【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 83。 49 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 某高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 工程概況 建筑概況 該建筑為一綜合樓，共 九層。其功能包括綜合辦公 、住宿。建筑面積為 ；建筑高度 。 該建筑沒有地下層，消防水池、消防泵房、供變電設(shè)備房都設(shè)在室外位于此建筑東邊的建筑內(nèi) 。此建筑屬于二類高層建筑， 按照要求 設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng) ，因此，每層可以作為一個(gè)防火和防煙分區(qū)。此建筑上下并不是完全 一致，首層設(shè)有中庭；第八層和第九層面積不相等。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（包括系統(tǒng)布置、水力計(jì)算、設(shè)備選型） 室內(nèi)消火栓系統(tǒng) (包括系統(tǒng)的布置、水力計(jì)算、設(shè)備選型 ) 消防泵房設(shè)計(jì)（包括消火栓、噴淋泵設(shè)備選型） 滅火器的配置設(shè)計(jì) 2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 設(shè)計(jì)資料及參數(shù) 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠自動(dòng)噴水滅火，并同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的消防滅火系統(tǒng)。 一般由火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)、報(bào)警裝置、加壓裝置等組成。 火災(zāi)發(fā)生后，建筑物內(nèi)的溫度升高，當(dāng)室內(nèi)溫度升高到足以使 閉式噴頭溫感元件爆破或融化脫落時(shí)，噴頭即自動(dòng)噴水滅火，同時(shí)報(bào)警裝置通過水力警鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 水源 根據(jù)規(guī)范要求，室外有給水管網(wǎng)，水壓不小于 350 akp ，能保證不小于 aMp 的規(guī)范 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 要求。但不能滿足室內(nèi)最不利點(diǎn)滅火設(shè)施的要求，因此室內(nèi)需要設(shè)置加壓用的消防水泵，而市政管網(wǎng)不容許室內(nèi)消防消防水泵從室外給水管網(wǎng)直接吸水，因此消防水源為室外給水管網(wǎng)和消防水池。 具體功能如下：室外給水管網(wǎng)給 室外消火栓和室內(nèi)消防用水以及對(duì)消防水池的補(bǔ)給。由于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)較消火栓系統(tǒng)高，所以，本設(shè)計(jì)在水泵吸水管上均設(shè)置了過濾器；為了防止水中的雜質(zhì)堵塞管道而造成水里警鈴不動(dòng)作。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)選擇 按噴頭的開閉形式，自噴系統(tǒng)分為閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和開式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（又稱雨淋系統(tǒng)）。 根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500842021）可知，本建筑屬于中危險(xiǎn)級(jí)的建筑物，因此選擇閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 濕式噴水滅火系統(tǒng)、干式噴水滅火系統(tǒng)和預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)，通稱為閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、加壓裝置等組成?；馂?zāi)發(fā)生后，建筑溫度上升，當(dāng)室內(nèi)溫度高到足以使閉式噴頭溫感元件爆破或熔化脫落時(shí)，噴頭即自動(dòng)噴水滅火，同時(shí)報(bào)警裝置通過水力警鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 表 11 系統(tǒng)比較 系統(tǒng)種類 優(yōu)點(diǎn) 適用范圍 濕式噴水滅火系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；使用可靠；施工較簡(jiǎn)單；容易管理；滅火速度快；控火效率高；比較經(jīng)濟(jì)；使用范圍廣 適合安裝在室內(nèi)溫度不低于 4 度，不高于 70 度且能用水滅火的建筑物；適用于高層建筑和地下工程 干式噴水滅火系統(tǒng) 在 干式報(bào)警閥的管道內(nèi)充有壓力水，在干式報(bào)警閥后的管道內(nèi)充有壓力氣體（空氣或氮?dú)猓?，因此，不怕結(jié)凍，不怕適用于不用采暖的建筑物內(nèi)；適用于溫度要求接近或低于 4度的建筑物內(nèi)；適用于環(huán)境溫度在 70度以上不宜用濕式噴水滅火系統(tǒng)的地方；適用于管網(wǎng)容積不宜超過 1500L，當(dāng)設(shè)有排氣裝置特點(diǎn) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 環(huán)境溫度高 時(shí)，不宜超過 3000L 預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng) 將濕式噴水滅火系統(tǒng)和電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)緊密結(jié)合起來，集濕式和干式滅火系統(tǒng)的長(zhǎng)處，既可廣泛采用又提高了安全可靠性；充氣的預(yù)作用系統(tǒng)，可以配合自動(dòng)檢測(cè)裝置，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)滲漏情況，提高 了系統(tǒng)的安全性。 適用于冬季結(jié)凍和不能采暖的建筑物內(nèi)；適用于不允許用誤噴而造成水漬損失的建筑物 從環(huán)境溫度方面來考慮，干式自動(dòng)噴水系統(tǒng)不適合本建筑物；而從使用范圍和技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，預(yù)作用噴水系統(tǒng)也非最佳方案。因此，本設(shè)計(jì)采用濕式噴水滅火系統(tǒng)，由閉式噴頭、報(bào)警裝置（水力警鈴和壓力開關(guān)）、濕式報(bào)警閥、管網(wǎng)及供水設(shè)施等。 主要組件選型 （ 1） 閉式噴頭 閉式噴頭是指帶有熱敏感元件的噴頭，其噴口由熱敏感元件組成的釋放機(jī)構(gòu)封閉。該熱敏感元件在預(yù)定的溫度內(nèi)動(dòng)作，設(shè)計(jì)采用玻璃球?yàn)⑺畤婎^。公稱動(dòng) 作溫度 68℃ .工作液色標(biāo)為紅色。在裝設(shè)有噴頭的場(chǎng)所，應(yīng)注意防止腐蝕性氣體的侵蝕，不得受外力的撞擊，經(jīng)常清除噴頭上的塵土。 （ 2） 報(bào)警閥 報(bào)警閥起到接通或切斷水源、啟動(dòng)系統(tǒng)及水力警鈴報(bào)警的作用。它平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。只有火災(zāi)時(shí)打開，是系統(tǒng)中至關(guān)重要的組件。設(shè)計(jì)采用濕式報(bào)警閥，其作用是當(dāng)噴頭開啟噴水時(shí)，管路水流自動(dòng)打開報(bào)警閥 ,并使水流進(jìn)入水力警鈴，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警閥宜設(shè)在明顯而易于操作的地點(diǎn)，且距地面位 米，報(bào)警閥處的地面應(yīng)設(shè)有排水裝置。采用濕式噴水滅火系統(tǒng)的每個(gè)報(bào)警閥控制噴頭數(shù)不宜超過 800 個(gè) 。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 （ 3） 水流報(bào)警裝置 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水流報(bào)警裝置主要有水流指示器、水力警鈴、壓力開關(guān)等。他們屬于報(bào)警控制裝置，在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著探測(cè)火情、發(fā)出警報(bào)、啟動(dòng)系統(tǒng)和對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)監(jiān)控的作用。 （ 4） 控制閥 在安裝和檢修管網(wǎng)時(shí)，以及在滅火結(jié)束以后用以關(guān)閉水源，以便更換噴頭。 （ 5） 水流指示器 發(fā)生火警時(shí)環(huán)境溫度升高，噴頭溫感元件爆破脫落而開啟噴水滅火，這時(shí)管道中的水產(chǎn)生流動(dòng)，引起漿片隨著水的流動(dòng)而動(dòng)作，繼之接通延時(shí)電路，在預(yù)定的 20~30s 延時(shí)之后，繼電器觸點(diǎn)吸合發(fā)出電信號(hào)，此信號(hào)可以送到電控箱，操縱接通 電警鈴或電、聲、光報(bào)警器，也可用于啟動(dòng)消防水泵。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí) 根據(jù) 《自動(dòng) 噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 設(shè)置火災(zāi)場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)舉例可知，本建筑危險(xiǎn)等級(jí)為 中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí)。 設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù) 《 自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 》規(guī)定了各危險(xiǎn)等級(jí)建筑物的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，具體見表 22，23， 24 表 22 民用建筑和工業(yè)廠房的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí) 凈空高度 〔 m〕 噴水強(qiáng)度〔 2minmL 〕 作用面積〔 2m 〕 輕危險(xiǎn)級(jí) ≤ 8 4 160 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ級(jí) 6 Ⅱ級(jí) 8 Ⅰ級(jí) 12 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí) Ⅱ級(jí) 16 260 根據(jù)表 21的規(guī)定，中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)建筑物的噴水強(qiáng)度為 6 2minmL ，作用面積為 160 2m ，噴頭工作壓力為 。 表 23 同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距 噴水強(qiáng)度〔 2minmL 〕 正方形布置 的邊長(zhǎng) 〔 m〕 矩形或平行四邊形布置的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng) 〔 m〕 一只噴頭的 最大保護(hù)面積〔㎡〕 噴頭與端墻 的最大距離 〔 m〕 4 6 8 ≥ 12 注： 1 僅在走道設(shè)置單排噴頭的閉式系統(tǒng)，其噴頭間距應(yīng)按走道地面不留漏噴空白點(diǎn)確定； 2 貨架內(nèi)噴頭的間距不應(yīng)小于 2m，并不應(yīng)大于 3m。 表 24 輕危險(xiǎn)級(jí) 、中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中配水支管、配水管控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù) 公稱管徑〔 mm〕 控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)〔只〕 輕危險(xiǎn)級(jí) 中危險(xiǎn)級(jí) 25 1 1 32 3 3 40 5 4 50 10 8 65 18 12 80 48 32 100 — 64 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 選擇和布置噴頭 本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)玻璃球噴頭，公稱直徑為 15mm，噴頭特性系數(shù) K=80。 確定最不利噴頭的位置為 1 節(jié)點(diǎn)處的噴頭（ 見附表 ）。由于建筑物不規(guī)則，根據(jù)具體情況選用正方形布置或長(zhǎng)方形布置，具體見自噴設(shè)計(jì)圖紙，但 同一支路上 噴 頭間距不小于 ， 噴頭距墻不小于 ，不大于 。 水力計(jì)算 一、 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 確定保護(hù)區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，該建筑的保護(hù)區(qū)確定為中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí)。 〔 1〕 確定與火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)相應(yīng)的噴水強(qiáng)度。 確定與火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)相應(yīng)的噴水強(qiáng)度。根據(jù)表 21 的規(guī)定，中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)建筑物的噴水強(qiáng)度為 6 2minmL ，作用面積為 160 2m ，噴頭工作壓力為 。 〔 2〕 按確定的噴水強(qiáng)度，選定 1個(gè)噴頭的最大保護(hù)面積和噴頭間距。 已知一個(gè) 噴頭的噴水強(qiáng)度為 6 2minmL ，因此選定一個(gè)噴頭的最大保護(hù)面積為 ㎡，噴頭的間距必須符合表 22的規(guī)定，按正方形布置噴頭時(shí)，噴頭間距不超過 ，噴頭與端墻的距離不超過 。本次設(shè)計(jì)采用正方形布置，相鄰配水支管的間距為 ，同一根配水支管上噴頭間距為 ， 具體的布置詳見圖紙。 〔 3〕 按確定的噴頭間距在保護(hù)區(qū)內(nèi)布置噴頭和管網(wǎng)。詳見圖紙 〔 4〕 初步確定管網(wǎng)的公稱管徑。 該建筑內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)的公稱管徑的配水管、配水支管上所控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)量可按照表 23的 規(guī)定布置。詳細(xì)布置及管徑的標(biāo)準(zhǔn)見圖紙。 〔 5〕 確定最不利點(diǎn)處作用面積值。 〔 6〕 經(jīng)測(cè)算，最不利點(diǎn)在噴頭最不利點(diǎn)在噴頭①處，如下面的作用面積內(nèi)的噴頭布置圖所示，根據(jù)表 21的規(guī)定，中危險(xiǎn)級(jí)的作用面積不應(yīng)小于 160 ㎡，所取的最不利處的作用面積為 ㎡，大于規(guī)定值。 〔 7〕 確定作用面積內(nèi)布置的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)量。 根據(jù)下面的作用面積圖所示，作用面積內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)量為 23 個(gè) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 個(gè)。 〔 8〕計(jì)算第一個(gè)噴頭，即噴頭①的流量及壓力，也就是計(jì)算最不利點(diǎn)噴頭的流量 1q 、壓力 1P 。 通常 1q 為設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度和 1個(gè)噴頭的保護(hù)面積的乘積， 1P = 21)(Kq 本次設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)按最不利點(diǎn)噴頭壓力為 水柱計(jì)算。 二、 計(jì)算公式 （ 1）噴頭流量計(jì)算公式采用《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式 10q K P? 式中： K流量特性系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)噴頭 K=80 P噴頭處水壓（ MPa） q噴頭噴水量（ L/min） 對(duì)單位進(jìn)行換算轉(zhuǎn)化公式為： 1060KqP? （ 2）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，按最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同時(shí)噴水的總流量計(jì)算。 采用《自噴規(guī)范》公式 ： 1160 n iSiQq?? ? 式中： SQ — 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量 L/S iq — 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各噴頭節(jié)點(diǎn)的流量（ L/min） n— 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)。 （ 3）沿程損失計(jì)算 采用公式： ALQ? 式中： h— 沿程阻力損失（ 2mHO ） A— 管道比阻值（ 22/SL） 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 L— 管道長(zhǎng)度（ m） Q— 管道流量（ L/S） 表 25 鍍鋅鋼管的比阻值 A： DN（ mm） 25 32 40 50 A DN（ mm） 70 80 100 150 A （ 4）局部阻力損失： 局部阻力損失計(jì)算方法有兩種，當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算和局部損失折算沿程損失的 20％ 計(jì)算。該設(shè)計(jì)計(jì)算采用局部損失折算沿程損失的 20％ 計(jì)算。 三、 設(shè)計(jì)計(jì)算過程 該綜合樓的第七層面積為 ㎡，標(biāo)高為 ，第八層為 661 ㎡，高為 ，第九層為 ㎡ ，高為 ，因此，單憑管道布置及樓層標(biāo)高無法判讀出哪個(gè)噴頭為最不利點(diǎn)噴頭，所以，下面我做出了 3 個(gè)假設(shè)： ? 最不利點(diǎn)噴頭在第七層 ? 最不利點(diǎn)噴頭在第八層 ? 最不利點(diǎn)噴頭在第九層 這樣就可以根據(jù)噴頭的實(shí)際 布置情況，從各層最不利噴頭算起，算出系統(tǒng)所需要 流及 沿程阻力損失。 設(shè)計(jì)中，每只噴頭的保護(hù)面積為 *=＜ ㎡ ，中危險(xiǎn) I級(jí)設(shè)置場(chǎng)所中要求噴水強(qiáng)度為 6L/(min.㎡ )，作用面積為 160 ㎡，因此作用面積內(nèi)的噴頭說為160/= 只，取 14 只，實(shí)際作用面積為 14*= ㎡，作用面積的平方根為 ，作用面積長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度不小于 *= ，選取作用面積和布置噴頭時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇 。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，繪制最不利層噴頭和管道布置圖，如圖 21所示， 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 21 最不利作用面積內(nèi)噴頭布置圖 圖中虛線 內(nèi) 為保護(hù)面積 ,其面積為 ㎡ ,滿足規(guī)范的 160 ㎡。從平面布置圖可知，最不利點(diǎn)噴頭為圖中所標(biāo)的噴頭 1： 從最不利噴頭 1開始，以開放噴水的噴頭處、管徑變更處、管道分支連接處依次進(jìn)行編號(hào)計(jì)算，直至噴淋水泵。計(jì)算過程和方法如下： （ 1） 支路 1～ 2：末端噴頭 1 在規(guī)定最小工作 壓力MPaH ?作用下 ，按式HKq?計(jì)算出噴頭出水量。 )/( sLHKq ??? 管道流量 sLqQ / ??? 222312 / sLQ ??? （ 2） 按式 231 ALQh ?? 計(jì)算管道沿程水頭損失 OmHA L Qh 22231 ??????? （ 3) 噴頭 3 水 壓： OmHhHH 23113 ????? ? 其它以上述方法類推。詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見附表 附表 附表 3自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水力計(jì)算表。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 經(jīng)過計(jì)算比較可知，第八層為最不利點(diǎn)噴頭所在處。具體計(jì)算結(jié)果參看附表 2。 通過以上水利計(jì)算，管段內(nèi)水流速度符合經(jīng)濟(jì)流速。 校核設(shè)計(jì)作用面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度 從水力計(jì)算表可以看出，系統(tǒng)計(jì)算流量 Q=，系統(tǒng)作用面積為 178。，所以系統(tǒng)平均噴水強(qiáng)度為： 60/=6L/min,滿足中危險(xiǎn)Ⅰ建筑物的防火要求。 設(shè)備選型 選擇噴淋泵 噴淋泵設(shè)計(jì)流量 ,噴淋泵揚(yáng)程按式 hihlHH pH b ???? 計(jì)算。 （ 1） 最不利噴頭壓力 為： Hp ==10m OH2 （ 2） 最不利噴頭與消防水池之間垂直幾何高度為： H = （ 3） 管段延程水頭損失 為： lh = OH2 （ 4） 局部水頭損失 OmHhhli ????? （ 5） 噴淋泵揚(yáng)程： hihlHH pH b ???? =10+++= OmH2 根據(jù)流量及揚(yáng)程選噴淋泵 KQL150/460 離心泵 2臺(tái)，一用一備。其參數(shù)為：流量 Q為 3,揚(yáng)程 H為 8085m，轉(zhuǎn)速 n=2900r/min,電機(jī)功率 N為 75kw。 水泵接合器 按 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 500162021 規(guī)定，每個(gè)水泵接合器的流量應(yīng)按 10～ 15L/s 計(jì)算，本建筑室內(nèi)消防設(shè)計(jì)水量為 ， ??? qQn 故設(shè)置三個(gè)水泵接合器，型號(hào)為 SQS100。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 3 消火栓系統(tǒng) 系統(tǒng)的組成 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)由 消防 水槍、 消防 水帶、 消防卷盤、 消火栓 箱 、 消防水泵、消防水箱、消防水池、水泵接合器管道系統(tǒng)、控制閥等組成。 消防管道 , 是輸送消火栓用水的通道，并且保證管網(wǎng)某段損壞時(shí)，停用的立管和消火栓數(shù)量不超過規(guī)范。 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)上設(shè)置的水泵接合器是系統(tǒng)唯一的緊急授水口，接受消防車的供水。當(dāng)室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或遇大火時(shí)，通過消防車可以直接把水送入系統(tǒng)。高層民用建筑的消防管網(wǎng)上應(yīng)增設(shè)水泵接合器。 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量 消火栓系統(tǒng)的水源 《高規(guī)》規(guī)定 ，消防用水可由市政給水管網(wǎng) 、 天然水源 、 消防水池供水