建筑消防課程設計

1、<p>　　《建筑消防技術》課程設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設計為長春市服裝加工廠建筑消防工程設計及計算。工程地點為吉林省長春市。工程概況：占地面積約為1250m2。有地下室，地上部分共有5層，層高為4.2m，建筑高度為21m。室內外高差為0.45m.地下室內有水泵房。該建筑防火等級屬于中危險級Ⅰ級，設計內容包括消

2、火栓系統，自動噴灑系統。</p><p>　　室內消火栓系統由水槍、水龍帶、消火栓、消防管道等組成。在火災發(fā)生時能及時有效的滅火。本設計中消火栓給水管網呈環(huán)狀布置，各消火栓箱內設消防水泵啟動電鈕，能直接啟動消防泵。室外設地下式水泵結合器，保證消防安全可靠。并進行消火栓系統的水力計算及水泵的選型。</p><p>　　自動噴水滅火系統，是在火災發(fā)生的情況下，能自動開啟噴頭噴水滅火，以保障人身

3、和財產安全的一種滅火系統。本設計中每層樓設閉式自動噴水系統。自動噴水滅火系統的管道成枝狀管網布置。自動噴水滅火系統由水源、加壓貯水設備、噴頭、管網、報警裝置等組成。并進行自動噴水系統的水力計算及水泵的選型。</p><p>　　關鍵詞：建筑消防 消火栓 自動噴水 設計</p><p><b>　　第一章 工程概況</b></p><p>

4、　　本次設計為長春市服裝加工廠建筑消防工程設計及計算。工程地點為吉林省長春市。夏季最高溫度為38℃，冬季凍土厚度為1.7m。本工程占地面積約為1250m2。有地下室，地上部分共有5層，層高為4.2m，建筑高度為21m，室內外高差為0.45m。地下室內有水泵房。該建筑防火等級屬于中危險級Ⅰ級，設計內容包括消火栓系統，自動噴灑系統。</p><p>　　城市給水管網管徑為200 mm，管頂埋深-1.800 m，城市可

5、靠供水壓力50Kpa。電源、城市可提供一路獨立電源。</p><p>　　室內消火栓給水系統一般由水源、室內消火栓給水管網、室內消火栓、系統附件、屋頂水箱及穩(wěn)壓設備組成。</p><p>　　自動噴水滅火系統是指由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置等組件以及管道、供水設施組成的自動滅火系統。自動噴水滅火系統是一種在火災發(fā)生時，能自動打開噴頭噴水滅火并同時發(fā)出火災信號的消防滅火設施，系統在火災

6、發(fā)生后能通過各種方式自動啟動，并能同時通過加壓設備將水送入管網維持噴頭灑水滅火一定時間。</p><p>　　第二章 消火栓系統設計</p><p>　　2.1 消火栓系統方案設計</p><p>　　2.1.1 消火栓的選用</p><p>　　消火栓系統由消火栓給水泵、消火栓、消防管道、水泵接合器組成。</p><p&

7、gt;　　室內消火栓給水管網布置為環(huán)狀，與臨時高壓給水系統相連。當其中一條進水管發(fā)生故障時，另一條仍能供給系統所需用水量。該廠房火災危險性為丙類，且體積大于5000m3。根據《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范GB50974-2014》，室內消火栓消防用水量為20L/s，每根豎管最小流量為15L/s，同時使用消防水槍數為4支。 </p><p>　　室內消火栓水槍的充實水柱不應小于10m，取10m。消火栓口徑應為65m

8、，水槍口徑應為19m。消防水龍帶長度為25m，為襯膠水帶，直徑65 mm，長25 m。室內消火栓應設在明顯易于取用的地點，栓口離地面高度宜為1.1m，其出水方向宜與設置消火栓的墻面相垂直。</p><p>　　2.1.2 管材的選擇</p><p>　　消火栓管道安裝要求與生活給水管基本相同，管材采用熱鍍鋅鋼管。連接方式為溝槽連接。消火栓立管管徑為DN125mm，消火栓口徑為DN65 mm

9、。</p><p>　　2.1.3 消火栓系統的布置</p><p>　　室內消火栓給水管網布置為環(huán)狀，與臨時高壓給水系統相連。每層設4套消火栓，地下一層設1套消火栓，頂層水箱間設1套試驗用消火栓。底層換裝管網與水泵接合器和給水泵相連，頂層換裝管網與水箱相連。</p><p>　　2.1.4 消火栓的保護半徑</p><p>　　消火栓保護半

10、徑按下式計算：</p><p>　　式中 L——水帶長度，m，應乘以折減系數0.8，水帶長度為25m；</p><p>　　Sk——水槍充實水柱長度，m，為10m。 </p><p>　　在消火栓平面布置時，結合建筑平面圖，建筑防火分區(qū)，分別以27m為消火栓保護半徑，室內消火栓應設在明顯易于取用的地點。</p><p>　　2.2 消火栓系

11、統水力計算及水泵選用</p><p>　　2.2.1 水力計算</p><p><b>　　(1)水帶阻力損失</b></p><p>　　本設計中，19mm的水槍配65mm的水帶，襯膠水帶阻力較小，室內消火栓水帶多為襯膠的。本設計中亦選擇襯膠水帶。</p><p><b>　　水帶水頭損失為：</b&g

12、t;</p><p>　　式中 ——消防水帶阻力損失，mH2O</p><p>　　——水帶阻力系數，查表得=0.00172</p><p>　　——水帶有效長度，m</p><p>　　——水槍噴嘴出流量, L/s，查表得=4.6 L/s</p><p>　　(2)消火栓口所需水壓</p><p

13、>　　式中 ——消火栓口的水壓，mH2O；</p><p>　　——水槍噴嘴處水壓，mH2O，查表得=13.5 mH2O</p><p>　　——水帶的水頭損失，mH2O；</p><p>　　——消火栓栓口水頭損失，mH2O，宜取2mH2O</p><p>　　(3)消火栓系統水力計算</p><p>　　消

14、火栓水力計算管段劃分如下圖2-1所示。</p><p><b>　　1~2管段：</b></p><p><b>　　沿程水頭損失：</b></p><p>　　式中 h1——沿程水頭損失，MPa；</p><p>　　i——管道單位長度的水頭損失，MPa/m；</p><p&

15、gt;　　L——管道長度，m，1~2段為4.2m；</p><p>　　dj——管道的計算內徑，m，取值應按管內徑減1mm確定，該段為124mm；</p><p>　　v——管內水的平均流速，m/s，該段為0.41m/s。</p><p><b>　　局部水頭損失：</b></p><p>　　局部水頭損失為沿程水頭損失

16、的20%。</p><p>　　其余管段計算見下表2-1。</p><p>　　消火栓系統總水頭損失為：</p><p>　　式中 ——管道沿程和局部的水頭損失累計值，mH2O；</p><p>　　Z——高差，m,為16.2m；</p><p>　　P0——最不利點出滅火設備的工作壓力，mH2O。</p>

17、;<p>　　圖2-1 消火栓系統水力計算分段 </p><p>　　2.2.2 水泵選用</p><p>　　水泵的安全系數取1.1。</p><p><b>　　水泵揚程為：</b></p><p><b>　　水泵流量為：</b></p><p>　　式中

18、 Q——自動噴水滅火系統所需水量，L/s，為20L/s。</p><p>　　消防泵的選用見下表2-1.</p><p>　　2.3 消火栓系統水泵接合器選用</p><p>　　消火栓系統水泵接合器采用地下式水泵接合器。消火栓系統水量為20L/s，故水泵接合器水量選10L/s，型號為SQX-100-A。采用水泵接合器2套。地下管道應采取防腐措施。</p

19、><p>　　第三章 自動噴水滅火系統設計</p><p>　　3.1 自動噴水滅火系統的選擇</p><p>　　自動噴水滅火系統特指由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置等組件，以及管道、供水設施組成的自動滅火系統。自動噴水滅火系統是一種在發(fā)生火災時，能自動打開噴頭噴水滅火并同時發(fā)出火警信號的消防滅火設施，系統在火災發(fā)生后能通過各種方式自動啟動，并能同時通過加壓設備將水

20、送入管網維持噴頭灑水滅火一定時間。</p><p>　　設計中自動噴滅火系統選用標準噴頭K=80，水流指示器采用ZSJZ型，信號閥采用AXD71-16型，報警裝置采用ZSFZx100型濕式自動噴水報警閥成套安裝。噴頭安裝高度與吊頂平齊，其工作壓力0.1MPa。</p><p><b>　　3.2 管道的布置</b></p><p>　　自動噴水

21、滅火系統報警閥后的管道布置成枝狀管網，以減少管徑節(jié)約投資，同時方便施工與維修。但每根配水支管或配水管的直徑不宜小于25毫米。</p><p>　　管道均采用熱鍍鋅鋼管，直徑小于等于50mm的管道采用絲接，直徑大于50mm的管道采用溝槽連接。報警閥前采用內壁不防腐鋼管時，可焊接連接。設置吊架和支架位置以不妨礙噴頭噴水為原則，吊架距噴頭的距離應大于0.3 m，距末端噴頭的距離小于0.7 m。</p>&

22、lt;p>　　配水管道的工作壓力不大于1.2 MPa，并不設置其它用水設施。配水管入口處壓力不大于0.4 MPa</p><p>　　3.3 噴頭的選擇與布置</p><p>　　本設計選用標準玻璃球噴頭，其動作溫度為68℃，公稱直徑為15mm， K=80。</p><p>　　該建筑的火災危險等級為中危險I級，設計噴水強度為6L/(min·m2),

23、設計作用面積為160 m2，最不利噴頭工作壓力為10mH2O。</p><p>　　噴頭采用正方形布置，間距為3.0m。離墻的距離為1.5m和1.7m。滿足AB≤12.5m2，2.4m≤A≤4m，0.6m≤l≤1.8m的要求，且布置均勻。</p><p>　　每個噴頭的噴水量為：</p><p>　　式中：——噴頭出水流量，L/s；</p><p

24、>　　——噴頭工作壓力，MPa,取0.1 MPa；</p><p>　　——噴頭流量系數，標準噴頭K=80。</p><p>　　作用面積內的流量為：</p><p>　　式中：Q——系統設計流量，L/s；</p><p>　　——噴頭出水流量，L/s；</p><p>　　——最不利點處作用面積內的噴頭個數，為

25、16個。</p><p>　　3.4 自動噴水滅火系統的水利計算及水泵的選用</p><p>　　3.4.1 水力計算</p><p>　　自動噴水滅火系統的管道分段如圖3-1、圖3-2所示。</p><p><b>　　1~2管段：</b></p><p><b>　　沿程水頭損失：&

26、lt;/b></p><p>　　式中 h1——沿程水頭損失，MPa；</p><p>　　i——管道單位長度的水頭損失，MPa/m；</p><p>　　L——管道長度，m，1~2段為3m；</p><p>　　dj——管道的計算內徑，m，取值應按管內徑減1mm確定，該段為24mm；</p><p>　　v—

27、—管內水的平均流速，m/s，該段為2.94m/s。</p><p><b>　　局部水頭損失：</b></p><p>　　自動噴水滅火系統局部水頭損失為沿程水頭損失的30%。</p><p>　　其余管段計算見下表3-1。</p><p><b>　　總阻力為：</b></p>&l

28、t;p>　　式中 H1——最不利點處噴頭的工作壓力，mH2O，為10 mH2O；</p><p>　　——管道沿程和局部的水頭損失累計值，mH2O；</p><p>　　HZ——高差，m,為18.6m；</p><p>　　Hk——濕式報警閥的壓力損失及水流指示器的壓力損失，mH2O，濕式報警閥取4 mH2O，水流指示器取2 mH2O。</p>

29、<p>　　圖3-1 自動噴水滅火系統管段劃分</p><p>　　圖3-2 自動噴水滅火系統管段劃分</p><p>　　3.4.2 水泵的選用</p><p>　　水泵的安全系數取1.1。</p><p><b>　　水泵的揚程為：</b></p><p><b>　　水

30、泵流量為:</b></p><p>　　式中 Q——自動噴水滅火系統所需水量，L/s，為21.28L/s。</p><p>　　消防泵的選用見下表3-2。</p><p>　　3.3 自動噴水滅火系統水泵接合器選用</p><p>　　自動噴水滅火系統水泵接合器采用地下式水泵接合器。自動噴水滅火系統水量為21.28L/s，故

31、水泵接合器水量選15L/s，型號為SQX-150-A。采用水泵接合器2套。地下管道應采取防腐措施。</p><p>　　第四章 消防水箱、穩(wěn)壓泵的設計</p><p>　　4.1 消防水池水量計算</p><p>　　消火栓的用水量為15 L/s，該建筑的承重墻耐火等級為一級，根據《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范GB50974-2014》，消火栓系統需要滅火的時間為3

32、個小時</p><p><b>　　消防用水量為：</b></p><p>　　則消防水池的體積取180，尺寸為6×6×5。</p><p>　　4.2 消防水箱的選擇</p><p>　　根據《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范GB50974-2014》，總建筑面積大于10000m3且小于30000m3的

33、商店建筑水箱有效容積不應小于36m3。選擇水箱尺寸為5×3×3 m3，容積為45 m3，滿足要求。</p><p>　　4.3 消火栓系統穩(wěn)壓泵的計算</p><p><b>　　且</b></p><p>　　式中 ——出水管中心線到水箱水面的距離，m，為1.7m；</p><p>　　——出水管

34、中心線到最不利點消火栓的距離，m，為3.6m；</p><p>　　故H1取15.3m。</p><p><b>　　水泵的揚程為：</b></p><p>　　根據《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范GB50974-2014》，穩(wěn)壓泵泵的流量宜按消防給水設計流量的1%~3%確定，且不小于1L/s。</p><p>　　故消火

35、栓穩(wěn)壓泵流量為1L/s。</p><p>　　穩(wěn)壓泵的選用見下表4-1。</p><p>　　4.3 自動噴水滅火系統穩(wěn)壓泵的計算</p><p>　　自動噴水滅火系統穩(wěn)壓泵的流量為1L/s，揚程估算為25m，穩(wěn)壓泵的選用見下表4-2。</p><p>　　4.4 消火栓系統及自動噴水滅火系統氣壓水罐計算</p><p&g

36、t;<b>　　氣壓水罐的容積為：</b></p><p>　　式中 ——調節(jié)容積，L，取150L；</p><p>　　β——氣壓罐的容積系數，取1.1；</p><p>　　α——氣壓罐內最低工作壓力和最高工作壓力之比，取0.75。</p><p>　　消火栓系統和自動噴水滅火系統均選用容積為800L的氣壓水罐。

37、</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014［S］中國計劃出版社.</p><p>　　[2] 《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范》GB50974-2014［S］中國計劃出版社.</p><p>　　[3] 《2009全國民用建筑工程設計技術措施-給

38、水排水》［S］中國建筑標準設計研究院.</p><p>　　[4] 王增長.《建筑給水排水》（第六版），中國建筑工業(yè)出版社.2010</p><p>　　[5] 《給水排水工程快速設計手冊》,中國建筑工業(yè)出版社.1998</p><p>　　[6] 《自動噴水滅火設計規(guī)范》GB50084-2001，［S］中國計劃出版社.2005年版.</p><