安徽建筑大学建筑消防学课程设计

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《建筑消防学》课程设计
表 3—1 直径 15mm 喷头的最大允许保护面积与间距 喷头出口压力/Pa 危险等级 轻危险级 4.9*104 中危险级 严重危险级 轻危险级 9.8*104 中危险级 严重危险级 3.3.3 水喷淋灭火系统喷头的布置形式的确定 喷头的布置形式一般有三种,即正方形、长方形和菱形其喷头和配水支管间距的确定有 所区别,如下图所示: 每个喷头的最大保护面积/m2 19.0 9.4 5.7 21 12.5 8.0(5.4) 计算喷水半径/m 3.1 2.1 1.7 3.2 2.5 2.0(1.6)
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当室内的吊顶、楼板或屋面板为水平的,火灾发生时。顶板面将形成一高温对流层使温 度迅速向四周传播。试验证实。这种对流层的厚度,根据室内层高和燃烧升温速度,可达 300mm,但温度最高的范围是顶板下 25~100mm 处,闭式喷头安装在此范围内能很快动作喷 水。因此我国现行的规范规定除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外,直立型、下垂型喷头, 其溅水盘与顶板的垂直距离不应小于 75mm,且不应大于 150mm。 为方便计算,本设计中此距离取 100mm。 3.4 管网布置 如前所述,喷头按菱形效果最经济,但受限于本建筑具体结构,本设计中将尝试按照具 体空间的特性采用前文所述最佳长方形喷头布置与菱形布置混合进行管网布置,通过各喷水 圆两两相交覆盖所有建筑面积来确定喷头位置。地下一层共计使用 253 个喷头,地下二层共 计使用 233 个喷头。详细布置见附图 1、2。 3.5 消火栓系统布置 消火栓系统分为室内消火栓系统与室外消火栓系统两个部分。 3.5.1 室外消火栓系统 室外消火栓系统的设置应符合《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB50974—2014)7.3 条的要求: 7.3.3 室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置,且不宜集中布置在建筑一侧;建筑消防扑救面 一侧的室外消火栓数量不宜少于 2 个。 7.3.4 人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓,且距出入口的距离不 宜小于 5m,并不宜大于 40m。 按此要求设计的此建筑物室外消火栓共计 16 个,具体分布见附图 8。 3.5.2 室内消火栓系统 室内消火栓系统的设置应符合《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB50974—2014)7.4 条中的要求: 7.4.2 室内消火栓的选用应符合下列要求: 1、室内消火栓 SN65 可与消防软管卷盘一同使用; 2 、SN65 的消火栓应配置公称直径 65 有内衬里的消防水带,每根水带的长度不宜超过 25m;消防软管卷盘应配置内径不小于ф19 的消防软管,其长度宜为 30m; 3、 SN65 的消火栓宜配当量喷嘴直径 16mm 或 19mm 的消防水枪,但当消火栓设计流
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充气设备、排气设备和供水设备等组成。其管路和喷头内平时没有水,只处于充气状态,故 称之为干式系统或干管系统。干式喷水灭火系统的主要特点是在报警阀后管路内无水,不怕 冻结,不怕环境温度高。因此,该系统适用于环境温度低于 4℃和高于 70℃的建筑物和场所。 干式系统的动作要比湿式系统慢约 50%,因为喷头开启后首先排放压缩气体,然后报警 阀启动并需等待水流流至喷头,这样势必造成官网布置面积越大则迟延时间越多的后果,因 此设计规范中都有管网超过一定容量时必须安装加速器的规定。 2.4.1 干式水喷淋灭火系统系统图 干式喷水灭火系统与湿式喷水灭火系统相比,因增加一套充气设备,且要求管网内的气 压要经常保持在一定范围内,因此,管理比较复杂,投资较大。干式自动喷水系统工作原理 如图 2—1 所示。
喷头以正方形布置时,S=D=2Rcos45°=(√2)R≤(√A) 喷头以长方形布置时,只有当 4 个喷水圆两两相切于一点,并且 R=D 时,布置方式最经 济合理,此时 S=2cos30°=(√3)R,D=R 喷头以菱形布置时,每相邻三个喷水圆的圆心连线构成一个等边三角形,是最经济的布 置方式。此时,S=2Rcos30°=(√3)R,D=R+Rsin30°=1.5R 式中:S———喷头的水平间距,m; D———喷头的竖直间距,m; R———喷头的喷水半径,m; A———喷头的喷水圆半径,m2。 3.3.4 喷头与吊顶、楼板和屋面板的垂直的距离
四、水力计算
自动喷水灭火系统中管道的管径应按设计流量及设计流速确定,管道中的最大流速不宜 超过 5m/s, 而对于某些管道配水支管可以采用缩小管径、 增大沿程损失以达到减压的目的时, 管中流速允许超过 5m/s,但不得超过 10m/s。 在自动喷水灭火系统管网中,每一个喷头的出水量由于其工作水头的不同而各不相同。 为简化计算,常采用下述方法进行。 在管径初步决定后,即可按流量、压力、水头损失间的关系进行水力计算
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q= KH h=AlQ2 上式中:q—喷头或节点处流量,L/s; K—喷头特性系数,与流量系数和喷头口径有关,L/(s2•m) ; H—喷头处水压,mH2O; h—管段沿程水头损失,mH2O; l—管段长度,m; Q—管段中流量,L/s; A—比阻抗,s2/L2。 每米管道的水头损失应按下式计算: i=0.0000107•V2÷d1.3 式中:i-----每米管道的水头损失(MPa/m) V-----管道内的平均流速(m/s) d------管道的计算内径(m),取值应按管道内径减去 1mm 确定。
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一、前言
建筑消防学课程设计,是配合《建筑消防学》课程学习的实践性质的教学内容,是一个 重要的实践性教学环节,是对本学期整个课程及相关知识的综合运用。在进行本次课程设计 的过程中,查阅了国家最新有关标准与规范,并参考了一些网络上的设计案例。
二、设计准备
2.1 工程概况与设计要求 1、该设计为地下两层建筑的消防系统,每层建筑面积为 2000m2。 2、根据国家相关消防标准,采用一定的防火分区设计,包括防火门、防火卷帘和防火墙 等附属设施。 3、室外采用地上消防栓系统,室内采用室内消防消防栓和干式水喷淋灭火系统。 4、要求消防给水最不利点的压力为 1kgf/cm2。 5、所有设计应出图纸,图纸内容包括消防系统图、管道布置图、设备安装图及消防水池 结构图(包括所有设备、材料、支吊架及附件详细清单) 。 2.2 自行设置的设计相关信息 课程设计要求中只给出了该建筑物地下部分的面积,并未具体要求该建筑物的功能与结 构。参照了一些设计案例之后,为方便自行设计,我在绘制图纸时将该建筑物地下二层设计 为设备机房(包括空调机房、柴油发电机房和高低压间)与消防水池、水泵房所在之处,地 下一层则设置了消防控制中心,其他区域暂未进行具体功能划分,可作为展厅等使用。绘制 该建筑物平面图时并没有将其设计为标准正方形或长方形, 建筑物主体部分东西长 59.4 米 (以 墙体中心线计,下同)南北宽 31.6 米,建筑物主体北端分别在距建筑物东北角与西北角 21.5 米处设置了一个直通室外的金属竖向梯,建筑物主体南端东南角和西南角各向南增加了一间 东西长 9.58 米,南北宽 3.8 米的楼梯间,并全部留有 cad 软件原始 dwg 文件或 Photoshop 软 件原始 psd 文件。 2.3 设计题目 本设计题目为某地下建筑消防系统。 2.4 干式水喷淋灭火系统 本设计中使用的自动喷水灭火系统为干式水喷淋灭火系统。干式水喷淋系统是在湿式水 喷淋系统的基础上发展起来的。该系统是由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、报警装置、
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2.4.1 干式水喷淋灭火系统工作原理图
三、消防系统设计
3.1 建筑物危险等级的分析 根据建筑物、构筑物的火灾载荷(由可燃物的性质、数量和分布状况决定) 、室内空间条 件(面积、高度) 、人员密集程度、采用自动喷水灭火系统扑救初期火灾的难易程度,以及疏 散及外部增援条件等因素划分设置场所火灾危险等级。 建筑物内存在物品的性质、数量,以及其结构的疏密、包装和分布情况,将决定火灾载 荷及发生火灾时的燃烧速度与放热量,是划分自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级的重 要依据。 危险等级有以下几种分级:轻危险级、中危险级(其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级) 、严重危险级 (其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级) 、及仓库危险级(其中又分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级) 。 (1)严重危险级: 火灾危险性大、可燃物多、发热量大、燃烧猛烈和蔓延迅速的建、 构筑物;
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(2)中危险等级: 火灾危险性较大、可燃物较多、发热量中等、火灾初期不会引起迅 速蔓延的建、构筑物; (3)轻危险等级:火灾危险性小、可燃物量少、发热量较小的建、构筑物; 根据《建筑设计防火规范》 (GB50016——2014)5.1.3 条要求,地下或半地下建筑(室) 和一类高层建筑的耐火等级不应低于一级。 据此,该建筑物地下部分耐火等级为一级。 3.2 防火分区的划分 防火分区设计按照《建筑设计防火规范》GB50016——2014 设计,其 5.3.1 条规定,除本 规范另有规定外,地下或半地下建筑(室)防火分区的最大允许建筑面积为 500m2。 而其 5.3.4 条规定,一、二级耐火等级建筑内的商店营业厅、展览厅,当设置自动灭火 系统和火灾自动报警系统并采用不燃或难燃装修材料时,若其防火分区设置在地下时,防火 分区的最大允许建筑面积不应大于 2000m2。 据此,将该建筑物地下两层各分为三个防火分区,面积分别为 810m2、570m2 和 570m2, 具体划分如附图 3 所示。 3.3 喷头布置 喷头是自动喷水灭火系统的关键部件,在灭火过程中起着探测火警、启动喷水灭火的重 要作用。喷头的选型和布置合理与否直接影响喷头的动作时间和布水效果,从而影响整个水 喷淋灭火系统的灭火效果与系统成本。 本设计中选用标准玻璃球喷头,公称直径为 15mm,喷头特性系数 K=4.2。 3.3.1 喷头布置原则 为使水喷淋灭火系统能有效扑灭火灾,喷头布置应遵循以下原则: 1)所有喷头的喷水范围覆盖全部的保护面积,喷头喷水交汇处不能留有空白。 2)喷头的喷水范围不应出现过多重叠。 3)对于干式水喷淋系统,有排气装置时,喷头数量不应多于 500 个,无排气装置时,喷 头数量不应多于 250 个。 3.3.2 水喷淋灭火系统喷头的间距的确定 喷头的布置与设计喷水强度和每个喷头的最大保护面积有关。它不仅要使保护对象的任 何部位都能喷到水,而且要有一定的喷水强度。一个直径 15mm 的标准喷头的最大保护面积 与喷头之间的最大距离如表 3—1 所示。
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量为 2.5L/s 时宜配当量喷嘴直径 11mm 或 13mm 的消防水枪; 消防软管卷盘应配当量喷嘴直 径 6mm 的消防水枪。 7.4.3 设置室内消火栓的建筑,包括设备层在内的各层均应设置消火栓。 7.4.6 室内消火栓的布置应满足同一平面有 2 支消防水枪的 2 股充实水柱同时达到任何 部位的要求,且楼梯间及其休息平台等安全区域可仅与一层视为同一平面。但当建筑高度小 于等于 24.0m 且体积小于等于 5000m3 的多层仓库, 可采用 1 支水枪充实水柱到达室内任何 部位。 7.4.7 建筑室内消火栓的设置位置应满足火灾扑救要求,并应符合下列规定: 1 、室内消火栓应设置在楼梯间及其休息平台和前室、走道等明显易于取用,以及便于 火灾扑救的位置; 3 、 大空间场所的室内消火栓应首先设置在疏散门外附近等便于取用和火灾扑救的位置; 5 、同一楼梯间及其附近不同层设置的消火栓,其平面位置宜相同; 7.4.8 建筑室内消火栓栓口的安装高度应便于消防水龙带的连接和使用, 其距地面高度宜 为 1.1m;其出水方向应便于消防水带的敷设,并宜与设置消火栓的墙面成 90º角或向下。 按照以上要求,结合建筑物实际结构情况,将此建筑物地下两层设置为每层 16 个室内消 火栓,此两层的平面布置相同。室内消火栓间距小于 30 米,保证同层有相邻二支水枪水柱到 达着火点。消火栓选成套产品箱体为钢质材料,箱体尺寸为 800×600×240 毫米(厚) 。栓口直 径 DN65,内配φ65 水带,φ19 水枪一支。消火栓安装高度为距楼地面 0.95 米,栓口距地 1.1 米。立管管径为 DN100,每根立管流量不小于 20L/S,支管为 DN70,管径大于等于 DN100 采用热镀锌钢管,卡箍(沟槽)连接;小于 DN100 采用热镀锌钢管,丝扣连接。消防管道均 刷红色防锈漆一道,红色调和漆一道。
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