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消防课程设计键入文字成绩 课程设计报告 题 目 四海酒家第一层餐厅和第二层餐厅包间、厨房闭式自动喷水灭火系统设计 课 程 名 称 消防系统工程 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化（楼宇智能化） 班 级 08电气工程及其自动化（楼宇） 学 生 姓 名 马云燕 学 号 0804110501 课程设计地点 C201，C203 课程设计学时 1.5周 指 导 教 师 徐鹤生 金陵科技学院教务处制目 录一、闭式自动喷水灭火系统概述3二、设计依据4三、设计基本参数的确定4四、喷 头 布 置6五、水力计算7六、系 统 组 件19七、供 水25八、设备清单27九、参考文献27十、附录28一、闭式自动喷水灭火系统概述 1.1闭式自动喷水灭火系统工作原理火灾发生时，在火场温度的作用下，闭式喷头的感温元件温升达到预定的动作温度范围时，喷头开启，喷水灭火。水在管路中流动后，打开湿式阀瓣，水经过延时器后通向水力警铃的通道，水流中水力警铃发出声响报警信号，与此同时，水力警铃前的压力开关信号及装在配水管始端上的水流指示器信号传送至报警控制器控制室，经判断确认火警后启动消防水泵向管网加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。 1.2闭式自动喷水灭火系统组成闭式自动喷水灭火系统由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。由于该系统在报警阀的前后管道内始终充满着压力水，故称湿式喷水灭火系统或湿管系统。 1.3湿式系统特点与功能与其他自动喷水灭火系统相比较，结构相对简单，处于警戒状态时，由消防 水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内充水的压力。发生火灾时，由 闭式喷头探测火灾，水流指示器报告起火区域，报警阀组或稳压泵的压力开关输出 启动供水泵信号，完成系统的启动。系统启动后，由供水泵向开放的喷头供水，开 放的喷头将供水按不低于设计规定的喷水强度均匀喷洒，实施灭火。为了保证扑救 初期火灾的效果，喷头开放后，要求在持续喷水时间内连续喷水。湿式系统适合在温度不低于 4并不高于 70的环境中使用，因此绝大多数的 常温场所采用此类系统。经常低于 4C 的场所有使管内充水冰冻的危险。高于 70的场所管内充水汽化的加剧有破坏管道的危险。图1.1湿式自动喷水灭火系统图二、设计依据(1) 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2000（2005年版）(2) 自动喷水灭火系统施工及验收规范 GB 50261-2005三、设计基本参数的确定设置自动喷水灭火系统场所火灾的危险等级的划分如下表：表3.1 设置场所火灾危险等级举例火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等。中危险级级1)高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼(塔)等2)公共建筑(含单多高层)：医院、疗养院；图书馆(书库除外)、档案馆、展览馆(厅)；影剧院、音乐厅和礼堂(舞台除外)及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等3)文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等4)工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件级1)民用建筑：书库、舞台(葡萄架除外)、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场、净空高度不超过8m、物品高度不超过3.5m的自选商场等2)工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒(啤酒除外)、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间严重危险级级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过8m、物品高度超过3.5m的自选商场等级易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂清洗、喷涂油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部根据上表火灾危险等级举例可知，该四海酒家自动喷水灭火系统火灾的危险等级为中危险级级。表3.2 民用建筑和工业厂房的系统设计参数火灾危险等级净空高度(m)喷水强度(Lminm2)作用面积(m2)轻危险级84160中危险级级6级8严重危险级级12260级16注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。除本规范另有规定外，自动喷水灭火系统的持续喷水时间，应按火灾延续时间不小于1h确定。四海酒家自动喷水灭火系统火灾的危险等级为中危险级级可从上表得出：(1) 喷水强度：W=6(Lminm2)(2) 作用面积：F=160m2(3) 喷头的工作压力：P=0.1 MPa(4) 自动喷水灭火系统的持续喷水时间1h四、喷 头 布 置喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有障碍物时，应符合本规范的规定或增设补偿喷水强度的喷头。下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表7.1.2的规定，且不宜小于2.4m。表4.1 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距喷水强(L/minm2)正方形布置的边长(m)矩形或平行四边形布置的长边边长(m)一只喷头的最大保护面积(m2)喷头与端墙的最大距离(m)44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.7123.03.69.01.5注：1 仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。2 喷水强度大于8 L/minm2时，宜采用流量系数K80的喷头。3 货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。根据四海酒家楼层平面图，自动喷水灭火系统的喷头按正方形布置，正方形布置的边长不大于3.6m，喷头与端墙的最大距离不大于1.8 m，一只喷头的最大保护面积不大于12.5 m2，详细尺寸见图纸。五、水力计算水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形，其长边应平行于配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍。式中 L矩形作用面积的长边，mF计算作用面积m2，本工程F=160m2根据本工程的实际情况可知，最不利点作用面积的范围如下图所示：图5.1自动喷水灭火系统计算图1. 设计基本参数确定；根据自动喷水灭火系统设计规范（GB500842001）（2005年版）规定，本商场自动喷水灭火系统应按火灾危险等级中的中危险级II级设计，设计参数如下：设计喷水强度：6L/minm2；计算作用面积：160 m2；喷头工作压力：10mH2O ；仅用水箱供水时：5 mH2O自动喷水灭火系统持续喷水时间：1h。2. 喷头与配水管网的系统布置如图所示。3. 沿途特性系数计算法（1）理论作用面积尺寸确定。在二楼最不利点处划定作用面积，作用面积为矩形，其长度按下式计算： L1.2 式中 L矩形作用面积的长边（m）；F计算作用面积（m2）；本工程F160 m2。代入得理论长边L15.18m。矩形作用面积短边按下式计算： BF/L 式中 B矩形作用面积短边（m）。 将 F160 m2， L15.18m代入式得矩形作用面积短边B10.54m。(2)最不利点处作用面积范围作用面积在最高层最不利点处，长边平行于配水支管，短边垂直于配水支管。如图所示，虚线所围面积即为实际作用面积范围。计算得图示实际作用面积为10.5*8.2+10.5*6.2+3.5*2=158.2m2(3)系统水力计算从最不利点喷头1开始，逐段计算流量，水头损失，逐点计算工作压力，作用面积后的管段流量不再增加，最不利点喷头I的工作压力为10mH2O。计算过程见下表21流量特征系数法水力计算表节点号管段号流量系数K节点压力Pi/mH2O流量/（L/s）Q/(L/s)公称直径/mm管道比阻A/(L/s）L/mh/mH2O计算公式流量特征系数B节点qi管段Q1K=0.42101.33qi=K*Pi1-21.331.77250.43672.652.462K=0.4212.461.482-32.817.9320.093861.5251.3573K=0.4213.824K=0.42101.334-31.331.77250.43670.80.743-84.3218.66320.093863.57.358K=0.4221.175K=0.42101.335-61.331.77250.43673.12.886K=0.4212.881.516-72.848.06320.093862.552.327K=0.4215.21.647-84.4820.07320.093860.81.818-1312.8163.84500.011083.57.61328.7711K=0.42101.3311-121.331.77350.43673.12.8812K=0.4212.881.5112-132.848.06320.093863.353.0414101.3314-151.331.77250.436743.711513.711.5615-132.898.35320.093860.20.1913-1920.78431.63650.0028933.55.21934.0119-2027.1729.05650.0028933.58.8620-2527.1729.05800.00116810.7510.925-水泵27.1729.051000.0002674122.81h水头损失=46.05m 报警阀水头损失为0.00302*729.05=2.2m水流指示器水头损失为1m水泵扬程为10+46.62+2.2+1=59.05m 流量为27.1L/s任意四个喷头平均喷水强度校核在作用面积内取最不利四个喷头围成范围内的平均喷水强度与规范规定的喷水强度作比较，取1,2，9，10 q1=1.33 q2=1.48 q9=1.134*1.33=1.51 q10=1.134*1.48=1.68Wp=60*(q1+q2+q9+q10)/(4*3.5*2.65)=9.74所以合格特征系数法水箱高度水力计算表节点号管段号流量系数K节点压力Pi/mH2O流量/（L/s）Q/(L/s)公称直径/mm管道比阻A/(L/s）L/mh/mH2O计算公式流量特征系数B节点qi管段Q1K=0.4250.941-20.940.88250.43672.651.222K=0.426.221.052-324320.093861.5250.693-824320.093863.51.588-134.2217.78500.011083.50.8313-204.2217.78650.00289370.4320-254.2217.78800.00116810.750.2725-水泵4.2217.781000.0002674120.068报警阀损失：h=S*Q*Q=0.00302*17.78=0.054m水流指示器：h=0.054m沿程损失：h=5.088m水箱高度H=Ho+Z+h=5+5+0.054*2+1.2AHQ*Q+5.088计算得H=15.36m从表中知管道沿程损失和局部损失之和=(5.09+0.006H) mH2O,则计算如下：=(5.198+0.006H) mH2O将有关参数值代入式H=H0+Z得H:H=15.29 mH2O将有关消防水箱的供水，除了满足系统最不利点处喷头的最低工作压力外，还必须校核喷水强度能否满足规范要求。取1、2、9、10四个喷头作平均喷水强度核算。以系统最不利点喷头1的工作压力5mH2O计算，上述4个喷头的流量分别为：q1=0.94L/s， q2=1.05L/s， q4=B*q1=1.112*0.94=1.05L/s，q5=B*q2=1.112*1.05=1.18L/s。平均喷水强度Wp=60*=6.82L/（minm2）按自动喷水灭火系统设计规范（GB50048）规定，轻、中危险级的平均喷水强度不低于设计喷水强度的85%。本系统按轻危险级设计，设计喷水强度为4L/（minm2）。平均喷水强度Wp=6.82L/（minm2）与设计喷水强度的85%比较： 6.82L/（minm2） 4L/（minm2）*0.85=3.4L/（minm2）比较结果合格。因此，水箱底标高15.29m能满足规范要求。屋顶水箱如果置于15.29m标高位置，则能满足要求，如果放置高度低于15.29m，则必须设置消防增压设备。作用面积法作系统计算按作用面积法计算规则，计算过程如下：计算中个喷头的工作压力采用10mH2O。计算过程如下表： 作用面积法水力计算表管段公称管径/mmQ/(L/s)Q/(L/s)A/(L/s）L/mh/mH2O流速/（m/s）1-2251.331.770.43672.652.052.52-3322.667.080.093861.551.032.83-8323.9915.920.093863.55.234.218-135010.64113.210.011083.54.395.0113-186515.96254.720.0028933.52.584.5318-206519.953980.0028933.54.035.6720-258019.953980.0011688.23.814953980.0002674111.172.29系统设计流量：Qs=19.95L/s节点26处压力H26按下式计算：H26=H0+1.2+HKP+HSL+Z将各参数值代入式H26=H0+1.2+HKP+HSL+Z得:H26=10+1.2*27.47+4+2+5=53.96（mH2O）任意四个喷头围合范围内的平均喷水强度Wp与设计喷水强度的比较：Wp=L/（minm2）=8.60L/（minm2） 4L/（minm2），比较结果合格。理论设计流量Qs采用式Qs=1.3*式中 Ws设计喷水强度，此处为4L/（minm2）； F本工程F=160m2。 所以理论设计流量为：Qs=（1.3*4*160/60）L/s=13.87L/s六、系 统 组 件 6.1 喷 头采用闭式系统场所的最大净空高度不应大于表6.1.1的规定，仅用于保护室内钢屋架等建筑构件和设置货架内喷头的闭式系统，不受此表规定的限制。表6.1 采用闭式系统场所的最大净空高度(m)设置场所采用闭式系统场所的最大净空高度民用建筑和工业厂房8仓库9采用早期抑制快速响应喷头的仓库13.5非仓库类高大净空场所12闭式系统的喷头，其公称动作温度宜高于环境最高温度30。湿式系统的喷头选型应符合下列规定：(1) 不作吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头；(2) 吊顶下布置的喷头，应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；(3) 顶板为水平面的轻危险级、中危险级级居室和办公室，可采用边墙型喷头；(4) 自动喷水泡沫联用系统应采用洒水喷头；(5) 易受碰撞的部位，应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头。(6) 自动喷水灭火系统应有备用喷头，其数量不应少于总数的1，且每种型号均不得少于10只。 6.2 报 警 阀 组自动喷水灭火系统应设报警阀组。保护室内钢屋架等建筑构件的闭式系统，应设独立的报警阀组。水幕系统应设独立的报警阀组或感温雨淋阀。串联接入湿式系统配水干管的其他自动喷水灭火系统，应分别设置独立的报警阀组，其控制的喷头数计入湿式阀组控制的喷头总数。一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定：(1) 湿式系统、预作用系统不宜超过800只；干式系统不宜超过500只；(2) 当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。(3) 每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。(4) 雨淋阀组的电磁阀，其入口应设过滤器。并联设置雨淋阀组的雨淋系统，其雨淋阀控制腔的入口应设止回阀。(5) 报警阀组宜设在安全及易于操作的地点，报警阀距地面的高度宜为1.2m。安装报警阀组的部位应设有排水设施。(6) 连接报警阀进出口的控制阀应采用信号阀。当不采用信号阀时，控制阀应设锁定阀位的锁具。水力警铃的工作压力不应小于0.05MPa，并应符合下列规定：(1) 应设在有人值班的地点附近；(2) 与报警阀连接的管道，其管径应为20mm，总长不宜大于20m。 6.3 水流指示器除报警阀组控制的喷头只保护不超过防火分区面积的同层场所外，每个防火分区、每个楼层均应设水流指示器。仓库内顶板下喷头与货架内喷头应分别设置水流指示器。当水流指示器入口前设置控制阀时，应采用信号阀。 6.4 压 力 开 关雨淋系统和防火分隔水幕，其水流报警装置宜采用压力开关。应采用压力开关控制稳压泵，并应能调节启停压力。 6.5 末端试水装置每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置，其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀，末端试水装置和试水阀应便于操作，且应有足够排水能力的排水设施。末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成。试水接头出水口的流量系数，应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。 6.6、闭式自动喷水灭火系统系统设备技术指标 ZSFZ-湿式报警阀 工作原理及适用范围 图11.1 ZSFZ-湿式报警阀该湿式报警阀属隔板式结构，用于管网中始终充满清水的系统。由阀瓣将阀体内腔分成上下两腔， 上腔与系统相接，下腔与进水管道相接。当被保护区发生火灾，闭式喷头感温动作，喷头出水系统侧水压下降，阀瓣离开阀座，水不断流向开启的喷头喷水灭火。同时水通过铜质密封座内小孔和报警管道，进入延迟器延时后，推动水力警铃报警该湿式报警阀与雨淋阀一起还可组成预作用系统。 安装与维护 1、该湿式报警阀应直立安装，为便于操作距地面高度为1m左右，两侧间距不小于0.5m，正面间距1.2 m左右，所有排水孔应采取排水措施。 2、按规定定期检查报警阀，打开试警铃阀，若发现水力警铃不响，应检查密封座内小孔，过滤器或通向警铃的报警管道有无脏物阻塞，清除脏物使报警水流畅通。 3、发现水力警铃长报警或延迟器长出水，应检查密封座上有无脏物将阀瓣顶开，或系统管路泄漏使 阀瓣动作。规格与参数型号公称通径mm法兰连接参数mm执行标准外径连接孔中径连接孔直径个数ZSFZ100100220180198GB5135.2-2003ZSFZ150150285240238ZSFZ2002003402952312 2 ZSFD-12信号蝶阀 工作原理及适用范围 图11.2 ZSFD-12信号蝶阀本阀专为ZS自动喷水灭火系统设计制造，采用蜗轮传动使阀门使用时快捷、省力，本阀设计和安装有信号控制盒，当本阀开启和关闭时均能发出信号。 规格与参数性能名称公称压力(MPa)工作压力(MPa)强度压力(MPa)适用介质工作温度性能参数1.21.23.0水15-703 压力开关工作原理和适用范围 图11.3 压力开关压力开关用于系统动作时启动消防泵供水。当系统动作时报警水流的水压使压力开关膜片推动。 发出电信号输入报警控制箱。从而启动消防泵。 技术参数型号执行标准连接螺纹触点容量工作压力ZSJY1.2BPGB5135.10-2006ZG1/2DC24V 1A0.05-1.2MPa4 末端试水装置 用途 用于对自动喷水灭火系统工作状态进行综合试验，以迅速准确地测示系统是否正常工作。图11.4 末端试水装置 规格 电动型、手动型、简易手动型三种型式。5 ZSJZ-水流指示器 工作原理及适用范围 图11.5 ZSJZ-水流指示器ZSJZ型水流指示器用于自动喷水灭火系统中,是一种把水的流动转换成电信号的部件,可以使电警铃报警，也可直接启动消防水泵供水灭火.该水流指示器是由本体、印刷电路板、桨脚、桨片及联接部分组成。当系统中某分区发生火警,水喷头感温动作喷水灭火时,水流推动桨片、桨脚,接通延时电路延时290s后发出电信号。 规格与参数 水流指示器规格有50mm、65mm、80mm、100mm、125mm、150mm。按联接方式不同可分为：焊接式，法兰式，螺纹三通式，螺口式 马鞍式主要技术参数额定工作压力灵敏度触点负荷电源电压1.2Mpa1537.5L/min24VDC 3ADC 24V10%6 ZST玻璃球洒水喷头工作原理及适用范围 图11.6 ZST玻璃球洒水喷头洒水喷头是自动喷水灭火系统的主要部件，玻璃球洒水喷头具有外形美观、性能稳定、动作灵敏安全、可靠、耐蚀性好、体积小、重量轻、使用期长等特点。在系统中起着探测火警、启动系统喷水灭火的作用广泛用于高层建筑、娱乐场所、商场宾馆、地铁隧道、人防工程、机场码头、仓库、车库等适宜用水灭火的场所。玻璃球洒水喷头是装有感温玻璃球及密封组件的自动喷头，在火场温度达到预定值时启动，按设计的形状和水量在保护面积内喷水灭火。 6.7、管 道配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或符合现行国家或行业标准、并同时符合本规范1.0.4规定的涂覆其它防腐材料的钢管，以及铜管、不锈钢管。当报警阀入口前管道采用不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过滤器。镀锌钢管应采用沟槽式连接件(卡箍)、丝扣或法兰连接。报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。铜管、不锈钢管应采用配套的支架、吊架。除镀锌钢管外，其它管道的水头损失取值应按检测或生产厂提供的数据确定。系统中直径等于或大于100mm的管道，应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍)连接。水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m；立管上法兰间的距离，不应跨越3个及以上楼层。净空高度大于8m的场所内，立管上应有法兰。管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过8只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表8.0.7的规定：轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数公称管径(mm)控制的标准喷头数(只)轻危险级中危险级2511323340545010865181280483210064短立管及末端试水装置的连接管，其管径不应小于25mm。干式系统的配水管道充水时间，不宜大于1min；预作用系统与雨淋系统的配水管道充水时间，不宜大于2min。干式系统、预作用系统的供气管道，采用钢管时，管径不宜小于15mm；采用铜管时，管径不宜小于10mm。水平安装的管道宜有坡度，并应坡向泄水阀。充水管道的坡度不宜小于2，准工作状态不充水管道的坡度不宜小于4。七、供 水 7.1 一 般 规 定系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给，也可由消防水池或天然水源供给，并应确保持续喷水时间内的用水量。与生活用水合用的消防水箱和消防水池，其储水的水质，应符合饮用水标准。严寒与寒冷地区，对系统中遭受冰冻影响的部分，应采取防冻措施。当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。 7.2 水 泵系统应设独立的供水泵，并应按一运一备或二运一备比例设置备用泵。按二级负荷供电的建筑，宜采用柴油机泵作备用泵。系统的供水泵、稳压泵，应采用自灌式吸水方式。采用天然水源时，水泵的吸水口应采取防止杂物堵塞的措施。每组供水泵的吸水管不应少于2根。报警阀入口前设置环状管道的系统，每组供水泵的出水管不应少于2根。供水泵的吸水管应设控制阀；出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。必要时，应采取控制供水泵出口压力的措施。 7.3 消 防 水 箱采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。不设