哈尔滨工业大学成人教育学院本科毕业论文（设计） 第四章 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》将行政楼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8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）。
本工程选用北京狮岛消防电子有限公司生产的SD2200-2178A型火灾报警控制器，由11个子站组成，各个子站之间的数据流通和相互协调由工作主站担任。每个子站一个回路，每回路有199个地址点，其中1-99地址接感烟探测器或感温探测器，101-199地址可接手动报警按钮、输入模块、输出模块、多功能模块和消火栓按钮等。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依据。
4.2 防火区域和报警区域的划分
4.2.1 防火分区的划分
行政楼共八层，其中三到八层为通用层，一二层高5m，标准层为4m，总共34m。每层建筑面积为1084.43m2 。依据《火灾自动报警系统设计规范》将其界定为二级保护对象。依据《高层民用建筑防火设计规范》，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。在划分防火分区时应该满足表4.1的规定。高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过下表的规定。
表4.1 每个防火分区的允许最大建筑面积[5]
建筑类别 每个防火分区建筑面积(m2) - 12 -
哈尔滨工业大学成人教育学院本科毕业论文（设计） 一类建筑 1000 二类建筑 1500 地下室 500
注：
1 设有自动灭火设备的防火分区，其最大允许建筑面积可按本表增加一倍，局部设置时，增加面积可按局部的一倍计算。
2 高层主体建筑与相连的附属建筑之间，如设有防火墙等防火分隔设施，其附属建筑的防火分区面积可按本表增加一倍。
由于行政楼设有自动喷水灭火系统设备允许把建筑面积增加一倍，所以把每层划分为一个防火分区，共分为八个防火分区。
4.2.2 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。
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。
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行政楼的探测区域划分如下：
(1) 由于行政楼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
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哈尔滨工业大学成人教育学院本科毕业论文（设计） 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) 把电缆竖井单独划分探测区域并装设火灾探测器。一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道；二则是恐怕发生火灾时火势沿电缆延燃。对电缆竖井装设火灾探测器是十分必要，并配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。
4.3 火灾探测器的选择
4.3.1 火灾探测器的发展
纵观火灾探测器的发展历史，火灾报警探测器已由“开关量报警方式”过渡到“模拟量报警方式”。所谓“开关量报警方式”是指火灾报警探测器在其内部电路设计过程中，人为地赋予它一个固定的报警阀值。这一类火灾自动报警系统所接收的报警信号中只存在“有火警”和“无火警”两种状态。当探测器在探测区域内受到诸如潮湿、粉尘、温度及元件参数变化等非火灾因素影响时，系统可能会发生误报现象。“模拟量报警方式”与“开关量报警方式”的根本区别在于:模拟量火灾探测器内部电路不存在报警阀值，探测器将烟雾浓度或环境温度等报警因素转换成为具有一定值的数据信号，即“模拟量信号”，这个模拟量信号随着报警因素的变化而变化。火灾报警控制器循环往复地接收这个模拟量信号，并由其内部的单片计算机进行相应的数据处理，计算机程序自动地为每个探测器设定一个初始值和两个阀值——“预火警值”、“火灾报警值”。在火灾发生时，探测区域内烟雾浓度急剧增加，由探测器发回的模拟量信号也将迅速增强，当其数值达到且超过预火警值时，火灾报警控制器将发出“预火警”信号。如果烟雾浓度不再继续上升，则停止预火警报警，“预火警”信号消失;若烟雾浓度仍继续上升，并达到火灾报警浓度，则火灾报警控制器立即发出火灾报警信号和一系列灭火联动指令。由此可见，模拟量火灾自动报警系统能够对其所接收到的模拟量信号进行判别和分析，从而提高了系统的稳定性和可靠性，降低了误报率。
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哈尔滨工业大学成人教育学院本科毕业论文（设计） 4.3.2 火灾探测器的选择
行政楼是综合性质的公共建筑，在建筑内存在大量的装修材料、文件、文献等物品，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行政楼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行政楼的实际情况，我选用北京狮岛消防电子有限公司的SD6800型智能数字光电感烟探测器[7]。
4.3.3 火灾探测器的布置和计算
4.3.3.1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，我对行政楼的火灾探测器进行如下布置：
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、感温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4.1探测器安装间距的极限曲线所示。
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图4.1 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D9）—在不同保护面积A和保护半径R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）。
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：
N?SK?A- 16 -
(4.1)[6]
式中：