Thiết kế hệ thống báo cháy cho toà nhà tower

BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY CHO TOÀ NHÀ TOWER ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2015 BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY CHO TOÀ NHÀ TOWER ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Phạm Hồng Hoàng Người hướng dẫn: Th.SNguyễn Đoàn Phong HẢI PHÕNG-2015 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÖC o0o BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Hồng Hoàng – mã SV: 1112102008 Lớp : ĐC1501- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài: Thiết kế hệ thống báo cháy cho tồ nhà Hải Phịng Tower NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp: CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Nguyễn Đoàn Phong Thạc sĩ Trường Đại học dân lập Hải Phịng Tồn đồ án Người hướng dẫn thứ Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng……năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hướng dẫn ĐT.T.N Phạm Hồng Hồng Th.S Nguyễn Đồn Phong Hải Phịng, ngày tháng .năm 2015 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần, thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Ngày… tháng……năm 2015 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2015 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chƣơng 1: HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.1 KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ 1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 1.2.1 Hệ thống báo cháy thông thƣờng 1.2.2 Hệ thống báo cháy địa 1.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 1.3.1 Trung tâm báo cháy 1.3.2 Thiết bị đầu vào 1.3.3 Thiết bị đầu 1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 1.5 CấU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOạT ĐộNG CÁC THIẾT BỊ 20 1.5.1 Tủ báo cháy trung tâm 20 1.5.2 Đầu báo cháy 21 1.5.2.1 Đầu báo khói 22 1.5.2.2 Đầu báo nhiệt 29 1.5.3 Nút ấn báo cháy trực tiếp 30 1.5.4 Thiết bị đầu 32 1.5.4.1 Chuông báo cháy 33 1.6 TÍCH HỢP CÁC Hệ THỐNG KỸ THUẬT TRONG CƠNG TRÌNH 35 1.6.1 Hệ thống BMS 36 1.6.2 Hệ thống kiểm soát cửa tự động 37 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIếT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 40 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ CÁC YÊU CẦU CHUNG Error! Bookmark not defined 2.2 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ Error! Bookmark not defined 2.3 CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG Error! Bookmark not defined 2.3.1 Đầu báo cháy dạng khói 45 2.3.2 Đầu báo cháy dạng nhiệt 46 2.4 TRUNG TÂM BÁO CHÁY Error! Bookmark not defined 2.5 HỘP NÚT ẤN BÁO CHÁY Error! Bookmark not defined 2.6 CÁC BỘ PHẬN LIÊN KếT Error! Bookmark not defined 2.7 NGUỒN ĐIỆN CHO HỆ THỐNG Error! Bookmark not defined Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống báo cháy nhà Hải Phòng Tower 49 3.1 HẢI PHÒNG TOWER VÀ CÁC YÊU CẦU LIÊN QUAN CƠNG TÁC PHỊNG CHÁY CHỮA CHÁY 49 3.2 THIếT KẾ PHẦN CỨNG 50 3.2.1 Tính tốn khối lƣợng xác định vị trí lắp đặt thiết bị 50 3.2.2 Lựa chọn hệ thống báo cháy tự động 54 3.2.3 Thông số kỹ thuật chi tiết thiết bị đƣợc lựa chọn 55 3.2.3.1 Tủ báo cháy trung tâm EST3 – 3CAB 21 55 3.2.3 Card kết nối thiết bị loop – SDDC1 57 3.2.3.3 Card hỗ trợ kết nối 58 3.2.3.4 Tủ hiển thị phụ 3-LCDANN 59 3.2.3.5 Các loại đầu báo dạng điểm 59 3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 67 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Độ ẩm tối đa 93% 3.2.3.2 Card kết nối thiết bị loop – SDDC1 Được lắp tủ báo cháy trung tâm Trực tiếp cấp nguồn hoạt động, quản lý thiết bị loop bao gồm: module, đầu báo Hoạt động vi xử lý thơng minh Giám sát tình trạng tất thiết bị loop Khả quản lý 125 thiết bị địa loop, tối đa 250 thiết bị tổng cộng loop Tín hiệu báo cháy truyền loop nhỏ 750 mili giây Bảng 3.4: hông số kĩ thuật Card loop 3-SDDC1 STT THÔNG SỐ KĨ THUẬT Điện áp hoạt động Dòng điện hoạt động Nhiệt độ hoạt động Độ ẩm tối đa Khoảng cách dây tối đa từ CHI TIẾT 24 VDC - Normal: 264 mA - Alarm : 336 mA 0-49 độ C 93% - card tới thiết bị Dây tiết diện 1,5 mm2: 1178 m - Dây tiết diện 1,0 mm2: 802 m Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối thiết bị card loop 3-SDDC1 3.2.3.3 Card hỗ trợ kết nối * Card hỗ trợ kết nối máy tính - Cung cấp kết nối tủ trung tâm với máy tính bao gồm: hệ thống đồ họa Firework, hệ thống máy in - Hoạt động dựa hệ vi xử lý * Card hỗ trợ kết nối Network - Cung cấp kết nối tủ trung tâm, kết nối tủ trung tâm với tủ hiển thị phụ - Kết nối tối đa 64 node Bảng 3.5: Thông số kĩ thuật card hỗ trợ kết nối STT Thông số kĩ thuật Điện áp hoạt động Dòng điện RS232 RS485 15,5-19,95 VDC hoạt 58 Ma 98 mA động Nhiệt độ hoạt động 0-49 độ C Độ ẩm tối đa 93 % 3.2.3.4 Tủ hiển thị phụ 3-LCDANN Khối hiển thị phụ có cấu tạo tương tủ báo cháy trung tâm bao gồm: biến thế, khối xử lý trung tâm CPU, hiển thị LCD Khối hiển thị phụ chứa toàn sở liệu hệ thống, hiển thị tất thông tin kiện tủ báo cháy trung tâm, giúp người vị trí khác tịa nhà nhận biết nguy cháy nổ xảy Khoảng cách kết nối tối đa 1000m đến tủ điều khiển báo cháy Màn hình LCD hiển thị dòng, 21 ký tự dòng, chiếu ánh sáng vàng Kèm theo còi Nút cuộn duyệt xem thông tin Nhãn tên nút thay đổi Hỗ trợ nhiều ngơn ngữ Có chức báo nhận reset 3.2.3.5 Các loại đầu báo dạng điểm * Đầu báo khói quang địa SIGA-PS Đầu báo khói quang địa SIGA-PS sản xuất kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001 với tính năng: Hoạt động dựa vi xử lý thông minh Tự động cập nhật địa có thay Đầu cảm biến thông minh loại trừ tối đa trường hợp báo cháy giả Có tới 20 mức tiền cảnh báo Khả tự động nhận biết tình trạng: độ bẩn, độ nhậy Khơng cần lập trình lại thay thế, bảo trì Bảng 3.6: Thơng số kỹ thuật đầu báo cháy khói quang địa SIGA-PS STT THƠNG SỐ KĨ THUẬT CHI TIẾT Điện áp hoạt động 15,2 – 19,95 VDC Dòng điện hoạt động - Normal: 45 micro Ampe - Alarm : 45 micro Ampe Nhiệt độ hoạt động Độ ẩm tối đa Tốc độ gió tối đa 0-49 độ C 93% 25,39 m/s * Đầu báo nhiệt địa chỉ: SIGA-HFS, SIGA-HRS Tích hợp vi xử lý thơng minh Khả tự cập nhật vị trí có thay Khả tự động nhận biết tình trạng : độ bẩn, độ nhậy cảm biến Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật đầu báo cháy dạng nhiệt STT Thông số kĩ thuật Cảm biến nhiệt độ SIGA-HFS Cố định SIGA-HRS Cố định kết hợp gia tăng Ngưỡng cảnh báo 57 độ C - Cố định: 57 độ C - Gia tăng: độ C/ phút Điện áp hoạt động Dịng điện hoạt động Mơi trường 15,5 – 19,95 VDC hoạt 15,5 – 19,95 VDC 45 micro Ampe Độ ẩm tối đa: 93% động 3.2.3.6 Nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA-271 Là loại nút ấn báo động tay trực tiếp Hoạt động dựa vi xử lý Có khả đặt địa thơng minh Chức ngắt mạch có lỗi LED hiển thị trạng thái nút ấn Kết nối theo hai dây Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật nút ấn báo cháy trực tiếp SIGA-271 Thơng số Tiết diện dây tín hiệu Chi tiết 0.2…1.5mm2 AWG24…15 Nhiệt độ hoạt động -25…+70oC Nhiệt độ bảo quản -30…+75oC Độ ẩm 3.2.3.7 Module kết nối hệ thống BMS 95% Hình 3.5: Sơ đồ kết nối tủ trung tâm với hệ thống BMS Việc truyền liệu từ hệ thống báo cháy tự động qua hệ thống quản lý tòa nhà BMS thực thông qua module FSB-PC Bộ kết nối FSB-PC thiết bị cung cấp kết nối dựa theo giao thức chuyển đổi liệu nối tiếp EST3 loại cổng serial hay cổng vào Ethernet thiết bị điều khiển bên FSB-PC cho phép chuyển đổi giao thức kết nối mở rộng EST3 ECP giao thức loại giao thức cung cấp sau bao gồm: Modbus RTU, BACnet MSTP Metasys N2 Nó hoạt động thơng qua RS-232 RS-485, cơng Ethernet (10/100 Base-T) Tín hiệu chuyển từ mạng tủ EST3 đển thiết bị quản lý toàn nhà FSB-PC với EST3 driver kích hoạt giao thức hỗ trợ Bảng 3.9: Thông số kĩ thuật module FSB-PC STT Thông số kĩ thuật Chi tiết Điện áp hoạt động – 30 VDC Dòng điện hoạt động 500 mA Môi trường hoạt động - Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 % Card hỗ trợ kết nối - RS232 RS485 3.2.3.8 Module đầu không điện áp : SIGA-CR Là module đầu cấp tiếp điểm khô dạng “C” dùng điều khiển cho hệ thống: thang máy, quạt hút, quạt tăng áp… Hoạt động dựa hệ vi xử lý Việc kích hoạt, reset module điều khiển hoàn toàn qua tủ trung tâm Bảng 3.10: thông số kĩ thuật mô-đun đầu không điện áp SIGA-CR STT Thông số kĩ thuật Điện áp hoạt động Dịng điện hoạt động Mơi trường hoạt động Chi tiết 15.2-19.95 VDC - Normal: 100 - Active : 100 Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 % - Tải tối đa đóng mở tiếp điểm - Kích thước dây tín hiệu 24VDC: A 120-220 VAC: 0.5 A 0.75, 1.0, 1.5, 2.5 mm2 Hình 3.6: Sơ đồ đấu nối module đầu khơng điện áp 3.2.3.9 Module đầu có điện áp: SIGA-CC1 Là module đầu cấp điện áp để điều khiển hệ thống: chuông đèn, loa cảnh báo Hoạt động dựa vi xử lý Có thể lựa chọn chế độ hoạt động khác qua phần mềm Việc kích hoạt, reset điều khiển hồn tồn qua tủ trung tâm Bảng 3.11: Thông số kĩ thuật mô-đun đầu có điện áp SIGA-CC1 STT Thơng số kĩ thuật Điện áp hoạt động Dòng điện hoạt động Môi trường hoạt động Tải tối đa đầu Kích thước dây tín hiệu Chi tiết 15.2-19.95 VDC - Normal: 223 - Active : 100 - Nhiệt độ: 0-49 độ C - Độ ẩm: 0-93 % - 24VDC: A - 25V Audio: 50 W - 70V Audio: 35 W 0.75, 1.0, 1.5, 2.5 mm2 Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối module đầu có điện áp 3.2.3.10 Chuông đèn báo cháy * Chuông báo cháy 323D-10AW Được thiết kế để dùng phòng nhỏ vừa, nơi có tạp âm Vỏ hộp nhựa ABS trắng, gắn trực tiếp với bề mặt nơi sử dụng Có kiểu chng khác với mức cường độ âm Mạch điện tử bọc bảo vệ Dịng điện tiêu thụ nhỏ Bảng 3.12: Thơng số kỹ thuật chuông báo cháy 323D-10AW STT Thông số kĩ thuật Chi tiết Điện áp hoạt động 20-24 VDC Dòng điện hoạt động 0.33 A Mức cường độ âm 79 dB/10 ft Tiết diện dây tín hiệu Từ 0.75-2.5 mm2 Dải tần 500-4000 Hz Môi trường hoạt động - Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 80 độ C - Độ ẩm cho phép (tuân theo T/c DIN 40040):)0-100% * Chuông đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM Tích hợp chng đèn báo cháy thiết bị Ánh sáng tăng cường Các vân vỏ đèn làm ánh sáng khuyếch tán xa Tiện lợi mơi trường nhiều tạp âm, tín hiệu flash rõ ràng Để nhận dạng tòa nhà, lối vào giúp hiểm trường hợp khẩn cấp Có thể dùng nhà nhà Vỏ đèn dùng vật liệu poly cacbonat Có thể kiểm tra dây nhờ việc thay đổi cực nguồn điện Bảng 3.13: Thông số kỹ thuật chuông đèn báo cháy kết hợp G1-HDVM STT Thông số kĩ thuật Chi tiết Điện áp hoạt động Dòng điện hoạt động Tần số đèn chớp Mức cường độ âm Tiết diện dây tín hiệu Từ 0.75-2.5 mm2 Mơi trường làm việc – 49 độ C, độ ẩm < 93 % 20-24 VDC 0.33 A 1Hz( 60 lần/ phút) 27-36 dB Hình 3.8: Sơ đồ đấu nối hệ thống chuông đèn 3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.3.1 Căn thiết kế * Căn thông số kĩ thuật hệ thống Mỗi card loop quản lý tối đa 250 thiết bị, 125 thiết bị địa loại Tủ báo cháy trung tâm quản lý tối đa 10 loop Khoảng cách tối đa từ tủ trung tâm tới thiết bị: 2152 m Mỗi module đầu có điện áp SIGA-CC1 điều khiển hoạt động hệ thống chng đèn cấp tối đa dịng A Mỗi chuông báo cháy 323D-10AW, chuông đèn báo cháy kết hợp G1HDVM tiêu thụ dòng 0.33 A  Mỗi module SIGA-CC1 điều khiển tối đa chuông 323D-10AW * Căn tiêu chuẩn kỹ thuật phòng cháy chữa cháy( Nhƣ trình bày trên) 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý ( Chi tiết phần phụ lục ) Hệ thống sử dụng tủ 11tủ kỹ thuật, tủ hiển thị phụ Tủ báo cháy trung tâm đặt phịng bảo vệ Tủ báo cháy có loop sau: loop 1: cho khu vực tầng G bao gồm thiết bị đầu báo khói (S), đầu báo nhiệt (H), mô-đun điều khiển đầu vào (IM) cho bơm chữa cháy, van hệ thống Sprinkler , mô-đun điều khiển đầu (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuông đèn báo cháy loop 2: cho khu vực tầng đến tầng bao gồm thiết bị đầu báo khói (S), đầu báo nhiệt (H), mô-đun điều khiển đầu vào (IM) cho van hệ thống Sprinkler , mô-đun điều khiển đầu (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuông đèn báo cháy loop 3: cho khu vực tầng 4-9 bao gồm thiết bị đầu báo khói (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) cho van hệ thống Sprinkler , mô-đun điều khiển đầu (OM) cho hệ thống hệ thống quạt hút, chuông đèn… loop 4: cho khu vực tầng 10 đến 11 bao gồm thiết bị đầu báo khói (S), đầu báo nhiệt (H), mơ-đun điều khiển đầu vào (IM) van hệ thống Sprinkler , mô-đun điều khiển đầu (OM), nút ấn báo cháy trực tiếp, chuông đèn báo cháy KẾT LUẬN Qua trình tháng nghiên cứu, tìm hiểu em hoàn thành đồ án “ Thiết kế hệ thống báo cháy cho tòa Hải Phòng Tower “ với kết thu sau: Nghiên cứu, tìm hiểu công nghệ hệ thống báo cháy tự động sử dụng thị trường bao gồm: hãng sản xuất lớn, chủng loại hệ thống, nguyên lý hoạt động Nắm cấu tạo, nguyên lý hoạt động thông số kỹ thuật thành phần thiết bị hệ thống Ngoài đồ án hoàn thiện việc nghiên cứu sở tính tốn, tiêu chuẩn thiết kế hệ thống báo cháy tự động Đồ án giải vấn đề thiết kế hệ thống báo cháy tự động cho cơng trình tịa nhà Hải Phịng Tower đáp ứng đầy đủ yêu cầu, tiêu chuẩn Bao gồm cơng việc: tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị phần cứng thiết kế phần mềm điều khiển hoạt động cho hệ thống Qua đồ án em tích lũy cho nhiều kiến thức lý thuyết lẫn thực tế Từ có điều kiện tài thời gian mở rộng ý tưởng thiết kế hệ thống báo cháy tự động hoàn toàn Việt Nam bao gồm từ việc thiết kế thiết bị điện tử phần cứng Cuối cùng, lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ths Nguyễn Đoàn Phong, thầy hướng dẫn bảo em suốt thời gian qua để em hồn thành đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Cục cảnh sát phòng cháy chữa cháy, Những văn quy phạm pháp luật phòng cháy chữa cháy, Nhà xuất Công An Nhân Dân, 2006 [ ] Bộ Xây Dựng, Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, Nhà xuất Xây Dựng, Tập V tiêu chuẩn thiết kế, 2005 [ ] EST3 Installation and Service Manual, Edwards System Technology, INC [ ] EST3 Operations Manual, Edwards System Technology, INC [ ] Smoke Detector Principle, System Sensor [ ] http://en.wikipedia.org/wiki/Smoke_detector