指导书2011.7.1.doc

建筑消防安全课程设计指导书建筑消防安全课程设计指 导 书天津城市建设学院 能源与机械工程系 安全工程教研室本指导书是根据设计任务书的要求，明确课程设计的性质与任务，提出本设计的的进行程序、设计方法和计算中应考虑的原则，并对方案、系统、设备做必要的说明。1课程设计的意义建筑消防课程设计是安全专业基础课程教学的综合性和实践性教学环节，是理论联系实践的桥梁，是使学生体会工程实际问题复杂性的尝试。通过建筑消防课程设计，要求学生能够运用相关课程的基本知识，融会贯通、独立思考，在规定的时间内完成给定的建筑消防设计任务，从而得到增强对建筑安全工程的进一步认识。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的学习和工作作风。2明确设计内容及要求2.1设计要求（每一个学生的设计工作量）：1认真阅读设计任务书、熟悉设计原始资料、阅读规范相关条款、阅读设计手册及相关资料；2火灾自动报警系统和室内消火栓系统设计或者自动喷水灭火系统设计。3设计说明书一份；4设计图纸，折合A1号1.5张。2.2计算要求1在设计计算过程中使用公式，选用的参数必须要注明来源。2计算结果分别列表汇总。表中只列出计算结果，每项计算应举一个计算例子加以说明，计算单位一律采用国际制，当需要提供工程单位制时，工程单位应在在括号内表示。3计算中应配以必要简图，如管道布置图等。4计算中从图表中查取的数值应准确。2.3成绩评定由指导教师根据学生在课程设计中的表现及课程设计成果进行综合评定。考核内容包括设计表现、设计计算说明书、设计图纸、答辩四项。成绩分为优、良、中、及格、不及格五级。3设计计算3.1明确设计项目和工程要求1建筑特征。包括建筑物所在地区，建筑物用途，建筑物面积，建筑层数，结构特点、建筑类型、给水条件等。2设计要求3设计原则3.2火灾自动报警系统设计3.2.1 系统保护对象分级火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级，详见附录二。3.2.2 基本形式的选择区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统比较，确定本建筑的报警形式。3.2.3 探测区域与报警区域（1）火灾探测区域与报警区域的划分方法详见规范。（2）火灾报警探测器的选择在各个探测区域内，需设置的类型。（主要有感烟式，感温式和感光式三类，本建筑该如何选择。）3.2.4 火灾自动报警系统平面图的布置感烟探测器、感温探测器的安装间距，应根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应超过探测器安装间距极限曲线D1D11（含D9）所规定的范围。（1）探测器的数量在一个火灾探测区域内所需火灾探测器的数量按下式计算 式中：N该探测区域内所需探测器的数量，只；S该探测区域的面积，m2；A一个火灾探测器的保护面积，m2；K修正系数，特级保护对象宜取0.70.8，一级保护对象取0.80.9，二级保护对象取0.91.0。（2）探测器的安装间距a、b；（3）布置探测器；（4）校核。3.2.5 手动火灾报警按钮的设置本建筑的布置数量与布置位置，布置方法见规范。3.2.6 火灾事故广播本建筑的布置数量与布置位置，布置方法见规范。3.2.7 火灾警报装置本建筑的布置数量与布置位置，布置方法见规范。3.2.8 消防电话本建筑的布置数量与布置位置，布置方法见规范。3.2.9 消防控制室（1）消防控制室的功能与注意事项；（2）本设计消防控制室的设置部位。3.3室外消火栓系统设计3.3.1 流量室外消火栓的流量是由火场的供水的要求确定。低压室外消火栓按喷水口径19mm的直流水枪，火场要求充实水柱长度达到10-15m，流量应为56.5L/s， 每个低压消火栓通常只供一辆消防车用水，常出两支水枪 ，消火栓流量为1013L/s，加上接口及水带的漏损，因此要求流量为1015L/s。3.3.2 保护半径低压消火栓的保护半径由消防车的供水性能确定。一般消防车从消火栓取水，当水枪保持充实水柱不小于15m时，消防车最大的供水距离为180m。在灭火战斗中水枪手留有10m机动水带，水带铺设系数按0.9计，则消防车火场供水的距离为153m。因此低压消火栓的保护半径采用150m。3.3.3 布置间距与数量市政消火栓应保证居住区内的任何部位都在两个消火栓的保护半径之内。室外消火栓宜采用地上式消火栓。地上式消火栓应有1 个DN150 或DN100 和2 个DN65 的栓口。采用室外地下式消火栓时，应有DN100 和DN65 的栓口各1 个。寒冷地区设置的室外消火栓应有防冻措施。3.4室内消火栓系统设计3.4.1初步方案比较如水枪、水带选型，选定的技术方案、新技术的应用和工程中经济效益的分析和评价和可行性的研究分析，并指出方案中仍存在的不足。3.4.2 消火栓的选择（1）确定充实水柱Sk，下述两个方法取最大值：水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不应小于7m，但甲、乙类厂房、超过六层的民用建筑、超过四层的厂房和库房内，不应小于10m；高层工业建筑、高架库房内，水枪的充实水柱不应小于13m水柱。（2）确定水枪流量qxh，下述两个方法取最大值：根据充实水柱计算；根据建筑物的性质查找相关规范，确定最小值。（3）水枪喷嘴处的水压Hq：（4）水带阻力损失hd：（5）消火栓栓口所需水压Hxh：（6）确定消火栓规格，参考附录二。3.4.3 在建筑图上布置消防栓位置。（1）应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。建筑高度小于或等于24m时，且体积小于或等于5000m3的库房，可采用一支水枪充实水柱到达室内任何部位；（2）布置消防立管。(原则：沿柱、墙角、墙面布置）；（3）布置消防水平干管及连接消防栓管道和连接消防水泵接合器；消防水箱；消防水泵出水管；（4）绘制消防管网的总系统图。3.4.4 管径确定（1）根据消火栓给水系统要求（见规范）的室内消火栓的消防水量确定最不利消防流量分配。表1 最不利点计算流量分配室内消防计算流量(L/s)最不利点消防竖管出水枪支数(支)相邻竖管出水枪支数(支)次相邻竖管出水枪支数(支)101520253040222（3）33312（1）2332（2）管径的确定，室内消防竖管直径不应小于100，设定管径后，按2.5m/s校核。3.4.5 管路阻力计算（1）确定确定计算管路，确定管段流量并进行管段编号。（2）水头损失：式中： hy管段的水头损失(kPa)；L计算管段长度(m)，当量长度可查附录三。i 管道单位长度水头损失(kPa/m)。（3）水力计算。表2 室内消火栓系统水力计算表节点管段管段流量(L/s)管径D(mm)设计流速v(m/s)管道长度或当量长度L(m)水头损失hy(mH2O)累计水头损失h(mH2O)备注11-223.4.6 选择消防水泵根据水泵流量和扬程参考附录四选取消防水泵。（1）流量：式中：N 水枪数量，支；qxh水枪计算流量，L/s。（2）扬程：式中：Hs 室内消火栓系统所需水压，MPa；最不利点消火栓与消防水泵泵轴或进水管起点间的静水压，MPa；Hxh 最不利点消火栓栓口处所需的水压，MPa；最不利计算管路的水头损失，MPa。3.4.7消防水箱容积与高度（1）有效容积。室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)，应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25 L/s，经计算水箱消防储水量超过12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25 L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3。式中：Vsx消防储备水的容积，m3；Qs室内消防用水量，m3/h；Ts水箱保证供水时间，h。（2）高度。消防水箱设置在建筑物的最高部位，满足最不利点消火栓的灭火要求。建筑高度不超过100m、最不利点消火栓静水压不低于0.07MPa或建筑高度超过100m、最不利消火栓静水压不低于0.15MPa。否则，应在系统中设置增压设备，以保证火灾初期消防泵开启前消防系统的水压要求。3.4.8 消防水池容积式中：Vsc消防用水总量，m3；Qsw室内，外消防用水量，m3/h；Tx火灾延续时间，h。3.4.9减压设施室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa 时，应设置减压设施；静水压力大于1.0MPa 时，应采用分区给水系统。3.4.10 水泵接合器 （1）水泵接合器的数量：式中： n 消防水泵接合器的数量，个；Qs 室内消防用水量，L/s；q 每个消防水泵接合器供水量，L/s，一般取1015L/s。当计算的水泵接合器的数量少于两个时，仍应采用两个，以保安全。（2）选型，参考附录五。3.5喷淋系统设计3.5.1 喷淋系统选择（1）各种喷淋方案比较，如技术方案、采用措施、新技术的应用和工程中经济效益的分析和评价，系统可行性的研究分析。（2）确定本设计所选定的方案，选择理由及优缺点。3.5.2 判断建筑物性质和场所火灾危险等级分为：轻危险级、中危险级、严重危险级、仓库危险级。3.5.3 确定设计技术数据本建筑物的自动喷水灭火系统设计基本数据查规范。设计喷水强度W0L/（minm2）、设计作用面积A0（m2）、喷头工作压力P0（MPa）、最不利点最低工作压力P1（MPa）。3.5.4 喷头与管网布置。（1）喷头布置的形式：正方形、矩形、菱形。（2）喷头布置间距。最不利点喷头出水量：一个喷头的保护面积：确定喷头布置间距a、b。符合规范（表3）表3 标准喷头保护面积和半径建、构筑物危险等级分类每只喷头最大保护面积(m2)喷头最大水平间距(m2)喷头与墙，柱面最大间距(m)严重危险级生产建筑物8.02.81.4储存建筑物5.42.31.1中危险级12.53.61.8轻危险级21.04.62.3（2）立管，连接管和管网（中分式、侧分式、环状式）。每侧（根）配水支管最多允许安装的喷头个数，对轻危险和中危险级系统，不超过8个。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；对严重危险级和仓库危险级不超过6个，以防止配水支管管径过大，喷头出水量不均衡和系统中压力过高。3.5.5 确定作用面积（1）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，作用面积按建筑物的危险等级选取。（2）作用面积喷头数。3.5.6 绘制系统图及计算简图（1）确定最不利点；（2）确定计算管线：最不利点支管横管立管报警阀水泵吸水口。 3.5.7 确定管径（1）理论上应根据允许流速和所通过的流量来确定。实际工程中因闭式喷水灭火系统分枝管路较多，每个喷头喷水量随水压不同而不同，因而管道管径的确定比较复杂。工程上为简化计算，在闭式喷水灭火系统管网水力计算之前，根据经验按照不同管径配水管上最多允许安装的喷头数（表4）估算。表4 管径允许安装喷头数管径(mm)轻危险级中危险级严重危险级25211323334054450101087018161280483220100按水力计算6040125按水力计算按水力计算40（2）验证流速：式中：v管道水流速度，m/s；K流速系数，m/L；Q管道流量，L/s。若v5m/s，合理；若v5m/s，则加粗管径，再验证流速。3.5.8 管道阻力计算（1）管道阻力损失：式中：hy管道阻力损失，mH2O；A管道比阻值，s2/L2，如表5；L管道长度（当量长度），m，见附录四；Q流量，L/s。表5 管道比阻管径钢管铸铁管管径钢管铸铁管158.809800.001168201.6431000.00026740.0003653250.43671250.00008623320.093861500.000033950.00004185400.044582000.000009029500.011082500.000002752700.0028933000.000001025750.001709（2）报警阀局部阻力损失。（3）水力计算表6 自动喷水灭火系统水力计算表节点管段流速系数k节点水压P(kPa)节点流量Q(L/s)管段流量Q(L/s)Q2流速v(m/s)管径d(mm)管道比阻A管道长度或当量长度(m)阻力损失hy(mH2O)11-223.5.9 选择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。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。（1）总流量面积计算法（适用于轻危险级，中危险级建筑）式中：Qs 系统设计秒流量，L/s；1.151.30 安全系数；Qj系统计算秒流量，L/s，喷水强度与作用面积的乘积，也等于作用面积内最不利点喷头喷水量与喷头数的乘积。逐点计算法（适用于严重危险级）a确定第一个喷头的压力（P=9.8104Pa），确定第一个喷头的流量；b计算第一个喷头到第二个喷头的水头损失；c确定第二个喷头压力，确定第二个喷头的流量；d重复上述计算，算到第n个喷头。e（2）总压力（水泵扬程）：式中：Hp消防水泵的扬程，m；P1最不利点喷头最低工作压力，m；最不利计算管路的总水头损失，m；水池最低水位至最不利喷头的静水压（层高层数-0.1），m。3.5.10 高位水箱容积与高度消防水箱的出水管应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接；（1）有效容积：式中：Vpx消防储备水的容积，m3；Qs室内消防用水量，m3/h；Tx水箱保证供水时间，h。（2）高度：消防水箱设置在建筑物的最高部位，水箱的高度应该满足室内最不利点喷头静水压不小于4.9104Pa。3.5.11 消防水池的容积式中： Vpc消防水池的容积，m3；Tc水池保证供水的消防时间，h；Qs系统设计秒流量，m3/h。3.5.12 减压装置配水管道的布置，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，并且配水管道的工作压力不应大于1.20MPa。压力过大的，应设置减压孔板。3.5.13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。末端试水装置的连接管，其管径不应小于25mm。3.5.14 水泵接合器（1）水泵接合器的数量：式中： n 消防水泵接合器的数量，个；Qs 室内消防用水量，L/s；q 每个消防水泵接合器供水量，L/s，一般取1015L/s。（2）选型，参见附录五。4图纸绘制4.1一般要求1图纸目录：把图纸按顺序排成目录，反映设计和建设单位、工程名称、地点、图纸编号和图纸名称。2施工说明：图上无法表示而施工中必须注意和要求的，则以文字补充说明，它包括工程数据、施工和验收要求及注意事项。3设备和材料表：反应设备、材料的名称、型号、规格和数量（或重量）及备注（产品产地、建议生产厂、标准件、非标准件、自制件或外购件等）。4标题栏：统一要求（后附）。5绘图要求：图纸规格、符号、线段、尺寸标注及图形比例等要符合国标或专业标准，自定的符号要有说明，字体为仿宋体，外文按制图标准书写。4.2具体要求1平面图：表示建筑物和设备、管道的平面布置及其相关位置的尺寸、坡度、坡向、管径和标高等。绘制平面图可对工程有一大致了解。2系统图（轴侧图）：表示系统和流程，反映设备和管线的空间位置和走向，对设备、管道规格、编号、管内介质流向、主要阀件等有一个全面、确切的了解。5设计手册及资料1 火灾自动报警系统设计规范GB50116-982 室内消火栓GB3445-20053 自动喷水灭火系统设计规范GB50084-20014 建筑设计防火规范GB50016-20065 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005版）备注：应采用最新版本的规范。6设计进度1熟悉设计资料，了解设计内容1天2火灾自动报警系统设计2天3消火栓或自动喷水系统水量水压计算1天4水力计算及设备选型2天5绘图3天6整理计算说明及答辩1天合计：10天附录一：1绘图应尽量提前进行。2标准图符：0# 1188840；1# 840594；2# 594420；3# 420297。3标题栏：4图例及图标参照设计手册等。以下图例供参考，由指导教师在指导过程中给予进一步的明确和补充感烟探测器单栓室内消火栓感温探测器双栓室内消火栓消防电话消防水泵接合器手动火灾报警按钮闭式喷头火灾事故广播电触点信号阀火灾警报水泵水流指示剂污水池附录二：室内消火栓型式、型号编制和基本参数（GB3445-2005）附录三：当量长度表（m）直径(mm)25324050708010012515045弯头0.30.30.60.60.90.91.21.52.190弯头0.60.91.21.51.82.13.13.74.3三通或四通1.51.82.43.13.74.66.17.69.2蝶 阀1.82.13.13.72.73.1闸 阀0.30.30.30.60.60.9止回阀1.52.12.73.44.34.96.78.39.8异径接头32254032504070508070100801251001501252001500.20.30.30.50.60.81.11.31.6注：1. 过滤器当量长度的取值，由生产厂提供。2. 当异径接头的出口直径不变而入口直径提高1级时，其当量长度应增大0.5倍；提高2级或2级以上时，其长度应增1.0倍。附录四：常用消防水泵技术数据XBD-W型消防泵性能参数表型 号流量Q(L/s)压力P(MPa)转速n(r/min)效率 (%)功率N (Kw)必需汽蚀余量 (NPSH)r (m)XBD1.8/5-50W50.181450652.23.2XBD2.7/5-50W50.2714506533.2XBD3.6/5-50W50.3614506543.2XBD4.5/5-50W50.451450655.53.2XBD5.4/5-50W50.541450655.53.2XBD6.3/5-50W50.631450657.53.2XBD7.2/5-50W50.721450657.53.2XBD8.1/5-50W50.811450657.53.2XBD2.3/10-75W100231450685.53.0XBD3.4/10-75W100.341450687.53.0XBD4.6/10-75W100.46145068113.0XBD5.5/10-75W100.55145068113.0XBD6.9/10-75W100.69145068153.0XBD8.0/10-75W100.80145068153.0XBD9.2/10-75W100.9214506818.53.0XBD10.3/10-75W101.0314506818.53.0XBD2.9/20-100W200.29145072113.5XBD4.3/20-100W200.43145072153.5XBD5.8/20-100W200.58145072223.5XBD7.2/20-100W200.72145072303.5XBD8.6/20-100W200.86145072303.5XBD10.1/20-100W201.01145072373.5XBD11.5/2W0-100W2015XBD13.0/20-100W201.30145072453.5XBD4.2/25-125W250.42145073223.5XBD6.3/25-125W250.63145073303.5XBD8.4/25-125W250.84145073453.5XBD10.5/25-125W251.05145073553.5XBD12.6/25-125W251.26145073753.5XBD14.7/25-125W251.47145073753.5XBD16.8/25-125W251.68145073903.5XBD18.9/25-125W251.89145073903.5XBD5.8/45-150W250.58145073453.0XBD8.7/45-150W250.87145073753.0XBD11.6/45-150W251.16145073903.0XBD14.5/45-150W251.451450731103.0XBD17.4/45-150W251.741450731353.0XBD20.3/45/150W252.031450731553.0XBD23.2/45-150W252.321450731803.0XBD26.1/45-150W252.611450731803.0XBD型-L消防泵性能参数表型号流量Q扬程(m)转速(r/min)效率(%)功率(kw)汽蚀余量(m)(L/S)( m3/h)轴功率配套功率XBD2.2/5-502518221480551.932.6XBD3.3/5-503332.94XBD4.4/5-504443.95.5XBD5.5/5-505554.95.5XBD6.6/5-506665.87.5XBD7.7/5-507776.87.5XBD8.8/5-508887.811XBD9.9/5-509998.811XBD11/5-50101109.811XBD2.6/10-652103626604.35.53.0XBD3.9/10-653396.47.5XBD5.2/10-654528.511XBD6.5/10-6556510.615XBD7.8/10-6567812.815XBD9.110-6579114.922XBD10.4/10-65810417.022XBD11.7/10-65911719.122XBD13/10-651013021.330XBD4/15-802155440708.4112.2XBD6/15-8036012.615XBD8/15-8048016.822XBD10/15-80510021.030XBD12/15-80612025.230XBD14/15-80714029.437XBD16/15-80816033.645XBD18/15-80918037.845XBD20/15-80102004255XBD4.425/10022590447015.4222.5XBD6.6/25-10036623.133XBD8.8/25-10048830.870XBD11/285-100511038.545XBD13.2/25-100613246.255XBD15.4/25