某校实验楼消防安全现状分析与改进

课课 程程 设设 计计 课 程 火灾与爆炸灾害控制 题 目 某实验楼消防安全现状分析与改进 院 系 安全与环境工程学院 专业班级 安全工程(本科)1102 学生姓名 赵俊潇 崔云健 张守泽 周涛 学生学号 18 33 35 36 指导教师 黄俊歆 课程设计（论文）任务书课程设计（论文）任务书 姓名： 赵俊潇 崔云健 张守泽 周涛 专业： 安全工程 学号： 1. 课程设计(论文题目)： 某校实验楼消防安全现状分析与改进 2. 设计原始资料：（1）实验楼基本数据与平面布局图；（2）实验楼基本的消 防设备设施与消防现状资料；（3）消防设计规范或者标准；（4）相关参 考书籍。 3. 设计完成的主要内容：（1）实验楼消防分析；（2）灭火器的改进布置设计； （3）疏散通道的分析；（4）自动喷水灭火系统的设计。 4. 提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交一份某场所消防方面的设计 报告（或论文）以及相关的设计图纸若干张（根据图内容的繁简可以选用 适当的版面 A1、A2 或者 A3） 。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强， 设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4 纸型打印；图纸 部分要求严格按照作图规范绘制（出 Auto CAD 图） ，采用国际统一标准符 号和单位制，并打印。 5. 设计期限：自 2014 年 5 月 18 日开始至 2014 年 5 月 31 日完成 指导老师： 黄俊歆 学生： 赵俊潇 崔云健 张守泽 周涛 摘摘 要要 实验楼是一所高校的典型活动区域，是典型的民用公共区域。本文以某实 验楼为研究对象，研究该实验楼火灾特点，分析其消防安全现状,包括防火间距、 防火分区、安全疏散、灭火器等,最后根据发现的不足,提出了相应的改进措施, 并设计了一组自动喷水系统，消除安全隐患，以达到安全的要求。 关键词：实验楼；消防安全；自动喷水系统 ABSTRACT Laboratory building is typical of the civilian public areas. In this article, well discuss a laboratory building , research laboratory buildings fire characteristics, analyze the status of safety, including anti-fire distance, anti-fire district, evacuation, fire extinguishers, etc. Finally, based on the discovered faults,we put forward the corresponding measures for improvement and design a set of automatic sprinkler systems, eliminate security risks in order to achieve security requirements. Key words: laboratory building; anti-fire security; automatic sprinkler systems 目目 录录 1 1 前言前言.1 1 2 2 实验楼简介实验楼简介.2 2 3 3 实验楼火灾危险性分析实验楼火灾危险性分析.3 3 3.1 火灾特点 .3 3.2 耐火等级 .3 4 4 某实验楼现状分析某实验楼现状分析.5 5 4.1 防火分区 .5 4.1.1 整体防火分区 .5 4.1.2 水平防火分区 .5 4.1.3 竖向防火分区 .6 4.2 防火间距 .7 4.3 安全疏散 .7 4.3.1 安全疏散原理.7 4.3.2 安全疏散的基本原则 .9 4.3.2 安全疏散的存在的问题 .10 4.4 灭火器 .10 5 5 改进设计改进设计.1313 5.1 灭火器的配置改进 .13 5.1.1 确定火灾危险级别.13 5.1.2 确定火灾种类.13 5.1.3 确定计算单元.13 5.1.4 保护面积 .14 5.1.5 计算单元的需配最低灭火级别 .14 5.1.6 确定该单元灭火器设置点数与各点的位置 .15 5.1.7 计算每个灭火器设置点的需配灭火级别 .16 5.1.8 确定每个设置点灭火器的类型、规格与数量 .16 5.1.9 验算 .17 5.1.10 确定灭火器的设置方式和要求 .18 5.2 消防疏散通道的改进.18 5.2.1 消防疏散通道的宽度.18 5.2.2 疏散标志和应急照明 .19 5.2.3 安全疏散路线.20 5.3 自动喷水灭火系统设计 .20 5.3.1 确定火灾危险等级 .20 5.3.2 设计技术数据 .20 5.3.3 选择与布置喷头.20 5.3.4 确定最不利保护面积.23 5.3.5 确定计算区域.23 5.3.6 水力计算 .23 5.3.7 选择消防水泵 .29 6 6 结束语结束语.3030 参考文献参考文献.3131 附附 录录.3131 1 前言前言 随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，城市中的高层建筑、地下工 程、饭店、宾馆、商场、公共娱乐场所等大型公共建筑和各类民用建筑、工业 建筑不断增多。由于建筑本身及其内部可燃物的存在，特别是装修装饰中大量 使用易燃可燃材料及人们用火、用电设备的不断增加，发生火灾的机率随之增 加，火灾对城市的安全造成很大的威胁。而火灾对人类社会一直具有巨大破坏 性的力量，一旦失去控制，就会酿成灾害，造成惨重的人身伤亡和巨大的财产 损失。所以，火灾的预防仍然是重点研究的安全防范课题。 高校是社会的有机组成部分，教学楼是高校的核心活动区域。由于教学楼 具有人流量大、用电器多，贵重资产和资料数量多等特点，教学楼的消防安全 工作应放在优先的位置上。因此针对教学楼进行消防现状分析与改进很有现实 意义。 本文的研究对象是某校实验实验楼，通过对该实验楼设计资料的分析和现 场情况的勘察，以课上所学消防安全知识为基础，以相关技术标准为依托，分 析实验楼的危险等级、消防现状和改进措施。 2 实验楼简介实验楼简介 实验楼占地面积 2708m，西侧、南侧为教学楼，北侧为在建的综合楼，东 侧为一幢 2 层小楼。实验楼内含大量实验室、办公室、多媒体教室等多种活动 区域，建筑本身大多采用耐燃材料，桌椅等也做了耐火处理，但其中有大量用 电器。该楼每层都有宽为 2350mm，2400mm，1500mm 的三个楼梯供上下行。 实验楼平面图如图 1 所示。 图 1 实验楼一楼至六楼平面图 3 实验楼火灾危险性分析实验楼火灾危险性分析 3.1 火灾特点 实验楼火灾可分为电器起火和燃烧起火，其主要特点有： (1)E 类火灾为主 E 类火灾指物体带电燃烧火灾。实验楼内各教室、通道区域都有大量电线 及用电器覆盖，其中不乏空调、计算机、实验仪器等大功率用电器。该楼已经 投入使用 8 年左右，因此正处于电器起火危险上升期。 由于楼内无常用火源热源，其余火灾诱因主要是吸烟引燃易燃材料以及实 验室用火失控等小概率不常见因素。 (2)造成危害大 从人员伤亡角度来看，该楼人流在白天较为密集，一旦发生大规模火灾可 能造成大量人员伤亡。 从财产损失来看，由于大量实验室、多媒体教室的存在，一旦发生火灾蔓 延开来，将造成重大经济损失。 3.2 耐火等级 火灾坍塌案例与经受火灾考验而不倒塌的案例证明，设计施工较高耐火等 级的建筑意义重大。建筑物耐火等级是由建筑物的墙、柱、梁、楼板、屋顶承 重构件和吊顶等主要建筑构件的燃烧性能和耐火极限决定的。我国现行规范选 择楼板作为确定耐火等级的基准。低、多层民用建筑的耐火等级分为一至四级， 一级耐火性能最高，四级最低。不同耐火等级建筑物相应构件的燃烧性能和耐 火极限不应低于下表 1 的规定。根据建筑设计防火规范规定 10 层以下为低层或 多层建筑。该实验楼为 6 层，据资料其设计耐火等级为二级。 表1 低、多层民用建筑的耐火等级 名称耐火等级 构件一级二级三级四级 防火墙 不燃烧体 3.00 不燃烧体 3.00 不燃烧体 3.00 不燃烧体 3.00 承重墙 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.50 不燃烧体 2.00 难燃烧体 0.50 非承重外墙 不燃烧体 1.00 不燃烧体 1.00 不燃烧体 0.50 燃烧体 楼梯间、电梯井的 墙 不燃烧体 2.00 不燃烧体 2.00 不燃烧体 1.50 难燃烧体 0.50 疏散走道两侧的隔 墙 不燃烧体 1.00 不燃烧体 1.00 不燃烧体 0.50 难燃烧体 0.25 墙 房间隔墙 不燃烧体 0.75 不燃烧体 0.50 不燃烧体 0.50 难燃烧体 0.25 柱 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.50 不燃烧体 2.00 难燃烧体 0.50 梁 不燃烧体 2.00 不燃烧体 1.50 不燃烧体 1.00 难燃烧体 0.50 楼 板 不燃烧体 1.50 不燃烧体 1.00 不燃烧体 0.50 燃烧体 屋顶承重构件 不燃烧体 1.50 不燃烧体 1.00 燃烧体燃烧体 疏散楼梯 不燃烧体 1.50 不燃烧体 1.00 不燃烧体 0.50 燃烧体 吊顶（包括吊顶搁栅） 不燃烧体 0.25 难燃烧体 0.25 难燃烧体 0.15 燃烧体 4 某实验楼现状分析某实验楼现状分析 4.1 防火分区 4.1.1 整体防火分区 从消防角度越小越好,但从使用功能,则越大越好,除了必须满足防火规范中 规定的面积及构造要求外，上应满足下列要求： （1）做避难通道使用的楼梯间、前室和某些有避难功能的走廊，必须受到 安全保护，保证其不受火灾的侵害，并时刻保持畅通无阻。 （2）火灾危险性大的部分应与火灾危险性小、可燃物少的部分隔开，如厨 房与餐厅； （3）同一建筑的使用功能不同的部分,不同用户应进行防火分隔处理,如楼 梯间、前厅、走廊等； （4）高层建筑的各种竖井,如管道井、电缆井、垃圾井、其本身是独立的 防火单元应保证井道外部火灾不得侵入,内部火灾不得外传； （5）有特殊用房的建筑,如医院重点护理病房。贵重设备的贮存间,应设置 更小的防火单元。 （6）为扑救火灾而设置的消防通道，其本身应受到良好的防火保护。 （7）使用不同灭火剂的房间应加以分隔。 实验楼楼梯间都安装了防火门，但有一副楼梯长时间锁着，且 1 楼楼梯口 堆积大量杂物，不符合要求。该楼功能分区虽有交叉现象，但由于以实验室为 主，且危险性相近，因此不必进行专门的防火分隔处理。 4.1.2 水平防火分区 水平防火分区是指在建筑物内用防火墙、防火门等防火分隔物在建筑物的 水平方向所划分的防火空间。划分防火分区的面积（或相应长度）的规定，主 要根据来自两个方面，即消防队控制火灾的能力及使用建筑物的人员疏散要求。 建筑设计防火规范GB 50016-2006 对民用建筑的防火分区规定如表 2 所列. 4.1.3 竖向防火分区 在普通高层建筑中，虽然规定在每个楼层内设置防火分区，但对于火灾通 过外墙窗口向上层蔓延的危险性并没有作出明确规定，而这一部位恰恰又是火 灾向上层蔓延的最危险的部位。火场经验表明，两个楼层之间的窗槛墙的高度 （即上下窗间墙的高度）如果不足 1m,则很难起到防火作用。 实验楼每层楼窗槛墙的高度约为 4m，大于 1m,故符合有关规定。 表 2 民用建筑的耐火等级、层数及占地面积 防火分区间 耐火等 级 最多允许层 数 最大允 许长度 /m 每层最大允许建 筑面积/m2 备注 一、二 级 不限1502500 体育馆、剧院、展览馆建筑等 1 的观众厅、展览厅的长度和面积 可以根据需要确定； 托儿所，幼儿园的儿童用房及 2 儿童游乐厅等儿童活动场所不应 设置在四层及四层以上或地下、 半地下建筑内 三级5 层1001200 托儿所，幼儿园的儿童用房及 1 儿童游乐厅等儿童活动场所和医 院、疗养所的住院部分不应设在 三层及三层以上或地下、半地下 建筑内； 商店、学校、电影院、剧院、 2 礼堂、食堂、菜市场不应超过 2 层 四级2 层60600 学校、食堂、菜市场、托儿所、 幼儿园、医院等不应超过 1 层 注：防火分区间应采用防火墙分隔，确有困难时，可采用防火分隔水幕 1 或按规定采用防火卷帘分隔。 菜市场的防火分区间每层最大允许建筑面积，可在本表基础上增加 2 1 倍。 托儿所、幼儿园及儿童游乐厅等儿童活动场所宜设置在独立的建筑 内。当必须设置在其他建筑内时，宜设置独立的出入口。 我校实验楼层数为 6 层，建筑面积最大的低层长度为 108.45m，建筑面积 为 2708。其余层建筑面积都在 2500左右。因此在划分防火分区时我们把一 层视为一个防火分区。 4.2 防火间距 建筑设计防火规范GB 50016-2006 规定，单层、多层民用建筑之间的 防火间距应不小于表 3 的规定。 表 3 民用建筑之间的防火间距 单位 m 耐火等级一、二级三级四级 一、二级679 三级7810 四级91012 相邻两座建筑物，当相邻外墙为不燃烧体且无外露的燃烧体屋檐，每面外 墙上未设置防火保护设施的门窗洞口不正对开设，且面积之和小于等于该外墙 面积的 5%时，其防火间距可按本表规定减少 25%。 由于实验楼门窗洞口面积大于 5%，故应严格执行表 3 规定。根据表 3，实 验楼与西、南两侧教学楼以及综合楼的防火间距应不小于 6m，与二层小楼防火 间距不小于 9m。根据实际勘察，实验楼与周围建筑的间距远大于要求，故无需 改进。 4.3 安全疏散 4.3.1 安全疏散原理 安全疏散设计，是建筑设计中最重要的组成部分之一。建筑物中发生火灾 时，为了避免建筑物内的人员因烟气中毒、火烧和房屋倒塌而受到伤害，必须 尽快撤离失火建筑，同时消防队员也要迅速对起火部位进行火灾扑救。因此， 需要完善的安全疏散设施。 安全疏散设计，要根据建筑物的使用性质、人们在火灾事故时的心理状态 与行动特点、火灾危险性大小、容纳人数、面积大小合理布置疏散设施，为人 员的安全疏散创造有利条件。 （1） 超过五层的公共建筑的室内疏散楼梯应采用封闭楼梯间（包括首层 扩大封闭楼梯间）或室外疏散楼梯： 实验楼采用封闭楼梯间设计，每层入口都安装了防火门，符合要求。 （2） 民用建筑的安全疏散距离应符合下列规定： 直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的距离应符合表 4 的规 定； 表 4 直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离（m） 位于两个安全出口之间的疏散门位于袋形走道两侧或尽端的疏散门 耐火等级耐火等级名称 一、二级三级四级一、二级三级四级 托儿所、幼儿 园 25.020.020.015.0 医院、疗养院35.030.020.015.0 学校35.030.022.020.0 其它民用建筑40.035.025.022.020.015.0 建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，其室内任何一点至最近 安全出口的直线距离不宜大于 30.0m。 实验楼的疏散通道有三个，耐火等级为二级，因此最大疏散距离为 35 米， 由图 2 可见每个房间都至少有一处疏散门至最近的安全出口距离为 35 米之内。 图 2 实验楼疏散距离现状图 楼梯间的首层应设置直通室外的安全出口或在首层采用扩大封闭楼梯间； 我校实验楼三组楼梯间首层都有各自的直通室外的次出口，但一组次出口 只有在上课期间开通，另外两组都常年封闭。 （3） 除本规范另有规定者外，建筑中的疏散走道、安全出口、疏散楼梯 以及房间疏散门的各自总宽度应经计算确定。 安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于 0.9m，疏散走道和疏散楼梯的净 宽度不应小于 1.1m； 我校实验楼设计符合上述要求。 （4） 人员密集的公共场所、观众厅的疏散门不应设置门槛，其净宽度不 应小于 1.4m，且紧靠门口内外各 1.4m 范围内不应设置踏步。 该实验楼未设置门槛。 （5） 学校、商店、办公楼、候车（船）室、民航候机厅、展览厅、歌舞 娱乐放映游艺场所等民用建筑中的疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏 散门的各自总宽度，应按下列规定经计算确定： 每层疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏散门的每 100 人净宽度不 应小于表 5 的规定；当每层人数不等时，疏散楼梯的总宽度可分层计算，地上 建筑中下层楼梯的总宽度应按其上层人数最多一层的人数计算； 表 5 疏散走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门每 100 人的净宽度（m） 耐 火 等 级 楼层位置 一、二级三级四级 地上一、二层0.650.751.00 地上三层0.751.00 地上四层及四层以上各层1.001.25 与地面出入口地面的高差不超过 10m 的地下 建筑 0.75 与地面出入口地面的高差超过 10m 的地下建 筑 1.00 由于学生使用的只有两副疏散楼梯，其总宽度为 4.75m。根据实验楼四层 及以上教室数估算每层人数峰值约为 600 人，三层及以下人数在 100 人以内， 因此疏散楼梯宽度应不小于 6m。 4.3.2 安全疏散的基本原则 （1）在建筑物的任意部位，宜同时有两个数量以上的疏散方向可供疏散。 （2）疏散路线应力求短捷通畅，安全可靠，避免出现各种人流、物流相互 交叉，杜绝出现逆流。 （3）在建筑物的屋顶及外墙设置可供人员避难使用的屋顶平台、室外疏散 楼梯和阳台、凹廊等，因为这些部位与大气连通，燃烧产生的高温烟气不会在 这里停留，这些部位可以基本保证人员的人身安全。 （4）疏散通道上的防火门，在发生火灾时必须保持自动关闭状态，防止高 温烟气通过敞开的防火门相邻防火分区（或防火空间）蔓延，影响人员的安全 疏散。 （5）在进行安全疏散设计时，应考虑人员在火灾条件下的心理状态及行为 特点，并在此基础上采取相应的设计方案。 4.3.2 安全疏散的存在的问题 （1）消防疏散通道宽度不足，偶尔楼内正常下课时楼梯会出现拥堵； （2）缺乏安全疏散标志； （3）没有应急照明装置。 4.4 灭火器 实验楼现有的灭火器基本都是碳酸氢钠或者磷酸铵盐的干粉灭火器（见图 4a） ，有效针对教学楼最可能出现的 A 类 E 类火灾。但也掺杂了一些水基泡沫 灭火器，与干粉灭火器联用可有效扑灭 A 类和非水溶性 B 类火灾。所有灭火器 均已过检修期（见图 4b） ，但没有最新的检修记录，因此无法保证其可靠性。 由于实验楼属于中危险级，所以手提是灭火器保护距离为 20 米。根据图 3 可见， 六个楼层的配置都不合理，并且高楼层出现多处灭火器丢失现象。 图3 实验楼灭火器覆盖面积现状 图4 实验楼现有灭火器情况 5 改进设计改进设计 5.1 灭火器的配置改进 5.1.1 确定火灾危险级别 民用建筑灭火器配置场所的危险等级分类，根据其使用性质，人员密集程 度，用电用火情况，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分 为以下三级： (1)严重危险级：使用性质重要，人员密集，用电用火多，可燃物多，起火 后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失或人员群死群伤的场所； (2)中危险级：使用性质较重要，人员较密集，用电用火较多，可燃物较多， 起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所； (3)轻危险级：使用性质一般，人员不密集，用电用火较少，可燃物较少， 起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。 结合实验楼具体情况，根据上述标准，实验楼可划分为中危险级。 5.1.2 确定火灾种类 灭火器配置场所的火灾种类应根据该场所内的物质及其燃烧特性进行分类。 可划分为以下六类： A 类火灾：固体物质火灾。 B 类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。 C 类火灾：气体火灾。 D 类火灾：金属火灾。 E 类火灾：（带电火灾）：物体带电燃烧的火灾。 F 类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾。 根据前面的分析，实验楼的火灾以 E 类为主，A 类为辅。 5.1.3 确定计算单元 灭火器配置设计的计算单元应按下列规定划分： （1）当一个楼层或一个水平防火分区内各场所的危险等级和火灾种类相同时， 可将其作为一个计算单元。 （2）当一个楼层或一个水平防火分区内各场所的危险等级和火灾种类不相同时， 应将其分别作为不同的计算单元。 （3）同一计算单元不得跨越防火分区和楼层。 由于该教学楼每层的危险等级和火灾种类相同，可将其作为一个计算单元。 5.1.4 保护面积 一楼：S1=2708m2 二楼：S2=2523m2 三楼：S3=2365m2 四楼：S4=2523m2 五楼：S5=2179m2 六楼：S6=2380m2 5.1.5 计算单元的需配最低灭火级别 灭火器配置场所所需灭火级别应按下式计算: S QK U 式中： Q灭火器配置场所所需灭火级别（A 或 B） ； S灭火器配置场所的保护面积（） ； UA 类火灾或 B 类火灾的灭火器配置场所相应危险等级的灭火器配置基 准（/A 或/ B） ，依据配置场所火灾类别与火灾危险等级，查表 5 定； K修正系数，按表 6 规定取值。 表 6 灭火器最低配置基准表 扑救火的类别A类火灾B、C类火灾 场所危险等级轻危险级 中危险级 重危险级 轻危险级中危险级重危险级 单具灭火器最小灭火级 别 1A2A3A21B55B89B 每A或每B最大保护面 (m2) 10075501.51.00.5 表 7 修正系数取值（K） 计算单元K计算单元K 未设室内消火栓系统和灭火系统1.0 设有室内消火栓系统0.9 设有灭火系统0.7 设有室内消火栓系统和灭火系统0.5 可燃物露天堆放 甲、乙、丙类液体储罐区 可燃气体储罐区 0.3 E 类火灾场所的灭火器最低配置基准不应低于该场所内 A 类（或 B 类）火 灾的规定，因为实验楼同时存在 A 类火灾，这里按 A 类火灾计算。由于实验楼 设有室内消火栓系统，下面我们即将设计一套自动喷水系统，所以这里 K 值取 0.5. 一楼：AQ05.187527085 . 0 1 二楼：AQ82.167525235 . 0 2 三楼：AQ77.157523655 . 0 3 四楼：AQ82.167525235 . 0 4 五楼：AQ53.147521795 . 0 5 六楼：AQ87.157523805 . 06 5.1.6 确定该单元灭火器设置点数与各点的位置 根据食堂实际情况选用手提式灭火器，依照下表，可知该单元手提式灭火 器在中危险级的最大保护距离为 20m。 表 8 灭火器最大保护距离表(单位: m) 扑救火的级别A类B、C类 场所的危险等级 轻危险级中危险级重危险级轻危险级中危险级重危险级 手提式灭火器25201515129 推车式灭火器504030302418 然后运用保护圆简化设计法确定灭火器设置点。灭火器配置保护圆合格示 意图如图 5. 图 5 实验楼灭火器设计保护区域 5.1.7 计算每个灭火器设置点的需配灭火级别 利用公式可得： e QQN 计算单元中每个设置点的灭火级别应按下式计算： N Q Qe 式中： Q灭火器配置场所所需灭火级别（A 或 B） ； N计算单元中的灭火器设置点的数量，主要依据计算单元尺寸与最大保 护距离等因素来综合考虑。 一楼：AAQe3605.18 1 二楼：AAQe8 . 2682.16 2 三楼：AAQe63 . 2 677.15 3 四楼；AAQe8 . 2682.16 4 五楼；AAQe42 . 2 653.14 5 六楼：AAQe65 . 2 687.15 6 5.1.8 确定每个设置点灭火器的类型、规格与数量 1) 类型的选择 根据规范，E 类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火 器或二氧化碳灭火器。为了兼顾 A 类火灾，最好选择磷酸铵盐干粉灭火器。 2）规格与数量的确定 查规范表 6.2.1 得知，中危险级每具灭火器灭火级别为 2A。再查规范附录 A 得知，5kg 磷酸铵盐干粉 ABC 干粉灭火器的最大灭火级别为 3A。 一楼： 具1 3 3 取 1 具。故每个设置点设置 1 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 MF/ABC5；该单 元有 6 个灭火器设置点，所以应配 6 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 ABC8 干粉灭 火器，即 MF/ABC56。 二楼： 具，93 . 0 3 8 . 2 取 1 具。故每个设置点设置 1 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 MF/ABC5；该单 元有 6 个灭火器设置点，所以应配 6 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 ABC8 干粉灭 火器，即 MF/ABC56。 三至六楼同二楼，每个设置点设置 1 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 MF/ABC5，每层配 6 具 5kg 磷酸铵盐干粉灭火器 ABC8 干粉灭火器，即 MF/ABC56。 全楼共有 36 具灭火器。 表 9 手提式灭火器类型、规格和灭火级别 灭火剂充装量 （规格） 灭火级别 灭火器类型 Lkg 灭火器类型规格代码 （型号） A 类B 类 1MF/ABC11A21B 2MF/ABC21A21B 3MF/ABC32A34B 4MF/ABC42A55B 5MF/ABC53A89B 6MF/ABC63A89B 干粉 （磷酸铵盐） 8MF/ABC84A144B 10MF/ABC106A144B 5.1.9 验算 (1)该单元实际配置的所有灭火器的灭火级别验算如下： 一楼： 1 36 1 1 1836)( 1QAAQQ i it （点）具 二楼： 2 36 1 2 82.161836)( 1QAAAQQ i it （点）具 三楼： 3 36 1 3 77.151836)( 1QAAAQQ i it （点）具 四楼： 4 36 1 4 82.161836)( 1QAAAQQ i it （点）具 五楼： 5 36 1 5 53.141836)( 1QAAAQQ i it （点）具 六楼： 6 36 1 6 87.151836)( 1QAAAQQ i it （点）具 符合要求。 (2)每个灭火器设置点实际配置的所有灭火器的灭火级别验算如下： 一楼： 11 33)( 1 e i s QAAQQ具 二楼： 22 8 . 233)( 1 e i s QAAAQQ具 三楼： 33 63 . 2 33)( 1 e i s QAAAQQ具 四楼： 44 8 . 233)( 1 e i s QAAAQQ具 五楼： 55 42. 233)( 1 e i s QAAAQQ具 六楼： 66 65. 233)( 1 e i s QAAAQQ具 符合建筑灭火器配置设计规范第 7.1.2 条规定 中危险级每具灭火器最小配置规格为 3A；符合建筑灭火器配置设计规范 第 6.2.1 条规定。 (4)每层配置灭火器总数=6 具2 具，符合建筑灭火器配置设计规范第 6.1.2 条规定。 (5)每个设置点配置灭火器数为 12 具5 具，符合建筑灭火器配置设计规 范第 6.1.2 条规定。 (6)每个灭火器设置点与该单元内最远点距离不得超过最大保护距离，经验 算符合要求，在每个灭火分区单元内灭火器设置点与该单元内的最远点距离都 小于最大保护距离。 5.1.10 确定灭火器的设置方式和要求 手提式灭火器应设置在灭火器箱内或挂钩、托架上，以防止灭火器被水浸 渍、受潮、生锈，及被随意挪动或碰翻；对于地面铺设大理石、地板或地毯、 环境干燥、洁净的建筑场所，也可直接放置在地面上，如无尘电子车间、电子 计算机房、通信机房和宾馆等场所。 由于实验楼内现有一些灭火器箱，所以可以利用起来并增补至足够的数量。 改进后的灭火器布置图见附录。 5.2 消防疏散通道的改进 5.2.1 消防疏散通道的宽度 在上文 4.3 中我们发现了该楼偶尔出现拥堵现象。根据研究我们认为一方 面原因是学生习惯导致一副楼梯人数较多，一副楼梯人数较少；另一方面楼梯 的确不够宽。根据实验楼四层及以上教室数估算每层人数峰值约为 600 人，三 层及以下人数在 100 人以内，由表五我们可以算出因此疏散楼梯宽度应不小于 6m。由于学生使用的只有两副疏散楼梯，其总宽度为 4.75m，显然是不符合要 求的。 由于该建筑已经落成近十年，消防疏散通道的拓宽有困难。比较好的方法 是在楼外搭建楼梯。不过根据我们研究图纸和实际调查发现，该实验楼设计并 建造了三副楼梯，但一副楼梯多数楼层常年上锁无法打开，而且一楼通道堆积 了大量杂物堵住了出口难以通行。这副楼梯的宽度为 1.6m，三副楼梯宽度和为 6.35m，大于 6m，因此只要清理出这一副楼梯，并安装上防火门，就获得了足 够的疏散通道宽度。 所以在下面我们安排疏散路线时会使用这副楼梯。 5.2.2 疏散标志和应急照明 （1）制作一批消防安全疏散标志投入使用，并有人定期检查维护。 1）消防安全疏散标志的设置应根据建筑物的用途、建筑规模、使用人员 特点和室内环境等因素选用。 2）设置消防安全疏散标志时，标志内容应清晰、简洁、明确，并与所要 表达的内容相一致，不应相互矛盾或重复。 3）消防安全疏散标志应设在醒目位置，不应设置在经常被遮挡的位置 （本标准另有规定者除外） ，疏散出口、安全出口等疏散指示标志不应设置在可 开启的门、窗扇上或其它可移动的物体上。 （2）在楼梯间、走廊和实验室内安装应急照明设备和疏散导流标志。 当正常照明电源中断时，应能在 5s 内自动切换成应急照明电源，且标志表 面的最低平均照度和照度均匀度仍应符合日常情况下的要求。 疏散导流标志应沿疏散通道和通向安全出口或疏散出口的设计路线设置。 在联合设置电光源型和蓄光型等其他类型的消防安全疏散标志系统中，蓄光型 等其他类型的消防安全疏散标志宜用作辅助标志。 安装位置： （1）安装在疏散走道、疏散门、太平门和居住建筑内长度超过 20m 的内走 道的墙面上顶棚上、门顶部、转角处； （2）安装高度距本楼层地面 1.5-1.8m 处； （3）安装在非燃烧材料或难燃烧材料上，并应有玻璃或其它非燃症材料制 成的透明保护罩； （4）事故照明和疏散指示标志应有备用电源，并有一定的光照度。 在安装有事故照明和疏散指示标志的场所，应同时安装事故广播系统。以 便在紧急情况下同时有声光效应，使人员尽快有秩序地疏散。 5.2.3 安全疏散路线 图 6 消防安全疏散路线图 5.3 自动喷水灭火系统设计 设计对象全年气温在-1-38之间，为严格遵守喷规要求，本次设计 采用干式自动喷水系统。 5.3.1 确定火灾危险等级 根据 GB 500842001自动喷水灭火系统设计规范,实验楼危险等级为 中 I 危险等级。 5.3.2 设计技术数据 确定设计技术数据为： 设计喷水强度：；)./(min0 . 6 2 mLq 设计作用面积：A=160m2； 最不利点处喷头工作压力：P0=0.1Mpa。 5.3.3 选择与布置喷头 （1） 选择喷头 干式自动喷水系统应采取直立型喷头或干式下垂型喷头。由于实验楼内几 乎没有热源，因此大部分区域可选择普通级闭式直立型洒水喷头。本系统采闭 式 68下垂型玻璃球式洒水喷头，其动作温度为 68，公称直径 15mm，额 定工作压力为 1.2MPa，流量特性系数 K=804。 （2） 确定喷头的布置形式和布置间距 喷头保护面积计算公式： q PK q q A o 0 10 4 4 式中：A每个喷头的保护面积，m2； 最不利点喷头喷水量，L/min； o q 设计喷水强度，L/(minm2)； q 最不利点处工作压力，Mpa。 0 p K喷头的流量特性系数（本系统的喷头 k=80） 由于实验楼属于中 I 危险等级,故每个喷头的保护面积为： 20 3 . 13 6 1 . 0108010 4 4 m MPa q PK q q A o 喷头的布置主要依据自动喷水灭火系统设计规范中关于保护面积和间 距的规定，以及建筑消防给排水工程中有关喷头布置要求而设置。 采用正方形布置时（如图 7 所示） ，喷头的布置间距可按下式计算。 AS 图 7 正方形布置喷头示意图 中 I 危险等级中: m65 . 3 3 . 13AS 取最大喷头间距为 3.6m。 mR55 . 2 26 . 32 以上计算的只是按正方形布置，喷水强度时的喷头的间距，其 2 min/6mm 他喷水强度的标准喷头布置间距在自动喷水灭火系统设计规范都有规定， 见表 10。 表 10 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷水强度 )min/( 2 mL 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 大的保护面积 (m2) 喷头与边墙的 最大距离(m) 44.44.520.02.2 63.64.012.51.8 83.43.611.51.7 12203.03.69.01.5 注：1.仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头检举应做到地面不留漏喷空白点确定； 2.货架内喷头的检举不应小于 2m，并不应大于 3m。 按照规范上的相关规定，本着所布置的喷头的保护半径在地面上的投影,使 地面不留空白点的原则,以及有利于均匀布水的位置的原则，本设计采取了正方 形布置与长方形布置结合的方式来布置喷头。以上的表 1.1 列出的只是最大的 喷头间距，考虑到房间的实际状况和布置美观等要求，本建筑的喷头布置如消 防平面图所示。 （3）系统管道及组件布置 管道采用镀锌钢管，每根配水支管或配水管的直径不应小于 25mm，每 根配水支管上设置的喷头数均不超过 8 个； 系统的管路设 0.003 的坡度坡向配水立管，以便泄水排污； 自动喷水灭火系统设计规范中规定：自动喷水灭火系统应设置报警 阀组。报警阀组宜设置在安全易于操作的地点，报警阀距地面的高度宜为 1.2m。一个报警阀组控制的喷头数不宜超过 800 只。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。当水流指示器入口前设置控制阀时，应采用信号阀。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、楼层的最不利点喷 头处，均应设直径为 25mm 的试水阀。 根据以上规定，本设计中设置两个湿式报警阀组，分别控制主楼和副楼 的喷淋头。在每个楼层的水平干管上设一个水流指示器，水流指示器前设一个 信号阀，在每层最远点的喷头处设一末端试水装置。 5.3.4 确定最不利保护面积 确定最不利作用面积在管网中位置（必要时可由水力计算确定） ，作用面积 的形状为矩形，其长边平行于配水支管，其长度不小于作用面积平方根的 12 倍，喷头数若有小数就进位成整数。当配水支管的实际长度小于边长的计算值 时，作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。 干式系统的作用面积应按喷规表 5.0.1 规定值的 13 倍确定。所以作 用面积为，最不利作用面积长 L 不小于 17.3m，取 10 个喷 2 2083 . 1mAA 头进行计算。 5.3.5 确定计算区域 先要确定 160 平方设计作用面积的位置，根据规范需要取它的长边平行于 配水支管，根据本建筑内房间面积和管道的走向等一些实际的问题来确定这个 面积范围。所以，确定的区域如计算图所示。 5.3.6 水力计算 采用逐点法计算，查表 11 得出的管网管径。 表 11 轻、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数 控制的标准喷头数（只）公称直径 (mm) 轻危险级中危险级 2511 3233 4054 50108 651812 804832 100 64 计算公式 1) 喷头的流量计算公式： PKq10 式中：q喷头流量, L/min； P喷头工作压力, MPa； K喷头流量系数,（本系统的喷头 K=80） 。 2) 管道内水的平均流速计算公式： nnpQ Kv )1( 式中：v管道内水的平均流速,m/s； Q管段流量,L/min； 流速系数，不同管径的流速系统见表 1.3。 p K 表 12 流速系数值 p K 管 径 (mm) 253240507080100150 管材 流 速 系 数 钢管 1.8831.050.80.470.2830.2040.1150.053 3) 每米管道的水头损失计算公式： d v j i 3 . 1 2 00000107 . 0 式中：i每米管道的水头损失，MPa/s； v管道内水的平均流速，m/s； dj管道的计算内径，mm；取值应按管道内径减 1mm 确定。 4) 管道的水头损失计算公式： h=iL 式中：i每米管道的水头损失，MPa/s； L管道的长度，m。 管道的局部水头损失可把局部的管件换算成当量长度的管径（见表 13） 。 表 13 当量长度表（m） 管件直径（mm）管件 名称 253240506580100125150 45 弯头 0.30.30.60.60.90.91.21.52.1 90 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 确定 11-12-a-b-c-d-e 为计算管路，见图 8 图8 最不利面积及计算管路 计算结果详见表 14。 表 14 水力计算表 节点管段 节点水压 H/MPa 节点流量 q/Ls-1 管段流量 Q/Ls-1 管径d/mm流速v/ms-1 单位