某医院综合楼的火灾自动报警系统设计.docx
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1、摘 要由于中国社会经济的快速增长,建筑业的发展逐步达到了强劲的水平,一系列的安全问题也随之而生,其中以火灾灾害最为显著。特别是近几年,我国的火灾事故高频发生,有较强的危险性和破坏性,对人身和财产安全造成不可预测的损害,引发了人们对火灾预防和事故处理的高度重视,促使了火灾自动报警系统的产生,而一套良好高效的火灾自动报警系统不仅能提前预知火情,还可以及时处理火灾,以减少人员伤亡和财产损失。到目前为止,火灾自动报警技术发展尤其迅速,应用范围也逐渐变广,但对于医院这个特殊环境来看,普通的系统可靠性、智能化程度低,早已无法满足现状,因此,本设计专门对医院综合楼这个特殊建筑设计了一套系统化、智能化的火灾自
2、动报警系统,以便能快速有效的抵御火灾。 本设计首先了解了医院火灾自动报警系统的应用情况,深入分析了国内外对该技术的研究现状,提出了总的设计思路,其次结合多个消防、建筑标准规范和医院综合楼消防的实际需求开展一系列研究,其主要研究内容如下:(1)确定医院综合楼所需火灾探测器的选型;(2)划分防火分区、报警区域与探测区域;(3)根据现有的医院建筑图纸,将探测系统与控制系统进行联结,最后实现完整的系统联动设计,确保在发生火灾后能及时救援,减少损伤。关键词:自动报警;联动控制;智能设计 AbstractWith the continuous and rapid growth of Chinas nati
3、onal economy, buildings are gradually developed to be high-rise and intensive, and a series of safety problems arise, among which the fire is the most obvious. Especially in recent years, dangerous and destructive fire accidents have frequently occurred in China, which brings inestimable losses to p
4、eoples personal and property safety, arouses peoples high attention to fire prevention and accident handling, and promotes the emergence of automatic fire alarm system. A good and efficient automatic fire alarm system can not only predict the fire situation in advance, but also deal with the fire in
5、 time to reduce casualties and property losses.Up to now, the development of automatic fire alarm technology has been particularly rapid, and the application scope has gradually become wider. But for hospitals, the special environment, a common system has low reliability and intelligence degree, whi
6、ch cannot meet the current situation. So a systematic and intelligent automatic fire alarm system was specially designed for hospital complex buildings, in order to quickly and effectively protect from the fire.This design first understood the application of the automatic fire alarm system in hospit
7、als, deeply analyzed the research status of this technology at home and abroad, and put forward the overall design ideas. Then this design carried out a series of studies by combining a number of fire control standards, building codes and the actual needs of the hospital complex buildings for fire c
8、ontrol, with the main study content as below: (1) determining the type of fire detector needed in the hospital complex building; (2) dividing fire prevention area, alarm area and detection area; (3) adding the fire linkage design on the original basis, to make linkage connection of the control syste
9、m with fire extinguishing system, smoke exhaust system, fire prevention system and emergency system, and to finally realize the complete system linkage design, which will ensure timely rescue in case of fire and minimize damages.Key words: Automatic fire alarm; Linkage control; Intelligent design II
10、第1章 绪论1.1 课题研究的背景及意义随着医疗行业的快速发展,人们对医院环境的要求也越来越高,导致医院建筑越来越多,建筑的规模也越来越大,与此同时,建筑的标准也越来越高。由于医院是一个设备先进、资料档案较多,人员较为集中的一个场所,一旦发生火灾将引起大量的人员和财产损失,因此,火灾自动报警系统已成为医院消防系统中不可或缺的重要组成部分,可以及时发现火灾,采取扑救措施。本设计针对医院综合楼的消防安全,在已有的建筑图纸上,设计了集火灾探测报警和消防联动控制为一体的综合性系统,旨在为该医院综合楼的消防系统设计提供依据,加强医院综合楼的消防安全建设。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状自1
11、980年以来,国外的火灾报警系统得到了长足的发展,并且已经出现了从传统到智能的趋势。以下是其发展阶段: 在第一阶段,Swiss Siberus公司开发了第一个可寻址的自动火灾警报系统,并引入了用于做出警报决策的控制器,该控制器具有连续监控、对灵敏度变化的自动补偿和用于手动干预的预警功能1。在第二阶段,日本消防研究所和能美公司等在研究了人工智能的应用时,利用烟雾、温度和CO传感器的多传感器应用技术,研发了可以同时处理多个信息的系统,能及早发出火灾警告以确定是否发生了火灾1。在第三阶段,Swiss Siberus公司又推出了智能分布式火灾自动报警系统,该系统使用了模糊逻辑和人工神经网络算法软件来做
12、出报警决策。它的最大优点是可以准确地区分真假火灾,并减少假警报1。在第四阶段,美国的Notifel公司和System Sensor公司联合开发了一系列由智能多传感器探测器组成的AFP-400智能分布式火灾自动报警系统,在探测器灵敏度上有了更大的突破1。到目前为止,部分发达国家如美国、英国、德国、日本等仍在对火灾自动报警系统进行研究,使其更加的智能化,以便更加快速和可靠的探测到火灾,及时扑救。1.2.2 国内研究现状随着科学技术的发展,我国对火灾自动报警系统的设计也不断提高,实现了火灾自动报警系统多线型-总线型-智能型的发展趋势,为了使其进一步的发展,近年来,我国学者针对不同领域建筑火灾自动报警
13、系统做出了以下研究:章梁斌通过分析高校图书馆火灾报警系统的应用需求,提出重要的消防设施应同时设计总线模块联动控制和多线启动装置,并阐明了系统联动控制的思路和方法2。曹嫣提出了地铁站消防联动控制系统的设计方案,并解释了如何操作自动火灾报警、环境与设备监控和综合监控三大系统,成功实现了地铁站的火灾自动报警3。马春英、王亚慧从火灾自动报警系统出发,结合联动控制系统和探测器的选择,从火灾报警、排烟、系统电源等方面对北京一家服装店的火灾报警系统进行了探讨,设计了一个符合建筑物本身特点的火灾自动报警系统4。陈美健提出了高层建筑火灾自动报警系统的设计要点,包括探测器的选择、报警系统及通讯系统的配置要求,确保
14、火灾自动报警系统能够满足使用要求5。 黄玲全面论述了超高层综合建筑火灾自动报警系统的设计,提出除联动控制方法外,消防中心还应设置手动直接控制装置,以确保火灾报警时能尽早发现,然后由联动控制器启动消防泵、排烟器等装置来控制火灾,保障人员财产安全6。贺通京建议以自动火灾报警和联动灭火系统的智能化设计为研究核心,以实现高层建筑火灾状况的监测、控制、报警和抑制,提高火灾预警和处理效率,减少火灾发生,降低损失 7。 综上所述,与西方发达国家相比,我国对火灾自动报警技术的研究起步较晚,发展也比较缓慢, 无论从理论研究还是实际应用来看,西方发达国家都远远高于我国,特别是对医院的特殊环境,我国原有的局部的、自
15、动化程度低的火灾报警系统已经无法满足当前使用的需求,因此,本设计提出了一种系统化、智能化的自动火灾报警系统,可以为医院提供更好的防火保障。1.3 课题的主要任务和内容安排本设计的主要任务是依据火灾自动报警系统设计规范(GB50116-2013)建筑设计防火规范(GB50016-2014)等相关标准,根据已有的医院综合楼的建筑图纸,为其设计一套良好高效的火灾自动报警系统。 本设计的内容结构安排如下:第一章:介绍课题的研究背景与意义、国内外学者对其的研究现状、课题的主要任务和内容安排,了解目前医院火灾自动报警系统的存在的缺陷,并根据现有的某医院综合楼的建筑图纸结合相关的文献资料设计该系统。 第二章
16、:介绍火灾自动报警系统的构成,阐述系统的总体设计框架及相关标准规范。第三章:分析医院综合楼的特性,了解其工程概况,确定防火建筑类别和保护对象的等级,明确系统的结构选型,划分防火分区、报警区域和探测区域,设置火灾探测器、控制器、显示盘、手动报警按钮、消火栓按钮等火灾报警设备。第四章:在已有的基础上,加入消防联动的设计,将火灾探测报警系统与灭火系统、防烟系统、防火系统、消防专用系统和应急系统进行联动联结,确保在发生火灾后能够及时救援,减少损伤。第2章 火灾自动报警系统2.1 火灾自动报警系统概述火灾探测报警与消防联动控制系统简称为火灾自动报警系统,它是一种自动消防设施,可实现早期的火灾探测和报警,
17、然后将信号通过控制器发送到相应的消防设备,并接收反馈信号以实现预测和消防功能。图01所示的是其基本组成:图02 火灾自动报警系统的基本组成图2.2 系统总体设计框架图02 系统总体设计框架由图02 图所示,火灾发生时,处于现场的人员通过触动手动报警按钮报警或是火灾探测器在检测到光、热、烟、气等信号时自动报警,并将报警信号传输到火灾报警控制器,经接收后,由火灾显示盘确认报警的部位,同时报警器发出声光报警,然后再将报警信号传至消防联动控制器,得到确认之后,启动相应的消防设备,实现消防的功能。另外,消防控制室的值班人员在显示器上发现火情后,也可以通过手动操作直接启动系统消灭火灾。第3章 医院综合楼火
18、灾探测报警系统设计3.1 医院综合楼的特性医院综合楼的特点:(1)占地面积广,楼层高,是医院最具代表性的建筑;(2)综合楼内部结构复杂,是集门诊与病房为一体的建筑,增加了系统设计的复杂性,使难度加大;(3)群体密集化较为严重,一旦发生火灾,没有及时采取扑救措施,势必造成大量人员伤亡;(4)医疗设备先进,易燃药品较多,若是发生火灾,经济损失必定无法避免,而且后果十分严重。3.2 综合楼工程概况3.2.1 建筑概况该综合楼是医院的主体建筑,共计二十层(包括地下一层的车库),总建筑面积约3.2万m2,表01所示的是其楼层的建筑概况:表02楼层建筑概况楼层建筑面积(m2)用途屋顶249.12m2151
19、91428.58 m2神经外科、脑外科141481.86 m2手术室131481.86 m2ICU病房、输血科11121428.58 m2心血管内科、外科101428.58 m2妇产科91428.58 m2儿科681428.58 m2消化内科、泌尿内科、康复内科、神经内科51428.58 m2呼吸科、血液科42098.43 m2诊室32098.43 m2五官科、皮肤科21991.89 m2诊室12052.41 m2门诊、药房、治疗室-11895.02 m2车库3.2.2 建筑图纸该综合楼的建筑CAD图纸(以第二层为例)如图03所示:图04二层平面图3.3 防火类别与等级的确定3.3.1 建筑防
20、火分类根据建筑设计防火规范,民用建筑根据建筑物的高度和楼层数量可分为单层和多层民用建筑(建筑高度 27m),而高层民用建筑又根据其建筑物高度、使用功能和建筑面积分为一类建筑(建筑高度 54m)和二类建筑(27m 建筑高度 100m)、一级(一类建筑)、二级(二类建筑)和三级(十层以下的居住建筑)。由于该医院综合楼为一类防火建筑,根据分级原则应为一级保护对象。3.4 系统的结构选型火灾自动报警系统形式的选择应如表02所示:表0-2系统形式的区别系统类型系统功能适用场所区域报警控制系统仅探测火灾并发出声光警报,没有联动自动消防设备的能力仅需要报警,不需要联动自动消防设备的场所,一般适用于二级保护对
21、象集中报警控制系统既可以探测火灾,也具备联动自动消防设备的能力系统中设置一台集中火灾报警控制器和两台及以上区域火灾报警控制器,或是设置了一台火灾报警控制器和两台及以上区域显示器,其不仅需要报警,还需要联动自动消防设备的场所,一般适用于一级和二级保护对象控制中心报警系统与集中报警控制系统一致,但系统容量更大配置了两个以上的集中报警控制系统或两个以上的消防控制室的场所,一般适用于建筑群或体量很大的保护对象由于控制中心报警系统更适合建筑群或大体积的保护对象,并且对配置有更高的要求,而该医院综合楼是一个大型单体建筑,为了使其能在成功实现自动报警的基础上,又能节约资源、降低成本,本设计采用了集中报警控制
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