火灾自动报警系统论文

智能建筑消防综合软件平台设计

—火灾自动报警系统设计

摘 要

随着我国智能建筑（IB）业的发展，高层建筑及建筑群体越来越多，从而也促进消防系统以迅猛的速度向前迈进。在智能建筑的建筑物自动化系统（BAS）中消防系统是非常重要的一个子系统, 担负着保障人员及财产安全的重任。

火灾自动报警系统是消防系统的一个重要组成部分，其设计原则既要严格遵守GB 50116—98火灾自动报警系统设计规范．又要适应智能建筑的发展需要。其设计要点包括：探测区域、报警区域的划分与探铡 、报警控制器的设置、消防联动设备的控制等。最关键的部分是利用编程软件对火灾自动报警系统进行模拟仿真，模拟一些故障现象并相应产生故障报警。除此之外仿真系统也可用于课堂教学，使理论和实践紧密结合。

【关键字】：智能建筑，火灾探测器，火灾报警控制器，联动控制，编程软件

Abstract

With the development of Intelligence Building(IB) industry in our country, high buildings and building community are more and more, and that promote the fire fight- ing system to move forward with swift and violent speed. In Building Automation Sy- stem(BAS) of Intelligence Building,the fire fighting system is a very important sub- system, and its assignment is to protect the safety of people and property.

Fire automatic alarming system is an important part in the fire fighting system，its design principle both strictly obeys GB50116—98 the Design Norm of Fire Auto- matic A1arming System ，and adapts to development demands of inteltigent architec- ture. Its design points in- clude the detecting and alarming area’s division，detection；the setting of the alarming controller；control of the fire interlock equipment and so on；The most crucial part is that the design simulation of fire system by using pro- gramming software, besides it simulates some system malfunc- tions and generates corresponding malfunction alarms. In addition simu- lation system can be also used to class teaching and make theory and practice stick together.

【Keywords】：Intelligent Architecture, Fire Detector，Fire Manning Controller，Interlock Control，Programming Software

1绪论

1.1 引言

为适应信息和经济日益全球化的需要，智能建筑的建设热潮正在国内外兴起。通常认为，智能建筑包括三大基本组成要素：即建筑设备自动化系统BAS（Building Automation System）、通信网络系统CNS(Communication Network System)和办公自动化系统OAS (Office Automation System)。三者与建筑和结构有机地结合为一体，为人们提供一个安全、舒适、节能、便利、高效的工作与生活空间。

智能建筑产业已成为我国经济技术发展中最活跃、最具有生命力的新兴产业之一，作为2l世纪建筑技术进步与发展的国际性主流趋势，智能建筑在我国具有广阔的发展前景。由于智能建筑的机电设备采用自动化监控方式，使智能建筑利用先进的综合控制技术成为可能。同时，节能是建设智能建筑的主要目标之一，节省运行和管理费用，是智能建筑高效率和高回报率的具体体现。而楼宇自控系统则是智能建筑的核心所在，将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、安防等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制，对建筑物内的能源使用、环境及安全设施等部分进行监测、控制，以提供一个安全可靠、节能且舒适宜人的工作或居住环境。

1.2 国内外智能建筑及火灾自动报警系统发展概况

智能建筑的概念在20世纪末诞生于美国，1984年第一幢智能大厦---都市大厦在美国哈特福德 （Hartford）市建成。项目的特点是对大厦内部进行改造，采用计算机技术对楼内的空调、供水、防火、防盗及供配电系统等进行自动化综合管理，并为大楼的用户提供语音、文字、数据等各类信息服务，使客户真正感到舒适、方便和安全。此后，智能建筑的概念被广泛传播，智能建筑也在全球范围内掀起了一股热潮。

由于智能建筑具有高效、节能、舒适等突出优点，在世界各地迅速发展，而其中又以美国和日本的智能建筑居多。例如美国的IBM、DEC公司总部大厦和日本的墅村证券大厦、安田大厦等，都是国外智能建筑的典型代表。而我国智能建筑的起步较晚，直到90年代中后期才有较大的发展。在我国步入信息社会和加速建设信息高速公路的今天，智能建筑将成为城市中的“信息岛”或“信息单元”，它是我国信息社会最重要的基础设施之一。近几年来，在北京、上海、广州等大城市，相继建起了不少具有相当水平的智能建筑，例如北京的发展大厦、上海的

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金茂大厦、青岛的中银大厦等。据不完全统计国内已建成的智能建筑约有一千四百栋，基本按国际标准设计、施工和管理。而据国外预测，本世纪全世界的智能建筑将有一半以上在中国建成，可见智能建筑在中国有着广泛的前景。

智能建筑是大跨度的框架式建筑结构为基础，配以综合布线系统(PDS)将建筑中楼宇自控系统(BAS)、通讯自动化系统(CAS)和办公自动化系统(0As)有机联系在一起的综合性建筑。火灾自动报警系统是搂宇自控系统(BAS)的一个子项：智能建筑一般规模较大，建筑功能齐全，其内部各种设施复杂，机电设备多，这些特点都使火灾的危险性显得尤为突出。随着智能建筑的发展和普及，势必对其中的火灾自动报警系统设计提出更高的要求

火灾报警系统用于探测火灾并给出声响警示信号，具体由布放在现场的探测器、传输线路和安放在控制室的控制器组成。探测器感受物质燃烧时现场的各种物理参数，将判断结果或模拟量值通过现场总线传回控制器，控制器做进一步处理后给出报警信号，同时也获取来自监视模块的消防设备的运行状态信息。

火灾自动报警系统，从发展过程来看，大体可分为三个阶段:

第一阶段为多线型火灾自动报警系统，每个探测器除需提供两根电源线外，还需要提供一根报警信号线，探测器电源由报警系统提供，探测器的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点亮相应的指示灯，如日本“日探”公司生产的CPF火灾报警系统。此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能(也为多线制)，如驱动警铃等，其报警器队外围探测器，无故障检测功能，只会对电源线的断线作出故障反应，安装此类系统比较繁锁，特别是校线工作量较大。

第二阶段为总线型火灾自动报警系统，己采用微处理器控制。其线制一般为四线制、三线制、二线制。探测器和模块通过总线与控制器实现信号传送。其探测器的输出形式为开关量，它的灵敏度在制造时，通过硬件决定，不可调整。此类系统可通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制。此类系统已具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能，但对故障类型不能区分。目前国内生产的火灾自动报替系统大多数为此类产品。由于此类产品具有先进的报替和控制功能，施工、安装较为方便，且价格较低，己被大量使用。

第三阶段为智能型火灾自动报警系统，由于采用了先进的计算机控制技术，对传感器输出信号的调理具有智能性，其智能化程度大大提高。探测器的输出形式采用模拟量，并可通过软件对其灵敏度根据使用场合、时间进行设定和调整，如可设定白天、夜间、休息日不同灵敏度。对探测器的使用环境参数变化较大的

场所，灵敏度设定相对低一些，对环境较稳定或一些重要的场所，灵敏度设定相对高一些，这一功能可提高系统的稳定性及可靠性，减少误报。 1.3 研究意义及主要工作

1.3.1 研究意义

火灾是国内外普遍关注的灾难性问题。它是发生频率较高的一种灾害，在任何时间、任何地区都可能发生. 当前，随着我国经济实力的不断壮大，各地相继出现了一些具有一定智能化的大型建筑物—智能建筑。由于建筑物、构筑物应用材料的多样性，各类工业和科学技术的发展，易燃材料增多，加之人们生活环境和生活方式的变革，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。尤其是近几年来，由于高度和数量都飞速的增长，建筑的高度越高，其火灾危害性就越大，容易造成重大损失和人员伤亡事故，所以智能建筑消防安全是十分必要的，我们必须充分认识到消防系统在整个智能建筑中的重要作用。

“消防”己经逐渐形成一门独立的学科，专门研究如何预防和控制火灾的发生和蔓延。当今世界，由于电子技术、自动控制技术及计算机技术的高速发展，有力地促进了消防系统的发展。现代消防系统，无论在结构上还是在功能上，都己达到很高的水平。现代消防系统中采用了先进的火灾探测器探测火情，自动确认火灾并发出火灾报警信号，自动启动灭火设备、指挥灭火。

自动化消防系统的设计，涉及到许多领域和学科，如核物理、微电子、信息科学、通讯、网络、图像处理、建筑暖通、电气等，并且已经大量融入计算机技术、电子技术、传感器技术以及现代自动控制技术。总之，现代消防系统适应了高层建筑的需要，是人们高度防火意思的体现，又是现代科技发展的高度结晶。

因此，如何针对智能建筑发展过程中存在的问题，研究出解决方案，使智能建筑朝着节约化、系统化、标准化的方向发展，让建筑智能化技术为中国建设提供更加安全、方便、舒适和成本适中的建筑物和建筑群，为人民创造更多无愧于信息时代的高智能化的工作、生活和学习环境，使智能建筑朝着绿色、环保、节能、安全的主流方向发展。而我国正处于创建和谐社会、可持续发展社会的经济蓬勃发展时期，火灾自动报警系统探测火灾隐患，肩负安全防范重任，是智能建筑中建筑自动化系统的重要子系统，如何实现对智能建筑中火灾隐患的高效控制，其意义深远。

本课题结合强大的编程工具和先进的工业组态技术设计出的智能建筑消防综

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合软件平台，集消防系统仿真与控制于一体，包括了消防系统中的自动喷水灭火、气体灭火等自动灭火系统，涵盖了消防系统从探测、报警到设备联动控制整个过程，同时相应模拟一些系统故障现象并产生故障报警。通过设计补充理论教学与实践的缺陷，提升学生对智能建筑中消防系统的全面的理性的系统的认识。

1.3.2 主要工作

智能建筑消防综合软件平台设计采用分块设计，我在这次设计中主要负责火灾自动报警系统设计，作为智能建筑的一个子系统，作为火灾的先期预报、火灾的及扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念去做，做好防范工作，我们只有严格按照消防规范规定进行消防设计、施工，才能限制火灾蔓延的范围，及时发现和扑救火灾，减少火灾造成的损失和人员伤亡。

本次火灾自动报警系统设计的总体方案主要包括四个部分：(1)、仿真界面的设计：结合工程案例，运用编程软件设计出火灾报警系统的仿真界面。(2)、火灾探测系统的设计：包括火灾探测器的选配、探测区域探测器设置要点 、探测器总数的确定。(3)、火灾报警控制系统的设计：火灾报警控制器的设计选配、报警区域的划分、确定区域火灾报警控制器的容量 、确定集中火灾报警控制器。(4)、联动控制系统的设计：火灾警报装置、消防专用电话、喷淋水泵等等。整个方案重点在于利用编程软件对火灾自动报警系统进行仿真控制，并且联系教学，使工程和实践教学相结合，最终实现教学仿真，模拟一些故障现象产生相应故障报警并记录报警和故障信息。

2火灾自动报警系统简介

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。

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，尤其是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。

火灾自动报警系统一般分三种形式设计：区域火灾自动报警系统，集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就智能建筑的基本特点，控制中心报警系统是该设计最适用的方式。火灾自动报警系统的工作原理如图2-1所示。

灭火联动 现场铃声 现场正常状态 稳定值 控制器 烟雾 火灾探测器 温度 火警电话 报警显示器 报警生光 火警按钮 图2-1 火灾自动报警系统的工作原理图 （1）、控制中心报警系统

它是由火灾探测器手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器以及消防控制设备等组成。一般情况下，在控制中心报警系统中，集中火灾报警控制器是设在消防控制设备内，组成消防控制装置。

（2）、区域报警系统

它是由火灾探测器或手动火灾报警按钮以及区域火灾报警控制器组成，适用于较小范围的保护。

（3）、集中报警系统

它是由火灾探测器或手动火灾报警按钮以及区域火灾报警控制器和集中火灾

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报警控制器等组成，其构成的方框图。它适用于较大范围内多个区域的保护。该系统的容量越大，所要求输出的控制程序越复杂，消防设施控制功能越全，发展到一定程度便构成为消防控制中心系统。

3设计准则

本次毕业设计参照控制中心式火灾自动报警系统的原理，将整个系统分为三个子系统：1、探测系统。2、报警系统。3、联动控制系统。智能建筑中的火灾自动报警系统设计，首先必须符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要适应智能建筑的特点，各系统的设计标准如下： 3.1 火灾探测系统

（1）、火灾探测器的选择：

1）对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器；

2）对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器火焰探测器或其组合；

3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟的场所，热应选择火焰探测器；

4）对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器； 5）对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。

（2）、探测区域的划分：

1）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500㎡；从主要入口能看清其内部且面积不超过1000㎡的房间，也可划为一个探测区域；

2）红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m，缆式感温火灾探测器的探测区域长度不宜超过200m，空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20~100m之间。

（3）、火灾探测器部位的设置： 1）应与保护对象的等级相适应；

2）应符合国家现行有关标准、规范的规定。 3.2 控制系统

（1）、控制中心报警系统的设计：

1）系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器，或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器；

2）系统应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号；

3）系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》第6.2.5条的规定。

(2)、报警区域的划分：应根据防火分区或楼层划分、一个报警区域宜由一个或同层相邻几个防火分区组成。 3.3 联动控制系统

控制消防设备的启停，并应显示其工作状态；消防水泵、防烟和排烟风机的启停，除自动控制外，还应能手动直接控制；显示火灾报警、故障报警部位。

(1)、火灾警报装置：

1）每个防火分区至少应设一个，其位置宜设在各楼层走道靠近楼梯出口处，警报装置宜采用手动或自动控制方式；

2）在环境噪声大于60dB的场所设置火灾警报装置时，其声警报器的声压级应高于背景噪声15dB。

(2)、火灾应急广播：

1）控制中心报警系统应设置火灾应急广播，集中报警系统宜设置火灾应急广播；

2）火灾应急广播扬声器应设置在走道和大厅等公共场所,每个扬声器的额定功率不应小于1w,其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m,走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。

(3)、消防专用电话：

1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统；

2）消防控制室应设置消防专用电话总机，且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备；

3）消防水泵房、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房等部位应设置消防专用电话分机；

4）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔；

5）消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电

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话。

4设计步骤

4.1 火灾探测系统的设计

4.1.1 火灾探测器的选择

火灾探测器是火灾自动报警系统对象分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾烟温复合式火灾探测器以及气体火灾探测器，常用火灾探测器性能特点及适用范围如表4-1所示：

表4-1 火灾探测器性能特点及适用范围

探测器型 点型离子感烟探测器 感烟探测器 点型光电感烟探测器 红外光束[ 激光 ] 线型感烟探测器 感温探测器 点型感温探测器 缆式线型感温探测器 性能稳定，可靠性环境适应性好 探测范围大，可靠性环境适应性好 性能特点 灵敏度高，历史悠久技术成熟性能稳定，对阻燃火的反应最灵敏 灵敏度高，对湿热气流扰动大的场所适应性好 适用范围 宾馆客房、办公楼、图书馆、影剧院、邮政大楼等公共场所 易受电磁干同上 扰，散射光型黑烟不灵敏 会展中心、演播大厅、大会堂、体育馆、影剧院等无遮挡大空间 易受红外、紫外光干扰；探测视线易被遮挡 备注 厨房、锅炉间、地下车造价较高，安库、吸烟室等 电气电缆井、变配电装装维护不便 造价较高，安装维护不便 同上 置、各种带式传送机构等

续表4-1

各种燃油机房，油料火焰探测器 对明火反应迅速，探测储藏库等火灾时有范围宽广 强烈火焰和少量烟热场所

易受阳光和其它光源干扰；探测被遮挡，镜头易被污染

综合探测火灾时的烟雾装有联动装置系统复合探测器 温度信号，探测准确，等单一探测器不能可靠性高 确认火灾的场所 价格贵，成本高 智能建筑中应以感烟火灾探测器选用为主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。该设计中选用的是离子感烟探测器。

4.1.2 探测区域探测器设置要点

根据标准规定:火灾探测区域一般以独立的房间划分探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器、内部空间开阔且门口有灯光显示装置的大面积房间可划分一个的探测区域，但其最大面积不能超过1000㎡。探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必需考虑到梁突出顶棚影响，如表4-2所示：

表4-2 梁突出顶棚高度或净距对探测器设置的影响

梁的高度或净距 高度<200mm时 高度 200~600mm时 高度>600mm时 梁间净距时<1m时 影响程度 不考虑 按房间高度和梁隔断的梁间区域面积确定探测器保护面积和一只探测器保护的瞬间区域个数 被梁隔断的每个梁间区域至少设置1>只探测器 不考虑 另外，在设置火灾探测器时，还要考虑智能建筑内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间隔情况等的影响。

4.1.3 探测器总数确定

首先确定一个探测区域所需设置的探测器数量，其计算公式为：

N=S÷KA

式中： N—-探测器数量（只），取整数

S—-该探测区域的面积（㎡） A—-探测器的保护面积（㎡） K—-修正系数

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特级保护对象取 0.7～0.8 ； 一级保护对象取0.8～0.9 ； 二级保护对象取0.9～1.0。

注：感烟和感温探测器均以此公式计算。

根据探测区域探测器设置，仿真界面中建筑内全部探测区域所需和即为该建筑需要配置的探测器总数量。 4.2 火灾报警控制系统的设计

4.2.1 报警区域的划分

报警区域的划分应按照智能建筑的保护等级、耐火等级合理正确的划分。规范规定“报警区域应根据防火分区或楼层划分”。也就是说在报警区域，也可以将同层的几个防火分区划为一个报警区域。

特别强调，将几个防火分区同一报警区域时，只能在同一楼层而不得跨越楼层。

4.2.2 确定区域火灾报警控制器

根据标准规定，在火灾自动报警与联动控制系统中，火灾报警控制器的选择，一方面要满足整个火灾自动报警系统工作要求；另一方面，还应该具备与智能建筑中其它控制系统的通信界面。所以该设计选用区域火灾报警控制器。

4.2.3 确定区域火灾报警控制器的容量

区域火灾报警控制器一般按防火分区设置，其容量的确定主要取决于本报警区域内编址探测设备的数量。报警区域编址探测设备，不单指感烟感温或其它种类火灾探测器的数量，还包括该报警区域内手动报警按钮，消火栓报警按钮以及通过控制模块转换信号的水流批示器，水压力开关等。例如某型号火灾报警控制器的容量为4回路x128探测点，即每个控制回路可控制128个编址探测点，智能建筑中某报警区域编址设备总数为400个，则该火灾自动报警控制器正好满足区域报警要求。假设该报警区域内有600个探测编址点，显然需要二台该型号控制器(一般这种情况下，应选用单台容量满足600个探测编址点要求的产品作区域报警控制器)。一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量，为了保证火灾自动报警系统既能高效率又能高可靠性的工作，实际设计各回路探测点时要考虑一定的信息余量。关于这一点，GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》第5.1.2条有明确规定。综合考虑建筑结构与建筑施工等因素影响，火灾自动报

警系统中区域火灾报警器每回路实际设计容量应为标称容量的80~50%。 4.3 消防联动设备控制系统的设计

消防联动设备是火灾自动报警系统的执行部件，消防控制室接收火警信息后应能自动或手动启动相应消防联动设备。

4.3.1 智能建筑中应具备的消防联动设备及其功能

根据建筑设计防火规范和智能建筑防火灭火要求，智能建筑应具备以下全部或部分消防联动设备:

（1）火灾警报装置与应急广播，火灾发生时警示或通知人员安全转移； （2）消防专用电话，火灾报警，查询情况，应急指挥，能与“119”直通； （3）非消防电源控制，火灾应急照明和安全疏散指示灯控制； （4）室内消火栓泵和喷淋水泵，火灾时实施灭火； （5）消防电梯运行控制；

（6）管网气体灭火系统，泡沫灭火系统和千粉灭火系统，火灾确认后实施灭火；

（7）防火门，防火卷帘，防火阀的控制，火灾时实施防火分隔，防止火灾蔓延；

（8）防烟排烟风机，空调通风设备，送风阀，排烟阀乖，防止烟气蔓延提供救生保障。

4.3.2 消防联动设备的联动要求

火灾发生时，火灾报警控制器发出警报信息，消防联动控制器根据火灾信息管理部联动关系，输出联动信号，启动有关消防设备实施防火灭火。消防联动必需在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下，智能建筑中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系，在火灾报警后，输出自动控制指令，启动相关设备动作。手动情况下，应能根据手工操作，实现对应控制。

联动控制的对象有防、排烟设备、机电设备、灭火系统，通过火灾报警信号传至消防控制器发出指令，使设在现场的联动控制模块动作。操作方式有自控、远控、现地三种。消防设备及其联动要求见表4-3：

表4-3 消防设备及其联动要求

消防设备 火灾警报装置应急广播 火灾确认后联动要求 1、二层及以上楼层起火及邻上下层 12 1

2、首层起火，应先接通本层 3、地下室起火，应先接通地下各层及首层 4、含多个防火分区的单层建筑，应先着火的防火分区 非消防电源箱 消防应急照明灯及紧急疏散标志灯 有关部位全部切断 有关部位全部点亮 1、控制系统启停 室内消火栓系统水喷淋系统 2、显示消防水泵的工作状态 3、显示消火栓按钮的位置 4、显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态 其它灭火系统 其它 泡沫灭火系统 干粉灭火系统 防火门 管网气体灭火系统 1、显示系统的自动，手动工作状态 2、在报警，喷射各阶段发出相应声光报警并显示防护区报警状态 3、在延时阶段，自动关闭本部位防火门窗及防火阀，停止通风空调系统并显示工作状态 1、控制系统启停 2、显示系统工作状态 门任一侧火灾，防火门自动关闭且关门信号反馈回消防控制室 疏散通道上： 防火设备 防排烟设施 空调通风设施 1、感烟报警，卷帘下降至楼面1.8m处 防火卷帘 2、温感报警，卷帘下降到底 防火分隔时： 探测器报警后卷帘下降到底 （1）、停止有关部位空调送风，关闭防火阀并接受其反馈信号 续表4-3

（2）、启动有关部位的放烟排烟风机，排烟阀等，并接受其反馈信号 （3）、控制挡烟垂壁等防烟设施

4.3.3 消防联动设备的选择

根据标准规定及消防联动设备的联动要求，由于仿真系统界面所限，本次设计选用的消防联动设备包括：火灾警报装置、消防电梯、自动喷水系统、火灾应急广播及消防专用电话。

(1)、消防电梯控制系统

若大楼内设有多部客梯和消防电梯，在发生火灾时，由火灾自动报警系统的联动模块发出指令，不管客梯处于任何状态，电梯上按钮将失去控制作用，客梯全部降到首层，客梯门自动打开，待梯内人员疏散后，自动切断客梯电源，同时将动作信号反馈至消防控制室。消防电梯降到首层后供消防人员使用。

(2)、自动水喷淋系统

水喷淋灭火系统中湿式报警阀的压力开关、水流指示器、安全信号阀、喷淋泵等设备的选择，均需要与火灾自动报警系统进行配合设计。根据《规范》要求，消防控制设备对自动喷水灭火系统应有“显示水流指示器、报警阀压力开关、安全信号阀的工作状态”的功能。采用总线制火灾自动报警系统时，可在报警总线上通过信号模块接收水流指示器、安全信号阀上接点发生的信号，传送至火灾自动报警控制器上显示其工作状态。且与水流指示器、安全信号阀连接的信号模块均有独立的报警地址编码，并且因水流指示器、安全信号阀的不同作用，其信号模块的传输信号不得共用。在设计时还应注意所选择的信号模块接收信号的接点方式分无源接点和有源接点两种，一般均采用无源接点输入方式。当设备输出的信号和信号模块的输入信号接点方式相同时，则直接接入使用；当设备输出的是有源接点信号，而信号模块只接收无源信号的接点时，应通过信号转换如用中间继电器转换为无源接点。

(3)、火灾应急广播系统

火灾事故广播系统通常采用独立的广播系统。该系统配置有专用的广播扩音机、广播控制盘、分路切换盒、音频传输网络及扬声器等。控制方式有自动播音和手动播音两种方式。手动播音控制方式对系统调试和运行维护较方便。当火灾事故广播与建筑物内广播音响系统合用时，可通过联动模块将火灾疏散层的扬声器和广播音响扩音机等强制转入火灾事故广播状态，即停止背景音乐广播，播放火灾事故广播。

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4.4 设计软件简介

4.4.1 VB编程软件

1991年，美国微软公司推出了Visual Basic(可简称VB），目前的最新版本是VB 2010 测试版。

Visual 意即可视的、可见的，指的是开发像Windows操作系统的图形用户界面（Graphic User Interface,GUI）的方法，它不需要编写大量代码去描述界面元素的外观和位置，只要把预先建立好的对象拖放到屏幕上相应的位置即可。

Basic 实际上是一个短语的缩写，这个短语就是 Beginners all purpose symbolic instruction code ，其中文意思为“初始者通用符号指令代码语言”。 “Basic”指的是BASIC语言，因为VB是在原有的BASIC语言的基础上发展起来的，至今包含了数百条语句、函数及关键词，其中很多和 Windows GUI 有直接关系。

Visual Basic,简称VB，是Microsoft公司推出的一种Windows应用程序开发工具。是当今世界上使用最广泛的编程语言之一，它也被公认为是编程效率最高的一种编程方法。无论是开发功能强大、性能可靠的商务软件，还是编写能处理实际问题的实用小程序，VB都是最快速、最简便的方法。与C语言相比，因为VB是面向对象的、解释型的、简单操作的一门编程语言，高级的往往要借助其它函数或空间函数；而C语言是面向过程的、编译型的、可以进行系统及操作的一门语言，所以选用了VB软件进行该系统的仿真设计。

在Visual Basic环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的广泛应用程序接口（API）函数，动态链接库（DLL）、对象的链接与嵌入（OLE）、开放式数据连接（ODBC）等技术，可以高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。随着版本的提高，Visual Basic的功能也越来越强。5.0版以后，Visual Basic 推出了中文版，与前个版本相比，其功能有了很大提升。

4.4.2 Flash软件

Flash 是一种创作工具，可用来创建诸如从简单的动画到复杂的交互式 Web 应用程序（如在线商店）之类的任何作品。通过添加图片、声音和视频，可以使您的 Flash 应用程序媒体丰富多彩。Flash 包含了许多功能，如拖放用户界面组件，将 ActionScript 添加到文档的内置行为，以及可以添加到对象的特殊效果。这些功能使 Flash 不仅功能强大，而且易于使用。其特点如下：

(1)、 Flash动画受网络资源的制约一般比较短小，利用Flash制作的动画是矢量的，无论把它放大多少倍都不会失真。

(2)、 Flash动画具有交互性优势，可以更好地满足所有用户的需要。它可以让欣赏者的动作成为动画的一部分。用户可以通过点击、选择等动作，决定动画的运行过程和结果，这一点是传统动画所无法比拟的。

(3)、 Flash动画有崭新的视觉效果，比传统的动画更加轻易与灵巧，更加“酷”。不可否认，它已经成为一种新时代的艺术表现形式。

(4)、 Flash动画制作的成本非常低，使用Flash制作的动画能够大大地减少人力、物力资源的消耗。同时，在制作时间上也会大大减少。

(5)、 Flash动画在制作完成后，可以把生成的文件设置成带保护的格式，这样维护了设计者的版权利益。

由于Flash制作成的动画占的容量很小，也可以编辑图像的优点，所以有Flash软件来制作的和集中用到的小动画是一个不错的选择。

4.4.3 Flash汉化软件Sothink SWF Decompiler 4.5

Sothink SWF Decompiler FLA是一款用于解析和浏览Flash动画的软件。它完全符合AS3.0和Flash 9 ，它能够将flash动画中的图片、矢量图、字体、文字、按钮、影片片段、帧等基本元素完全分解，还可以对flash影片动作进行解析，清楚的显示其动作的代码，让您对Flash动画的构造一目了然。 4.5 仿真系统设计流程

仿真系统设计流程图如下页图4-1所示：

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模拟火灾 烟雾 火灾将无法控制请手动启动，否则， 故障 离子感烟探测器 正常 手动启动 报警装置 4.6 系统设计

根据火灾自动报警系统设计规范，火灾自动报警系统一般分为三种形式：区

火灾报警控制器 消防广播 火灾将无法控制 请手动启动，否则， 消防电梯 故障 消防泵 正常 手动启动 火灾将无法控制请手动启动，否则，故障 喷淋头 正常 手动启动 模拟火灾得以控制

图4-1 仿真系统设计流程图

域报警系统 、集中报警系统和控制中心报警系统。根据智能建筑的特点，控制中心报警系统是最适用的方式。 智能建筑火灾自动报警系统的设计可以从以下几个方面考虑：

(1)、火灾探测器的设置； (2)、火灾报警控制器的设置；

(3)、消防联动控制设备(包括消防通讯)的设置。

由于本次设计为教学仿真设计，即把实践结合到教学中，这样在软件中就形成了工程仿真图界面。其工程仿真图界面则利用VB编程软件编制出生动形象的界面，并加以部分动画效果、故障报警等。

4.6.1 仿真界面的设计

考虑到仿真界面运行于VB环境下，因此界面的版式、风格等应以大众化的风格和色调为主。经过参考比较，决定仿真界面版式搭配如图4-2所示：首先会进入一个火灾自动报警系统的仿真界面，在该界面上左侧有竖排按钮，分别对应四个区域：首先是火灾报警:包括模拟火灾开始的控制按钮，停止模拟按钮及火灾发生的地址显示。余下三个区均是联动设备：消防泵、喷淋头及探测器。设置了设备的自动，手动按钮来模拟实际中系统运行，并设置对应的正常与故障按钮，用来模拟现实中设备的正常与故障或者一些异常情况，并方便报警和故障实时记录到数据库。在该界面右上侧为智能建筑模拟图及室内设备，包括安装好的探测器、控制器及联动设备（消防电梯、组合扬声器，消防电话分机和消防广播等）。在该界面上右下侧有一个报警区和模拟过程中的附加说明显示框。其中报警区包括火灾报警及消防广播，消防广播采用手动开启。

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图4-2 系统仿真界面

接下来就是设备概况介绍的子界面，点击各个设备图案可以直接跳转至其他界面。包括离子感烟探测器、喷淋头、组合扬声器，消防电话分机及琴台式控制器设备概况简要介绍界面。这样，其模拟演示可以用这种方式进行:进入系统仿真界面后，直接点击模拟火灾按钮即可进行火灾自动报警系统的模拟仿真演示，进行教学，这样的设计手段基本可满足本次设计中的要求。

4.6.2 联动设备简介界面设计

该界面设计以离子感烟探测器为例，设计如下方法：进入系统仿真界面后，在设置离子感烟探测器的位置均再加入一个Image控件，然后双击窗体在窗体的Load事件中加入下面的代码：

Private Sub FAStancq9Ima_Click() FASForm.Hide

FASganyantcqForm.Show End Sub

这样，子窗体在系统仿真界面的设置就完成了。下面就是子窗体的设计：右击工程窗口的窗体，选择添加——添加窗体，就建立了系统子界面，在该界面的属性窗口的caption属性设置为离子感烟探测器，在picture属性中载入离子感

烟探测器图片，接着在该界面加入一个TextBox控件，再该控件的属性窗口的caption属性中输入离子感烟探测器的简介说明，然后双击窗体在窗体的Load事件中加入下面的代码：

Private Sub FASganytcqsmLab_Click() FASganyantcqForm.Hide FASForm.Show End Sub

如此，在系统仿真界面点击各个设备图案可以直接跳转至相应设备的子界面，继续点击子界面又可以直接跳转至系统仿真界面。

4.6.3 软件设计

在火灾模拟时要用到一些小的动画，如：火燃烧动画、烟雾扩散动画、水喷洒动画等等，所以要制作出这些小动画，由于我从网上下载到了火灾自动报警动画演示的应用文件，所以我选用了Flash应用文件的汉化软件Sothink SWF Decompiler 4.5来导出系统设计所需的小动画。

接下来就是把这些小动画插入到在VB环境下的主界面中，这时就要用到VB 编程语言的Shockwave flash的控件，插入方法如下：首先，打开VB，进入系统仿真界面，在工具箱上单击鼠标右键，选择部件，在部件窗口的控件列表中选择Shockwave flash，然后确定， Flash控件就被加到工具箱上了。然后将Flash控件放到窗体上，并调整至适当的大小，然后在属性窗口中设置movie属性为Flash动画所在的路径，通过设置playing属性来控制动画的播放或停止，设置Visible属性来控制动画的可见与不可见。

然后用Timer控件来控制动画的播放，Timer控件可用来在一定时间间隔执行操作，下面以控制火燃烧开始为例介绍编制方法如下：进入系统仿真界面，在工具箱上单击Timer控件，将Timer控件放到窗体上，并调整至适当的大小，然后在属性窗口中设置Enable属性为False，设置Interval属性为10000，双击窗体在窗体的Load事件中加入下面的代码：

Private Sub FAShuok2Tim_Timer() FAShuoFla.Visible = True FAShuoFla.Playing = True End Sub

按F5就可以在十秒之后看到播放的火燃烧的动画了。插入完成各个小动画的

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系统仿真界面如图4-3所示：

图4-3 系统仿真界面

其次仿真界面格调设计的重点所在，良好的界面可使设计的效果更好的表达出来。参照一些楼宇自控厂商的控制软件界面以及VB运行环境下的界面效果，决定总界面采用一个模糊化的建筑物图为背景，并合理排列各个按钮，在视觉上形成一定的效果。

5 设计成果

图5-1 系统总界面

图5-2 仿真时的系统界面

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图5-3 离子感烟探测器界面

图5-5 消防电话分机界面

图5-7 琴台式控制器界面

图5-4 喷淋头界面

图5-6 组合扬声器界面

6 总结语

经过几个月的不懈努力，本次毕业设计顺利结束了。通过这次毕业设计，锻炼了我的综合能力，提高了认识问题、分析问题和解决问题的能力，并且懂得了团队合作精神在设计中的重要性。本次设计让我受益匪浅，从中得到的不仅仅是设计成果，更为重要的是培养了一种自学能力，对将来的发展起了很大的帮助。

本次毕业设计的课题是智能建筑消防综合软件平台设计，我所做的是其中一个子系统——火灾自动报警系统的仿真设计。在做毕业设计的几个月中，在黄国锐老师、李杨老师和同组同学的帮助下，我顺利完成了毕业设计全部任务，包括运用编程软件完成火灾自动报警系统进行仿真控制，并模拟一些故障现象产生相应故障报警并记录报警和故障信息。

本次毕业设计让我认识到，碰到新问题时，不仅要从深层考虑，而且要从多方面考虑。首先是在解决问题前做好充分的准备工作，事先将需要的资料分类准备好，以做到有条不紊；其次要对问题进行总体的分析和规划，将各类复杂的难题分成许多易解的小问题，逐个解决；最后是要定期对完成的工作进行整理和记录，发现其中的小规律，为以后解决问题提供参考。

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7 致谢

毕业设计即将结束，在这段期间里我从无到有，逐步了解并掌握了毕业设计的内容。在此我要感谢我的两位指导老师---黄老师和李老师。两位老师从系统设计初期的总体规划、系统解决方案的确定到系统最后的设计和实现，都给了我及时和耐心的指导，并提出了大量的建设性建议，使我能得以实现系统的各个功能。

我还要感谢我的同组同学。在毕业设计过程中，大家团结互助，共同解决了许多实际问题。在我们的一致努力下，最终得以顺利完成此次毕业设计任务。

参考文献

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[2]夏凌，魏金城，胡杰. 智能消防探测系统综述【J】.电讯技术，1999 [3]规范组编. 高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-95）.2005

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[7]李天荣，龙莉莉等.建筑消防设备工程（第二版）.重庆大学出版社，2007 [8] 陈紫红，安剑，孙秀梅等. Visual Basic项目开发全程实录. 清华大学出版社

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