建筑消防课程设计--某中学教学大楼火灾自动报警控制器设计

建筑消防课程设计--某中学教学大楼火灾自动报警控制器设计

目录

建筑自动消防工程课程设计任务书………………………………………3 一、1~13层预作用式自动水喷淋灭火系统设计………………………4 1、防火分区的划分……………………………………………………………4 2、火灾探测区域的设定与探测器的布置……………………………………4 3、预作用水喷淋系统各部分组成、参数以及选择时要求…………………6 二、14、15层消防联动控制的设计………………………………………7

1、防排烟设备的联动控制……………………………………………………7 2、正压送风系统和排烟系统的联动…………………………………………7 3、防火卷帘和防火门的联动控制……………………………………………8

三、16层干湿式自动水灭火系统设计……………………………………8

1、 防火分区划分………………………………………………………………8 2、 探测区域划分………………………………………………………………8 3、 探测器的选择和布置………………………………………………………8 4、 干湿式自动水灭火系统各部分组成、参数以及选择时要求……………9

四、消防广播系统设计…………………………………………………………10 五、消防直通电话设计…………………………………………………………11 六、附图……………………………………………………………………………11 七、参考文献………………………………………………………………………11

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《建筑自动消防工程》课程设计任务书

1、设计目的：

建筑自动消防工程课程设计，是配合《建筑自动消防工程》课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。课程设计的要求高于平时的作业，是对整个课程及相关知识的一个综合运用。设计要求学生自己确定设计方案、查取相关资料、进行过程计算，并要对自己的选择做出论证和校核，经过分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计，最终掌握建筑电气消防工程的设计原理和方法。具体应达到以下目的：

1、通过课程设计加深对本课程基本知识的理解,提高综合利用本课程知识的能力；

2、掌握本课程工程设计的主要内容、步骤和方法； 3、提高消防电气控制线路的设计能力；

4、学会应用有关国标、规范等设计资料，进行设计计算的能力； 5、提高分析问题，解决问题的能力，逐步增强对实际工程的认识和理解。

2、设计题目：

某中学教学大楼火灾自动报警控制器设计 3、设计工况参考参数

1、一到13层是教室，其每层面积为1500m2；自行设置防火分区 2、14四、15五层是办公室，其面积为1500 m2； 3、16层是会议室：50×30×3m（长×宽×高） 4、耐火等级 二 级 5、全框架结构；中等装修

6、建筑物位置在市中心，人口集中，学生数量多，人流量大 4、设计内容：

1）.一到13层设计出预作用式自动水喷淋灭火系统；

2）14、15层对防烟、排烟、加压送风系统、防火卷帘等消防联动控制进行

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设计；

3）.16层要求用干湿式自动水灭火系统保护； 4）.完成火灾探测器的选择、平面布置；

5）.完成消防事故广播和直通电话系统的总体设计方案。

一、1~13层预作用式自动水喷淋灭火系统设计

1、防火分区的划分

由于该建筑是民用建筑，一层至十三层是教室，人员密集，而且有较多的桌椅板凳书籍等易燃物品。因而将其耐火等级设定为3级。根据表一可知，耐火等级为3级的民用建筑，每个防火分区的最大面积1200层，每层面积1500

。根据建筑面积，1~13

，由走廊将其分为四个部分，所有教室划分四个防火分区

①、②、③、④，走廊作为另一个防火分区⑤。如图一所示。

表一

建筑物类型 高层建筑类别 类别或耐火等级 1类 2类 地下室或停车场 1、2级 3级 4级 每个防火分区最大建筑面积m2 1000 1500 500 2500 1200 600 备注 民用建筑耐火等级 2、火灾探测区域的设定与探测器的布置

根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）中的规定，探测区域应按房(套)间划分。一个探测区域的面积不宜超过500㎡；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000㎡的房间，也可划为一个探测区域。根据要求将每个防火分区的内的教室化定位一个探测区，一层楼总计分为5个探测区。

房间高度 感烟探测器 感温探测器 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ感光探测器 （1） 探测器的选择

4

级 12＜h≤20 8＜h≤12 6＜h≤8 4＜h≤6 h≤4 × √ √ √ √ × × × × × × √ × × √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ 由于教室通风透光性比较好，一般多有易燃的木制的桌椅和其它的塑料用品，还有大量的书籍等易燃物品。故要求在火灾的初起阴燃阶段就能检测出看来，再根据房间高度，参考表二，因此我们可以选择感烟探测器。

（2） 确定一只探测器的保护面积

由已知条件：h=3m,S=1500m2>80m2，θ<150查表三可知，对于感烟探测器，在房间高度h<6米时，一只探测器的保护面积A=60 m2，保护半径R=5.8m。 火灾 地面 房间高探测器面积 度h（m） 的种类 S（㎡） 探测器的保护面积A和保护半径R 屋顶坡θ θ≤15° 15°＜θ≤30°＞θ 30° A(㎡R(m) A(㎡) R(m) A(㎡) R(m) ) 80 6.7 80 7.2 80 8.0 80 6.7 100 8.0 120 9.9 60 5.8 80 表三 7.2 100 9.0 感烟 S≤80 h≤12 探测器 S＞80 6＜h≤12 h≤6 （3） 探测器的布置 ① 探测器数目计算

每个教室的面积S=80㎡，则有80/0.9*601.5取整后得2.每个教室

安装2个，每层共有教室16间，共需32个。

走廊，根据其长度，横向为30m，30/（5.8*2）2.6，取整为3.纵向

50m， 50/（5.8*2）4.3取整为5.

总计每层需要探测器32+8=40个 ② 探测器安装间距

5

根据教室比例长宽分别是Q=12m和P=6m。a=P/n1 b=Q/n2，根据计算可知a=6m，b=6m.

③ 探测器邻墙距离

由公式 a1=[P-(n1-1)a]/2 b1=[Q-(n2-1)b]/2

可知a1=3m b1=3m

④校验

a*b=36

=㎡，故满足要求。又因为探测器的有效保护半径为

R(KA)5.1m，而本工程实际要求探测器的最大水平距离为

2ra12b12422.524.72m，所以Rr，另外探测器位置与相邻墙

壁之间的水平距离也满足大于0.5m之要求。所以，该实验室的火灾探测器的布置基本合理。

3. 预作用水喷淋系统各部分组成、参数以及选择时要求 （1）自动喷淋头

选用ZST-15系列型号开启式的喷淋头，设环境最高允许温度为49℃，根据其温度级别可以选择动作温度为68℃，颜色为红色。每个喷淋头在规定高度内的保护面积约为10m2，则整个区域需喷淋头个数为：n所以整层共需150个自动喷淋头。 （2）管路

管路又称管网，是将灭火剂-水从水源送到被保护现场的通路，配水管应采用内外镀锌钢管，配水管道在布置上应使配水管的压力均衡，并且保证各配水管入口压力不应大于0.4MPa，另外，在配水管上也不得接入其它的供水设施。 （3）控制装置

控制装置主要包括控制柜，安装于消防控制室，配以水流指示器和压力开关等传感器，当控制装置接到传感器信号后控制消防水泵的启动或停止。另外控制装置还配有水利警铃、报警阀、延迟器、阀门等设备，对灭火系统进行全面监控管理和报警等。

参考课本可以选择四川消防机械总厂生产的水流指示剂和压力开关。水流

S101500150个，10 6

指示器选择带电子延时装置的ZSJZ型号，额定工作压力1.2×108Pa。压力开关选择ZSJY-10型号，，额定工作压力106. （4）预作用式自动水喷淋系统示意图

如图所示，在平时，管网内存有高压气体，将高压水排斥在管网之外。如现场发生火灾，感烟探测器报警，通过报警控制器联动管网上的电磁阀，排除管网中的高压气体，并将压缩机电源切除，管网外的高压水（高压水箱中的水）可进入管网，使管网由干式变为湿式灭火系统，当喷淋头玻璃球遇热爆裂，即可进行喷淋灭火；当水流指示器和压力开关的报警信号送入报警控制器，报警控制器控制喷淋泵启动，对管网进行加压供水。这也是预作用式自动水喷淋系统的工作原理。

二、14、15层消防联动控制的设计

1、防排烟设备的联动控制

在火灾自动报警和消防联动控制系统中，防排烟是最重要的组成部分之一，其主要作用就是防止有害毒烟气侵入消防电梯前室、避难层和人员疏散通道等部位，防止有害毒气扩散蔓延。防排烟系统包括正压风机、排烟风机、正压送风机、防火阀、排烟阀、防火卷帘和防火门等。 2、正压送风系统和排烟系统的联动

当发生火灾时，火灾层的探测器发出报警信号，报警控制器受到信号后发出声光报警，同时联动控制器发出指令，开启正压风机和火灾层及相邻层的正压送风阀，及时对疏散通道、救援通道、楼梯间消防电梯前室等送入正压新风。驱散聚集的烟

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气；正压送风系统开启的同时，应及时开启火灾层及相邻上下两层的排烟阀，同时联动开启排烟风机，及时将烟气排出室外，把新鲜空气送入室内，以保证楼内人员安全疏散和消防人员的正常消防灭火工作。

当火灾时，排烟防火阀周围环境的烟气温度超过280℃时，其低熔点熔丝熔断而自行关闭，同时直接联动停止排烟风机。 3、防火卷帘和防火门的联动控制

当火灾发生使防火门两侧的感烟探测器和感温探测器报警时，火灾报警控制器可发出指令，通过回路总线上的控制模块联动控制防火门驱动装置动作，使防火门关闭；

当火灾发生时，感烟探测器首先报警，经火灾报警控制器通过回路总线上的控制模块联动控制其下降到距地1.8m处停止；如果现场温度再次升高一定值时，感温探测器再报警后，经火灾报警控制器联动控制其下降归底。

三、16层干湿式自动水灭火系统设计

1、防火分区划分

16层为会议室只含有一个的大空间，因此将其划分为一个防火分区，总计面积1500㎡。 2、探测区域划分

根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）中的规定，探测区域应按房(套)间划分。一个探测区域的面积不宜超过500㎡；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000㎡的房间，也可划为一个探测区域。因此将16层分为两个探测区比较合适，探测区①、②面积均为750㎡ 3、探测器的选择和布置 （1）探测器类型选择

同于教室，会议室也有将多的文件、桌椅等易燃物，且处于顶层，火灾危险系数更大。探测器选择时，要求能第一时间发现火灾，即阴燃阶段发现火情，以此选用感烟型火灾探测器。 （2）探测器保护面积和半径

查表三可知一只探测器的保护面积A=60 m2，保护半径R=5.8m。 （3）探测器布置

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① 探测器数目计算

整个会议室面积S=1500㎡，则1500/0.9*6027.8，取整得28个。

② 探测器安装间距

会议室比例Q=50m P=30m，a=P/n1 b=Q/n2，则a=7.5m b=7.2m

③ 探测器邻墙距离

由公式 a1=[P-(n1-1)a]/2

b1=[Q-(n2-1)b]/2

得 a1=3.75m b1=3.4m ④ 检验 ⑤ a*b=

=㎡，故满足要求。又因为探测器的有效保护半径为

R(KA)5.1m，而本工程实际要求探测器的最大水平距离为

2ra12b123.7523.425.06m，所以Rr，另外探测器位

置与相邻墙壁之间的水平距离也满足大于0.5m之要求。所以，该实验室的火灾探测器的布置基本合理。

4、干湿式自动水灭火系统各部分组成、参数以及选择时要求 （1）自动喷淋头

选用ZST-15系列型号开启式的喷淋头，设环境最高允许温度为49℃，根据其温度级别可以选择动作温度为68℃，颜色为红色。每个喷淋头在规定高度内的保护面积约为10m2，则整个区域需喷淋头个数为：n所以整层共需150个自动喷淋头。 （2）管路

管路是将灭火剂-水从水源送到被保护现场的通路，配水管应采用内外镀锌钢管，配水管道在布置上应使配水管的压力均衡，由于是干湿式自动水灭火系统管路在夏季始终充水，其工作时水压不一个超过1.2Mp

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S101500150个，10

（3）控制装置

控制装置主要包括控制柜，安装于消防控制室，配以水流指示器和压力开关等传感器，当控制装置接到传感器信号后控制消防水泵的启动或停止。另外控制装置还配有水利警铃、报警阀、延迟器、阀门等设备，对灭火系统进行全面监控管理和报警等。

参考课本可以选择四川消防机械总厂生产的水流指示剂和压力开关。水流指示器选择带电子延时装置的ZSJZ型号，额定工作压力1.2×108Pa。压力开关选择ZSJY-10型号，，额定工作压力106.

四、消防广播系统设计

一至十六层的警报器全部为吊装式安装。特性灵敏度级为90dB，输入功率为3W，安装高度为3m，收听点高度为1m，保护区收听点处的最小允许声压级为75dB。 根据公式求得如下：

①警报器的最大输出声压级为：LomaxL010lgP9010lg394.8dB ②警报器的声波辐射球面半径为：L10(LOmaxLl)201094.875209.8m

2222r[l(Hh)]9.8(31)9.6m ③警报器的保护半径为：

④ 警报器的保护面积：

Sr(2rsin45o)229.62184.32m22

一至十三层，每层分为四个区，每个分区面积为S=320 m2，所以nS/Sr320/184.321.74（个），为确保可靠性，每区取3个，则每层选用12个，

布置图如下。 ⑤消防广播系统控制

火灾发生时，为指挥火场人员紧急疏散，指挥消防人

员

灭

火

，

在

消

防

中

10

广播分配机扩音机切换器切换器切换器广播分配机功率放大器消防控制盘电源控制盘故障检测盘联动输入消防电源心设置消防广播系统。其主要

组成如下

五、消防直通电话设计

在每一部消防电话，其旁设手动报警按钮。在设计时注意，消防电话选用壁挂式，红色或其它醒目颜色，不用拨号，拿起既能用，间隔步行距离小于30米，一般为20米，来选择电话机的数目。故以此可以算出三层的消防电话的数目。

1~13层每层设8部，14~15层每层5部，16层设3部。

电话主机装设与消防值班室内，用专用的电话机柜即可，选择一门电话主机。

工作原理：当火灾发生时，手动按报警按钮，信号传到报警控制器，报警控制器LD—8304动作，此时与LD—8304连接的继电器的触点闭合，电话总线接通，电话线插入电话插孔即可使用，报告火灾现场火情。

六、附图

1、1~13层平面图及感烟探测器布置图 2、16层感烟探测器布置图

七、参考文献

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1、《建筑自动消防工程》

2、《高层民用建筑设计防火规范》 3、《火灾自动报警系统设计规范》 4、《建筑设计防火规范》 附图：

① ② ⑤ ③④ 图一

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