長安大學(xué)建筑消防課程設(shè)計

1、一 綜述（一）摘要由于生活水平的不斷提高，人們愈來愈注重建筑物的實用性、舒適性、多功能性，對建筑物的裝修標(biāo)準(zhǔn)和豪華程度的要求也愈來愈高。各種電氣照明、電視機、電冰箱、洗衣機、電烤箱、電飯鍋、電熱水器、電熨斗等各式家用電器增多，電梯、空調(diào)器和水泵、風(fēng)機等已成為建筑物必須配置的設(shè)備。因而，用電負(fù)荷成倍增長，電氣管線密集，室內(nèi)裝修量大大增加，可燃物增多，這樣就不可避免地帶來許多火災(zāi)隱患，如果消防工作跟不上，將會給國家和人民生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，每年因火災(zāi)造成的經(jīng)濟損失都在13億元以上。由此可見，建筑自動消防系統(tǒng)與人們的切身利益息息相關(guān)，在國民經(jīng)濟建設(shè)中的地位愈來愈重要。正如江澤民同志

2、所說："隱患險于明火，防范勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山。本次設(shè)計針對的主體是一個三層的實驗樓。根據(jù)實驗室的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求，我們可以知道本實驗樓屬于非高層的民用建筑，故在選擇滅火等級上可以選擇中等以上的滅火等級。在這里，我們統(tǒng)一設(shè)實驗室的高度均為3.5米。根據(jù)表21所示，由于一二層只是實驗室，滅火等級較低，因此我們可以選擇一、二層的滅火等級為3級，而第三層為計算機機房，故其的滅火等級要求高一點，可以選擇其滅火等級為4級。下面對各層的消防設(shè)計做詳細(xì)的說明。（二）設(shè)計目的1.通過課程設(shè)計加深對本課程基本知識的理解,提高綜合利用本課程知識的能力；2.掌握本課程工程設(shè)計的主要內(nèi)容、步驟和方法；3

3、.提高消防電氣控制線路的設(shè)計能力；4.學(xué)會應(yīng)用有關(guān)國標(biāo)、規(guī)范等設(shè)計資料，進(jìn)行設(shè)計計算的能力；5.提高獨立分析問題，解決問題的能力，逐步增強對實際工程的認(rèn)識和理解。（三）設(shè)計工況參考參數(shù)1.一層是1號實驗室，其面積為2000 m2；2.二層是2號實驗室，其面積為1000 m2；3.三層是計算機中心大廳：20×10×3.5m（長×寬×高）。（四）設(shè)計內(nèi)容1.一層設(shè)計出預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)；2.二層對防煙、排煙、加壓送風(fēng)系統(tǒng)、防火卷簾等消防聯(lián)動控制進(jìn)行設(shè)計；3.三層的計算機中心大廳，要求用自動氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)；4.完成火災(zāi)探測器的選擇、平面布置；5.完成

4、消防事故廣播和直通電話系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。二一層實驗室預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)的設(shè)計2.1一層實驗室防火分區(qū)的劃分設(shè)一層的長×寬×高=100×20×3.5，按表21中防火分區(qū)的最大建筑面積的劃分規(guī)定，又由于該建筑為三層實驗樓，屬于非高層民用建筑，耐火等級設(shè)計為三級，則每個防火分區(qū)的最大建筑面積為1200 m2，一層建筑面積為2000m2 ，因此需要將實驗室分為兩個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)1000m2。防火分區(qū)設(shè)置情況見圖21。一層實驗室四周的墻體采用耐火材料砌成，頂棚采用防火頂棚，前后門采用防火門，以防止火災(zāi)向四周或鄰近層蔓延，由于一層實驗室面積過大，因

5、此可以考慮在實驗室中間位置設(shè)置防火卷簾，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)就可以將火勢阻隔在單獨的一個防火分區(qū)內(nèi)，能夠有效地阻止火勢的蔓延。防火卷簾的具體設(shè)置和與其它消防機構(gòu)聯(lián)動控制見三3.3（3）詳述。 表21 防火分區(qū)的最大建筑面積 圖21 一層實驗室防火分區(qū)劃分示意圖2.2一層實驗室火災(zāi)探測器的選擇和布置根據(jù)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50116-98）中的規(guī)定，探測區(qū)域應(yīng)按獨立房(套)間劃分。一個探測區(qū)域的面積不宜超過500；從主要入口能看清其內(nèi)部，且面積不超過1000的房間，也可劃為一個探測區(qū)域?；诖耍捎谝粚訉嶒炇覂H僅是實驗室，從大門口就可以一覽無余，而且根據(jù)前面設(shè)定的一個防火分區(qū)的面積為100

6、0，所以一個防火分區(qū)可以劃分為一個探測區(qū)域。故一層實驗室可以分為兩個探測區(qū)域。探測器是火災(zāi)自動報警裝置中最關(guān)鍵的器件，它的功能就是及時捕捉、觀察可燃物最初燃燒時的參數(shù)，并把參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號或者開關(guān)信號提供給報警器，它好似火災(zāi)自動報警裝置的眼睛，因此在設(shè)計中要嚴(yán)格按照要求，合理正確地選擇和安裝火災(zāi)探測器，使其發(fā)揮出應(yīng)有的功能。1 .火災(zāi)探測器類型的選擇對于實驗室來說，擁有大量貴重的實驗儀器和設(shè)備，通風(fēng)透光性比較好，一般多有易燃的木制的實驗桌椅和其它的塑料用品，特別重要的實驗室在裝修上更是具有更高的要求。因此根據(jù)實驗室的高度、氣流、濕度、潔凈的程度和可燃物的材料性質(zhì)，針對本實驗室由于含有大量的易燃

7、的木制的實驗桌椅和其它的塑料用品，故要求在火災(zāi)的初起陰燃階段就能檢測出來，再根據(jù)房間高度，參考表22，因此我們可以選擇感煙探測器。 表22 按房間高度選擇點型探測器的類型參考表房間高度感煙探測器感溫探測器級 級 級感光探測器12h208h126h84h6h4× × × × × × × × × × 2確定一只探測器的保護(hù)面積（以及保護(hù)半徑）由已知條件：h=3.5m,一個防火分區(qū)的面積S=1000m2>80m2，設(shè)實驗室為平頂，則屋頂坡度<150，查表23可知，對于感煙探測器，在房間高度

8、h<6米時，一只探測器的保護(hù)面積A=60 m2，保護(hù)半徑R=5.8m。表23 感煙探測器保護(hù)面積和保護(hù)半徑火災(zāi)探測器的種類地面面積 S（）房間高度h（m）探測器的保護(hù)面積A和保護(hù)半徑R屋頂坡度15°15°30°30°A()R(m)A()R(m)A()R(m)感煙探測器S80h12806.7807.2808.0S806h12806.71008.01209.9h6605.8807.21009.03. 考慮梁高度的影響設(shè)梁高度為200mm，即不大于200mm，圖22可知道，整個實驗室不用考慮梁的影響。 圖22 梁高對探測器設(shè)置的影響如本實驗室屬于一級保護(hù)

9、建筑，取修正系數(shù)k=0.8，則： nSkA=10000.8×60=20.83(個) n取整數(shù)，n=214.確定探測器的間距繪出探測器布置草圖，如按圖2-3布置所示，則，由公式可以求得： a=Pn1=203 = 6.67m， b=Qn2=507=7.14m 圖23 一層實驗室火災(zāi)探測器布置草圖 5.校驗由公式abkA校驗，ab=6.67×7.14=47.62m2<kA=0.8×60=48m2,故滿足要求。又因為探測器的有效保護(hù)半徑為R=kA2=4.9m，而本工程實際要求探測器的最大水平距離為3.55×3.55+3.58×3.58=4.89m

10、，所以。此外由于屋頂斜度15°，由圖24查得kA=48m2(40m2)時，探測器的安裝距離a、b的選擇范圍在3.512 m之間，故按圖23的布置要求未超過這一范圍。另外探測器位置與相鄰墻壁之間的水平距離也滿足大于0.5m之要求。所以，該實驗室的火災(zāi)探測器的布置基本合理。 圖24 探測器安裝間距的極限曲線另外，應(yīng)考慮到，正常情況下防火卷簾卷起，并且用電鎖鎖住。防火卷簾兩側(cè)應(yīng)設(shè)置感煙感溫兩種探測器用來控制火災(zāi)時防火卷簾的下落，故每個探測區(qū)域靠近防火卷簾的一側(cè)應(yīng)加入兩個感溫探測器。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，裝設(shè)在防火卷簾兩側(cè)的感煙探測器首先發(fā)出報警信號，通過回路總線傳送給報警器，報警控制器經(jīng)確認(rèn)后對回

11、路總線上的LD-8303模塊發(fā)出聯(lián)動控制信號，其電氣控制原理圖如附圖所示。綜上所述一層實驗室的探測器最終布置圖如圖25所示： 圖25 一層實驗室的火災(zāi)探測器布置圖2.3 預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)的設(shè)計1.方案選擇 根據(jù)使用環(huán)境和技術(shù)要求，自動水噴淋滅火系統(tǒng)大體上可以分為干式，濕式和預(yù)作用式三種類型，預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)既克服了干式自動水噴淋滅火系統(tǒng)所存在的噴淋滅火延遲時間較長的缺點，又避免了濕式自動水噴淋滅火系統(tǒng)存在的滲漏而污染室內(nèi)裝修的弊病。因此，在現(xiàn)代建筑的自動水噴淋滅火系統(tǒng)中，預(yù)作用式得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本實驗室就采取預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)。2.預(yù)作用式水噴淋滅火系統(tǒng)各部

12、分組成、參數(shù)及選擇（1）自動噴淋頭選用ZST-15系列型號開啟式的噴淋頭，設(shè)環(huán)境最高允許溫度為49，根據(jù)其溫度級別可以選擇動作溫度為68，顏色為紅色。每個噴淋頭在規(guī)定高度內(nèi)的保護(hù)面積約為10m2，則每個探測區(qū)域需噴淋頭個數(shù)為：個，所以整個實驗室共需100×2=200個自動噴淋頭。（2）控制裝置控制裝置主要包括控制柜，安裝于消防控制室，配以水流指示器和壓力開關(guān)等傳感器，當(dāng)控制裝置接到傳感器信號后控制消防水泵的啟動或停止。另外控制裝置還配有水利警鈴、報警閥、延遲器、閥門等設(shè)備，對滅火系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控管理和報警等。參考課本可以選擇四川消防機械總廠生產(chǎn)的水流指示劑和壓力開關(guān)。水流指示器選擇帶

13、電子延時裝置的ZSJZ型號，額定工作壓力1.2×108Pa。壓力開關(guān)選擇ZSJY-10型號，額定工作壓力106.（3）管路管路又稱管網(wǎng)，是將滅火劑-水從水源送到被保護(hù)現(xiàn)場的通路，配水管應(yīng)采用內(nèi)外鍍鋅鋼管，配水管道在布置上應(yīng)使配水管的壓力均衡，并且保證各配水管入口壓力不應(yīng)大于0.4MPa，另外，在配水管上也不得接入其它的供水設(shè)施。 （4）壓力水源 壓力水源由消防水池、噴淋泵、高位水箱和穩(wěn)壓泵組成。噴淋泵為自動水噴淋系統(tǒng)的主要供水加壓設(shè)備，管網(wǎng)配有穩(wěn)壓泵是為了防止由于管網(wǎng)泄露等原因?qū)е滤畨合陆刀O(shè)置的恒壓裝置。按建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ16-87）要求，消防水池的容積應(yīng)為滅火持續(xù)時間與消

14、防用水總流量的乘積。設(shè)該實驗室的滅火持續(xù)時間取，一般取流量為40L/S,則可以算得需要消防水池的容積Q=40×3×36001000=432m3，為了保證能在清池、檢修和換水時保證必要的消防用水，因此可以選擇Q=500m3。在消防水池的設(shè)置中，還應(yīng)注意的是，要保證其離建筑物（消防泵房除外）之間的距離不少于15m，并設(shè)置消防車去水的取水口，在消防池的周圍應(yīng)設(shè)置消防車道。穩(wěn)壓泵和噴淋泵應(yīng)分別選擇兩臺，一運行一備用。3. 預(yù)作用式水噴淋滅火系統(tǒng)工作原理如圖26所示，該系統(tǒng)準(zhǔn)工作(警戒)狀態(tài)時配水管道內(nèi)不充水，由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動雨淋報警閥和供水設(shè)施后，轉(zhuǎn)換為濕式系統(tǒng)的閉式系統(tǒng)。一

15、旦發(fā)生火災(zāi)，安裝在保護(hù)區(qū)的火災(zāi)探測器發(fā)出火災(zāi)報警信號，火災(zāi)報警控制器接到報警信號后發(fā)出指令打開預(yù)作用閥上的電磁閥和管道末端電磁閥，使閥組開啟，壓力水流進(jìn)系統(tǒng)側(cè)管網(wǎng)，立即使系統(tǒng)變成濕式噴水系統(tǒng)，同時水力警鈴發(fā)出報警，壓力開關(guān)動作反饋給控制中心顯示管路已充水，并同時啟動消防泵。此時管道上安裝的閉式灑水噴頭尚未釋放，不會噴水。人為尚可主動地采取適當(dāng)行動滅火，可避免噴頭動作造成不必要損失。如火勢控制不住，致使閉式噴頭玻璃球動作噴水，水泵自動啟動，進(jìn)行自動噴灑滅火。人為控制滅火或自動噴灑滅火后，都應(yīng)將電磁閥關(guān)閉,使預(yù)作 用閥關(guān)閉,并排除管中的水使系統(tǒng)充氣，保持氣壓在0.03-0.05MPa范圍內(nèi)，恢復(fù)準(zhǔn)

16、工作狀態(tài)。 圖26 預(yù)作用式水噴淋滅火系統(tǒng)示意圖4.預(yù)作用式自動水噴淋滅火系統(tǒng)的聯(lián)動控制根據(jù)對消防噴淋泵的設(shè)置和控制要求，自動水噴淋滅火系統(tǒng)采用兩臺互為備用的噴淋泵和兩臺互為備用的穩(wěn)壓泵，其具體控制線路如下所示。（1） 兩臺互備的自動噴淋泵動控制線路圖27所示為兩臺互為備用的自動噴淋泵自耦降壓啟動控制線路圖,途中SP為電接點壓力表接點，KT3,，KT4為電流/時間轉(zhuǎn)換器，其接點可延時動作，并設(shè)有公共部分控制電源自動切換電路。 圖27 噴淋泵電氣控制線路圖 （）1#泵控制線路 （）2#泵控制線路 （）故障檢查線路按下自鎖按鈕SA，中間繼電器KA線圈通電，KA（13-14）接點閉合，接通1#電源U

17、1，KA（11-12）接點斷開，切斷2#電源，使控制電路接通1#電源，當(dāng)1#電源發(fā)生故障或者停電時，KA線圈斷電，其接點KA（11-12）復(fù)位閉合，為控制電路接通2#電源，從而確保線路正常工作。設(shè)轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA置于1#泵運行，2#泵備用，即z1檔位，1SA(3-4),1SA(7-8)接點閉合。轉(zhuǎn)換開關(guān)2SA置于z2檔位，2SA(5-6) 接點閉合，當(dāng)消防蓄水池水位不低于下限水位時，KM（21-22）為閉合狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)現(xiàn)場噴淋頭動作實施滅火，水流指示器和壓力開關(guān)動作。若來自消防控制屏或者控制模塊的常開接點1KM（3-4）閉合，即發(fā)出開啟噴淋泵信號。這時，中間繼電器KA1線圈得電，其接

18、點KA1（43-44）閉合，中間繼電器1KA線圈得電吸合，故1KA（23-24）閉合，從而接觸器13KM線圈得電吸合，其主觸頭閉合使得主回路的自耦變壓器1TC星形連接；同時13KM（13-14）接點閉合也使得接觸器12KM線圈得電吸合，其主觸頭閉合使1#噴淋泵M1接入自耦變壓器1TC而實現(xiàn)降壓啟動。另外，由于12KM（13-14）接點閉合，也使中間繼電器12KA線圈得電吸合，12KA（23-24）接點閉合使電流/時間轉(zhuǎn)換器KT3的電壓線圈通電，并延時。當(dāng)1#噴淋泵M1接近額定轉(zhuǎn)速時，從主回路電流互感器1TA二次回路的電流變化接入KT3（3-4），時KT3（15-16）接點閉合，致使切換繼電器K

19、A4線圈通電。KA4（13-14）接點閉合實現(xiàn)自保持；13KM線圈斷電釋放，其主觸頭切斷1TC的星形連接，同時13KM（11-12）接點復(fù)位閉合，使11KM線圈得電吸合，13KM（13-14）接點復(fù)位斷開，也使12KM線圈斷電，從而1TC被切除，1#泵全電壓運行。另外，11KM（13-14）接點閉合也使11KA線圈得電吸合，其接點使停泵信號燈HL2（綠色）熄滅，運行信號燈HL1（紅色）點亮。11KM（11-12）常閉接點斷開，也進(jìn)一步保證了12KM、13KM和12KA線圈斷電，啟動過程結(jié)束。在火災(zāi)時如果出現(xiàn)故障，如11KM不動作，則KT2線圈通電，經(jīng)延時其常開觸點KT2(15-16)閉合，使中

20、間繼電器KA3線圈得電吸合，KA3（33-34）接點閉合使中間繼電器2KA得電，其接點2KA（23-24）閉合，23KM線圈通電。23KM（13-14）接點閉合使22KM線圈得電吸合，從而2#噴淋泵M2接入自耦變壓器2TC而實現(xiàn)降壓啟動.與此同時，22KM（13-14）使中間繼電器22KA線圈通電吸合，22KA（23-24）接點閉合使KT4線圈通電。同樣經(jīng)過一定的延時后，2#噴淋泵M2接近額定轉(zhuǎn)速，KT4（15-16）接點閉合，切換繼電器KA5線圈通電吸合，使23KM、22KM和22KA線圈先后斷電，21KM線圈通電吸合，從而2TC被切除，2#泵全電壓運行。另外，21KM（13-14）接點閉合

21、也使21KA線圈得電吸合，其接點使停泵信號燈HL4（綠色）熄滅，運行信號燈HL3（紅色）點亮。21KM（11-12）常閉接點斷開，也保證了22KM、23KM和22KA線圈斷電，啟動過程結(jié)束。當(dāng)火災(zāi)撲滅后，來自消防控制屏或者控制模塊的閉合觸點2KM（1-2）斷開，KA1、KT2失電。使KA3也失電，2KA、21KM和21KA均失電，M2停止，停泵信號燈HL4（綠色）點亮，運行信號燈HL3（紅色）熄滅。將開關(guān)1SA、2SA置于手動“s”檔，如啟動電動機M2，按下啟動按鈕SB3，2KA通電，使23KM線圈通電，22KM線圈也通電，電動機M2接入2TC而實現(xiàn)降壓啟動。22KA、KT4線圈通電，經(jīng)延時，

22、當(dāng)M2電流達(dá)到額定電流時，KT4觸頭閉合，使KA5線圈通電，斷開23KM，接通21KM，切除2TC，M2全電壓穩(wěn)定運行。同樣，21KM使21KA線圈通電，使停泵信號燈HL4（綠色）熄滅，運行信號燈HL3（紅色）點亮。 （2） 兩臺互備的自投穩(wěn)壓泵控制線路兩臺互備的自投穩(wěn)壓泵控制線路如圖28所示。圖中的SP1、SP2電接點壓力表的上限電接點和下限電接點，分別控制高壓力延時停泵和低壓力延時停泵。消防蓄水池水位過低時，水位繼電器KA2的常接點KA2（31-32）是斷開的，以控制低水位停泵。電接點壓力表則安裝在管網(wǎng)干管上。假設(shè)轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA置于“z1“檔位，2SA置于“z2“檔位，其接點3-4、5-6

23、、7-8均閉合，即1#泵為工作泵，2#泵為穩(wěn)壓泵，為穩(wěn)壓泵啟動運行做好準(zhǔn)備。當(dāng)水自動噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)的壓力降到電接點壓力表的下限值時，SP1閉合，使時間繼電器KT1線圈通電，經(jīng)延時后，其常開接點閉合，使中間繼電器KA1線圈通電。KA1（33-34）常開接點閉合，使接觸器KM1線圈得電吸合，穩(wěn)壓泵M1啟動運行，為管網(wǎng)補水加壓。同時KM1（23-24）接點閉合使中間繼電器1KA線圈通電，從而使運行信號燈1HR（紅色）點亮，停泵信號燈1HG（綠色）熄滅。隨著穩(wěn)壓表的運行，管網(wǎng)中的壓力不斷提高，當(dāng)壓力上升到電接點壓力表的上限壓力值時，其上限電接點SP2閉合，使時間繼電器KT2通電，其觸點經(jīng)延時斷開，KA

24、1失電釋放，使KM1線圈失電，使1KA線圈失電，穩(wěn)壓泵停止運行，1HR熄滅，1HG點亮，如此在電接點壓力表的控制之下穩(wěn)壓泵間歇自動運行。如果穩(wěn)壓泵M1故障或者過載使過流繼電器KH動作，接觸器KM1斷電而復(fù)位，使時間繼電器KT通電，經(jīng)延時其接點閉合，使中間繼電器KA3通電，其觸點KA3（3334）閉合使接觸器KM2通電，備用穩(wěn)壓泵M2自動投入運行為管網(wǎng)補水加壓。同時2KA通電，運行信號燈2HR（紅色）點亮，停泵信號燈2HG（綠色）熄滅。M2運行壓力升高，管網(wǎng)中的壓力達(dá)到上限壓力值，SP2閉合，KT2通電，經(jīng)延時后其接點斷開，使KA1線圈失電，KA1（3334）斷開，KA3、KM2、1KA均失電，

25、M2停止運行，運行信號燈2HR（紅色）熄滅，停泵信號燈2HG（綠色）點亮。將開關(guān)1SA、2SA置于手動“s”檔，則1SA（12）、2SA（12）接點閉合，這時可通過操作啟動按鈕SB1（或SB3），可實現(xiàn)穩(wěn)壓泵M1（或M2）啟動，而操作停止按鈕SB2（或SB4），可實現(xiàn)穩(wěn)壓泵M1（或M2）停機。 圖28 穩(wěn)壓泵電氣控制線路圖 （） 穩(wěn)壓泵控制線路 （） 事故控制線路三二層實驗室消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1 二層實驗室防火分區(qū)的劃分二層實驗室的面積是1000m2 ，設(shè)長×寬×高=50×20×3.5，按表21中的防火分區(qū)的劃分規(guī)定，設(shè)該樓的耐火等級為3級，則每

26、個防火分區(qū)的最大建筑面積為1200 m2，該層建筑面積為1000m2 ，因此只需要將其設(shè)置為一個防火分區(qū)。同樣，該層實驗室四周的墻體采用耐火材料砌成，頂棚采用防火頂棚，前后門采用防火門，以防止火災(zāi)向四周或鄰近層蔓延，根據(jù)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50116-98），該層可以設(shè)為一個探測區(qū)域。3.2 二層實驗室火災(zāi)探測器的選擇和布置1 .火災(zāi)探測器類型的選擇對于實驗室來說，擁有大量貴重的實驗儀器和設(shè)備，通風(fēng)透光性比較好，一般多有易燃的木制的實驗桌椅和其它的塑料用品，特別重要的實驗室在裝修上更是具有更高的要求。因此根據(jù)實驗室的高度、氣流、濕度、潔凈的程度和可燃物的材料性質(zhì)，針對本實驗室由于含有

27、大量的易燃的木制的實驗桌椅和其它的塑料用品，故要求在火災(zāi)的初起陰燃階段就能檢測出來，再根據(jù)房間高度，參考表22，因此我們可以選擇感煙探測器。2確定一只探測器的保護(hù)面積（以及保護(hù)半徑）由已知條件：h=3.5m,S=1000m2>80m2，設(shè)實驗室為平頂，則屋頂坡度<150，查表23可知，對于感煙探測器，在房間高度h<6米時，一只探測器的保護(hù)面積A=60 m2，保護(hù)半徑R=5.8m。3. 考慮梁高度的影響設(shè)梁高度為200mm，即不大于200mm，圖22可知道，整個實驗室不用考慮梁的影響。如本實驗室屬于一級保護(hù)建筑，取修正系數(shù)k=0.8，則：nSkA=10000.8×60

28、=20.83(個) n取整數(shù)，n=214.確定探測器的間距繪出探測器布置草圖，如按圖31布置所示，則，由公式可以求得：a=Pn1=203 = 6.67m，b=Qn2=507=7.14m 圖31 二層實驗室火災(zāi)探測器布置草圖5.校驗由公式abkA校驗，ab=6.67×7.14=47.62m2<kA=0.8×60=48m2,故滿足要求。又因為探測器的有效保護(hù)半徑為R=kA2=4.9m，而本工程實際要求探測器的最大水平距離為3.55×3.55+3.58×3.58=4.89m，所以。此外由于屋頂斜度15°，由圖24查得kA=48m2(40m2)時

29、，探測器的安裝距離a、b的選擇范圍在3.512 m之間，故按圖23的布置要求未超過這一范圍。另外探測器位置與相鄰墻壁之間的水平距離也滿足大于0.5m之要求。所以，該實驗室的火災(zāi)探測器的布置基本合理。3.3 二層實驗室的消防聯(lián)動控制系統(tǒng)1.防排煙控制系統(tǒng)在火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)中，防排煙系統(tǒng)是重要的組成部分之一，其主要作用是防止有害有毒氣體侵入樓梯間、避難層和人員疏散通道等部位，防止有害氣體擴散蔓延。防排煙設(shè)備主要包括正壓送風(fēng)機、排煙風(fēng)機、正壓送風(fēng)閥、防火閥、排煙閥、防火卷簾和防火門等。送風(fēng)機和排煙風(fēng)機多采用三相異步電機拖動，在高層建筑中，送風(fēng)機通常安裝在建筑物的二、三層或者下技術(shù)層，排

30、煙風(fēng)機多安裝在建筑物頂層或者上技術(shù)層。正壓送風(fēng)閥和排煙閥則安裝在建筑物的過道、疏散樓梯間或者無窗戶的排煙系統(tǒng)中。一般平時防火閥開啟，排煙閥和正壓送風(fēng)閥為關(guān)閉狀態(tài)。根據(jù)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB5004595）及有關(guān)布置設(shè)計要求，該實驗室機械排煙系統(tǒng)如圖所示。 圖32 機械排煙系統(tǒng)設(shè)備布置示意圖由圖32可見，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，為了阻止建筑物內(nèi)部不同部位的火宅蔓延途徑，切斷火勢和高溫?zé)煔庋毓艿姥杆俾拥耐?，需要按要求裝設(shè)排煙防火閥，按防火分區(qū)裝設(shè)防火門、防火卷簾等。防火門、防火卷簾和防火閥采用電動控制，火災(zāi)時由控制柜上的手動控制按鈕或報警控制器的外控觸電聯(lián)動控制。防火排煙閥正常時為開啟狀態(tài)，其上

31、面裝有熔絲自動關(guān)閉閥門機構(gòu)?；馂?zāi)時其周圍環(huán)境溫度升高到致使熔絲熔斷時，通過閥門自動關(guān)閉機構(gòu)使防火排煙閥關(guān)閉。另外，排煙防火閥、排煙閥、防火卷簾和防火門等設(shè)備動作后，都有相應(yīng)的回饋信號送至消防控制中心，以便監(jiān)視各個消防設(shè)備的動作情況，機械排煙和正壓送風(fēng)機等的聯(lián)動控制圖如圖33所示。 圖33 機械排煙自動控制系統(tǒng)方框圖2.正壓送風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)的聯(lián)動控制當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)層的探測器發(fā)出報警信號，報警控制器受到信號后發(fā)出聲光報警，同時聯(lián)動控制器發(fā)出指令，開啟正壓風(fēng)機和火災(zāi)層及相鄰層的正壓送風(fēng)閥，及時對疏散通道、救援通道、樓梯間消防電梯前室等送入正壓新風(fēng)。驅(qū)散聚集的煙氣；正壓送風(fēng)系統(tǒng)開啟的同時，應(yīng)及時

32、開啟火災(zāi)層及相鄰上下兩層的排煙閥，同時聯(lián)動開啟排煙風(fēng)機，及時將煙氣排出室外，把新鮮空氣送入室內(nèi)，以保證樓內(nèi)人員安全疏散和消防人員的正常消防滅火工作。結(jié)合圖32及控制要求，由于排煙防火閥設(shè)在排煙風(fēng)機入口處和各排煙支管上，為自熔斷式排煙防火閥，平時為開啟狀態(tài)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，排煙防火閥周圍環(huán)境的煙氣溫度超過280 時，其低熔點熔絲熔斷而自行關(guān)閉，同時直接聯(lián)動停止排煙風(fēng)機，并且其動作信號回饋送至消防控制中心，其控制回路如圖34所示。 圖34 防火閥、排煙閥和排煙風(fēng)機的聯(lián)動控制線路圖3.防火卷簾和防火門的聯(lián)動控制在火災(zāi)發(fā)生時，為了防止火災(zāi)蔓延擴散而威脅到相鄰建筑設(shè)施和人員的生命財產(chǎn)安全，需要采取分隔措施

33、，把火災(zāi)損失降到最低限度。本實驗室樓中的防火門采用電力驅(qū)動裝置，也稱作電動防火門，由火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)聯(lián)動控制。根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范要求，應(yīng)在防火門兩側(cè)裝設(shè)不同類型的專用火災(zāi)探測器。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生使防火門兩側(cè)的感煙探測器和感溫探測器報警時，火災(zāi)報警控制器即可發(fā)出指令，通過回路總線上的控制模塊聯(lián)動控制防火門驅(qū)動裝置動作，使防火門關(guān)閉，同時將其關(guān)閉信號反饋至消防值班室中的主機加以顯示。一層實驗室中，使用了防火卷簾門，用以分隔防火分區(qū)。與防火門要求相同，也應(yīng)該在防火卷簾門兩側(cè)裝設(shè)火災(zāi)探測器和設(shè)置手動控制按鈕及人工升降裝置，防火卷簾門的電氣控制原理圖如圖35所示。 圖35 防火卷簾電氣控制電路原理圖在正常情

34、況下，防火卷簾門卷起，且用電鎖鎖住。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，裝設(shè)在防火卷簾門兩側(cè)的感煙探測器首先發(fā)出報警信號，通過回路總線傳送給報警控制器，報警控制器經(jīng)過確認(rèn)后對回路總線上的LD-8303模塊發(fā)出聯(lián)動控制信號，其第一路常開無源輸出端子NO1、COM1（1KA）閉合，中間繼電器KA1線圈通電吸合：信號燈HL點亮，發(fā)出光報警信號；警笛HA發(fā)出聲報警信號；KA1將自鎖按鈕QS1的常開接點短接，接通控制電路直流電源；電磁鐵YA線圈通電，開啟電鎖，為防火卷簾下放做好準(zhǔn)備；中間繼電器KA5線圈通電吸合，接通接觸器KM2線圈回路，KM2通電吸合，使防火卷簾電機轉(zhuǎn)動（設(shè)為順時針轉(zhuǎn)動）并拖動防火卷簾下落。當(dāng)防火卷簾下落到

35、1.21.8m處時，行程開關(guān)SQ2受到碰撞而動作，使KA5線圈斷電，KM2線圈也失電，防火卷簾機停轉(zhuǎn)。防火卷簾便停止下放（也稱為中位）。將行程開關(guān)SQ2的一對觸頭接入LD8303模塊的第一路無源輸入端子I1、G，通過回路總線送至報警控制器進(jìn)行防火卷簾中位顯示。這樣既可以隔斷火災(zāi)初期的煙霧，也有利于滅火和人員的疏散撤離。當(dāng)火災(zāi)現(xiàn)場溫度升高到感溫探測器動作溫度時，感溫探測器報警，也通過回路總線傳送給報警控制器，報警控制器經(jīng)過確認(rèn)后同樣對回路總線上的LD-8303模塊發(fā)出聯(lián)動控制信號，第二路常開無源輸出端子NO2、COM2（2KA）閉合，中間繼電器KA2線圈通電吸合，其觸點使時間繼電器KT線圈通電。

36、經(jīng)延時（30s）后其觸點閉合，使KA5線圈通電，KM2又重新通電吸合，防火卷簾電機又開始轉(zhuǎn)動，防火卷簾繼續(xù)下降，當(dāng)防火卷簾下落到地面時，碰撞位置開關(guān)SQ3使其觸點動作，中間繼電器KA4線圈通電，其常閉觸點斷開，使KA5失電釋放，又使KM2線圈失電，防火卷簾電機停轉(zhuǎn)（稱作防火卷簾門下落歸底）。同時行程開關(guān)SQ3的一對觸頭接入LD8303模塊的第二路無源輸入端子I2、G，通過回路總線送至報警控制器進(jìn)行防火卷簾下位顯示。當(dāng)火災(zāi)撲滅后，按下消防控制室的防火卷簾卷起按鈕SB4或者現(xiàn)場就地卷起按鈕SB5，均可使中間繼電器KA6線圈通電，使接觸器KM1線圈通電，防火卷簾電機轉(zhuǎn)動（設(shè)為逆時針轉(zhuǎn)動），防火卷簾上

37、升，當(dāng)上升到頂端時，碰撞位置開關(guān)SQ1使之動作，使KA6失電釋放，KM1失電，防火卷簾電機停止轉(zhuǎn)動，上升結(jié)束。四三層計算機中心大廳七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計4.1三層計算機大廳防火分區(qū)的劃分計算機中心大廳的長×寬×高=20×10×3.5m，按表21中的防火分區(qū)的劃分規(guī)定，設(shè)該計算機機房的耐火等級為4級，則每個防火分區(qū)的最大建筑面積為600 m2，該層建筑面積為200m2 ，因此只需要將其設(shè)置為一個防火分區(qū)。同樣，該計算機大廳四周的墻體采用耐火材料砌成，頂棚采用防火頂棚，前后門采用防火門，以防止火災(zāi)向四周或鄰近層蔓延，根據(jù)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB5011

38、6-98），該層可以設(shè)為一個探測區(qū)域。4.2三層計算機大廳火災(zāi)探測器的選擇和布置1 .火災(zāi)探測器類型的選擇由規(guī)定可知，七氟丙烷滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置感煙感溫兩種探測器，并取邏輯“與”控制。2確定一只探測器的保護(hù)面積（以及保護(hù)半徑）由已知條件：h=3.5m,S=200m2>80m2，設(shè)大廳屋頂為平頂，則屋頂坡度<150，查表23可知，對于感煙探測器，在房間高度h<6米時，一只探測器的保護(hù)面積A=60 m2，保護(hù)半徑R=5.8m。對于感溫探測器，在房間高度h8米時，一只探測器的保護(hù)面積A=20 m2,，保護(hù)半徑R=3.6m.3. 考慮梁高度的影響設(shè)梁高度為200mm，即不大于200mm，

39、圖22可知道，整個實驗室不用考慮梁的影響。如本實驗室屬于一級保護(hù)建筑，取修正系數(shù)k=0.8，則： 對于感煙探測器，n1 SkA=2000.8×60=4.17 n1取整數(shù)，n1=5個對于感溫探測器，n2SkA=2000.8×20=12.5 n2取整數(shù)，n2=13個4.綜合考慮因為采用兩種探測器的組合，所以探測器的數(shù)量應(yīng)該在513個之間，綜合考慮在此防護(hù)區(qū)中布置8個。布置情況詳見圖41。 圖41 計算機大廳火災(zāi)探測器布置圖5.校驗經(jīng)校驗，該大廳的火災(zāi)探測器的布置基本合理。4.3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)備選擇和相關(guān)參數(shù)計算1. 根據(jù)規(guī)定可知，通訊機房和電子計算機房等被保護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計

40、濃度不低于8%,噴放時間不應(yīng)大于7s。該層為計算機中心大廳，取滅火設(shè)計濃度C=8%,噴放時間t=7s。該大廳的容積為：V=20×10×3.5=700 m3。2.計算機機房的滅火劑設(shè)計用量的計算 七氟丙烷在20下的過熱蒸汽比容，由公式,其中，則S=0.1269+0.000513×20=0.13716m3kg則在該計算機機房內(nèi)的七氟丙烷的設(shè)計用量由公式：W=（kVS）×C100-C 式中 W-防護(hù)區(qū)七氟丙烷設(shè)計用量，kg； C-七氟丙烷設(shè)計濃度（%）； V-防護(hù)區(qū)的凈容積，m³； k-海拔高度修正系數(shù) S-七氟丙烷過熱蒸汽在101kpa和防護(hù)區(qū)最低

41、環(huán)境溫度的比容，m³/kg。由于該計算機房地處于西安地區(qū)，所以海拔高度修正系數(shù)按k=0.885選取。所以可得 W=（0.885×7000.1371）×8100-8=392.75kg3.七氟丙烷滅火劑鋼瓶的選擇 根據(jù)實驗室實驗室七氟丙烷的設(shè)計用量W=392.75 kg。故選用JP-100/54的鋼瓶4個，鋼瓶的增壓壓力為P0=4.3MPa（絕對壓力）。4.噴頭的選擇與布置選用JP型噴頭，其保護(hù)半徑為R=5米，選用六個噴頭，故根據(jù)計算機大廳參數(shù)，并按照保護(hù)區(qū)平面均勻噴灑布置噴頭。如圖42所示。 圖42 七氟丙烷噴頭布置圖 5、 繪出管網(wǎng)計算圖，如圖43所示。 圖43

42、計算機中心大廳七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖6.管網(wǎng)管道平均設(shè)計流量計算 （1）主干道設(shè)計流量按式QT=Mt 計算，取M=W=392.75kg，七氟丙烷滅火劑噴放時間t=7秒，則QT=Mt=392.757=56.107kgs。（2）支管設(shè)計流量QS=QTn=56.107÷4=14.026kgs，鋼瓶出流管：QP=Mnt=392.754×7=14.026kgs。7.估算管網(wǎng)管道直徑 根據(jù)管道平均設(shè)計流量，參考推薦設(shè)計流量，初選管徑區(qū)間值。從而得到各管段的管徑，并將結(jié)果標(biāo)注在管網(wǎng)計算圖上。見圖4-3所示。8.計算充裝密度 七氟丙烷鋼瓶內(nèi)的剩余余量可按容器內(nèi)引升管管口以下容器容積量計

43、算，約占容量充裝量的2.5%。 選用的JR-100/54七氟丙烷鋼瓶，其容積為100L，在20時，七氟丙烷滅火劑的液體密度為=1407kgm3，則充裝量為：Wm=100×0.001×1407=140.7kg（1L=0.001m3） 四個鋼瓶的總剩余量為： ,管網(wǎng)內(nèi)剩余量=0,充裝密度計算得：=Wsnv=W+W1+W2nv=392.75+14.074×0.1=1017.05kgm3 9計算全部儲氣氣態(tài)總?cè)莘e，得：V0=n×V1-=4×0.11-1017.051407=0.11m10.計算過程節(jié)點儲瓶內(nèi)壓力，設(shè)管網(wǎng)內(nèi)容積忽略不計，則Pm=P0V0V

44、0+W2+VTs=4.3×0.110.11+392.752×1407+0=0.4730.2496=1.9MPa11.計算管路阻力損失（1）ab段： 以鋼瓶出流管設(shè)計流量QP=14.026kgs及40,查圖44得： (PabL)=0.0068MPam計算長度：， (2)bc段： 主干設(shè)計流量QT=56.107kgs以及50，查圖44得： (PbcL)=0.009MPam計算長度： Pbc=0.009×54.47=0.49MPa(3)cd段：以支管設(shè)計流量Qs=14.026kgs以及40，查圖44得： (PcdL)=0.0068MPam計算長度： Pcd=0.0068

45、×9.8=0.0666MPa則管路總損失 圖44 鍍鋅鋼管阻力損失與七氟丙烷流量的關(guān)系曲線12.計算高程壓頭所謂的高程壓頭就是指噴頭安裝高度相對于“過程中點”鋼瓶液面的位差。取H=3.0，計算高程壓頭為：13計算噴頭工作壓力 Pc=Pm-P±Ph=1.9-(0.6083+0.041)=1.25MPa14.校驗Pc=1.25MPa>Pm/2=0.95MPaPc>0.5MPa（絕對壓力），故均滿足設(shè)計要求。15噴頭計算按噴頭計算壓力Pc=1.25MPa，從圖45可以查得噴頭計算單位面積流量。由圖43可見，噴頭的平均設(shè)計流量等于支管設(shè)計流量，即Qc=Qs=14.026kgs，則可以求得噴頭孔口面積Fc為：Fc=Qcqc=14.0264.3=3.26cm2查有關(guān)設(shè)計手冊，選用JP20型噴頭4個。 圖45 七氟丙烷噴頭的單位面積流量與其工作壓力的關(guān)系曲線4.4計算機大廳七氟丙烷滅火系統(tǒng)組成和系統(tǒng)原理圖1.七氟丙烷滅火系統(tǒng)組成：鋼