教学楼消防系统设计说明书

1 教学楼消防系统设计说明书 教学楼的总体布局 1 总平面布局与平面布置 筑高度为 13m，层数是 4层，每层高 筑总面积为 1600 2m 。该教学楼是框架结构，使用设计年限为 50年，耐火等级是二级，建筑美观、实用，适合现代城市规划布局的要求。 该教学楼位于衡阳市区一所大学内，处于常胜西路，交通便利，人口密度大，地理位置优越，主体建筑与周围临近建筑的防火间距均大于 13m，符合规范要求。 防车道设计 常胜西路周边环道构成了主体建筑的消防环道，际主要车道达到 10m，消防通道上空没有任何的障碍物，消防车道与本建筑物之间没有妨碍登高消防车操作的树木和架空管线。 2 安全疏散设计 全疏散的规定 多层教学楼的安全疏散要求较简单，疏散楼梯的最小宽度不应小于 超过 6 层的单元式住宅中一边设有栏杆的疏散楼梯，其最小宽度可不小于 1米。本次设计的教学楼高度为 4层，其各层楼梯宽度都相同，略小于 2米，满足安全疏散的规定 全疏散的路线设计 为保证楼内人员在火灾造成 的各种危险中能够安全疏散，此教学楼安全疏散的基本条件和建筑防火规范的要求，本教学楼设计参数如下： 避免火灾发生时可能成为疏散障碍的因 2 素。 散通道必须具有足以使这些人疏散出去的容量、尺寸和形状，同时必须保证疏散中的安全，在疏散过程中不受到火灾烟气、火和其他危险因素的干扰。 求简便，便于寻找，辨认，疏散楼梯位置要明显。一般要设置明显的指示标记，应急灯及安全出口指示标记，便于人员的安全疏散。 本教学楼的疏 散通道附近不存在影响安全疏散的长期堆积物品和大量的易燃物品，并且消防楼梯和防火门的宽度尺寸符合安全疏散的规定。安全疏散的路线图如下图所示：（详图见附图 1） 图 1 教学楼 2层安全疏散路线图 注：由于教学楼 4层布置一样，所以只给出 2 层的安全疏散路线图。 4 消防给水系统 水作为灭火剂对扑灭建筑物中的一般物质火灾，是最经济有效的方法，而输送这种灭火剂的系统主要有消火栓给水系统和自动喷水系统。该教学楼为多层民用建筑，而且地处市中心，人口密集，学生数量多，消防水源来自城市的自来水管网。所以本次设计采用了消火栓给水和 自动喷水系统相结合的消防给水方 3 式。 根据消火栓给水系统服务对象的不同分为：城市消火栓给水系统、建筑室外消火栓给水系统和建筑室内消火栓给水系统。根据消火栓给水系统加压方式的不同分为：常高压消火栓给水系统、临时高压消火栓给水系统和低压消火栓给水系统。根据生活、生产和消防是否合用又分为：生活、生产和消火栓合用系统，生活、生产和消火栓分开系统。 基于和本次课程设计相关联的原则，我们着重介绍室内消火栓给水系统。 内消火栓 室内消火栓箱内设置水枪、水龙带、消火栓、消防软管卷盘、消防水按 钮按钮等设备。水枪是主要的灭火工具，常用铝制造。室内消火栓水枪均为直流式水枪，水枪的作用在于产生灭火所需要的充实水柱。水龙带为麻织或衬胶的输水软管。消火栓使具有内扣式接口的球形阀式龙头，一端与消防管相连，另一端与水龙带相连。消火栓、水龙带、水枪之间均采用内扣式快速接口连接，在同一建筑物内采用同一规格的消火栓、水龙带、水枪，以便于维护保养和替换使用。消防软管卷盘式非职业消防人员扑灭初期火灾的有力武器。消防水泵按钮必须在每个消火栓箱内或在其附近设置，在城市水源压力和流量不足时采用。 本次课程设计中的教学楼，在各 层都设置了 4个消火栓，各层消火栓的布置如下图：（详图见附图 2） 4 图 2 教学楼 2层消火栓布置图 注：由于教学楼 4层布置一样，所以只给出 2 层的消火栓布置图。 层建筑室内消火栓给水系统 建筑高度不超过 9层的住宅以及高度小于 24为低层建筑室内消火栓给水系统。低层建筑发生火灾，利用消防车从室外消防水源抽水，接出水带和水枪，就能直接有效地扑救建筑物内的任何火灾。因而低层建筑室内消火栓给水系统是供扑救建筑物内的初期火灾使用的，这种系统的特点是消防用水量少、水压 低。 根据建筑物的高度、室外消防给水管网所提供的水压和水量以及室内消防对水压、水量等要求，其系统常见的有三种类型。 1无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统：当室外为常高压消防给水系统，或室外给水管网的水压、水量任何时刻均能满足室内最不利点消火栓处的设计水压和水量时，可采用无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统。 2设有消防水箱的室内消火栓给水系统：在水压变化较大的城镇或居住区，室外给水管网的水压在昼夜内间断性满足室内消防、生活和生产用水要求，如白天用水高峰时管网水压不能满足 要求，而在夜间或其他时间内，管网供水均能满足室内消防，生活和生产用水要求，常设消防水箱储存 10时调节生活、生产用水量。 3设有消防水泵和水箱的室内消火栓给水系统：当室外给水管网的水压经常 5 不能满足室内消火栓给水系统最不利点消火栓灭火设备处的水量和水压时，采用这种系统。 由图可知，本教学楼采用的是无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统。 动喷水灭火系统简介 一、自动喷水灭火系统的组成及分类 自动喷水灭火系统是指由洒水喷头、报警阀组 、水流报警装置（水流指示器及压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水系统大致可分为水滴式和喷雾式。水滴式可分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、循环自动喷水灭火系统和水幕系统以及雨淋喷水灭火系统。喷雾式喷水灭火系统可分为水喷雾灭火系统和水喷雾冷却系统。 二、自动喷水灭火系统的基本功能 能在火灾发生后自动地进行喷水灭火 ; 能在喷水灭火饿同时发出警报，提醒人们采取灭火行动。 动喷水灭火系统管网水力设计计算过程及原理 1 主要设置场所 湿式自动喷水灭火系统用于性质重要且火灾危险性大的场所。 2 确定建筑物的危险等级 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。 共计：轻危险级、中危险级（其 中又分为级和级）、严重危险级（其中 6 又分为级和级）、及仓库危险级（其中又分为级、级和级）。 （ 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； （ 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； 在设计闭式自动喷水灭火系统时应本着遵循“实事求是”和“有的放矢”的原则，按各自的实际情况选择相应设计技术数据。 闭式自动喷水灭火系统管网中的管道种类如 图 2种管道在系统中的作用是不同的，在计算时，也应作不同处理。 本次课程设计中的教学楼采用的是湿式自动喷水灭火系统。其自动喷水灭火系统的管道布置平面图及立面图如下： (详图见附图 3) 图 3 教学楼 2 层自动喷水系统管道布置平面图 注：由于教学楼 4层布置一样，所以只给出 2层的自动喷水系统管道布置平面图。 7 图 4 教学楼自动喷水系统管道布置立面图 3. 确定设计作用面积 计作用面积的大小 设计作用面积是指一次火灾中按喷水强度保护的最大面积。 设计时作用面积的选取应按建筑物的火灾 危险等级来选取，各危险等级的数据如表 1所示： 表 1 自动喷水灭火系统设计的基本数据和计算用水量 建筑物的危险等级 设计喷水度 /作用面积 /头工作压力 /算用水量 /(L/S) 严重 危险度 级 12 260 2 级 16 260 9 中危 险度 级 6 160 6 级 8 160 1 轻度危险 4 160 1 本次设计所选取的教学楼属于轻度危险的建筑物，由表 1 可得，该教学楼 8 的设计喷水强度为 4L/（ 2 ），喷头的作用面积为 160 2m ，喷头的工作压力为 算用水量为 11L/S。 计作用面积的形状 在火灾发生时，火势由火源点呈辐射状向四周蔓延，只有处于着火区域上方的喷头才能有效地阻止火势蔓延，扑灭火灾。因此在设计面积形状选择上，我们通常采用正方形布置、长方形以及菱形等几种情况。 正方形布置：支管的间距和喷头的间距均相等。 L = A 式中： L 正方形布置时设计作用面积的边长， m A 设计作用面积， 长方形布置：支管的间距和喷头的间距不相等。 L = A 式中： L 正方形布置时设计作用面积的边长， m A 设计作用面积， 据教学楼的 的 构造和面积几何形状，我们可以得出，本教学楼的支管间距和喷头间距不相等，所以设计面积形状采用的是长方形布置。按照长方形布置时设计作用面积由上表得 A=160 2m ，所以边长 L=60 =48m。 计作用面积在管网中的位置 由于水力管网末端最不利点处的喷水强度、作用压力较其他点差，因此在管网计算中，通常由管网系统的最不利点处喷头开始选取设计作用面积。 个喷头的喷水量计算 q = k p10 式中： q 每个喷头的喷水量 ， L/ 喷头处的工作压力 ， 流量特性系数（见表 2） 表 2 流量特性系数 喷头公称直径（ K 10 57 15 80 20 115 9 对于此教学楼，我们采用的喷头公称直径为 15以其流量特性系数为80，喷头处的喷水压力为 以每个喷头的喷水量q= =80L/ 个喷头的保护面积的计算 ； 式中： 1A 每个喷头的保护面积， q 最不利点喷头喷水量， L/ 设计喷水强度， L/(该教学楼最不利点喷头的喷水压力为 80L/头的设计喷水强度为 4L/( 所以每个喷头的保护面积为44 8041 A=20 据喷头布置方式确 定喷头布置间距 正方形布置： S= 1A 式中： S 喷头呈正方形布置时的边长， m 长方形布置： S A 式中： S 喷头呈长方形布置时长边的边长， m 喷头布置间距为 S 0 = 动喷水灭火系统的喷头控制数量 一个系统的报警阀门后控制的喷头数应有所限制，如表 3 表 3 系统喷头限制数量表 限制喷头数 /个 湿式系统 预作用系统 干式系统 有排气装置 无排气装置 800 800 500 250 对于教学楼所采用的湿式自动喷水系统，该系统的限制喷头数应采用表上的 10 800个。 4 管段水力计算 径的估算 由于工程实际中所采用的管材质量以及施工单位存在差异，在工程设计中通常要求管道内的水流速度不超过 5m/s、配水管的入口压力不应大于 据这个标准再结合工程实践，通常在设计中为简化计算，在对系统进行计算前，根据经验按照不同管径配水管上最多允许安装的喷头数（见表 4），对管径进行估算： 表 4 一般场 所喷洒管网管径的初步确定 管径 /5 32 40 50 70 80 100 最多喷头数/个 1 3 4 5 8 9 12 13 32 33 64 根据表 4，从图 3教学楼的管道布置平面图，我们可以看到该教学楼的最大管径为 100以喷头应采用 33 管道水流速度的校核 流速表达公式： 式中， 流速， m/s；m/l； 为流量， L/s。 表 5 流速系数表 位： m/L） 管材 管径 /5 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 钢管铸铁管 11 该教学楼的流速系 数根据表 5可得，该教学楼的管材为钢管，所以流速系数为 ，管材的流量为 11L/S,管道流速 11= 足轻危险级建筑物防火要求。 1 火灾自动报警及消防联动控制系统方案的确定 在设计火灾自动报警及消防联动控制系统时，首先是明确建筑物本身建筑特点和功能特点，了解该建筑的防火工程设计中其它专业的设施，对于电气专业的设计要求，然后根据有关规范对建筑物定性，确定系统的总体结构。 火灾自动报警及消防联动控制系统的基本职责为：控制中心对探测回路进行 16 巡测，当某一探测区域 内着火，该处的探测器采集到现场信号，并立即把信号发回控制中心的控制器，控制器将此信号进行判断，若确认着火，控制器则向火灾现场发出声光报警信号和火灾应急广播。另外很重要的是必须有效地通过联动控制器向需要联动的消防设备发出执行信号，并切断非消防电源，消灭初期火灾。 2 控制中心的组成和功能 根据规范要求控制中心为双电源供电，以确保供电可靠。控制中心内主要设备为火灾报警控制器、多线消防联动控制器、总线消防联动控制器、消防电话总机、火灾广播设备、消防联动电源、自备电源等。 从原理上讲，无论是区域报警控制器 还是集中报警控制器，都是遵循一工作模式，既收集探测源信号输入单元自动监控单元输出单元。火灾报警控制器主机部分的基本原理。报警控制器从职能上分为输入单元既探测系统和输出单元既控制系统两大部分。 火灾报警控制器的输入单元，是通过信号线与探测回路联络的，它不停地对建筑物里每一个探测区域进行巡测，读取现场信息，并进行数据分析，判断是否有火灾发生。 3 探测回路包括探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、水流指示器、压力开关等 4 为确保在火灾时报警区域发送 火灾警报信号，火灾自动报警及消防联动控制系统除了设置火灾应急广播系统，还应在各报警区域内主要通道进出口、楼梯口、电梯间、手动报警按钮及消火栓按钮旁，设置了一定数量的火灾警报装置，如电铃声光讯响等。 5 火灾自动报警装置示意图 火灾自动报警