消防自动报警及联动控制系统技术方案.doc

消防自动报警及联动控制系统技术方案

中广网　　2007-06-07
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一、 概述：
    此项工程位于北京海淀区中关村地段，是该地区的标志性建筑，由三幢高层组成，其建筑集办公楼、商业用楼、公寓和车库等为一体的超大型综合智能型建筑群体。因此，在消防系统的设计理念和设备配置上都必须有一个飞跃，也绝对保证它的高度安全和可靠，并以最先进的技术措施、最有效的可操作性和采用性能最为优良的产品做保证。
二、 方案的总体思想和依据：
1、 总体设计思想：
l.1 推出功能化设计理念，在满足消防规范的前提下，紧密结合本工程的不同功能，进行最合理的系统构成和设备配置，以达到方案最优。
l.2 所提供的系统设计和设备配置的性能价格比最优，既能满足有关规范和建筑功能要求，又能节省投资；既能保证不改变现场的所有管路配置，又能达到优化组合。得到理想的又符合工程实际状况的最佳方案。以保证安全可靠，一次性验收合格。
2、 方案设计依据
1)“标书要求”、设计图纸为依据。
 下列规范规定：
* 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001版）
* 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
* 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
* 《人民防空工程设计防火规范》GB50098-98
* 《汽车库、修车库、停车场设计及防火规范》GB50067-97
2)方案设计的总体思路
* 能美R-22Z系统的功能特点
* 本次对设计图纸深化后的优化配置意见
* 业主及设计单位的其他有关意见
三、 公司及产品优势
    在认真分析了招标文件和设计图纸后，针对世纪科贸大厦工程的实际情况，我们在消防报警及联动控制系统的设备供应方面，具有如下的优势：
1、 我们所提供的系统为全智能网络型消防报警系统—能美R-22Z网络系统。完全适应本工程的功能要求，该系统是在日本本土使用成熟后与2000年在中国境内最新推出，是在中国广泛应用多年并取得很大成绩的R-21Z系统的升级型产品，他不仅保留了R-21Z系统的所有优点，而在智能网络化的程度上有了更大的发展。是日本能美21世纪的主打产品。它通过了ISO14001国际环保认证和国际抗电磁波干扰的证明，属国际公认的环保和抗电磁波干扰产品。
2、 为本次提供产品的制造商—日本能美防灾株式会社是日本目前规模最大，历史最为悠久（1916年成立）的消防产品专业生产厂家，位于东京，是日本消防厂家中第一个“一步上市”公司，年销售额始终保持在700亿日元以上，占日本本土的34%~52%。是国际著名的生产企业，具有很强的产品生产、研发和实际工程操作能力，诚信度高。其产品在日本及国外的高层、超高层的建筑群体中就有广泛应用，如日本横宾的20世纪里程碑大厦，高70层。并配有世界规模的娱乐场所；上海的东方明珠电视塔，是当时上海最高的建筑。从而积累了丰富的在超高层建筑中应用的实际经验。本次工程能美本部又亲自负责产品品质保证，提供强有力的资金和技术支持，并直接参与从方案制定到投入使用的全过程。保证了所供应产品和技术服务的质量。
3、 本次提供的R-22Z系统主要产品，是在日本东京生产的原装进口产品，而且日本能美的供货渠道规定，由我中心直接给厂家下定单，由他们通过电脑直接发货，保证了产品的原装原产，保证了一单一定和供货时间。我中心在北京还设有备品备件仓库，可随时提供原装的业主增订设备和备品备件。在售后服务方面，我中心在北京设立了24小时网络服务中心（设在三元大厦），可通过网络信息，随时了解所有在线客户系统的运行状况，实施规范化管理，变被动服务为主动服务，这在北京目前所有国内外供货商中，唯一的一家。
四、 本方案所包括的内容
1． 火灾自动报警及联动控制系统；
2． 背景音乐及火灾应急广播系统；
五、 系统具体设计方案：
1． 地下车库的地址温感改成标准温感，这样即节省了主机容量，也降低了温感的单个成本。
*将地下车库部分立柱两侧的温感取消。
*将A、B座地下一层变配电室气体灭火取消；变配电室内的探测器中的温感取消，烟感重新配制。
*将全楼中的单独的电话插孔取消。
    以上优化均完全满足本工程的功能要求及满足消防规范要求，同时又降低了工程的成本造价。
2． 火灾报警探测系统
    我们在本工程的火灾报警系统中拟采用能美日本原装产品R-22Z智能型系统，为两总线制。根据标书要求和图纸设计，在B楼设置消防控制中心，内设集中火灾报警控制器（R-22Z）、消防联动控制台、CRT图文显示系统、复示盘、紧急广播机柜、消防专用电话主机、电梯显示盘（由电梯厂家提供），负责全工程的火灾自动报警消防联动控制，消防中心的入口处均设置有明显的标志，房间门直通室外。
    能美生产的手动报警按钮和电话插孔为二合一产品，所以在本次设置时我们仅按图纸中手动报警按钮位置设置，与实际相比，电话插孔的数量比原设计多，完全满足规范和功能要求。
    消防控制中心的控制器负责接收本工程各种火灾报警信号，包括感烟、感温探测器、压力开关、水流指示器、手动报警按钮、消火栓按钮等，并显示其报警部位且发出声光报警及中文语音提示。能美R-22Z主机可分三级报警——预报警、报警、联动报警，当到达联动报警后，才自动控制和手动控制各种相应的联动设备。
3.  能美R-22Z控制器具有以下主要特点：
    系统为智能式消防报警系统，由内置CPU微型处理机的消防主控制屏、地址式输出/输入中继器、ATF智能光电烟感探测器、ATF智能温感探测器、光电烟感探测器及普通温感探测器等组成。具有火灾报警、联动控制、紧急广播、消防电话、监控和报告记录系统及各元件的运作情况等功能。
    控制器内置大尺寸的触摸LCD显示屏，可随时以触摸方式调出每个探测位置的烟雾浓度或温度的变化曲线，操作方便、形象逼真。
    每个外围元件均具有各自独立的“地址编码”，在主控制屏上以文字的形式准确的报告火灾的位置、时间、日期等。
    系统采用二总线方式连接所有的系统元件，使主控屏能不断的监控整个系统。用于整个系统的电缆为阻燃的RVS双胶线（信号线），及联动用的阻燃BV线，为非延燃性铜芯绝缘导线，敷设于金属导管或线槽内。
    主控制机配置有日本原装的专用镍镉电池，为免维护的，当正常电源发生故障时，系统仍能照常动作。系统操作采用直流电源，电压为24V。
    系统具有高灵活性，能在现场对各个元件的地址编码随时可重新编序，从而配合将来的出租房间的任何布局情况。此外，系统的容量已预留将来扩大系统的可行性。
    主控机为联动型复合式，内置8~16个直接启动联动设备的按钮，可直接联接可燃气体探测器。
    智能烟感和温感探测器具有ATF即自动试验功能，免去现场吹烟或加温，对于公寓楼房尤显重要。智能烟感和温感探测器可随时调整灵敏度。
    系统具有探测器灵敏度自动调节功能和自适应功能，即“AI”功能。灵敏度可随所探测位置的不同而自动调整。同时还具有昼夜灵敏度自动调整功能。
    LCD（液晶显示）可把火灾发生地区，末端设备的动作状态用信息表示，进而运用中文音响报警将火灾的变化状态，明了易懂的给予报知。
    对火灾监控可通过屏幕，监控火灾发生时报警的ATF探测器过去3分钟的变化动向。通过内藏的数据库将智能探测器的环境值（最大、平均）从现在追溯到过去一星期，显示每六小时的数据并打印。
    可在主机上直接显示探测器污染状况，主机上设有火灾断定按钮，故障设备可从系统切离并随时恢复功能。
    利用高精度的IC智能存储卡进行智能管理。
    对于积蓄时间可以根据不同环境、用途设定每个智能探测器的积蓄时间，并能进行夜间监视。
    主控机具备多个显示窗口，利用数据设定可进行个别显示或集中显示，而且名称可自由设定。
    R-22Z主机无论而联动控制处于何种状态，当按下火灾确认按钮时，主机自动执行事先编制的联动控制程序。
    系统每回路最大传输距离为2~3公里，并可以组成环路也可树枝状放射布置。
    消防通讯由两部分组成：一部分通过手动报警按钮中的电话插孔和消防主控机的电话插孔用便携式手提电话实施通讯联系。另一部分为双向消防通讯电话，本次在消防中心设置通讯主机，各主要机房及设备用房设置电话单机，以实施双向通讯。
    R-22Z系统具有主机联网功能，本次提供的就是智能网络型的系统。
六、 消防联动控制
    消防联动控制包括消火栓系统，喷淋泵及喷雾泵的监控，正压风机、防排烟风机的监控，防火阀、防排烟阀的状态监视、消防紧急断电系统监控，电梯迫降、防火卷帘门、可燃气体的监控，背景音乐和紧急广播及消防通讯设备的监控及消防电源和线路的监控。联动控制通过联动中继器完成，图纸设计是按分散集中的方式，我们能美的联动中继器的配置优势就在于分散集中，因此完全不用改动管路，节省因变更线路造成的不必要的费用。能美R-22Z系统的联动中继器FRR28Z-S为带CPU微处理器的智能型中继器，一个中继器可带四个控制和四个返回信号，但在主机中只占一个地址，可报出四个分址，因而大大节省了地址的总容量，下面分别加以叙述：
1．室内消火栓系统
    本工程的消火栓按钮的设置完全按设计图纸进行，火灾时，消火栓按钮经消防控制主机确认后可直接启动相应的消火栓泵，同时向消防控制室发出信号。消防控制中心也可直接手动启停相应的消火栓泵，并显示消火栓泵的工作故障状态，按防火分区显示消火栓按钮的位置，并返回消火栓按钮处的消火栓泵的工作状态。对消火栓按钮的监控，本次是通过能美FRR28Z-S联动中继器完成的。对消火栓泵的手动直接控制，通过设在消防控制中心的联动控制台实施。
2．自动喷淋系统
    各楼层的水流指示器及信号闸阀由带CPU微处理器的FRR28Z-S联动中继器进行信号监测，联动中继器具有独立编码地址。当任何一个水流指示器或报警阀的接点一经闭合，其信号便自动显示于消防控制屏上，消防中心即可自动或手动启停相应喷淋泵。消防控制中心也可通过联动控制台直接手动启停相应的喷淋泵，并可显示喷淋洒的工作、故障状态。同时，火灾报警时消防控制中心通过联动中继器和控制台可直接自动/手动启动消防接力泵，显示其工作、故障状态及显示消防水箱溢流报警水位、消防保护停泵报警水位等水位。
3．防排烟系统
    防排烟系统受探测感应报警信号控制，当有关部位的探测器发出报警信号后，消防控制屏会按一定程序发生指令，通过FRR28Z-S中继器起动正压送风机，报警层及其上下一层的送风阀，排烟机，报警层的排烟阀或与防烟分区相连有关的排烟阀，消防总控室也能手动直接启动正压送风机和排烟机，并利用主接触器的辅助接点返回信号使其工作状况显示于消防控制屏上。
    火灾报警时，消防控制中心通过联动控制台可直接手动启动相应加压送风机，可自动/手动开启避难层的加压送风机。加压送风口的设备还具备现场手动开启功能。
4．防火阀、防排烟阀监视系统
    系统受各层探测器控制，当某消防分区探测器发出报警信号后，消防控制屏便按照一定程序发出指令，切断空调风机并通过数据处理终端显示其关闭状态。对非电动防火阀的信号，也通过FRR28Z-S中继器完成。火灾报警时，消防控制中心可通过联动中继器自动开启相应的防火分区的280℃防火阀，起动相应排烟风机，当烟气温度达到280℃时，熔断关闭风机入口处280℃防火阀，并关闭相应的排烟风机。当现场开启280℃常闭防火阀及正压送风口时，可直接启动相应的排烟（正压风机）。
    火灾报警时，消防控制中心通过FRR28Z-S联动中继器，可自动停止有关部位的空调送风机，关闭电动防火阀，并接收其返回信号。
    对排烟风机、加压风机的手动启停，消防控制中心可以做到利用联动中继器和联动控制台对所有排烟风机、加压送风机实施手动控制启停，并能返回信号。
5．可燃气体探测系统
    本建筑天然气管井和天然气表房按要求需设置可燃气体探测器，当可燃气体探测器报警后，通过能美特设的可燃气体探测中继器联动，自动关闭相应的可燃气管道切断阀，同时启动相应的排风机，在消防控制中心的报警控制器自动显示可燃气管道切断阀及排风机的工作状态。由于能美R-22Z控制器具有可燃气体报警兼容功能，内设专门的可燃气体报警窗口，可非常形象和准确的显示可燃气体探测及相应的联动控制动作的信息。
6．电梯归首及相应门禁控制
    消防控制中心设有所有电梯运行状态模拟及操作盘，通过联动中继器可监控电梯运行状态并遥控电梯。火灾报警时，消防中心发出控制信号，通过联动中继器强制所有电梯归首并接收其反馈信号。
    火灾报警时，消防控制室也可通过联动中继器联动切断相应层的门禁控制主机电源，打开相应层疏散门并接收其反馈信号。
7．防火卷帘
    防火卷帘门的控制方式分两种，其原理是：受探测器感应信号控制，当有关的探测器发出报警信号后，相应信号会于消防控制屏上显示，同时通过介面单元关闭卷帘，并利用中继器返回信号，使卷帘开关状态于消防控制屏上显示。第一方式为：疏散通道上的防火卷帘门，其两侧设置感烟和感温探测器，采取两次控制下落方式，第一次由感烟探测器控制下落距地1.8M处停止；第二次由感温探测器控制下落到底，并分别将报警及动作信号送至消防控制室。同时在消防控制室有远程控制功能。
    用作防火分隔的防火卷帘门，如地下车库卷帘门周围，卷帘门两侧只设置温感探测器，温感探测器动作后，卷帘下落到底。
    本工程卷帘门的具体控制方式已在前面优化配置部分加以阐述，还需说明的消防控制室及消防控制中心可显示感烟、感温探测器的报警信号及防火卷帘门的关闭信号。
8．背景音乐及紧急广播
    当探测器感应器发出报警信号，消防控制屏按照一定程序发出指令，强行将背景音乐转入火灾广播状态，进行紧急广播。其程序是首层发生火灾报警时切换本层、二层及地下隔层；地下发生火灾时，切换地下各层及首层。
9. 切断非消防电源
    火灾报警时，消防控制中心通过设在现场的联动中继器切断有关部位的非消防电源（按层实施），并接通火灾应急广播及火灾应急照明和疏散指示灯。
10. 消防联动控制台
    我方按有关规范于消防控制室提供联动控制台，为琴台组装式的，便于日后扩展，对下列系统联动控制及工作状态显示，联动控制台的制作和所有联动的设备点数按工程实际确定，为非标产品。
A、 消火栓泵、喷淋泵及喷雾泵的远程监控
B、 正压送风及防排烟风机的监控
C、 电梯归首
D、 有关部门认定需要进行的联动
11．消防控制中心设置CRT中央图文显示系统
    在消防控制器旁边配设一个彩色图文显示器，微机选用原装品牌高品质的商用微机，内存256MB，可扩充，硬盘30GB以上，附带硬盘数据备份功能及外设；显示记录均为中文方式（Windows运行环境）；配备3.5英寸软驱，光盘驱动器，17英寸高分辨率彩色显示器；配备1000W的UPS和中文实时打印机及全套的消防管理软件，能将全工程的所有消防平面反应在CRT上并可随时调出。他是本消防网络中与主控制机联网的图文信息显示装置。与主控机具有同样的信息全显示功能。由于CRT和能美R-22Z系统联成网络，其网络技术采用国际通用的Lonworks技术，布置设置在消防控制中心的CRT系统，可通过其先进的网络传输，随时显示其他两个控制室的火灾报警控制器的所有信息。
12．电源及线路的监控
    R-22Z系统通过IC管理卡可对备用电源及全程线路进行不间断的就监控，联动控制台及广播系统均另设有专门的备用电源。消防中心所用的电源为220V常规电源。
13. 通讯系统
    为本工程设置两套消防通讯系统，其中一套为消防双向通讯电话系统，在主要控制室及机房等重要房间设置消防电话分机，另一套由消防手动报警按钮的电话插孔与消防控制中心的报警主机构成一套消防通讯系统，具体数量按标书要求和设计图纸配置。
七、 产品性能参数
    为使贵方更好的了解R-22Z系统主要产品的性能参数，我们专门提供了“性能参数及特点”。
八、 北京光彩国际中心防灾设备配置、设备选型及功能特点：
1、 火灾探测器的配置选型及功能特点：
    根据本工程建筑物的使用功能及特点，我们推荐以下几种类型探测器：
（1） FDK38Z  ATF智能光电感烟探测器
    根据标书和图纸设计要求，经招标方答疑回复，本次烟感探测器全部采用带独立地址的能美ATF智能光电感烟探测器FDK38Z。FDK38Z ATF智能光电感烟探测器具体特点如下：
    FDK38Z  探测器内置CPU微处理芯片，双向数码传输，能自动探测所在环境的烟雾浓度，通过CPU智能芯片，实现对烟雾浓度数据进行智能化分析及判断，并将所探测到的烟雾信息传送给报警主机。该探测器本身具有电子编码功能、ATF自动实验功能、随时显示环境状态功能。探测器对所探测的数据具有记忆功能，通过报警主机随时调出显示信息。该探测器还具有人工智能、灵敏度自适应、灵敏度自动补偿及污染程度报警等功能。能美的智能探测器具有免专业清洗和免吹烟的自动测试，最大限度降低了业主日后维护管理费用。
    在办公区使用了可编址ATF智能感烟探测器，其目的是，无论今后办公区如何分隔，都能保证每个探测区域具有独立地址，大大减少二次装修分隔时系统的改动量，系统修改及为方便和简单。
（2） FDL25Z  ATF智能感温探测器
    在楼层开水间或有蒸汽产生的场所和地下车库卷帘门两侧及两部落地的卷帘门两侧，本次采用此类探测器，其特点为：
    具有高度防水防潮功能，具有热敏反应特性，内置CPU微处理器芯片，双向数码传输，能自动探测所在环境的温度变化状态，通过CPU微处理器对温度变化进行智能化分析判断，并将信息传送给报警主机。该探测器本身具有电子独立编码功能，随时通过主机显示环境的温度变化状况，可通过ATF自动实验功能对该探测器进行免加温实验。
（3） FDK26Z9-X 智能感烟探测器
    该探测器内置CPU芯片，可直接设定烟雾浓度的报警阈值，并通过智能寻址中继器进行地址定位，将报警信息传送给主机。通过合理配置该探测器，可为业主节省大量投资。
本次投标中，由于图纸规定全部采用带独立地址的智能探测器，所以我们在投标方案中没有采用此类探测器，但这种探测器对于大开间建筑的商场、大开间办公区、地下库房、公共走廊、设备用房及部分大面积的区域可以采用它与ATF智能寻址中继器（FRR28Z-F）组合成子母式探测器，由它来带若干个标准感烟探测器的方式，这样可以节省大量地址，节省投资，而且是规范允许。为此，我们在本方案说明的最后提出了为业主节省投资的两个建议方案，推荐在业主同意的情况下，在适当位置使用此类探测器，供业主参考。
（4） FDL916Z8-W  标准感温探测器
    在建筑地下车库，本次按设计图纸采用了ATF智能寻址中继器（FRR28Z-F）带若干个标准感温探测器，本方案推荐采用此类探测器。该探测器具有特殊的防水、防潮功能。地下车库根据车库防烟分区、主梁的实际分布以及相应的防火规范，将地下车库划分为若干个报警区域，每个区设置一个独立地址，通过寻址中继器地址定位，连接20个左右标准感温探测器。
（5） 在大厦内的可燃气体管道间，本次采用瑞普的可燃气体探测器。并由能美的特有的可燃气体中继器连接，它是四输出、四返回。
2、 其他现场防灾设备的配置
（1） FMB13Z-W 手动报警按钮
    按规范和建筑平面布局，在公共走廊、大堂、公共区域、地下车库等处设置手动报警按钮，作为一旦火灾确认后紧急人工报警之作用。当手动报警按钮按下时，消防中心主机立即显示报警所在的位置，同时按钮上的报警显示灯同时点亮。该手动报警按钮可往复使用，用户无须专门配置手动报警玻璃。另外该手动报警按钮还带有电话通讯插孔，消防人员只需用此通讯插孔即可直接与消防控制室通话。本次采用的此类型号为每个带独立地址的智能型报警按钮。
    在这里，我们提出一个建议，由于消防规范允许手动报警按钮可以按单个控制，也可按一个防火分区控制，为节省业主的投资，在保证满足规范和建筑功能要求的前提下，改用不带独立地址的手动报警按钮；按防火分区由带CPU的中继器连接主机，这样可以节省了大量的地址量和节省了投资，具体建议也请见方案最后的建议方案。
（2） 消防直通电话通讯系统
    除消防报警主机所配备的紧急通话系统外，在重要机房如电梯机房、消防风机房、消防水泵房、变电室、空调机房及重要办公室等处，还没有消防专用直通电话分机，通讯总机设在消防中心，值班人员可以用消防电话分机直接与消防中心通话，中心也可直接与分机对话。本方案推荐使用日本爱峰公司的消防专用通讯设备。
（3） FRR28Z-F 智能寻址中继器
    本方案在现场所有需信号反馈的区域和联动设备（如报警分区、防火阀、排烟阀、水流指示器、信号闸阀等处，均设置智能寻址中继器，通过该中继器报警主机可及时显示报警部位及设备动作信息。该中继器内置CPU，独立编址、布线简单，安装使用灵活，可连接标准感烟探测器和感温探测器，并带有短路自动隔离功能，能监视探测器回路的短路、断路故障。该中继器体积小，安装方便，只需安装在探测器底座上，或预埋盒中，调试、维修极为方便。
（4） FRR28Z-S  消防设备智能联动中继器
    本工程的所有消防自动联动的设备，如：消防水系统、消防防排烟系统、切电系统、停空调系统、电梯归首系统、防火卷帘及防火门系统等，均需通过此智能中继器达到自动联动，是防灾系统的重要设备。
    能美的智能联动中继器重要特点为：内置CPU微处理器，双向数码传输，ATF自动测试，显示联动设备状态，具有4个联动输出和4个输入信号，但只占系统一个地址点，节省系统资源，为扩容、维修提供方便，输入输出信号相互隔离，采用插接式接线端子，不产生虚接、松动、减少接线电阻，提高系统可靠性，由于接口电路带有短路隔离和光耦隔离电路，使得线路抗干扰能力大大增强。为了日后便于设备检测和维修方便，该中继器采用相对集中放置的原则。  

来源：河南安监局     责编：杨婷     

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