火灾自动报警系统设计 毕业论文

摘 要

本论文是针对龙华里和顺园旧楼改造的火灾自动报警系统设计，对高层建筑的火灾报警及联动控制系统的一些学习心得。

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。文章通过消防设计，论述了火灾自动报警及消防联动系统。除了这一大系统中所包括的编码感温探测器、编码感烟探测器、火灾紧急报警电话、地址式报警按钮、报警指示灯、手动报警按钮等外，水流指示器、带监视信号的检修阀、防火卷帘门等。

关键词：火灾自动报警；联动控制；火灾探测器；高层建筑

ABSTRACT

This thesis is just for the Automatic Fire Alarming System of The Building

of rebuild of Long hua li he shun yuan.

Along with the quick economic development of our country and continuous

increasing of the people’s life level, the city is increasingly nervous with the ground, urging the buildings just develop in the direction of high and density. The architectural characteristics of high buildings decides the risk of fire and the importance of the automatic fire alarming system. A set of integrity automatic fire alarming system is the beneficial guarantee of the people’s life and property when a high building fire occurs and it’s the key of if people can discover the fire quickly and accurately to put it out at the embryotic place of the appearance of fire. The project design for fire protection that mainly was consisted autoalarm of fire and fire control link the system. Add to designing the code temperature sensing detector that includes in these two major systems, the sense cigarette detector of the code , urgent alarm call of fire , address type alarm button , warning indicator lamp , manual alarm button , for instance: Rivers indicator,overhaul valve of monitoring signal, fire prevention rolling screen door etc.

Keywords : Automatic fire alarming system; detection devices of automatic

fire alarming system; risk; high buildings

目 录

第一章 引 言..............................................................................................................................- 1 -

1.1建筑情况及方案确定 .......................................................................................................- 1 -

1.2火灾自动报警系统的作用 ................................................................................................- 1 -

第二章 火灾自动报警系统简介 ...................................................................................................- 3 -

2.1 火灾自动报警系统概述 ..................................................................................................- 3 -

2.2 火灾自动报警系统的组成 ...............................................................................................- 3 -

2.3 火灾自动报警系统功能 ..................................................................................................- 5 -

第三章 火灾自动报警系统的设置 ................................................................................................- 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 -

第四章 火灾自动报警系统设计 ................................................................................................. - 10 -

4.1系统选型 ...................................................................................................................... - 10 -

4.2 防火区域和报警区域 .................................................................................................... - 10 -

4.2.1 防火分区定义 ..................................................................................................... - 10 -

4.2.2 防火分区的划分 ................................................................................................. - 11 -

4.2.3 报警区域的划分 ................................................................................................. - 14 -

4.3 火灾探测器 .................................................................................................................. - 14 -

4.3.1火灾探测器种类 .................................................................................................. - 14 -

4.3.2 火灾探测器的选择 .............................................................................................. - 16 -

4.3.3 火灾探测器的设置 .............................................................................................. - 20 -

4.4 手动报警按钮的设置 .................................................................................................... - 21 -

4.5 火灾应急广播扬声器的设置 ......................................................................................... - 21 -

4.6 火灾自动报警装置 ....................................................................................................... - 22 -

4.7 消防专用电话的设置 .................................................................................................... - 24 -

第五章 消防联动的设计 ............................................................................................................ - 26 -

5.1 消防水泵 ..................................................................................................................... - 26 -

5.2 电动防火卷帘 .............................................................................................................. - 27 -

5.3 防烟、排烟设施 .......................................................................................................... - 28 -

结束语 ...................................................................................................................................... - 30 - 致 谢 ........................................................................................................................................ - 31 - 参考文献................................................................................................................................... - 32 -

第一章 引 言

消防是防火和灭火的总称。我国消防工作执行“预防为主，防消结合”的方针。为

使这一方针得到贯彻，每个与消防有关的人员都应认真做好消防工作，力求制止火灾的

发生，同时充分做好灭火准备。每当发生火灾，尽快扑灭，尽可能地减少火灾所造成的

人员伤亡和财产损失。防，可以减少火灾的发生。消，可能减少损失和伤亡，两者相辅

相成，融为一体。

随着我国建设事业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而，促进了消防事业

的快速发展。尤其是火灾报警和灭火系统已引起广泛的关注，其自动化程度逐渐完善，在建筑防火中发挥着越来越大的作用，已成为一门新技术学科，独树一帜。随着我国建

筑业的发展，消防（防灾）系统也正以迅猛的速度向前迈进。

1.1建筑情况及方案确定

工程名称龙华里和顺园（焦化厂）危旧平房改造工程。基地位于唐山市路北区东部

边缘，介于南北向的缸窑路与铁路之间，基地西侧隔缸窑路与湾道山公园相望；南侧为

多家与陶瓷制品相关的生产、加工和机械设备工厂；北侧紧邻缸窑里；东侧跨铁路主要

是为国煤矿和部分临时建筑。楼栋高度为12到26层，建筑以高层住宅楼为主。小区总建

筑面积约为53万平方米，地上建筑面积约43万平方米，地下约9.7万平方米。其中住宅

建筑面积约为37万平方米，商业建筑面积约为6万平方米。

在设计火灾自动报警及消防联动控制系统时，首先明确建筑物本身建筑特点和功

能特点，了解该建筑的防火工程设计中其它专业的设施，尤其是设备（通风、水）专

业对于电气专业的设计要求，然后根据有关规范对建筑物定性，确定系统的总体结构。

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。

1.2火灾自动报警系统的作用

火灾自动报警及消防联动系统,作为智能建筑中的一个重要子系统, 其重要性是众

所周知的。要在智能建筑中创造一个安全舒适的环境,消防安全是其中的一个重要的方

面。火灾自动报警及消防联动系统,作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身

和财产安全,起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是人们为了早期发现火灾，并

及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设

施，是人类同火灾作斗争的有力工具。

第二章 火灾自动报警系统简介

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

便于人员撤离，防止火灾发展和蔓延，控制和扑灭火灾。

2.1 火灾自动报警系统概述

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。

2.2 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。

2.3 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。

第三章 火灾自动报警系统的设置

火灾自动报警系统设计时，应根据自动报警系统的不同类型以及不同的设备选型，

设计相应的报警、联动线路和设备。报警规范，将火灾报警系统划分为三种基本形式:

区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。

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由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。

（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，是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。

（1）监控终端

监控终端安装在用户单位，与建筑物内的火灾探测报警系统相连接，通过直接采集

和串行数据通信两种方式来采集数据，监测火灾探测报警系统的运行状态，并将各类报

警信息通过通信网络传送至信息中心。该火灾探测报警系统通讯采用消防标准协议，能

够和其他消防设备稳定兼容。可扩展的RS232/RS422/HS485通讯模块，支持各类消防控

制器的信息转换。预留网络接口，支持TCP/IP协议，支持基于Internet的远程控制和信

息交互功能;支持消防国际协议;具有支持各类消防控制器转换协议功能。其通过对数据

通信A口输出的数据进行协议分析，就能得到被监设备详细的信息，包括报警部件的编

号、报警类型、系统运行状态等。由于目前我国还没有相关的通信协议实施标准，因此

国内外儿百个厂家设备的通信协议都不一样各厂家的通信协议均有缺点，如告警信息只

送出一次，并且不能通过询问来得到数据。这样，如果采接收数据时发生差错，就会造

成告警信息丢失。因此对有通信接口输出数据的设备，同时也采用直接采集的方式，使

告警信息的采集有冗余，确保不漏失告警信号。

（2）通信网络结构

通信网络系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，特殊之处是将计算机

数据通信技术应用于火灾报警控制器，使控制器之间能够通过Ethernet及Token

Ring,TokenBus等通信协议，以及专用通信线或总线（RS232,422总线,485总线）交

换数据信息，实现火灾监控系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功

能。显然，网络通信系统结构既可专用通信网络实现，也可基于开放式的现场总线技术

实现，再配以分布智能数据处理方式，能适应高性能火灾监控系统的发展需要，为城市

消防数据信息网络系统建设奠定基础并满足未来发展需要。有线通信线路可能会由于火

灾被烧毁，因此系统同时采用有线和无线两种通信方式，可根据用户的具休情况来选用。系统可以采用B/S与C/S相结合的系统架构，监控中心通过DDN专线与联通、移动的中心

服务器相连，同时通过网关管理为119报警指挥系统及集团用户提供服务接口。系统符

合国家标准《消防通信指挥系统设计规范》的要求。

火灾自动报警监控器与各单位的火灾自动报警控制系统连接，通过CDMA无线VPN专

网与城市火灾自动报警监控管理中心相连，整体构架成火灾自动报警监控网络管理系

统。

（3）信息处理中心

信息处理中心采用分布式结构，通过局域网把功能分布的工作站联成一体。这种分

布式结构提高了系统的灵活性和可扩展性。系统对关键设备(包括通信前置机、数据库

服务器、告警处理工作站和网络交换机)采用冗余配置，其他辅助设备（包括维护工作

站、录音工作站等）的运行可以有停顿，因此采用样机工作方式。

系统将联网用户消防报警设备所发出的报警信息，自动发送到监控服务中心，经过

监控中心对报警信息的确认后转发到119接警中心。

系统可以对联网用户的消防报警设备运行情况进行监测、记录、统计，及时地通知

联网用户对设备进行维护、清洗、更换确保消防报警设备处在最佳工作状态。

第四章 火灾自动报警系统设计

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。

4.1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。

4.2 防火区域和报警区域

4.2.1 防火分区定义

所谓防火分区是指采用防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。

4.2.2 防火分区的划分

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）。

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。