教学楼消防系统毕业设计

前言
我个人认为，大学校园是人员聚集场所也是消防安全重点单位，担负着为国家培养造就现代化建设人才和进行科学研究的任务，一旦发生火灾，会导致无辜的学子伤亡或者科研资料毁于一旦，这不仅仅是社会财富的巨大损失，也会严重地影响教学秩序、社会稳定和科技进步。

因此，找出院校火灾频发的原因，制定相应的防灭火措施，有效地遏制高校火灾频发的势头，为广大莘莘学子和科研人员提供良好的消防安全环境，不仅是各大学和教育行政主管部门的共同责任，更是消防部门要解决的重要问题。

灭火器是扑救初起火灾的重要消防器材，它轻便灵活、可移动、稍经训练即可掌握其操作使用方法，是消防实践过程中较理想的第一线灭火工具。

灭火器的合理设计对防止火灾发生和控制好火灾有重大的作用。

消火栓也是消防救援灭火的重要设施，它能在火灾发生时有效地为消防提供水源，同时也能及时进行灭火。

应急照明是现代公共建筑及工业建筑的重要安全设施，它同人身安全和建筑物安全紧密相关。

当建筑物发生火灾或其它灾难，伴随着电源中断，应急照明对人员疏散、消防救援工作，对重要的生产、工作的继续运行或必要的操作处置，都有重要的作用。

而疏散指示标志和安全出口标志也是现代公共建筑及工业建筑的重要安全设施，它同人身生命安全紧密相关。

当建筑物发生火灾或其它灾难，疏散指示标志和安全出口标志指示人员安全疏散、引导消防救援工作有重要的作用。

因此楼层的消防设计对楼房的安全有重大的意义。

目录
第一章．绪论 (3)
1.1校园内火灾常见原因 (3)
1.2校园防止火灾的意义 (4)
第二章．工程概况及建筑平面设计 (7)
2.1建筑专业消防设计说明 (7)
2.2 防火分区 (7)
第三章.建筑灭火系统设计 (10)
3.1教室灭火器的设计计算 (10)
3.2消火栓灭火系统 (13)
3.2.1消火栓给水系统设计 (13)
3.2.2.消火栓保护半径的计算 (14)
3.2.3 管网水力计算 (16)
3.2.4消防水箱的计算 (18)
3.2.5消防水泵的选型 (19)
3.2.6消火栓的减压计算............................................................ . (19)
四．总结 (21)
五．致谢 (22)
六.参考文献 (23)
七.附录
第一章.绪论
1.1、校园内火灾常见原因
（一）教职员工和学生的消防安全意识淡薄。

大学是教学、科研场所，许多教职员工和学生因潜心研究学问，对其他事情关心较少，消防安全意识往往比较薄弱，消防法制观念不强，思想麻痹，缺乏防范意识和安全知识，纪律松弛，违反用火、用电等消防安全规定的情况时有发生。

（二）用火用电不尊安全规范，火灾诱发原因众多。

如乱拉乱接电线和保险丝，因电线短路或因接触不良发热而引起火灾；个别的因为用电经常超负荷常跳闸，图方便用铜丝或铁丝代替保险丝，使电路过载发生故障时不能及时熔断而造成电线起火。

或在床上点蜡烛，吸烟者乱扔未熄灭的烟头和火柴等，在宿舍内焚烧杂物，在宿舍内使用煤气、液化气不当，使用煤油炉、汽油、酒精等易燃易爆物不当等导致明火引燃。

还有电灯泡靠近可燃物长时间烘烤起火；使用电热器无人监管而烤燃起火；长时间使用电器不检修，电线绝缘老化、漏电短路而起火等。

（三）老式建筑多，先天性火灾隐患多。

还好我们学校是一个新建的学校，但是在有着数十年甚至上百年历史的高校中，有不少木结构建筑仍在使用中。

一是这些木结构建筑年代久远，屋面老化，破损严重，屋脊和封山脊开裂等现象随处可见；二是由于当时建筑设计防火等方面的规范尚不完备、法制不健全，导致建筑留下布局不合理，消防通道不畅通，防火间距不够，大型建筑无防火分隔，内部装修和疏散走道大量使用易燃材料等许多先天性火灾隐患；三是旧式建筑普遍存在着电源线明线铺设的现象，有的电线还被直接固定在木梁或木椽上。

同时这些老房子的电力配置也跟不上时代发展的需要。

一旦房屋漏雨造成漏电或因发热的电线烤燃这些已风干多年的木料，其后果不堪设想。

（四）大学校园情况复杂，人员流动性大。

火灾场所包括教学楼、办公楼、实验室、食堂、体育馆、宾馆、家属楼、学生宿舍、教职员工宿舍、校办工厂、出租门面房等，可以说涉及到校园内的各种场所。

大学校园是一个浓缩、开放的小社会，是一个复杂的公共场所。

从建筑来看有高层、多层民用建筑，有厂房、仓库，有的还有地下人防工程。

从用途来看，既有教学场所、公共娱乐场
所、宾馆、饭店、商业网点，又有实验室、宿舍和办公楼。

建筑物相对集中，人员相对密集。

有的学校中既有生活区、教学区，又有家属区，甚至还有附小、附中等附属单位，客观上形成了大学校园内人员复杂、流动性大的特点。

尤其是市场经济体制的建立，为大学校园中多种经济体制共存创造了有利条件，出租校园建筑或者沿街门面房的现象普遍，使消防安全管理工作难度进一步加大。

（五）建筑物人员密度大，安全通道少。

大学生在校教育有别于中小学生就近入学教育，高校因生源来自全国各地而实行在校学生集中住宿。

目前大部分在学生宿舍的建筑面积一般每幢在3000平方米左右，有的甚至更大，一幢楼内居住学生数额1000人上下。

大多数高校在兴建学生宿舍时，虽然已考虑到消防安全需要而留有消防安全通道，但不少单位从日常的防盗安全或学生人身安全考虑而关闭大多数消防安全出口或加设防盗门，只留有一两个出口用于日常进出，使“安全出口”名存实亡，一旦发生火灾，造成的人员伤亡可想而知。

有的为了防止男女生混窜宿舍，校方还让男、女生各住一半楼，在楼道中间加门、隔墙进行分隔，宿舍被一分为二，楼梯、消火栓、安全出口等消防设施也被一分为二，火灾危险性大大增加。

（六）校方在消防安全上投入少。

大学是事业性单位，每年的经费开支主要靠各级政府的财政拨款，在国家财力有限，重点保障教育经费支出的情况下，用于消防安全方面的经费十分有限。

在大学管理体制有所变化的今天，各学校之间竞争更加激烈，重点是将经费用在师资力量和教学硬件设备的竞争上，很难投入到人们不易看到的消防基础设施建设和火灾隐患整改上。

另外，大学里保卫部门真正实施消防安全管理的人员很少，有的甚至只有一个人，有的人还身兼数职，造成精力分散。

1.2、校园防止火灾的意义
（一）提高对校园消防安全工作的重视程度。

高等学校是国家培养各类高级专门人才的地方，大学生们的身上寄托着祖国的未来和希望。

高校尤其是人员密集场所一旦发生火灾并造成学生人员伤亡，其可能造成的损失是无法用金
钱来衡量的，社会和政治影响将十分巨大而恶劣。

各级教育行政管理部门和高等学校领导应从保持社会稳定和可持续发展的角度来认识高校消防工作的重要性，从人力和物力两方面给高校消防安全管理部门以尽可能多的支持。

（二）开展形式多样的消防宣传教育。

学校对学生及教职员工的消防意识薄弱问题应有足够的认识，要加大消防宣传教育的力度，校园内应通过多种形式开展经常性的消防安全宣传与培训。

对同学们的宣传应通过张贴消防宣传画、消防刊物、网络、举办消防文化活动等形式，定期组织进行消防演练，以增强其消防法制观念，提高其消防安全意识和责任心，使其掌握防火、灭火、逃生的常识，自觉遵守消防安全规章制度。

在新生入学时就要进行消防安全教育，可将消防安全教育内容纳入军训项目之中，使新生一入校即体验到消防安全工作在学校的重要地位；定期举办课外消防知识讲座；从教职员工和学生中发展义务消防队员；举办消防运动会和灭火演练；利用电教设备开展有针对性的消防宣传等。

（三）建立消防安全管理制度并狠抓落实。

在消防安全管理上，学校要建立和健全各项消防安全管理制度，落实消防安全责任制，在宿舍、图书馆、实验室、食堂等重点部位和场所落实岗位消防安全责任制，做到每个岗位和场所都有专人负责消防安全，开展定期和不定期的安全检查，及时发现和消除火灾隐患，保证各项制度得到落实，按照国家有关规定配置消防设施和器材，并要确保其完好有效。

（四）工作学习中严格遵守消防安全规程。

在教室、实验室、研究室学习和工作时，要严格遵照各项安全管理规定、操作规程和有关制度。

使用仪器设备前，应认真检查电源、管线、火源、辅助仪器设备等情况，如放置是否妥当，对操作过程是否清楚等，做好准备工作以后再进行操作。

使用完毕应认真进行清理，关闭电源、火源、气源、水源等，还应清除杂物和垃圾。

涉及使用易燃易爆危险品时，一定要注意防火安全规定，按照规定一丝不苟地进行操作。

（五）强化学生宿舍的消防安全管理。

学生宿舍发生火灾不仅给学生的学习生活带来不便，更重要的是因宿舍内物品多，人多拥挤，疏散不畅，极易造成重大财产损失和人员伤亡。

学校要把学生宿舍作为全校防火工作的重点，在方便学生日常学习、生活的同时，要加强宿舍用火、用电的管理，严禁在宿舍
内乱接乱拉电线和使用大功率电器，加强检查，及时制止学生的违章行为。

同时要确保学生宿舍的消防安全通道畅通，以防不测。

在宿舍，应自觉遵守宿舍安全管理规定，不乱拉乱接电线；不使用电炉、热得快、电热杯、电饭煲等电器；不在宿舍使用明火；不将易燃易爆物带进宿舍；不在宿舍内焚烧物品；不在寝室吸烟；发现不安全隐患及时向管理人员或有关部门报告；爱护消防设施和灭火器材，不随意移动或挪做他用；室内无人时，应关掉电器和电源开关等。

（六）加大资金投入，逐步解决历史遗留问题。

学校要广开渠道，多方筹措资金，每年要有足够的消防专项经费用于火灾隐患的整改以及消防器材、设施的配备、维修，力争消防经费投入年年有所增长，把消防安全环境的改善作为改善办学条件的首要任务。

另外，还要合理调配人员，确保有足够的人员来进行大学校园的消防安全管理工作。

对于历史遗留的建筑耐火等级低，电气线路老化，消防基础设施缺乏等火灾隐患，要根据本单位实际，制定可行的整改计划，及时加以整改。

在解决历史遗留问题的同时，要确保新建的建筑决不能再留有火灾隐患
第二章．工程概况及建筑平面设计
2.1、建筑专业消防设计说明：
1、工程概况及功能
河南工业职业技术学院1#教学楼工程位于河南省南阳市宛城区，东侧为神州广场，西侧为4#教学楼，南临绿化隔离带，北侧为2#教学楼。

建筑面积约1096.49m2，总高度约24.2m，一共5层，教室标准层高3.9m，首层层高3.9m。

南阳市自来水为城市自来水，室外自来水管道处水压0.3Mpa 本建筑属于二类建筑，以此为根据可进行防火分区，消防系统设计等工作。

2.2 防火分区
1防火分区的定义及类型
所谓防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。

在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。

（1）竖向防火分区
为了在建筑物发生火灾时把火灾控制在一定的楼层之内，防止火灾从起火层向其他楼层垂直蔓延，沿建筑高度方向划分的防火分区为竖向防火分区。

竖向防火分区用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙），在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。

（2）水平防火分区
水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。

水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。

它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。

防火分区应用防火墙分隔。

如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防火分隔水幕分隔。

.2防火分区的划分
从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。

但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。

防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。

3防火分隔物构造及要求
防火分隔物是指能在一定时间内阻止火势蔓延，且能把建筑内部空间分隔成若干较小防火空间的物体。

常用防火分隔物有防火墙、防火门、防火卷帘、防火水幕带、防火阀和排烟防火阀等。

一．防火墙
防火墙是由不燃烧材料构成的，为减小或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延，设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。

防火墙是防火分区的主要建筑构件。

通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。

二．防火门
防火门是指在一定时间内，连同框架能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的门。

它是设置在防火分区间、疏散楼梯间、垂直竖井等且具有一定耐火性的活动的防火分隔物。

防火门除具有普通门的作用外，更重要的是还具有阻止火势蔓延和烟气扩散的特殊功能。

它能在一定时间内阻止或延缓火灾蔓延，确保人员安全疏散。

防火门的耐火极限和适用范围：
（1）甲级防火门
耐火极限不低于1.2h的门为甲级防火门。

甲级防火门主要安装于防火分区间的防火墙上。

建筑物内附设一些特殊房间的门也为甲级防火门，如燃油气锅炉房、变压器室、中间储油等。

（2）乙级防火门
耐火极限不低于0.9h的门为乙级防火门。

防烟楼梯间和通向前室的门，高层建筑封闭楼梯间的门以及消防电梯前室或合用前室的门均应采用乙级防火门。

（3）丙级防火门
耐火极限不低于0.6h的门为丙级防火门。

建筑物中管道井、电缆井等竖向井道的检查门和高层民用建筑中垃圾道前室的门均应采用丙级防火门。

三．防火窗
防火窗是指在一定的时间内，连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的窗。

防火窗一般安装在防火墙或防火门上。

防火窗的分类，按安装方法可分为固定窗扇防火窗和活动窗扇防火窗。

按耐火极限可分为甲、乙、丙三级，耐火极
限不低于1.2h的窗为甲级防火窗；耐火极限不低0.9h的窗为乙级防火窗，耐火极限不低于0.6h 的窗为丙级防火窗。

防火窗的作用一方面在于隔离和阻止火势蔓延，此种窗多为固定窗；二是采光，此种窗有活动窗扇，在正常情况下采光通风，火灾时起防火分隔作用。

活动窗扇的防火窗应具有手动和自动关闭功能。

.4 特殊部位和房间的防火分隔和布置
各种坚井等特殊部位的防火分隔建筑中的各种竖向管井，不仅是火势上下蔓延的主要途径，而且是拨烟火的通道，若防火分隔不当或未作适当防火处理，高温烟火会迅速传播扩大，造成扑救困难，严重危及人身安全，增大火灾损失。

电梯是重要的垂直交通工具，电梯井一般都与电梯厅、走道及其他房间相通，若在其中设有可燃气体和易燃、可燃液体、电线（缆），一旦失火会威胁其他管井及整个建筑的安全，因此，对建筑物中的这些部位的建筑构造应严格要求，具体应采取以下防火措施：
（1）电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。

电梯井井壁除开设电梯门洞和通气孔洞外，不应开设其他洞口，电梯门不应采用栅栏门。

（2）高层建筑的电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置；其井壁应为耐火等级不低于1h的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门。

（3）建筑高度不超过100m的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2-3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。

电缆井、管道井、与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实。

（4）管道穿过楼板时，应用不燃烧材料将其周围空隙填塞密实。

第3章．建筑灭火系统设计
3.1教室灭火器的设计计算
1) 确定该灭火器配置场所的危险等级
根据GPJ1490-90规定第2.02条的规定，查阅规范附录三，得知该教室办公室属于严重危险等级的民用建筑。

2) 确定该灭火器配置场所的火灾种类
根据规范第2.0.3条的规定，结合该教室通常使用的物品多为桌椅、电脑等固体可燃物，因此可以确认该教室可能发生A类火灾。

另外由于主机等设备属电气设备，一旦失火可能不允许或来不及切断总电源，故可确认该教室同时存在E 类火灾危险。

3) 划分火灾配置场所的计算单元
由于教室的危险等级，使用性质、平面工艺布局和保护面积情况，和2-4的功能性质和危险等级相同，因此只要计算设计第2层即可，其他层依照第2层配置。

又由于危险级别和防火分区情况不能将一层划为一个独立的计算单元。

因此，应将教室作为一个灭火器配置场所的独立计算单元进行灭火器配置的设计计算。

其他相同的教室同理按次要求设置好灭火器。

4）计算该单元的保护面积
根据规范第6.0.2条的规定，建筑物的保护面积应按使用面积计算。

因此，该单元的保护面积为
S＝42×14.4＝604.8㎡
表1 灭火器标准
A类火灾B类火灾
扑救火的
类别
轻危险级中危险级重危险级轻危险级中危险级重危险级场所危险
等级
单具灭火
器最小灭
3A 5A 5A 1B 4B 8B 火级别
每A或每
B的最大
保护面积
（m3）
20 15 10 10 7.5 5
5）计算该单元的需配灭火级别
该机房属地面建筑，其扑救处起火所需的最小灭火级别合计值应按式（15-1）计算
已知：S=604.8㎡;
因为该楼有消火栓，得K=0.7;
查表1得U=10㎡／A。

将S、K、U的值代入Q=K*S/U式，
得：Q=0.7×604.8／10＝42.336A
6）确定该单元的灭火器设置点数与各点的位置
根据表2，得知：该单元手提式灭火器的最大保护距离为15m。

然后运用保护圆简化设计法确定灭火器设置如图2和图3所示。

表2 A类火灾场所的灭火器最大保护距离(m)
灭火器型式危险等级手提式
灭火器
推车式
灭火器
严重危险级15 30 中危险级20 40 轻危险级25 50
7）计算每个灭火器设置点的需配灭火级别
应用式（15-3）进行计算：
Qe=Q/N=42.336/3=14.112A
8)确定每个设置点灭火器的规格与数量
根据表1得知，每具灭火器最小配置灭火级别（规格）为5A；再查规范条文说明表5得知，MY4灭火器（即4kg手提式1211灭火器）的最大灭火级别为5A。

14.112／5=2.822 此时取3具
因此，本设计每个灭火器设置点选配3具4kg手提式1211灭火器，即MY4×3。

整个机房（独立计算单元）有3个灭火器设置点，其配置9具4kg手提式1211灭火器，即MY4×9。

9）验算
（1）该单元实际配置的所有灭火器的灭火级别验算如下：
Qt=3（具）*3（点）*5A=45A>42.336A
符合规范第6.0.6条。

（2）每个灭火器设置点实际配置的所有灭火器的灭火级别验算如下：
Qs=3（具）*5A=15A>14.112A
符合规范第6.0.6条。

（3）每具灭火器最小配置规格=5A，符合规范第4.0.1条。

（4）该单元内置灭火器总数=9具>2具，符合规范第4.0.7条。

（5）每个设置点配置灭火器数=3具<5具，符合规范第4.0.7条。

10）确定灭火器的设置方式，在设计平面图上标明灭火器的类型、规格与数量设计如图3所示。

（1）根据教室的使用性质和工艺要求，灭火器的设置方式应为嵌入式的墙式灭火器箱，即在A、B、C三个设置点处的内墙壁上（离地面高度按规范第 5.1.3条的要求）预埋3只灭火器箱，将其9具MY4灭火器平均分成3组，分别放入3只箱内，这种设置方式具有以下几个优点：
①不影响人员走路、工作及安全疏散；
②有利于灭火器防潮、防碰撞及防止随意挪动；
③保持机房布局整齐、美观。

（2）在该层共30出需要配置灭火器，如图4所示。

图3.4平面布置图
3.2消火栓灭火系统
因为本设计不需要考虑室外消防给水系统，故本设计中的消火栓灭火系统属于室内消火栓给水系统。

室内消火栓给水系统有消防给水基础设施、消防给水管网、室内消火栓设备、报警控制设备及系统附件等组成。

其中消防给水基础设施包括市政管网、室外消防给水管网及室外消火栓、消防水池、消防水泵、消防水箱、增压稳压设备、水泵接合器等，该设施的主要任务视为系统储存并提供灭火用水。

给水管网包括进水管、水平干管、消防竖管等，其任务是向室内消火栓设备输送灭火用水。

室内消火栓设备包括水带、水枪、水喉等，它是供人员灭火使用的主要工具。

报警控制设备用于启动消防水泵，并监控系统的工作状态。

系统附件包括各种阀门、屋顶消火栓等。

只有通过这些设施有机协调的工作，才能确保系统的灭火效果。

[1] 3.2.1消火栓给水系统设计
（1）消火栓的选用及设置
由于建筑每股水枪的水量不小于5L/s，室内消火栓应采用同一型号规格，所以设计中均选用口径为19mm喷嘴的水枪，65mm口径的消火栓，直径65mm长
度20m 的衬胶水带。

消火栓栓口距地面高度为1~1.1m [9]，本设计采用1m 。

栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。

a. 水枪充实水柱确定
为有效地扑灭建筑物火灾，要求水枪射流时的充实水柱应能到达建筑物每层的任何高度。

因此，水枪的充实水柱应按层高计算确定。

通常水枪射流上倾角不宜超过45°，在最不利情况下，也不能超过60°。

如图3.1所示，水枪充实水
柱的计算如下。

图 3.1 倾斜射流的S k
若上倾角按45°考虑，则
(3.1) 式中， ——水枪充实水柱，m ；
——建筑物层高，m ； ——水枪喷嘴离地面高度，m 。

首层：
标准层：
故本设计中，消火栓充实水柱长度取10m 。

b. 消火栓保护半径的计算
12
sin 45k H H S -=︒
水枪喷嘴
45°或60°
H 1
H 2
S k
k S 1
H 2
H 3.9 1.0 4.14m 10m
sin 45k S -==<︒
3.9 1.0
4.14m 10m
sin 45k S -==<︒。