
1.1 工程概况
本工程为汝州天林医院，属于公共场所，工作人员加来往人员较多，在其内部还有各种贵重设备、资料、文献等。该楼共六层，其中1到3层都带有副附楼，该建筑为二类建筑。
1.2 设计依据
（1）GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》 （2）GB 50016—2014 《建筑设计防火规范》
（3）GB 50166-2007 《火灾自动报警系统施工及验收规范》
2 火灾自动报警系统
2.1 火灾自动报警系统概述
火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、联动输出装置以及具有其它辅助功能装置组成的，它具有能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时以声或光的形式通知着火层及上下邻层疏散，控制器记录火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失，是人们同火灾做斗争的有力工具。
有关资料统计表明：凡是安装了火灾自动报警系统的场所，发生了火灾一般地说都能及早报警，不会酿成重大火灾。火灾自动报警系统在消防安全保卫工作中发挥了重要作用。
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2.2 火灾自动报警系统主要设备的设置 2.2.1 火灾报警控制器的设置
（1）火灾报警控制器和消防联动控制器，应设置在消防控制室内或有人值班的房间和场所。
（2）火灾报警控制器和消防联动控制器等在消防控制室内的布置，应符合本规范第3．4．8条的规定。
（3）火灾报警控制器和消防联动控制器安装在墙上时，其主显示屏高度宜为1．5m～1．8m，其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。
2.2.2 火灾探测器的设置
（1）探测区域的每个房间应至少设置一只火灾探测器。
（2）感烟火灾探测器和A1、A2、B型感温火灾探测器的保护面积和保护半径，应按表2-1确定；C、D、E、F、G型感温火灾探测器的保护面积和保护半径，应根据生产企业设计说明书确定，但不应超过表2-1的规定。
表2-1 感烟火灾探测器和A1、A2、B型感温火灾探测器的保护面积和保护半径
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注：建筑高度不超过14m的封闭探测空间，且火灾初期会产生大量的烟时，
可设置点型感烟火灾探测器。
3 感烟火灾探测器、感温火灾探测器的安装间距，应根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应超过本规范附录E探测器安装间距的极限曲线D1～D11(含D′9)规定的范围。
4 一只探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于公式(2-1)的计算值：
2-1 式中：N——探测器数量(只)，N应取整数； S——该探测区域面积(m2)；
K——修正系数，容纳人数超过10000人的公共场所宜取0．7～0．8；容纳人数为2000人～10000人的公共场所宜取0．8～0．9，容纳人数为500人～2000人的公共场所宜取0．9～1．0，其他场所可取1．0； A——探测器的保护面积(m2)。
2.2.3 手动火灾报警按钮的设置
（1）每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的手动火灾报警按钮的步行距离不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在疏散通道或出入口处。列车上设置的手动火灾报警按钮，应设置在每节车厢的出入口和中间部位。
（2）手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。当采用壁挂方式安装时，其底边距地高度宜为1．3m～1．5m，且应有明显的标志。
2.2.4 火灾警报器的设置
（1）火灾光警报器应设置在每个楼层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部
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拐角等处的明显部位，且不宜与安全出口指示标志灯具设置在同一面墙上。 （2）每个报警区域内应均匀设置火灾警报器，其声压级不应小于60dB；在环境噪声大于60dB的场所，其声压级应高于背景噪声15dB。
（3）当火灾警报器采用壁挂方式安装时，其底边距地面高度应大于2．2m。
2.2.5 消防应急广播的设置
（1）民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于3W，其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的直线距离不大于25m，走道末端距最近的扬声器距离不应大于12．5m。 （2）在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。
（3）客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于1W。 （4）壁挂扬声器的底边距地面高度应大于2．2m。
2.2.6 消防专用电话的设置
（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。 （2）消防控制室应设置消防专用电话总机。
（3）多线制消防专用电话系统中的每个电话分机应与总机单独连接。 （4）电话分机或电话插孔的设置，应符合下列规定：
1）消防水泵房、发电机房、配变电室、计算机网络机房、主要通风和空调机房、防排烟机房、灭火控制系统操作装置处或控制室、企业消防站、消防值班室、总调度室、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应设置消防专用电话分机。消防专用电话分机，应固定安装在明显且便于使用的部位，并应有区别于普通电话的标识。
2）设有手动火灾报警按钮或消火栓按钮等处，宜设置电话插孔，并宜选择带有电话插孔的手动火灾报警按钮。
3）各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话插孔。 4）电话插孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1．3m～1．5m。
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（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 报警控制系统
3.1 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。
3.2 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、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。
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(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。
3.3 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
4 火灾自动报警系统设计
4.1系统选型
依据《火灾自动报警系统设计规范》将天林医院界定为二级保护对象，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6台楼层显示器和一台集中报警控制器及联动控制装置（设计详见系统图）。
本工程选用安吉斯JB-LT-GEC2000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，它不同于传统的分布智能，也不通于简单的集中智能。分布智能是探测器报警，将信号传输给控制器，从而报出火灾地址；集中智能是由探测器将探测到的火灾信号不断的传输给控制器，由控制器进行判断，从而报出火灾地址。本系统为分布与智能集中相结合，在系统硬件上采用分布结构，而在软件报警算法上采用集中处理。系统具有现场编程功能，控制器留有计算机接口，可直接接入计算机键盘进行现场编程，也可在外接PC机或笔记本上进行编程后再固化芯片转插在控制器上。CRT彩色显示系统，采用WIN98界面，操作简单，易于工程进行编程。具有黑匣子储存功能，便于火灾发生时提供查认
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依据。
4.2 防火分区的划分
除本规范另有规定外。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应符合表4-1的规定。
表4-1 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 注：1 表中规定的防火分区最大允许建筑面积，当建筑内设置自动灭火系统时，可按本表的规定增加1．0倍；局部设置时，防火分区的增加面积可按该局部面积的1．0倍计算。
2 裙房与高层建筑主体之间设置防火墙时，裙房的防火分区可按单、多层建筑的要求确定。
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本工程天林医院共六层，该楼共六层，其中1到3层都带有副附楼，建筑物高度为18.6m。该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。
4.3 探测区域和报警区域的划分
火灾自动报警系统的保护对象形式多样，功能各异，规模不等。为了便于早期探测、早期报警，方便日常的维护管理，在安装的火灾自动报警系统中，人们一般都将其保护空间划分为若干个报警区域。每个报警区域又划分了若干个探测区域。这样这可以在火灾时，能够迅速、准确地确定着火部位，便于有关人员采取有效措施。
因此，所谓报警区域就是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。
4.3.1 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，所以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。
4.3.2 探测区域的划分
由于该建筑为二级保护对象，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，并且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。根据以上的规定我把天林的探测区域划分如下：
(1) 由于天林医院每层的房间都是小空间，所以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，每隔2～3层划分为一个探测区
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域并且设置一个火灾探测器。
(3) 把前室（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）和走道分别单独划分探测区域。特别是前室与电梯竖井、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。对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地，但该前室与电梯竖井相通，也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过，也单独划分探测区域及装设火灾探测器。
4.4 火灾探测器的设计 4.4.1 火灾探测器的选择
医院是公共建筑，在建筑内存在大量的装修材料、文件、药品等物品，在发生火灾的时候会产生大量的烟雾，所有我选择感烟探测器作为医院的火灾的主要探测工具。
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。在满足性能价格比高的前提下，要求尽可高的系统可靠性和尽可能低的误报率是我们设计者所追求的共同目标。从追求卓越的理想角度出发，选用最先进设备产品；但从节省投资的现实角度出发，选用较佳的设备，但是不能放松和降低对于系统可靠性和误报率基本要求。目前大量使用的离子感烟探测器对各种明火烟雾检测效果较好,对阴燃烟雾也能检测,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。通过以上比较及根据医院的实际情况，我选用光电感烟探测器。
4.4.2 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，我对医院的火灾探测器进行如下布置：
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（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4-2探测器安装间距的极限曲线所示。
图4-2 探测器安装间距的极限曲线
注：A—探测器的保护面积(m2)；a、b—探测器的安装间距(m)； D1～D11(含D′9)—在不同保护面积A和保护半径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)
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（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：
(4-1)[6]
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(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。
本工程天林医院楼层高度低于6m,房间的坡度小于15，根据以上条件查表2－1得保护面积A＝60m2，保护半径R＝5.8m。所以：D＝2R＝25.8=11.6m
根据D=11.6m在图4-2中对应的保护面积A＝80 m2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。在满足规范对探测器设置位置要求的前提下，可根据上述条件计算探测器的数量。
以一楼门诊室为例： S＝39.6m2
根据建筑的重要性选择K＝1，根据公式4-1计算得N=0.66，所以布置1只符合要求。同理计算出其他房间布置数目。
（4）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。
4.5 手动报警按钮的设计
（1）每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的手动火灾报警按钮的步行距离不应大于30m。手动火灾报
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警按钮宜设置在疏散通道或出入口处。列车上设置的手动火灾报警按钮，应设置在每节车厢的出入口和中间部位。
（2）手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位。当采用壁挂方式安装时，其底边距地高度宜为1．3m～1．5m，且应有明显的标志。
4.6 消防联动控制系统设计 4.6.1 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，当发生火灾的时候可以直接启动消防泵，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。
4.6.2 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。
4.6.3 火灾事故广播系统设计
火灾事故广播系统由广播功放盘、广播录放盘、传输线路、电源、扬声器及广播控制模块等组成。天林医院的火灾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四五六各2个，二三层各4个，一层各层为6个，每只音箱的功率为3W。采用一种总线式火灾事故广播系统：由广播录放盘、消防广播功放盘、消防广播分配盘、广播控制模块及音响组成。
总线式火灾事故广播系统是通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
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故广播系统对火灾现场及相关场所实施紧急广播。通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。
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总结
通过本次设计，我掌握了火灾自动报警系统设计的基本思路，了解了相应规范条文，懂得了如何把所学的理论知识和实际问题相互融会贯通, 不但巩固了我们本学期所学的 《建筑公共安全技术与设计》这一课程的理论知识，还能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力，从中获得了不少的收获和心得。也使我对课程设计有了更深的了解。
经过这次的课程设计，我发现还有很多不足，还有很多欠缺的地方，考虑的不是很周详。不过在这次的课程设计中我懂得了知识是要进一步掌握和学习，才能融会贯通。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
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参考文献
[1] GB 50116-2013. 火灾自动报警系统设计规范［S］. [2] GB 50016-2014. 住宅建筑电气设计规范［S］.
[3] GB 50166-2007. 火灾自动报警系统施工及验收规范［S］.
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