教學(xué)樓消防系統(tǒng)設(shè)計說明書

1 教學(xué)樓消防系統(tǒng)設(shè)計說明書 教學(xué)樓的總體布局 1 總平面布局與平面布置 筑高度為 13m，層數(shù)是 4層，每層高 筑總面積為 1600 2m 。該教學(xué)樓是框架結(jié)構(gòu)，使用設(shè)計年限為 50年，耐火等級是二級，建筑美觀、實用，適合現(xiàn)代城市規(guī)劃布局的要求。 該教學(xué)樓位于衡陽市區(qū)一所大學(xué)內(nèi)，處于常勝西路，交通便利，人口密度大，地理位置優(yōu)越，主體建筑與周圍臨近建筑的防火間距均大于 13m，符合規(guī)范要求。 防車道設(shè)計 常勝西路周邊環(huán)道構(gòu)成了主體建筑的消防環(huán)道，際主要車道達到 10m，消防通道上空沒有任何的障礙物，消防車道與本建筑物之間沒有妨礙登高消防車操作的樹木和架空管線。 2 安全疏散設(shè)計 全疏散的規(guī)定 多層教學(xué)樓的安全疏散要求較簡單，疏散樓梯的最小寬度不應(yīng)小于 超過 6 層的單元式住宅中一邊設(shè)有欄桿的疏散樓梯，其最小寬度可不小于 1米。本次設(shè)計的教學(xué)樓高度為 4層，其各層樓梯寬度都相同，略小于 2米，滿足安全疏散的規(guī)定 全疏散的路線設(shè)計 為保證樓內(nèi)人員在火災(zāi)造成 的各種危險中能夠安全疏散，此教學(xué)樓安全疏散的基本條件和建筑防火規(guī)范的要求，本教學(xué)樓設(shè)計參數(shù)如下： 避免火災(zāi)發(fā)生時可能成為疏散障礙的因 2 素。 散通道必須具有足以使這些人疏散出去的容量、尺寸和形狀，同時必須保證疏散中的安全，在疏散過程中不受到火災(zāi)煙氣、火和其他危險因素的干擾。 求簡便，便于尋找，辨認，疏散樓梯位置要明顯。一般要設(shè)置明顯的指示標記，應(yīng)急燈及安全出口指示標記，便于人員的安全疏散。 本教學(xué)樓的疏 散通道附近不存在影響安全疏散的長期堆積物品和大量的易燃物品，并且消防樓梯和防火門的寬度尺寸符合安全疏散的規(guī)定。安全疏散的路線圖如下圖所示：（詳圖見附圖 1） 圖 1 教學(xué)樓 2層安全疏散路線圖 注：由于教學(xué)樓 4層布置一樣，所以只給出 2 層的安全疏散路線圖。 4 消防給水系統(tǒng) 水作為滅火劑對撲滅建筑物中的一般物質(zhì)火災(zāi)，是最經(jīng)濟有效的方法，而輸送這種滅火劑的系統(tǒng)主要有消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng)。該教學(xué)樓為多層民用建筑，而且地處市中心，人口密集，學(xué)生數(shù)量多，消防水源來自城市的自來水管網(wǎng)。所以本次設(shè)計采用了消火栓給水和 自動噴水系統(tǒng)相結(jié)合的消防給水方 3 式。 根據(jù)消火栓給水系統(tǒng)服務(wù)對象的不同分為：城市消火栓給水系統(tǒng)、建筑室外消火栓給水系統(tǒng)和建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。根據(jù)消火栓給水系統(tǒng)加壓方式的不同分為：常高壓消火栓給水系統(tǒng)、臨時高壓消火栓給水系統(tǒng)和低壓消火栓給水系統(tǒng)。根據(jù)生活、生產(chǎn)和消防是否合用又分為：生活、生產(chǎn)和消火栓合用系統(tǒng)，生活、生產(chǎn)和消火栓分開系統(tǒng)。 基于和本次課程設(shè)計相關(guān)聯(lián)的原則，我們著重介紹室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 內(nèi)消火栓 室內(nèi)消火栓箱內(nèi)設(shè)置水槍、水龍帶、消火栓、消防軟管卷盤、消防水按 鈕按鈕等設(shè)備。水槍是主要的滅火工具，常用鋁制造。室內(nèi)消火栓水槍均為直流式水槍，水槍的作用在于產(chǎn)生滅火所需要的充實水柱。水龍帶為麻織或襯膠的輸水軟管。消火栓使具有內(nèi)扣式接口的球形閥式龍頭，一端與消防管相連，另一端與水龍帶相連。消火栓、水龍帶、水槍之間均采用內(nèi)扣式快速接口連接，在同一建筑物內(nèi)采用同一規(guī)格的消火栓、水龍帶、水槍，以便于維護保養(yǎng)和替換使用。消防軟管卷盤式非職業(yè)消防人員撲滅初期火災(zāi)的有力武器。消防水泵按鈕必須在每個消火栓箱內(nèi)或在其附近設(shè)置，在城市水源壓力和流量不足時采用。 本次課程設(shè)計中的教學(xué)樓，在各 層都設(shè)置了 4個消火栓，各層消火栓的布置如下圖：（詳圖見附圖 2） 4 圖 2 教學(xué)樓 2層消火栓布置圖 注：由于教學(xué)樓 4層布置一樣，所以只給出 2 層的消火栓布置圖。 層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng) 建筑高度不超過 9層的住宅以及高度小于 24為低層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。低層建筑發(fā)生火災(zāi)，利用消防車從室外消防水源抽水，接出水帶和水槍，就能直接有效地撲救建筑物內(nèi)的任何火災(zāi)。因而低層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是供撲救建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)使用的，這種系統(tǒng)的特點是消防用水量少、水壓 低。 根據(jù)建筑物的高度、室外消防給水管網(wǎng)所提供的水壓和水量以及室內(nèi)消防對水壓、水量等要求，其系統(tǒng)常見的有三種類型。 1無加壓消防水泵、無水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)：當(dāng)室外為常高壓消防給水系統(tǒng)，或室外給水管網(wǎng)的水壓、水量任何時刻均能滿足室內(nèi)最不利點消火栓處的設(shè)計水壓和水量時，可采用無加壓消防水泵、無水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 2設(shè)有消防水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)：在水壓變化較大的城鎮(zhèn)或居住區(qū)，室外給水管網(wǎng)的水壓在晝夜內(nèi)間斷性滿足室內(nèi)消防、生活和生產(chǎn)用水要求，如白天用水高峰時管網(wǎng)水壓不能滿足 要求，而在夜間或其他時間內(nèi)，管網(wǎng)供水均能滿足室內(nèi)消防，生活和生產(chǎn)用水要求，常設(shè)消防水箱儲存 10時調(diào)節(jié)生活、生產(chǎn)用水量。 3設(shè)有消防水泵和水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)：當(dāng)室外給水管網(wǎng)的水壓經(jīng)常 5 不能滿足室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)最不利點消火栓滅火設(shè)備處的水量和水壓時，采用這種系統(tǒng)。 由圖可知，本教學(xué)樓采用的是無加壓消防水泵、無水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 動噴水滅火系統(tǒng)簡介 一、自動噴水滅火系統(tǒng)的組成及分類 自動噴水滅火系統(tǒng)是指由灑水噴頭、報警閥組 、水流報警裝置（水流指示器及壓力開關(guān)）等組件，以及管道、供水設(shè)施組成，并能在發(fā)生火災(zāi)時噴水的自動滅火系統(tǒng)。自動噴水系統(tǒng)大致可分為水滴式和噴霧式。水滴式可分為濕式自動噴水滅火系統(tǒng)、干式自動噴水滅火系統(tǒng)、預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)、循環(huán)自動噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)以及雨淋噴水滅火系統(tǒng)。噴霧式噴水滅火系統(tǒng)可分為水噴霧滅火系統(tǒng)和水噴霧冷卻系統(tǒng)。 二、自動噴水滅火系統(tǒng)的基本功能 能在火災(zāi)發(fā)生后自動地進行噴水滅火 ; 能在噴水滅火餓同時發(fā)出警報，提醒人們采取滅火行動。 動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力設(shè)計計算過程及原理 1 主要設(shè)置場所 濕式自動噴水滅火系統(tǒng)用于性質(zhì)重要且火災(zāi)危險性大的場所。 2 確定建筑物的危險等級 根據(jù)建筑物、構(gòu)筑物的火災(zāi)載荷（由可燃物的性質(zhì)、數(shù)量和分布狀況決定）、室內(nèi)空間條件（面積、高度）、人員密集程度、采用自動噴水滅火系統(tǒng)撲救初期火災(zāi)的難易程度，以及疏散及外部增援條件等因素劃分設(shè)置場所火災(zāi)危險等級。 建筑物內(nèi)存在物品的性質(zhì)、數(shù)量，以及其結(jié)構(gòu)的疏密、包裝和分布情況，將決定火災(zāi)載荷及發(fā)生火災(zāi)時的燃燒速度與放熱量，是劃分自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置場所火災(zāi)危險等級的重要依據(jù)。 共計：輕危險級、中危險級（其 中又分為級和級）、嚴重危險級（其中 6 又分為級和級）、及倉庫危險級（其中又分為級、級和級）。 （ 1）嚴重危險級： 火災(zāi)危險性大、可燃物多、發(fā)熱量大、燃燒猛烈和蔓延迅速的建、構(gòu)筑物； （ 2）中危險等級： 火災(zāi)危險性較大、可燃物較多、發(fā)熱量中等、火災(zāi)初期不會引起迅速蔓延的建、構(gòu)筑物； （ 3）輕危險等級：火災(zāi)危險性小、可燃物量少、發(fā)熱量較小的建、構(gòu)筑物； 在設(shè)計閉式自動噴水滅火系統(tǒng)時應(yīng)本著遵循“實事求是”和“有的放矢”的原則，按各自的實際情況選擇相應(yīng)設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)。 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)中的管道種類如 圖 2種管道在系統(tǒng)中的作用是不同的，在計算時，也應(yīng)作不同處理。 本次課程設(shè)計中的教學(xué)樓采用的是濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。其自動噴水滅火系統(tǒng)的管道布置平面圖及立面圖如下： (詳圖見附圖 3) 圖 3 教學(xué)樓 2 層自動噴水系統(tǒng)管道布置平面圖 注：由于教學(xué)樓 4層布置一樣，所以只給出 2層的自動噴水系統(tǒng)管道布置平面圖。 7 圖 4 教學(xué)樓自動噴水系統(tǒng)管道布置立面圖 3. 確定設(shè)計作用面積 計作用面積的大小 設(shè)計作用面積是指一次火災(zāi)中按噴水強度保護的最大面積。 設(shè)計時作用面積的選取應(yīng)按建筑物的火災(zāi) 危險等級來選取，各危險等級的數(shù)據(jù)如表 1所示： 表 1 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計的基本數(shù)據(jù)和計算用水量 建筑物的危險等級 設(shè)計噴水度 /作用面積 /頭工作壓力 /算用水量 /(L/S) 嚴重 危險度 級 12 260 2 級 16 260 9 中危 險度 級 6 160 6 級 8 160 1 輕度危險 4 160 1 本次設(shè)計所選取的教學(xué)樓屬于輕度危險的建筑物，由表 1 可得，該教學(xué)樓 8 的設(shè)計噴水強度為 4L/（ 2 ），噴頭的作用面積為 160 2m ，噴頭的工作壓力為 算用水量為 11L/S。 計作用面積的形狀 在火災(zāi)發(fā)生時，火勢由火源點呈輻射狀向四周蔓延，只有處于著火區(qū)域上方的噴頭才能有效地阻止火勢蔓延，撲滅火災(zāi)。因此在設(shè)計面積形狀選擇上，我們通常采用正方形布置、長方形以及菱形等幾種情況。 正方形布置：支管的間距和噴頭的間距均相等。 L = A 式中： L 正方形布置時設(shè)計作用面積的邊長， m A 設(shè)計作用面積， 長方形布置：支管的間距和噴頭的間距不相等。 L = A 式中： L 正方形布置時設(shè)計作用面積的邊長， m A 設(shè)計作用面積， 據(jù)教學(xué)樓的 的 構(gòu)造和面積幾何形狀，我們可以得出，本教學(xué)樓的支管間距和噴頭間距不相等，所以設(shè)計面積形狀采用的是長方形布置。按照長方形布置時設(shè)計作用面積由上表得 A=160 2m ，所以邊長 L=60 =48m。 計作用面積在管網(wǎng)中的位置 由于水力管網(wǎng)末端最不利點處的噴水強度、作用壓力較其他點差，因此在管網(wǎng)計算中，通常由管網(wǎng)系統(tǒng)的最不利點處噴頭開始選取設(shè)計作用面積。 個噴頭的噴水量計算 q = k p10 式中： q 每個噴頭的噴水量 ， L/ 噴頭處的工作壓力 ， 流量特性系數(shù)（見表 2） 表 2 流量特性系數(shù) 噴頭公稱直徑（ K 10 57 15 80 20 115 9 對于此教學(xué)樓，我們采用的噴頭公稱直徑為 15以其流量特性系數(shù)為80，噴頭處的噴水壓力為 以每個噴頭的噴水量q= =80L/ 個噴頭的保護面積的計算 ； 式中： 1A 每個噴頭的保護面積， q 最不利點噴頭噴水量， L/ 設(shè)計噴水強度， L/(該教學(xué)樓最不利點噴頭的噴水壓力為 80L/頭的設(shè)計噴水強度為 4L/( 所以每個噴頭的保護面積為44 8041 A=20 據(jù)噴頭布置方式確 定噴頭布置間距 正方形布置： S= 1A 式中： S 噴頭呈正方形布置時的邊長， m 長方形布置： S A 式中： S 噴頭呈長方形布置時長邊的邊長， m 噴頭布置間距為 S 0 = 動噴水滅火系統(tǒng)的噴頭控制數(shù)量 一個系統(tǒng)的報警閥門后控制的噴頭數(shù)應(yīng)有所限制，如表 3 表 3 系統(tǒng)噴頭限制數(shù)量表 限制噴頭數(shù) /個 濕式系統(tǒng) 預(yù)作用系統(tǒng) 干式系統(tǒng) 有排氣裝置 無排氣裝置 800 800 500 250 對于教學(xué)樓所采用的濕式自動噴水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的限制噴頭數(shù)應(yīng)采用表上的 10 800個。 4 管段水力計算 徑的估算 由于工程實際中所采用的管材質(zhì)量以及施工單位存在差異，在工程設(shè)計中通常要求管道內(nèi)的水流速度不超過 5m/s、配水管的入口壓力不應(yīng)大于 據(jù)這個標準再結(jié)合工程實踐，通常在設(shè)計中為簡化計算，在對系統(tǒng)進行計算前，根據(jù)經(jīng)驗按照不同管徑配水管上最多允許安裝的噴頭數(shù)（見表 4），對管徑進行估算： 表 4 一般場 所噴灑管網(wǎng)管徑的初步確定 管徑 /5 32 40 50 70 80 100 最多噴頭數(shù)/個 1 3 4 5 8 9 12 13 32 33 64 根據(jù)表 4，從圖 3教學(xué)樓的管道布置平面圖，我們可以看到該教學(xué)樓的最大管徑為 100以噴頭應(yīng)采用 33 管道水流速度的校核 流速表達公式： 式中， 流速， m/s；m/l； 為流量， L/s。 表 5 流速系數(shù)表 位： m/L） 管材 管徑 /5 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 鋼管鑄鐵管 11 該教學(xué)樓的流速系 數(shù)根據(jù)表 5可得，該教學(xué)樓的管材為鋼管，所以流速系數(shù)為 ，管材的流量為 11L/S,管道流速 11= 足輕危險級建筑物防火要求。 1 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)方案的確定 在設(shè)計火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)時，首先是明確建筑物本身建筑特點和功能特點，了解該建筑的防火工程設(shè)計中其它專業(yè)的設(shè)施，對于電氣專業(yè)的設(shè)計要求，然后根據(jù)有關(guān)規(guī)范對建筑物定性，確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的基本職責(zé)為：控制中心對探測回路進行 16 巡測，當(dāng)某一探測區(qū)域 內(nèi)著火，該處的探測器采集到現(xiàn)場信號，并立即把信號發(fā)回控制中心的控制器，控制器將此信號進行判斷，若確認著火，控制器則向火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)出聲光報警信號和火災(zāi)應(yīng)急廣播。另外很重要的是必須有效地通過聯(lián)動控制器向需要聯(lián)動的消防設(shè)備發(fā)出執(zhí)行信號，并切斷非消防電源，消滅初期火災(zāi)。 2 控制中心的組成和功能 根據(jù)規(guī)范要求控制中心為雙電源供電，以確保供電可靠。控制中心內(nèi)主要設(shè)備為火災(zāi)報警控制器、多線消防聯(lián)動控制器、總線消防聯(lián)動控制器、消防電話總機、火災(zāi)廣播設(shè)備、消防聯(lián)動電源、自備電源等。 從原理上講，無論是區(qū)域報警控制器 還是集中報警控制器，都是遵循一工作模式，既收集探測源信號輸入單元自動監(jiān)控單元輸出單元?；馂?zāi)報警控制器主機部分的基本原理。報警控制器從職能上分為輸入單元既探測系統(tǒng)和輸出單元既控制系統(tǒng)兩大部分。 火災(zāi)報警控制器的輸入單元，是通過信號線與探測回路聯(lián)絡(luò)的，它不停地對建筑物里每一個探測區(qū)域進行巡測，讀取現(xiàn)場信息，并進行數(shù)據(jù)分析，判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。 3 探測回路包括探測器、手動報警按鈕、消火栓按鈕、水流指示器、壓力開關(guān)等 4 為確保在火災(zāi)時報警區(qū)域發(fā)送 火災(zāi)警報信號，火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)除了設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)，還應(yīng)在各報警區(qū)域內(nèi)主要通道進出口、樓梯口、電梯間、手動報警按鈕及消火栓按鈕旁，設(shè)置了一定數(shù)量的火災(zāi)警報裝置，如電鈴聲光訊響等。 5 火災(zāi)自動報警裝置示意圖 火災(zāi)自動報警