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1、某某学院毕业设计楼宇智能系统设计 作者： 院系：学院机电工程系 专业：电气自动化 年级：2012级 学号： 20120151143 指导教师： 毕业设计任务书设计题目：楼宇智能系统设计完成期限：自2014 年 11月1日 至 2015 年4 月 2日止一、设计原始依据（资料）通过在某某公司工厂实习阶段的学习和了解使我对大众自动变速器工厂的整个内部智能控制系统有了一定的了解和熟悉，通过理论和实践的相结合，对我所学的知识进行检测，从而真正达到了学习的目的。在实习期间，我对此系统进行了探索及改进，因此对此流程有了比较深入的了解，所以本论文以假定建立另一套楼宇智能系统方案。二、设计内容和要求此设计内容
2、主要包括建筑火灾自动报警与消防联动控制系统设计、安全防范设计和综合布线系统,这就将电气控制、自动控制、电工作业安全技术等学科知识有机的结合在一起不断改进设计方案,最终完成符合用户使用要求的系统设计方案。本人签字: 2015年4月2日内容摘要本次设计的主要内容为安全防范系统、综合布线系统以及对建筑的火灾自动报警与消防联动控制系统设计，依据国家主要标准及相关法规，要求完成设计图纸和计算书。关键词：联动、视频监控、火灾报警控制器、变压器 目录第一章 概 述51.1 设计依据51.2 设计内容51.3 工程概况5第二章 火灾自动报警与消防联动控制系统设计62.1 系统设计62.1.1 探测器安装布置6
3、2.1.2 手动火灾报警按钮的设置92.1.3 火灾自动报警系统设计92.1.4 消防联动设计92.2 设计选择102.2.1 火灾报警控制器102.2.2 楼层显示器102.3消防计算102.3.1 地下一层车库计算102.3.2 一层展示厅计算112.3.3 一层食堂计算122.4 消防导线选择与线路敷设122.5 消防设计注意事项13第三章 安全防范系统133.1 安全防范系统概述133.2 安防监控系统结构133.3 视频监控系统143.3.1 视频监控系统基本功能要求143.3.2 视频监控系统设计143.4 停车场管理系统153.4.1 停车场管理系统概述153.4.2 停车场管理
4、系统设计153.5 设备选择153.5.1 视频监控系统设备的选择153.5.2 停车场管理系统设备选择163.5.3 DVR设备的选择16第四章 综合布线系统164.1 综合布线系统结构164.2 设计目标174.3 设备选择184.3.1 耐克森 六类非屏蔽跳线(N101.214EO)184.3.2 耐克森 单口信息面板(N21241)184.3.3 耐克森 六类非屏蔽模块(N420.660)194.4 综合布线计算20结束语21第一章 概 述1.1 设计依据 1相关专业提供的设计资料。2甲方提供的设计任务书。3国家现行的有关规范、规程及相关行业标准。1.2 设计内容本设计主要是模拟某大厦
5、建筑火灾自动报警与消防联动控制系统设计、安全防范设计和综合布线系统。1.3 工程概况1.本工程是地处某市的综合办公楼，地下1层，地上15层，总建筑面积21166m2。设计内容需做到必须满足国家现行技术规范，施工图中的符号、标注等必须按照国家有关制图标准执行。现行国家规范、标准中未明确的内容可参照有关行业标准、设计手册、图集等执行。本次设计的主要内容为安全防范系统、综合布线系统以及对建筑的火灾自动报警与消防联动控制系统设计，依据国家主要标准及相关法规，要求完成设计图纸和计算书。2. 消防系统 该工程为一类高层建筑，耐火等级为一级，火灾自动报警系统保护对象等级为一级。车库以及湿度高的场所采用感温探
6、测器，其他场所均布置感烟探测器。消防控制中心设在一层消防联动控制室，消防设备间同样设在此层。火灾应急广播与背景音乐系统共用，火灾时强行切换至消防广播状态。消防控制室设消防专用电话，消防泵房、配电室、电梯机房设固定式消防对讲电话。3.安防系统（1）物防、技防、人防相结合（2）按需设防，技术经济在保证一定安全防护水平的前期下，实现高性价比的经济技术指标，是考核系统工程设计水平的重要指标之一。考虑到现实中大量传统建筑进行安全防范改造的项目大大多于新建设的包括安全防范自动化的系统智能建筑这一事实，并且任何建筑都需要一个高效完善的安全防范系统，因此根据用户的需求，同时兼顾大楼在城市总体规划中的定位和发展
7、进行安全防范系统设计。（3）设计中应遵循风险评估、纵深防护、均衡防护、抗易损性和系统先进性。4.综合布线系统综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。第二章 火灾自动报警与消防联动控制系统设计2.1 系统设计现代建筑消防设计的范围很广。随着建筑规模和功能的不断扩大，控制项目也越来越多，越来越复杂。因此在现代化的建筑设施中，建筑消防系统必须尽可能采用迅速可靠的控制方式，使火灾损失减少到最低限度。既做好火灾预防工作，又做好灭火准备工作，我们就能够在
8、同火灾作斗争中永远立于不败之地。2.1.1 探测器安装布置 1.火灾探测器数量设置: 在探测区域内的每个房间应至少设置一个火灾探测器。不是同一探测区域,不宜将探测器并联使用。 当某探测区域较大时,探测器的数量应根据探测器不同种类、房间高度以及被保护面积的大小而定。 若房间顶棚有0.6m以上的梁隔开的,每个隔开部分应划分一个探测区域,然后再确定探测器数量。 2.一个探测区域内所需设置的探测器数量，应按式2-1计算： （2-1）式2-1中N一个探测区域内所需设置的探测器数量(只)，N取整数：S一个探测区域的面积(m2); A探测器的保护面积(m2); K修正系数，重点保护建筑取0709，非重点保护
9、建筑取1.0。探测器安装间距计算：探测器的安装间距以a、b水平距离表示，A、R、a、b之间近似符合如下关系，即 A=ab （2-2） R= （2-3） D=2R （2-4）其中D有时称为保护直径。安装间距图例如下图2.1所示:图2.1 安装间隔图例安装间距极限曲线如下图2.2所示：图2.2 安装间隔极限曲线图3.火灾探测器布置步骤: (1)根据探测器监视的地面面积、房间高度、屋顶坡度以及火灾探测器的类型查表得出不同种类探测器的保护面积和保护半径。再考虑修正系数(K,重点保护建筑取0.7-0.9,非重点保护建筑取1.0)的条件下,查表2.1计算所需设置的探测器数量。 3.探测器至墙壁、梁边的水平
10、距离，不应小于0.5m。4.探测器周围0.5m内，不应有遮挡物。2.1.2 手动火灾报警按钮的设置手动报警按钮是火灾自动报警系统中的手动触发装置，它具有在紧急的情况下人工手动通报火灾的功能。2.1.3 火灾自动报警系统设计火灾自动报警系统是整个电气消防的核心，它对控制火灾蔓延，减少火灾损失起着至关重要的作用。火灾自动报警系统主要由触发器件、火灾报警装置和其他辅助功能的装置组成。火灾自动报警系统可以有三个基本形式：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。火灾报警系统如图2.3所示。图2.3 火灾报警系统2.1.4 消防联动设计消防联动控制对象包括以下内容：1.灭火设备。2.放排烟设备。3.
11、防火卷帘门。4.电梯。5.非消防电源的断电控制。2.2 设计选择2.2.1 火灾报警控制器敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域，并每隔23层设置一个火灾探测器。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）和走道应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，发生火灾时的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。2.2.2 楼层显示器选择利达电子仪器厂LD129E(T)火灾显示盘。每楼层设一个火灾显示器，用于显示本楼层探测点的报警和故障情况。功能：1.二总线，有极性，占一个地址点。2全中文LCD液晶屏显示，可直观显示
12、火警发生的部位及有关火警信息。2.3消防计算2.3.1 地下一层车库计算车库采用感温探测器。(1)确定感温探测器的保护面积A和保护半径R。保护区域面积：S1591m2房间高度：h4.2m；顶棚坡度：0查表可得，感温探测器保护面积A20m2，保护半径R3.6m。(2）计算所需探测器数N根据相关规范,该工程为一级保护对象，K修正系数取0.85则所需探测器数为：NS/KA1591/0.852094只(3）确定探测器安装间距a、b，查极限曲线图2.2D=2R=23.67.2m，A20m2，由图2.2可得极限曲线为D1。确定a、b。由于地下层的感温探测器采用均匀布置。根据现场的实际情况a4m，b5m校核
13、r()+)3.2m即3.6mRr3.2m，满足保护半径的要求。2.3.2 一层展示厅计算展示厅采用感烟探测器。(1)确定感烟探测器的保护面积A和保护半径R。保护区域面积：S503m2房间高度：h0m；顶棚坡度：0查表可得，感烟探测器保护面积A60m2，保护半径R5.8m。(2）计算所需探测器数N根据相关规范,该工程为一级保护对象，K修正系数取0.85。则所需探测器数为：NS/KA503/0.85609只(3）确定探测器安装间距a、b，查极限曲线图2.2D=2R=25.811.6m，A60m2，由图2.2可得极限曲线为D5。确定a、b。根据极限曲线确定：a9m，b6.7m。校核r()+)5.61
14、m即5.8mRr5.61m，满足保护半径的要求。2.3.3 一层食堂计算食堂采用感烟探测器。(1)确定感烟探测器的保护面积A和保护半径R。保护区域面积：S612m2房间高度：h0m；顶棚坡度：0查表可得，感烟探测器保护面积A60m2，保护半径R5.8m。(2）计算所需探测器数N根据相关规范,该工程为二级保护对象，K修正系数取0.85。则所需探测器数为：NS/KA612/0.856012只(3）确定探测器安装间距a、b，查极限曲线图2.2D=2R=25.811.6m，A60m2，由图2.2可得极限曲线为D5。确定a、b。根据极限曲线确定：a9m，b6.7m。校核r()+)5.61m即5.8mRr
15、5.61m，满足保护半径的要求。2.4 消防导线选择与线路敷设火灾自动报警与消防联动控制系统的布线，应采用铜芯绝缘电线或铜芯电缆。由于本次设计的建筑是一类建筑，对于一类建筑内的电力、照明、自控等线路应采用阻燃型电线和电缆，且重要消防设备（如消防水泵、消防电梯、防、排烟风机等）的供电回路宜采用耐火型电缆或其他防火措施以达到耐火的要求的电缆。2.5 消防设计注意事项高层建筑中的火灾报警与消防联动控制系统是消防控制中心系统的一种形式，但系统组成比较复杂，它可以出多个消防控制室(或值班室)和一个设置在首层的消防控制中心所组成、各个消防控制室(或值班室)可自成系统独立工作，又可受控于消防控制个心以达到统
16、一管理。第三章 安全防范系统3.1 安全防范系统概述目前，安防监控系统在智能楼宇中起着至关重要的作用。在科技高速发展的今天，利用科技手段和有效地物业管理，可以彻底改变人们安全防范的现状，被动型安全防范模式正在向多元化、综合化、电控化以及网络化方向发展。这将是21世纪楼宇安全的新模式。安防监控系统涉及电学、通信学、信息学、光学、物理学等多个学科和领域，是比较复杂的一个综合性技术。本章仅就有关应用问题进行简要介绍。一般安防监控系统组成原理如图3.1所示。图3.1 系统组成原理框图3.2 安防监控系统结构智能楼宇安防监控系统是针对独立楼宇的安全防范技术，主要通过门禁监控和视频监控来确保住户的人身财产
17、安全，同时通过住户自我监督防范来确保整个楼宇的安全。其基本结构如图3.2所示。图3.2安防监控系统结构框图3.3 视频监控系统视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。其结构框图如图3.3所示。图3.3 视频监控系统结构框图3.3.1 视频监控系统基本功能要求1.视频监控系统（cctv）应提供独立的网络数据库和独立的网络发布系统，支持通过基于TCP/IP的局域网，或者通过Internet从远程通过登录综合安防管理系统的Web
18、页面对系统监控和管理；2.较强的扩容性，要求有足够的设计冗余；3.3.2 视频监控系统设计依据大厦的特点，首先完成的监控范围主要是一层大厅及主要出入口，下面就综合楼的监控系统进行一个初步的硬件选型设计。摄像机是整个监控系统的核心设备，选型时应根据现场环境和用户需求，慎重选择。3.4 停车场管理系统3.4.1 停车场管理系统概述智能停车场电脑收费管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，是将车场完全置于计算机管理下的高科技机电一体化产品。随着社会的不断进步，小区、大厦A级智能化包含了车辆（库）智能管理系统在生活中的作用越来越明显。3.4.2 停车场管理系统设计本停车场方案设置为：一进
19、一出全配置标准停车场集中式（即进出口同道）收费管理系统。其主要功能包括中文LED显示屏、临时车收费等功能；固定车辆凭一张经受权发行的感应式ID卡，只需在车库入出口读卡控制机上的读卡区内感应一下，便可自由进出泊车。临时车辆进入地下车库时，只需在入口的管理处领一张ID卡，便可进入车库停车，出口由电脑自动计费。设计原则1.先进成熟的技术和设备，保证系统运作安全、可靠与稳定；2.完善的管理系统，最大限度防止收费流失；3.合理布局，提高系统服务质量，缩短服务时间，增加场内停车流量和收费收入。4.实用性、实时性、完整性原则；5.可扩展性及易维护性原则。3.5 设备选择3.5.1 视频监控系统设备的选择本次
20、设计中结合以上的硬件设备选型的原则、系统硬件设计原则以及通用型公共建筑的安全防范要求对硬件做如下的选型：彩色转黑白枪式摄像机；彩色转黑白半球摄像机；带云台的摄像机；解码器；显示和记录设备；矩阵主机。3.5.2 停车场管理系统设备选择1.控制主机控制主机部分技术指标如表3.7所示。2.出入读卡器支架出入口控制主机是系统功能得以充分发挥的关键外部设备，是智能卡与系统沟通的桥梁。基本结构：骨架机箱、智能卡读写器；选配设备：中文电子显示器、语音提示。支架：密封设计；防雨、防尘，外观采交通标准色，精工制作智能卡读写器：智能卡与系统沟通的桥梁，对ID卡进行读写操作，3.5.3 DVR设备的选择1.功能和技
21、术特征监视功能：双路视频输出，监视器、VGA等多种输出接口，并提供图像屏蔽功能。录像功能：视频压缩标准为H.264,压缩等级为Main Profile(在同等图像质量下，码流更小，节省存储资源，降低成本），可变码流及帧率可调，支持H.264/MJPEG双编码。手动录像、定时录像、报警联动录像、动态检测录像等多种录像模式，并具有预录功能。回放功能：多工操作，在回放的同时可监视其它通道。采用时间流设计，实现快速精确检索。第四章 综合布线系统4.1 综合布线系统结构ISO11801和EIA/TIA568A都对系统结构作了规定，它包括以下七个子系统：1.工作区子系统系统指终端设备和信息插座之间的连接部
22、分，包括装配软线，连接器和连接所需要的扩展软线，并在终端设备与I/O之间搭桥。工作区子系统所使用的连接器必须是ISDN标准的8位接口。这种接口能接受楼宇自动化系统所有低压信号以及数据网络信息和数码音频信号。2水平布线子系统从用户工作区连接到垂直主干线子系统的线。水平子系统是整个结构化布线系统的一部分，它与主干线子系统的区别在于：水平子系统总在同一楼层，并与信息插座相连。在结构化布线系统中，水平子系统由4对UTP组成，能支持大多数的现代通讯设备。如果需要宽带应用时，可以采用光纤。3.干线子系统又称垂直主干线子系统，它提供建筑物干线电缆的路由。干线子系统通常是在两个单元之间，特别是在位于中央点的公
23、共系统设备处提供多个线路设施。该子系统由所有的布线电缆组成，或光纤以及将光纤连到其它专访的相关支撑硬件组合而成。传输介质可能包括一栋多层建筑物之间垂直布线的内部电缆或从主要单元或其它干线间来的电缆。4.管理子系统管理子系统由交连、互连以及I/O组成。管理点是为了连接其它子系统提供连接的手段。交连和互连允许将通讯线路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通讯线路。I/O位于用户工作区的其它房间或办公室，使得移动终端设备时能方便的进行插拔。5.设备间子系统设备间子系统由设备间的电缆，连接器和有关支撑硬件组成。它的作用是把公共系统设备的各种不同设备互连起来。该子系统将中继线交叉连接处和布
24、线交叉连接处与公共系统设备连接起来。该子系统还包括设备间和临近单元中的导线。这些导线将设备或避雷装置连接到有效建筑物接地点。4.2 设计目标选择先进、高品质的综合布线产品，以高的性能指标、好的工艺性能确保综合布线系统能够满足智能化系统应用的要求；使用光纤作为系统主干，冗余配置，提高系统宽带并防止电磁干扰，适应未来发展；主干光缆可支持1Gbps以上的网络数据传输速率，水平超5类电缆可支持100Mbps以上的网络数据传输速率；星型的拓扑结构，支持各种形式的网络应用；4.3 设备选择综合布线系统选用耐克森品牌。耐克森公司自八十年代中期进入中国市场，产品及服务广泛地应用于中国的造船工业、铁路及地铁、核
25、电站、航天航空、物料搬运、电信设备及通信网络、建筑楼宇（综合布线系统）、电力网络建设等行业。耐克森是全球电缆行业的领导者，其工业生产分布在30多个国家，商务机构遍及世界各地。4.3.1 耐克森 六类非屏蔽跳线(N101.214EO)六类非屏蔽及屏蔽跳线，全面超越ISO四个连接点模型性能，提高数据吞吐量，允许包含附加跳接或结合点，来达到系统最大的灵活性。实物图如4.1所示。图4.1 六类非屏幕跳线(N101.214EO)4.3.2 耐克森 单口信息面板(N21241)1.简介（1）采用嵌入式组合方式，外型美观大方。表面略带弧形，亚光处理，更显美观。（2）配有防尘滑门用以保护模块、遮蔽灰尘和污物进
26、入。（3）嵌入式面框，安装方便；适合多类型模块安装。（4）应用于工作区系统。可根据需要选择单孔或多孔面板。（5）有平面型金额斜面型等多种墙式、桌面面板。2.材料（1）塑料面板：优质工程塑料ABS；（2）金针：磷青铜，表面镀金厚度为（6”、15”、30”、50”）；（3）IDC：塑壳PC（UL94V-0）；（4）簧片：磷青铜，表面镀银；实物如图4.2所示。图4.2 耐克森 单口信息面板(N21241)4.3.3 耐克森 六类非屏蔽模块(N420.660)此六类模块完全兼容TIA/EIA568B.2、YD/T1013和ISO/IEC11801（2000）六类标准，兼容568A和568B接线方式。性
27、能特点:镀金触点，性能优越；色码标识的端接方式避免了接线时的匹配错误；卡锁式的端接帽保证了电缆被完全端接并且不会划伤手指；带颜色的组件便于识别和容易进行网络管理；具有与各类面板，转换器，配线箱组合保证了匹配的灵活性；六类的性能提供了额外的余量，应用领域包括数字和语音传输。尤其支持千兆以太网（1000Base-t）。实物如图4.3所示图4.3 耐克森 六类非屏蔽模块(N420.660)4.4 综合布线计算在消防水泵房、配电室、储藏室、电梯机房、强弱电间等都分别设为一个工作区，安装一个电话插座和一个网络插座。办公楼是大开间的办公室，根据大开间办公室的总面积以及根据每10设为一个工作区，可估算出一层
28、展示厅有45个工作区。随后在平面图中以办公室四个墙壁作为一个大的划分区，在其中划分小的工作区，进行信息插座的布置，设计时可以适当增加几个信息插座提高灵活度。根据计算，大楼信息点的布置可如表4.1所示：表4.1 信息点布置位置数据点语音点地下一层弱电间11地下一层强电间11地下一层排风机房11地下一层弱电机房33地下一层电信机房77地下一层变配电室1111一层消防控制室77一层展示厅4646一层接待室99一层接待中心1212一层食堂4040二层工业研发室5454三十一层工业研发室549549十二十五层工业研发室544544机房层喷淋稳压设备房22机房层设备房11机房层电梯机房22机房层卫星天线设
29、备室11机房层暖通泵房22结束语 在张老师的帮助和辅导下，我终于完成了毕业设计论文，通过此次任务，使我学习到更多知识，也使我感觉到学习的重要性，在完成论文过程中，很多地方都用到了以前在校学习的知识点，我想，以后进入社会需要学习的东西还有很多，必须时刻提醒自己不能放松，正如那句老话：活到老学到老。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给我的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！最后，感谢学校对我的培养及老师的关心和教育，我为自己是滨海学
30、院的学生而自豪！参考文献1GB/T 50314-2006.智能建筑设计标准S.2GB 50116-98.火灾自动报警系统设计规范S.3GB 50348-2004.安全防范工程技术规范S.4GB 50311-2007.综合布线系统工程设计规范S.5GB 50030-2008.民用建筑电气设计规范S.致 谢首先，感谢学院给我提供了这么好的学习环境，在这三年中我不仅学会了如何学习，更懂得了如何做人的道理，感谢给予我帮助的所有的领导和教师，是你们培养和教育了我。我要特别感谢我的指导老师张老师，在我的毕业设计过程中，让我们的设计做的更加规范。她深厚广博的学识修养、严谨求实的治学品格、敏锐活跃的学术思想以及平易近人的风范深深地影响和教育了我。在此，我还要感谢电气自动化的诸位老师，是他们向我提供了诸多关于建筑电气方面的信息和资料，给我的毕业设计带来了极大的帮助，使我顺利地完成此项毕业设计。最后，我要感谢我的家人，二十多年来，他们对我无微不至的关心和照顾，可以说这是我此生最大的财富，他们的殷切期望也是我信心的丰富源泉。谨以此文献给关心我的家人、领导、老师和同学！