建筑消防技术课程设计任务书

南华大学环境保护与安全工程学院设计名称某教学楼消防系统设计班级安工101姓名徐凯学号20104670115指导教师谢超2013年12月建筑消防技术课程设计任务书一、建筑消防技术课程设计的目的使学生更好地熟悉和掌握专业主干课建筑消防技术的基本理论和几种灭火系统的设计及计算过程，包括相关法律法规的要求，重点在于1、熟悉建筑防火分区平面布置、安全疏散；2、掌握消火栓及自动喷水灭火系统的设计、布置、水力计算等；3、熟悉气体灭火系统的设计及计算；4、熟悉泡沫灭火系统的设计及计算；5、熟悉防烟排烟技术、消防电气、火灾自动报警与消防联动控制；6、了解建筑设计防火规范的规定，并了解相关消防法律法规的要求。二、XX建筑物概况1、总建筑面积9800M2；高198M，共6层，属于一类民用建筑。2、耐火等级一级3、结构形式、装修材料等基本情况；4、建筑物位置、人口密度。三、课程设计的主要内容1、参观建筑物消防系统并绘制基本框架图形（1天）；2、消防系统类型的选择及初步设计（1天）；3、消防系统整体设计及计算（3天）；4、绘制消防系统设计图纸（2天）；5、报告的编制与修改（3天）。四、课程设计要求1、完成时间2周；2、要求每个学生完成课程设计书一份，约5000字。要求学生对所设计的内容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规范及相关参考书籍的要求，计算正确，计算书书写工整、清晰，文笔流畅。设计合理，文字线条优美，图表清晰，符合规范；3、独立完成。五、主要参考书1、建筑消防技术，科学出版社，2006年；2、建筑设计防火规范（GB500162006）；3、建筑防火设计手册，北京中国建筑工业出版社，1998；4、建筑灭火设计手册，北京中国建筑工业出版社，1999；5、建筑消防系统，北京中国建筑工业出版社，1997；6、高层民用建筑设计防火规范（GB5004595）；7、二氧化碳灭火系统设计规范（GB5019393）；8、低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB5015192）；9、高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范（GB5019693）；10、火灾自动报警系统设计规范（GB5011698）。前言随着我国经济建设的快速发展，建筑业正在发生日新月异的变化，建筑物的装修材料也趋向多样化，用电负荷和火灾负荷也不断增大，对消防工作提出了更高、更严格的要求。江泽民总书记曾经提出“隐患险于明火，防范甚于救灾，责任重于泰山”的消防工作指导核心，强调了防火防爆的重要性。消防工作是基础知识、专业知识、国家法律与工程设计、施工和管理的有机结合。1998年9月1日中华人民共和国消防法正式实施。她标志着消防法制建设迈上了一个新台阶，使预防火灾和减少火灾危害的工作有法可依，公民人身、公共财产和公民财产的安全进一步得到保障从而促进社会主义现代化建设事业的顺利进行。该课程设计主要是针对某教学楼的基本情况，设计消防系统。内容涉及建筑物的危险等级、火灾类别、湿式自动喷水灭火系统的组成元件及系统的水力计算等相关方面的知识目录第一章某教学楼总平面布局防火设计111工程概况112建筑总平面防火及防火分区2121消防车道设计2122消防控制室位置及功能2123安全疏散设计2第二章某教学楼消防给水系统设计类型选择421消火栓给水系统422自动喷水灭火消防系统5第三章设计计算书731消火栓消防给水系统的计算732消火栓给水系统器材的选取1133自动喷水灭火系统及其有关计算12331自动喷水灭火系统计算及器材选择12332自动喷水灭火系统平面布置15第四章火灾自动报警与消防联动控制系统1741方案的确定1742探测回路1843消防广播系统和警报装置1844消防电话系统1945消防联动控制系统19参考文献20后记21第一章某教学楼总平面布局防火设计合理的进行城市的总体布局，对保障建筑物的安全有直接的关系。在进行某楼的总平面防火设计中，应该首先满足城市规划的要求，其次还要根据建筑物的使用性质、建筑结构、火灾危险性、地理环境等因素，严格的按照建筑设计防火规范的规定合理设置进行合理布局。11工程概况该教学楼为一类高层民用建筑，平面布置成长方形，东西长为50M，南北宽为34M，建筑高度为198M,层数为6层，每层高为33M，建筑总面积为9800。该教学楼为砖混结构，使用设计年限为50年，耐火等级为一级，建筑美观、大方，适应现代都市建设。该教学楼的周围环境良好，人口密度小，交通便利，地理位置优越，主体建筑与周围邻近建筑的防火间距均大于13M，符合规范要求。其平面布置图如下图图11教学楼平面布置图12建筑总平面防火及防火分区121消防车道设计外环路周边环道构成了主体建筑的消防环道，总体设计消防车道宽度为50M，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妨碍等高消防车操作的树木和架空管线。122消防控制室位置及功能消防控制室设在首层，设直接对外出入口。控制室将及时获得火灾的信息，并发出各类信号和指令进行消防操作与监控。123安全疏散设计为保证楼内人员在因火灾造成的各种危险中的安全，此商场安全疏散的基本条件和高层民用建筑设计防火规范的要求，该教学楼设计参数如下1、限制使用影响疏散的建筑材料，以避免火灾发生时有可能成为疏散障碍的因素。2、布置合理的安全疏散路线，设置明显的指示标记，应急灯及安全出口指示标记。3、根据建筑的规模、性质、容纳人数，布置合理安全疏散设施包括安全出口、事故照明、防烟、排烟设施，疏散楼梯采取防烟楼梯、封闭楼梯两种，疏散走道为20M宽，安全疏散距离为30M。安全疏散如下图。图12教学楼安全疏散图第二章某教学楼消防给水系统设计类型选择某教学楼为多层民用建筑，而且地处于市中心，人口密集，消防水源来自于城市的自来水管网。21消火栓给水系统1消火栓的最不利点压力为满足本教学楼能够及时扑灭火灾，在消防给水设计时应满足取水方式的水压要求。一辆消防车平均两支水枪，出水量总和约为10L/S。当流量为10L/S、直径65MM衬胶水带带长度为25M时的水头损失为0086MPA，消火栓与消防车水罐入口的标高差约为15M。两者合计约为010MPA。因此，最不利点消火栓的压力不小于010MPA。2消防用水量标准本建筑高192米，属于高危险级根据高层民用建筑设计防火规范的规定及建筑物属性用水量标准室外消防用水量为30L/S，室内消防用水量应为30L/S，但由于建筑物高度小于50米，且设有自动喷淋灭火装置，因此其室内消防用水量可减至25L/S，则每根竖管最小流量为10L/S，由于采用双出口消火栓，因此每枝水枪最小流量为5L/S。3室内消火栓系统选择特点（1）每个消火栓处应设启动消防水泵的按钮，并应设置保护按钮的措施。室内消火栓给水管网宜与自动喷水灭火系统的管网分开设置；当合用消防泵时，供水管路应在报警阀前分开设置，另外室内设水泵接合器，以便消防车接入，保证消防安全可靠；（2）高层建筑室内消火栓的直径采用65，配备的水龙带长度不应超过25米，水枪喷嘴口径19；（3）立管管径为100，管材用钢塑管，消火栓直径为65，喷口直径为19，水龙带管径DN65且长度为25米，采用麻织；（4）消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，由于本建筑物层高为192M,属于高层建筑，因此按照规范消火栓充实水柱不小于10M；（5）消火栓的作用半径不得大于30米，按此原则在建筑物内布置消火栓并确定其数量；（6）室内消火栓栓口处的出水压力大于05MPA时，应设置减压设施；静水压力大于10MPA时，应采用分区给水系统。22自动喷水灭火消防系统根据各系统的适用范围及优缺点，本建筑物采用湿式自动喷水灭火系统。其基本组成包括水源、加压设施、稳压实施、报警阀组、管网及闭式喷头等部分。其工作原理如图21图21湿式自动喷水灭火系统组成示意布置要求（1）物内的供水干管一般宜布置成环状，进水管不宜少于两条。当一条进水管发生故障时，另一条进水管仍能保证全部用水量和水压；（2）阀应设在距地面高度0815M范围内的没有冰冻危险、易于排水、管理维护方便而明显的地点；（3）设在便于维修的地方。分隔阀门应经常处于开户状态，一般用锁链锁住，分隔阀门最好采用明杆阀门；（4）铃宜装在报警阀附近，与报警的连接管应采用镀锌钢管。其长度不大于6米时，管径为15MM；大于6米时，管径为20，但最大长度不应大于20米；（5）自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水管网应分开独立设置；（6）水灭火系统报警阀后的管道上不应设置其它用水设施；（7）水灭火系统就设消防水泵接合器，一般不宜少于两个；（8）喷水灭火系统就设有报警阀、控制阀、水力警铃、系统检验装置、压力表，控制阀上就高有启闭指示装置；（9）水灭火系统应设水流指示器、压力开关等辅助电动报警装置。第三章设计计算书31消火栓消防给水系统的计算11、充实水柱的计算2充实水柱按下列公式计算3M12H/SIN4式中为消防水枪充实水柱的长度；为室内最高着火点离地面的高MH度；为消防水枪喷嘴离地面的高度，一般取11M；为消防水枪的上倾角，2一般取45度，最大不应超过60度。5M12/SIN36456参照建规8437，层数超过6层的公共建筑水枪的充实水柱不应小于10M。取充实水柱长度为12M。MH7消火栓保护半径MLRMSD52817025871088消火栓布置间距参照建规843室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有2支水枪的充实水柱同时到达任何部位。故消火栓布置间距按保2股水柱到达室内同层任何部位计算。2SRB8573M（其中消火栓最大保护宽度B为8M）根据高规规定，消火栓间距不应大于30M，裙楼不应大于50M。该消火栓布置间距2737M5L/S，满足要求。11消火栓栓口所需水压1水龙带水头损失按下式计算2DZDXHHALQ式中水龙带水头损失，MH2ODH时机通过的消防流量，L/SXQ水龙带长度，MD水龙带阻力系数，由下表查得ZA表34阻力系数值ZA式中52；25000430XHQDLZA计算得291MH2ODH2消火栓栓口所需水压由下式计算XHHXHQDH式中消火栓栓口水压，MH2OXHH水枪喷嘴造成一定充实水柱所需的水压，MH2OQ水龙带的水头损失，MH2OD其中1688291QHDH故计算得1979MH2OX12消火栓给水管的确定室内消防用水量等于或大于30L/S时，建筑物内每根竖管的流量不小于3支水枪的用水量，故消防立管流量Q3515L/S，消火栓给水管道中流速宜采用14至18M/S,取。SMV/81由公式得D101MM,故消火栓立管采用DN100钢管,4D18M/S，I007KPA/M。13消防扬程消防栓距地面为11M，所以计算管段的长度L为171M（楼层总高为192M）最不利点消防栓与消防水池水位标高之差为171MZH管路总水头损失OMHLILIW2810最不利点消火栓所需的工作压力HXH279故消火栓系统所需的扬程为OMHHXHWZB2047579128715215根据30L/S，45054700MH2O选择消防水泵2台（1用1备），型号XBD40120TB，其参数为流量Q40L/S，扬程60M。配带电机型H泵号为Y2280M2，电机功率为57KW。14水泵结合器数量（1015）30（1015）2个由计算可知，应为室内消火栓系统设置2个水泵接合器，每个水泵接合器用DN175MM的镀锌钢管接至室内消火栓管网上。15消防水箱1水箱高度如果由高位水箱重力流保证建筑物最不利消火栓灭火所需要的充实水柱长度，则高位水箱高度按下式计算OMHHWDQ207289186式中水枪喷嘴造成设计所需要的充实水柱长度时所需水压，MH2O，查Q表33可得；2水箱的体积V30L/S600S18000L18，高规规定当室内消防用水量超过3M25L/S，经计算水箱的消防贮水量超过18时，仍可采用18。33M32消火栓给水系统器材的选取建筑设计防火规范GB500162006第8315条“超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，当确有困难时，可设置干式消防竖管和不带消火栓箱的DN65的室内消火栓。消防竖管的直径不应小于DN65。”同时，规范中表841室内消火栓用水量中住宅的室内消防用水量为5L/S，每根竖管最小流量为5L/S，同时使用水枪数量为2支。第8436条同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。从规范的要求来看应尽量采用湿式系统。采用湿式系统时，根据每根竖管最小流量5L/S和每支水枪的出水量25L/S，可以采用DN65的消防立管（14M/S流速）和DN50的消防栓。此时，应设消防箱，并内设水龙带和水枪等。如果采用干式消防竖管，（确有困难时）可采用DN65的消防立管，不设消防箱，此时应采用DN65的消防栓。采用湿式统时，设DN50的消防栓，与表841水枪的出水量相对应；采用干式系统，不设消防箱时，规范要求设DN65的栓，主要是为与消防队员自己携带的水龙带统一口径。综上所述，本设计所选用的器材24支水枪，其规格一端口径19MM；另一端65MM；24条水龙带，其规格长度25M；口径65MM；24个消防栓，其规格直径65MM；4根消防立管，其规格直径100MM。2个消防水泵，其型号XBD40120TB。因此，某教学楼内消火栓立面布置如图31。图31消火栓布置图（16）层33自动喷水灭火系统及其有关计算331自动喷水灭火系统计算及器材选择1喷头的出水量按下式计算QK10P（其中K为喷头流量系数，取80。）Q80180L/MIN3/S各层压力均按01考虑，则出水量为133L/S。MPA2每个喷头的保护面积计算U014/QA最不利点喷头喷水量，L/MIN0Q设计喷水强度，L/U2MIN该教学楼最不利点喷头的喷水压力为01MPA时的喷水量，为80L/MIN，喷头的设计喷水强度为4L/，所以每个喷头的保护面积为2I20M2。4801A3喷头的布置间距若按正方形布置MAD47201式中D喷头呈正方形布置时的边长，M若按长方形布置3521因此选用直径为15MM直立型喷头，喷头的布置间距取5M,4喷头的数量限制喷头的数量受管径的限制，由表35确定表35一般场所喷洒管网管径的初步确定管径/MM253240507080100最多喷头数/个1345891213323364根据表35，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100MM，所以喷头应采用3364个5管道水流速的校核流速表达公式PSPQKV式中，为流速，M/S；为流速系数，M/L；为流量，L/S。PVSP表310流速系数表（单位M/L）S管径/MM管材1520253240507080100125150200250585301518831050804702830204011500750053钢管铸铁管012700810056600310021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0115M/L，管材的流量为11L/S,管道流速0115111265M/S5M/S，满足一般工程设计的管道水流速要求。PV6管道水头损失计算管道的水头损失主要包括三个部分沿程水头损失、局部水头损失和报警阀水头损失。沿程水头损失MPADVI034126507017332局部水头损失取沿程损失的20计算，约为为0007MPA7系统入口处压力及水泵选择00340000700201221241ZPHHPA式中H系统入口处所需压力，MPAH管道沿程和局部的水头损失的累计值（），湿式报警阀、水流指示器取值002MPA，雨淋阀取值007；P0最不利点处喷头的工作压力，；PAZ最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中线之间的高程差，当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值，。MPA则喷淋泵选用XBD6/401503型2台（一用一备）。配套功率为37KW，扬程为60M,进出口径为DN150综上所述，本设计所选用的器材60喷头，其规格为直径15MM；管径为25MM，32MM的钢管各6根；管径为50MM，70MM，80MM的钢管各12根；管径为100MM的钢管6根。332自动喷水灭火系统平面布置自动喷水灭火系统喷头布置立体图图32自动喷水灭火系统喷头布置图自动喷水灭火系统平面布置图如下图33自动喷水灭火系统平面布置图第四章火灾自动报警与消防联动控制系统41方案的确定根据高层民用建筑设计防火规范和火灾自动报警系统设计规范，该工程为一类高层建筑，是一级火灾自动报警保护对象。本建筑的火灾自动报警及消防联动控制系统采用集中报警系统，它有下列部分组成1、消防控制室（设于首层）内设集中报警控制器，总线联动控制盘和多线联动控制盘，消防电话总机、火灾广播设备。2、探测回路1）感温探测器设于其它平时有烟场所；2）感烟探测器设于住宅部分的电梯前室、公共走道、疏散楼梯及除卫生间外的所有房间、消防泵房、值班室等所有公建用房；3）消火栓按钮所有消火栓（水道专业提供）内；4）手动报警按钮住宅部分的公共区域；5）水流指示器和湿式报警阀水道专业提供位置。3、控制回路1）消防广播和声光报警器设置部位同探测器；2）正压送风机设于屋顶。4、其它应急照明和疏散指示照明，设置部位如下1）消防电梯由建筑专业提供，住宅部分的公共走廊、电梯前室和疏散楼梯；2）控制中心的组成、功能、特点控制中心设于首层，双路电源供电，末端自动切换，其组成前面已述。在本设计中选用的火灾报警控制器为SAN040型智能火灾报警控制器，其主要特点有1）采用微电脑控制，配置32KBYTE高性能监控软件，总线数据传输采用PWM方式，抗干扰性强；2）与探测器及模块的连接采用无极性二总线方式，用树枝或环形结构均可；3）内设运行存贮器（即黑匣子）且不会因断电而丢失，为分析火灾原因提供可靠依据；本设计中选用的联动控制为SAN100型，其特点为1）插箱式结构，可根据受控设备的数量任意组合；2）联动设备通过模块与探测器挂接在同一总线上，实现全总线控制方式；3）“自动”、“手动”及“禁止”转换开关的设计，可杜绝误操作。本设计选取用的多线制动控制盘采用SAN110型，专门用来控制消防系统中的主要消防设备，如消防泵、排烟机、送风机等，与SAN040控制器配接后，通过联动逻辑关系实现对联动设备的自动联动控制，也可利用联动控制盘上的启动按键对联动设备进行手动控制。42探测回路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。手动报警按钮应设在各层出入口明显位置，高度15M，并满足在一个防火分区内任何位置到最邻近的手报按钮的步行距离不大于25M（在这一点上执行的是JGJ/T1692,国标GB5011698要求的是30M）。43消防广播系统和警报装置本设计装置了总线消防广播系统，消防广播平时兼作背景音乐和正常广播，发生火灾时，由控制中心输出单元通过信号线相关声光报警驱动模块或总线消防广播模块发出指令，若地下室发生火灾，则接通地下各层及首层；若首层发生火灾，则接通地下各层，首层及二层；若二层或以上发生火灾，应先接通火灾层及相邻的上下层，以帮助现场人员疏散逃生，消防广播扬声器不应低于3W，且应满足在一个防火分区内任何位置到邻近的扬声器的步行距离不大于25M的要求。根据各层建筑的格局，每层设置了若干数量的总线消防广播模块，对各层的扬声器分区域进行控制。为确保在火灾时报警区域发送火灾警报信叫，本设计除了设置灭火应急广播系统外，还在各报警区域内主要通道进出口、楼梯口、电梯前室、手报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。44消防电话系统消防电话系统为多线制消防电话系统，根据工程需要的数量来确定电话主机的容量，按照规范要求，设计中在消防水泵房、变配电所、主要通风和空调机房、电梯机房、值班室、控制中心设置了消防电话分机；在各层的手动报警按钮处设电话插孔，由控制中心电话总机以放射式布线，引至消防电话分机和电话插孔。消防电话总机与电话分机或电话插孔之间呼叫方式是直通的，线路为独立布线，是独立的消防通信网络。由于地上各层的层面积并不是很大，根据建筑的格局部分的电话插孔合用一个电话回路，控制中心电话主机的容量要求为大于60路，最后选取用主机容量为80路。45消防联动控制系统消防联动控制系统就是控制中心输出单元，是消防设备，非消防设备发出控制信号的。是在对火灾确认后的处理单元，消防联动控