某医用大楼消防及弱电系统设
计
摘要：“消防”作为一门学科，正伴随着现代科学技术的发展进入到高科技综合学科的行列，“以防为主，防消结合”，是一个工程技术员必须遵循执行的。
本工程为绵阳市中医院灾后重建项目急诊综合楼工程，包括急诊，门诊，体检，住院，办公和食堂。该医用大楼为20层，高86.65m，总建筑面积为18569.8m2，属于一类高层建筑物。地下室为两层主要管理及设备用房。由于该医院层数多，高度过高，结构复杂，用电设备多，负荷大，人口比较集中，一旦发生火灾，火灾蔓延快，疏散困难，扑救难度大，所以必须配置一套完善的消防系统。
消防系统包括三大主要部分：火灾自动报警系统、灭火自动控制系统、避难诱导系统。弱电系统包括有线电视系统、通信系统、楼宇对讲系统、消防系统。显然，本设计采用控制中心报警系统，控制器采用两线制。同时在考虑接线方式的简单、安全、可靠，选材必须要防火耐燃，具有应急电源，且从电源端至负荷端的消防用电设备的供电系统与非消防设备供电系统截然分开。
关键词：消防系统；火灾自动报警系统；弱电系统；供电系统；
Design of a medical building fire-fighting and
weak electricity system
Abstract: "fire" as a subject, is accompanied by the development of modern science and technology into , combining prevention with elimination", is an engineering technician must follow.
This project is a comprehensive building engineering emergency reconstruction projects after disaster, Mianyang Hospital of Traditional Chinese Medicine, including emergency, outpatient, medical, area of 18569.8 square meter, belongs to a class of is relatively concentrated, once the fire, the fire spread fast, difficult evacuation, rescue difficult, you must configure a set of perfect fire control system.
Fire protection system consists of three main parts: automatic alarm system, fire automatic control system, fire evacuation guidance system. Weak current system includes a cable TV system, communication system, building intercom systems, fire systems. Obviously, this design uses the control center alarm system, the controller with two wire system. At the same time, considering the connection mode is simple, safe, reliable, selection must be flame resistance, with emergency power, and power from the end to the load end of the fire power supply system for electric
equipment and non fire equipment supply system apart.
Keywords: fire control system; automatic fire alarm system; electrical
system; power supply system;
目录
第1章绪论 (1)
1.1 概述 (1)
1.2 国内外研究现状及存在的问题 (1)
1.3 设计依据 (2)
1.4 设计流程图 (3)
第2章火灾自动报警系统设计 (4)
2.1 火灾自动报警系统的概述 (4)
2.1.1 火灾报警系统的发展 (4)
2.1.2 火灾自动报警系统的组成 (4)
2.2 建筑物的特点及相关区域的划分 (4)
2.2.1 建筑物的保护等级及保护范围 (4)
2.2.2 建筑耐火等级划分 (5)
2.2.3 报警区域的划分 (5)
2.2.4 探测区域的划分 (5)
2.3 火灾探测器的选择 (5)
2.3.1 火灾探测器的作用 (5)
2.3.2 火灾探测器的分类 (5)
2.3.3 火灾探测器的选用 (6)
2.4 火灾报警控制器 (9)
2.5 火灾报警系统附件 (9)
2.5.1 编码手动报警按钮 (9)
2.5.2 消火栓报警按钮 (9)
2.5.3 现场模块 (10)
2.5.4 编码型声光报警盒 (10)
2.5.5 报警门灯和诱导灯 (10)
2.5.6 总线中继器、总线隔离器和总线驱动器 (11)
2.5.7 区域显示器 (11)
2.6 本章小结 (11)
第3章消防联动控制的设计 (12)
3.1 消防联动控制的概述 (12)
3.1.1 设备组成 (12)
3.1.2 联动控制的总体构架 (13)
3.1.3 供电控制 (13)
3.2 消防联动设备的设计 (14)
3.2.1 防排烟系统设计 (14)
3.2.2 电梯控制 (17)
3.2.3 应急照明和疏散指示标志的控制 (17)
3.2.4 灭火系统控制 (19)
3.2.5 火灾应急广播（兼公共广播）与报警系统 (21)
3.2.6 消防通信系统 (22)
3.3 系统配线设计 (22)
3.4 本章小结 (22)
第4章安防系统设计 (23)
4.1 安防系统的概述 (23)
4.1.1 医院安防系统的作用 (23)
4.1.2 医院安防系统的组成 (23)
4.2 闭路电视监控系统相关设计 (23)
4.2.1 闭路电视监控系统组成 (23)
4.2.2 闭路电视监控系统工作原理 (23)
4.2.3 系统控制方式 (23)
4.2.4 设备选型 (24)
4.2.5 系统设计要求 (24)
4.3 线路设计 (25)
4.3.1 传输方式 (25)
4.3.2 线缆选择 (25)
4.3.3 室内布线设计 (25)
4.4 防雷设计 (25)
4.5 本章小结 (25)
第5章综合布线系统设计 (26)
5.1 综合布线系统的概述 (26)
5.1.1 综合布线系统的目的 (26)
5.1.2 综合布线系统的构成 (26)
5.1.3 综合布线系统的拓扑结构 (26)
5.2 综合布线系统设计 (27)
5.2.1 综合布线系统分级及类别 (27)
5.2.2 缆线长度划分 (27)
5.2.3 工作区子系统设计 (27)
5.2.4 配线子系统设计 (28)
5.2.5 干线子系统设计 (28)
5.2.7 光纤选择 (28)
5.3 设计原理 (28)
5.4 本章小结 (28)
第6章音响广播系统设计 (29)
6.1 音响广播系统概述 (30)
6.2 音频广播系统的传输方式 (30)
6.3 系统设备组成 (30)
6.4 功率容量计算 (30)
6.5 扬声器布置部位 (30)
6.6 系统工作原理 (31)
6.7 设备数量及型号选择 (31)
6.8 接地系统 (31)
6.9 本章小结 (31)
第7章公共信息显示系统设计 (32)
7.1 概述 (32)
7.2 系统设计 (32)
7.2.1 公共信息显示系统组成 (32)
7.2.2 公共信息显示屏设置部位 (32)
7.2.3 公共信息显示方式 (32)
7.3 系统设计 (33)
7.3.1 设备数量和型号 (33)
7.3.2 公共信息显示系统工作原理 (33)
7.4 本章小结 (33)
第8章有线电视系统设计 (34)
8.1 有线电视系统的概述 (34)
8.2 有线电视系统的构成 (34)
8.3 系统设计 (35)
8.3.1 系统的基本模式及主要指标分配 (35)
8.3.2 接收天线部分 (35)
8.2.3 前端部分 (35)
8.2.4 传输分配系统 (36)
8.4 系统设备选择 (36)
8.5 系统安装 (36)
8.6 系统工作原理 (36)
8.7 本章小结 (37)
结论 (38)
致谢 (39)
参考文献 (40)
附录1 (41)
附录2 (42)
第1章绪论
1.1 概述
火灾是各种灾害中发生最频繁且最具毁灭性的灾害之一，其直接损失约为地震的5倍，仅次于干旱和洪涝，而发生的频度居各灾害之首。现代消防工作的特点是指挥智能化，装备现代化，消防队伍职业化，救火、救生一体化。
本设计的题目是某医用大楼消防及弱电系统设计，通过具体的工程设计，掌握消防和弱电系统的设计方法，把理论和实际结合起来，提高自己独立设计工程的研究能力，为以后的工作做好准备。
该医院为20层的高层建筑，为一类高层建筑，按一级防火进行电气系统设计。在本设计中，要求完成消防及弱电系统设计，其中包括火灾自动报警及联动控制，安防系统，综合布线及公共显示与音响广播系统，电视及视频示教、医用呼叫系统，消防与弱电平面布置。设计中，总体按照《高层民用建筑设计防火规范》来建立设计的总体思路，完成设备选型、系统构成及施工图的绘制。
本毕业设计论文共分十章，第1章是绪论，第2章是火灾自动报警系统，第3章为联动控制，第4章为安防系统，第5章为综合布线系统，第6章
为音响广播系统，第7章为公共信息显示系统，第8章为有线电视系统。
1.2 国内外研究现状及存在的问题
目前，国内外相继利用GIS、GPS等高科技手段，融入大量微机控制技术、电子技术、通讯网络技术和现代自动控制技术，研究开发城市消防救灾管理及决策系统，以提高消防工作的现代化管理水平及快速响应能力，使城市防灾减灾工作迈向一个新台阶。但是，我国大部分城市抗御火灾的能力还较差，存在大量的火灾隐患，火灾起数和损失也随着城市化和城市现代化进程的加快呈上升趋势。
目前，在防火工程上存在很多的问题，其中之一就是阻燃剂的使用问题。工业上应用的阻燃剂所需用量均较大，因而对被阻燃剂高聚物材料的性能及成本都有一定的影响。为了尽可能的降低阻燃剂的使用量，人们一直在寻找高效的阻燃系统，例如新型催化阻燃系统，凝聚相中的自由基抑制剂，高效气相阻燃剂等。
1.3 设计依据
《消防设备电源监控系统》(GB 28184)。
1.4 设计流程图
图1-1 消防体系构成
第2章火灾自动报警系统设计
2.1 火灾自动报警系统的概述
2.1.1 火灾报警系统的发展
随着现代建筑消防系统的发展，火灾自动报警系统的结构、形式更加灵活多样，同时更加智能化。火灾自动报警系统的发展可分为五个阶段，第一代产品为传统的多线制火灾自动报警系统，特点是简单、成本低，但缺点多；第二代产品是总线制可寻开关量式火灾探测报警系统，省钱、省工，但对火灾的判断和处置比较弱；第三代产品为模拟量传输式智能火灾报警系统，属于初级智能系统；第四代为分布智能火灾报警系统，探测部分和控制部分都智能化，性能大大提高；第五代为无线火灾自动报警系统，具有智能化、经济化、方便的特点。
2.1.2 火灾自动报警系统的组成
火灾自动报警系统由触发器件（探测器、手动报警按钮）、火灾报警装置（火灾报警控制器）、火灾警报装置（声光报警器）、控制装置（各种控制模块、火灾报警联动一体机；火灾灭火系统的控制装置；室内消火栓的控制装置；防烟排烟控制系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷帘的控制装置；电梯迫降控制装置；以及火灾应急广播、火灾警报
装置、消防通信系统、火灾应急照明及疏散指示标志的控制装置等）、电源等。
2.2 建筑物的特点及相关区域的划分
2.2.1 建筑物的保护等级及保护范围
该建筑有20层，高86.65m，总建筑面积为18569.8m2，属于一类高层建筑物，火灾自动报警系统的保护对象为一级保护对象。采用控制中心报警系统，联动总线制。
2.2.2 建筑耐火等级划分
一类高层建筑物的燃烧性能和耐火极限如表1。
表2-1 一类高层建筑物的燃烧性能和耐火极限构件名称
燃烧性能和耐火极
限
构件名称燃烧性能和耐火极限防火墙不燃烧体3.00 梁不燃烧体2.50 住宅分户墙、楼梯
电梯井的墙不燃烧体3.00
吊顶（包括吊
顶隔栅）
不燃烧体0.25
疏散走道两侧的隔
墙
不燃烧体2.00 楼板不燃烧体2.00 非承重外墙不燃烧体0.50 屋顶承重构件不燃烧体1.00
房间隔墙不燃烧体0.75 疏散楼梯不燃烧体1.50
2.2.3 报警区域的划分
按楼层划分，每一层楼为一个报警区域，每一个报警区域设一个报警器或楼层状态显示器。
2.2.4 探测区域的划分
按独立房间划分，一个探测区域的面积不超过500m2。
2.3 火灾探测器的选择
2.3.1 火灾探测器的作用
火灾探测器的作用:火灾自动探测系统的传感部分，能在现场发出火灾报警信号或向控制和指示设备发出现场火灾信号的装置。
2.3.2 火灾探测器的分类
火灾探测器主要分为以下几种类型：
(1) 感烟式火灾探测器：利用一个小型传感器来响应悬浮在周围大气中燃烧和热解产生的烟雾气溶胶。
(2) 感温式火灾探测器：利用一个点或线缆式传感器来响应周围气流的异常温度或升温速率。
(3) 感光式火灾探测器：根据燃烧火焰的特性和火焰的光辐射来响应火焰光特性。可燃气体探测器：采用气敏元件或传感器来响应火灾初期可燃气体浓度或液化石油气等的浓度。
(4) 烟温、温光、烟温光等复合式火灾探测器。
2.3.3 火灾探测器的选用
1 火灾探测器类型的选择
表2-2 根据房间高度选择探测器
房间高度h(m)
感烟
探测器
感温探测器
火焰
探测器
——一级二级三级—
12 适合 适合 适合 适合 不适合 不适合 适合 适合 适合 不适合 不适合 不适合 适合 适合 不适合 不适合 不适合 不适合 适合 适合 适合 适合 适合 适合 该医院每层楼大约4米多，所以根据燃烧特性，在火灾初期的阴燃阶段，产生大量的烟盒少量的热，很少或没有火焰辐射。感烟探测器具有稳定性好、误报率低、寿命长、结构紧凑、保护面积大等优点，故选择点型离子感烟探测器；在地下层还要选择选择感温探测器、烟温复合探测器。 不选择感温探测器的原因有2个：第一，感温探测器能够感应到火灾的时候，火灾灾情可能已到了无法控制的时候；第二，感温探测器的工作原理是温度达到一定的时候，水银管炸裂后，既开始喷洒水灭火。但是喷水易损坏更多的电器设备，造成电器设备无法正常工作。 2 探测器保护面积及保护半径 表2-3 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径 火灾探测器的种类地面面 积S （m2） 房间高 度h（m） 探测器的保护面积A和保护半径R 屋顶坡度θ θ≤15?15?<θ≤30?θ>30? A(m2) R(m) A(m2) R(m) A(m2) R(m) 感烟探测器s≤80h≤1280 6.7 80 7.2 80 8.0 s>80 6 h≤660 5.8 80 7.2 100 9.0 感温探测器s≤30h≤830 4.4 30 4.9 30 5.5 s>30 h≤820 3.6 30 4.9 40 6.3 通过该表和建筑的数据得出结论：该医院内所选择的感烟探测器的保护面积为60m2，保护半径为5.8m。 3 探测器的安装的极限曲线 图2-1 探测器的安装间距的极限曲线 A —探测器的保护面积（m2）； a、b —探测器的安装间距（m）； D1~D11—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； 根据表3和极限曲线中的D5得出，最佳安装间距为a=6.1m，b=9.9m. 探测器数量确定的公式为： (1-1) N —一个房间或一个探测区的探测器(只)； S —一个房间或一个探测区域的面积（m2）； A —单个探测器的保护面积（m2）； K —安全修正系数，特级保护对象为0.7-0.8，一级保护对象为0.8-0.9，二级保护对象为0.9-1.0。 4 梁对感烟探测器设置的影响 表2-4 梁对感烟探测器设置的影响 探测器的保护面积Am2梁隔断的梁间区域面积一只探测器保护梁间区域个数 60 Q>36 24 18 12 Q≤12 1 2 3 4 5 80 Q>48 32 24 16 Q≤16 1 2 3 4 5 以第三层为例，按一个房间为一个探测区域，内科诊所的面积为16.45m 2<60m2,只需安装一个感烟探测器。 5 安装要求如下所示 (1) 在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时，宜居中布置；感烟探测器的安装间距不应超过15m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。 (2) 探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5m。 (3) 探测器周围0.5m内不应有遮挡物。 (4) 房间被设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，每个被隔开的部分至少应安装一只探测器。 (5) 探测器宜水平安装。若倾斜安装，倾斜角不大于45?。 (6) 在电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井设置探测器，宜设置在井道上方的机房顶棚上。 2.4 火灾报警控制器 火灾报警控制器是火灾自动报警系统的心脏，是消防系统的控制中心，控制器可为火灾探测器供电，接收、处理和传递探测点的故障及火警信号，并能发出声、光报警信号，同时显示及记录火灾发生的部位和时间，并能向联动控制器发出联动通知信号。 接线方式：地址编码二总线火灾自动报警系统接线，该接线方式简便，只需24V电源的部位引入无极性24V电源总线即可。 探测器接线方式采用二总线制树枝型接线方式，当发生接线断线时，可以报出断线故障点，方便维修。火灾自动报警系统与消防控制系统采用总
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