消防工程毕业设计论文VIP

1、第章 绪论1.1 现代火灾的形成“火灾”，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。火，给人类带来文明进步、光明和温暖。但是，失去控制的火，就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。据统

2、计，我国70年代火灾年平均损失不到2 .5亿元，80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。现代建筑的起火原因有多种，主要有：生活和生产用火不慎、违反生产安全制度、电气设备设计安装使用及维护不当以及自燃现象引起等。1.2 建筑火灾的发展过程

3、建筑火灾最初是发生在建筑内的某个房间或局部区域，然后由此蔓延到相邻房间或区域，以至整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。室内火灾的发展过程可以用室内烟气的平均温度随时间变化来描述，如图1.1。1.3 高层智能建筑防火要求 高层智能建筑特点 智能建筑火灾特点1.3.3 智能建筑的火灾危险性智能建筑自身的上述特点，使其火灾危险性具有以下四个特征：（1）火势蔓延快、烟气扩散快智能建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气管道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理得不好，发生火灾时会成为火势迅速蔓延的途径。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的办公楼、科研楼等智能建筑，一般室内可燃物比较多，有的智能建筑还有可燃

4、物品库房，一旦起火，燃烧猛烈，容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度喂0.3m/s；在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.53m/s;烟气沿楼梯间或其他竖向管道井扩散速度为34m/s。如一座高度为100m的智能建筑，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟就能沿竖向管道井扩散到顶层。此外，助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多，其中风对智能建筑火灾的影响较大，风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大。（2）人员疏散困难智能建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长、人员疏散到地面或其他安全场所的时间长，而发生火灾时由于各种竖井拔气力大，火势和烟雾

5、蔓延快，增加了疏散的困难。（3）火灾扑救难度大高层智能建筑发生火灾时，从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自救，即主要是依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，建筑内部的消防设施维护保养还不是很完善，因此扑救智能建筑火灾往往遇到较大的困难。另外，高层智能建筑的消防用水量是根据我国目前的技术经济水平，按一般高层建筑的火灾规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水量显然不足，需要用消防车向高楼供水，因而对消防技术装备提出了更高的要求。（4）火险隐患多、火灾损失重智能建筑综合性强、建筑功能复杂、可燃物多，火险隐患多，且容易造成消防安全管理不严，潜在的火险隐患多；一旦起火，易行成大面积火灾，

6、火势蔓延快，扑救疏散困难，势必火灾损失严重。1.4 本文的工作内容故本文基于以上关于消防安全的原则及要求，应完成对黑龙江省检察院综合楼全面的消防系统设计。其中包括：对建筑进行防火分区；室内消防栓灭火系统的设计，自动水喷淋系统的设计以及消防给水系统的设计计算；建筑防排烟系统的设计；对建筑消防设备联动控制系统的设计。设计应本着科学严谨，实用有效的原则进行。第2章 工程概况及建筑平面设计2.1 工程概况2.3 防火分区防火分区的定义及类型防火分区的划分从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火分区面积大

7、小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。黑龙江省检察院综合大楼属于一类高层建筑，并设有自动喷水灭火系统，依据高规，防火分区最大允许建筑面积为：地上部分，4000 m；地下部分，2000 m。3因为本建筑每一层都不超过规范中要求的防火分区的最小面积，故水平方向每层为一防火分区，设备室、配电室、空调机房、消防控制室等单独由耐火极限不小于2h的隔墙，1.5h的楼板和甲级防火门与其他部位隔开。竖向防火分区也以每个楼层为一区，由具有一定耐火能力的钢筋混凝土楼板作分隔构件。防火分隔物构造及要求2.3.4 特殊部位和房间的防火分隔和布置2.4 本

8、章小结第3章 高层建筑灭火系统设计3.1 消火栓灭火系统消火栓给水系统设计方案该建筑为建筑高度小于50m的一类民用高层建筑。建筑面积小于600 m。由给排水设计手册确定：室内消防水量为30L/s，室外消防水量为30L/s，火灾延续时间为3h。采用水泵、水箱联合供水的不分区消火栓给水系统，在火灾发生的10min之内的消防用水贮存在高位消防水箱，火灾延续时间内消防用水贮存在室外消防水池内。消火栓给水系统设计图 3.1 倾斜射流的Sk若上倾角按45°考虑，则 (3.1)式中， 水枪充实水柱，m； 建筑物层高，m；水枪喷嘴离地面高度，m。首层： 标准层：故本设计中，消火栓充实水柱长度取10m

9、。b. 消火栓保护半径的计算消火栓保护半径计算如下： (3.2)式中，消火栓保护半径；水带敷设长度，m，考虑到水带的转弯曲折，应为水带长度乘以折减系数0.9；水枪充实水柱长度的平面投影长度，m，。代入数据可得，c. 消火栓间距的计算消火栓的间距不宜大于30m，本设计中消火栓采用单排布置及在消防电梯、客梯前室布置，其间距计算如下： （3.3）式中， 消火栓间距，m；消火栓保护半径，m。走廊的长度为40m,故每排布置两个消防栓，如图3.2。d. 屋顶消火栓的设置（）屋顶消火栓的设置数应为12个；（）屋顶消火栓应设压力显示装置；（）采暖地区屋顶消火栓可设在屋顶出口处或水箱间内，不应设在电梯机房内。4

10、图 3.2 室内消火栓给水系统示意图e. 管网水力计算水力计算首先要选定最不利点和最不利管线，如图3.2所示，管线ABCD为最不利管线。根据规范，此建筑发生火灾时消防栓同时使用数为六，即abcdef。消火栓a为最不利点，该消火栓的水枪保证10m充实水柱时所需压力为 （3.4）式中， 水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需压力；实验系数，与充实水柱有关，由高层建筑给排水设计（以下简称给排水设计）查表得出；实验系数，与水枪喷嘴口径有关，由给排水设计查表得出；充实水柱长度，m；水枪使用角按45°计算，由给排水设计查表得出；消火栓a水枪喷射流量 （3.5）式中， 流量系数，采用=1.0；水枪喷

11、嘴直径，mm；水枪水流特性系数，由给排水设计查表得出；水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需压力，kPa。因为每只喷嘴的喷射流量最小值为5L/s，所以计算取5L/s，由给排水设计查表计算可得，该消火栓口所需水压 mH2O （3.6）式中，水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需压力，kPa；水带的水头损失，mH2O；水带比阻；水带长度m; 水带通过的实际射流量，L/s代入数据得，mH2O 消火栓b水枪喷射流量 mH2O消火栓b水枪喷射流量 （3.7）式中， 水枪水流特性系数，由给排水设计查表得出；水带比阻，查表得出；水带长度，m消火栓c栓口水压 mH2O消火栓c水枪喷射流量 （3.8）水力计算结果见

12、表3.1。表3.1 消火栓水力计算表管段q(L/s)L(m)DN(mm)v(m/s)iL(mH2O/m)AB5.003.301000.640.00749BC10.153.301001.290.02768CD15.7637.201002.010.06678DE31.5222.001252.580.10555管路沿程损失 mH2O局部水头损失按沿程损失的10%计算管路水头总损失 mH2O（1） 消防水箱的计算a 消防水箱贮水量的计算消防水箱应储存扑救建筑物初期（10min）火灾的室内消防用水量，其有效容积可按下式计算： （3.9）式中 消防水箱有效容积，m3；室内消防用水量，L/s；水箱保证供水时

13、间，min。一般取 =10min4代入数据，得 即水箱选用的容积为18L/s。b消防水箱的设置高度根据“当建筑物高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓的静水压力不应低于0.07MPa3”的规定，水箱箱底的设置高度取 （3.10）（4）消防水泵的选型消防水泵的流量，应满足火灾发生时建筑内消火栓使用总数的每个消火栓的设计流量之和来计算。消防水泵的流量为31.52L/s,从消防水泵吸水管到消防管道最不利点的水头损失，即管路水头总损失为29.99 mH2O，消防水池中最低水位至最不利点消火栓的标高差为40.9mH2O，则消防泵扬程为mH2OMPa式中 消防水池中最低水位只最不利点消火栓的标高差。

14、选用消防泵IS100-65-315离心式单级单吸式泵两台，一台为备用泵。每台水泵流量120m3/h，扬程118m。另外还需在屋顶设置一个试验消火栓，试验时流量较小，水泵流量及扬程必能满足试验需要，故不另作计算校核。（5）消火栓的减压计算由于高低层消火栓所受水压不同，实际出水量相差很大，当上部的消火栓口出水压力满足消防灭火要求时，下部的消火栓压力过剩，消防支管减压的目的在于消除消火栓的剩余水压。当消火栓栓口出水压力大于0.50MPa时，可在消火栓栓口处加设不锈钢减压孔板或采用减压稳压消火栓减压，使消火栓的实际出水量接近设计出水量。5本设计采用孔板减压的方法，选择孔径为31mm的减压孔板，消火栓压

15、力计算见表3.2。（6）水泵接合器的选择楼内消火栓用水量为30L/s，每个水泵接合器的流量为1015L/s，故选用两个水泵接合器即可，采用外墙墙壁式，型号为SQB型，DN100。表3.2 消火栓压力计算消火栓所在层消防水泵从下而上供水动水压力（MPa）剩余压力（MPa）减压后的实际水压（MPa）孔板孔径（mm）十三0.140十二0.170.03十一0.210.07十0.240.10九0.280.14八0.310.17七0.340.20六0.380.24五0.410.27四 0.450.34三0.480.38二0.520.19D31一0.550.22D313.2 自动喷水灭火系统设计自动喷水灭火

16、系统是利用其特有的性能，在火灾时能自动喷水灭火的固定灭火方式，可使火灾在初期就能够及时得以控制，从而最大限度的减少火灾损失。自动喷水灭火系统具有灭火效率高，安全可靠，工作性能稳定，适用范围广，投资少，不污染环境等优点。广泛应用于民用建筑、工业厂房及仓库。特别适用于在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生困难的重要或火灾危险性较大的场所中应用。1为适应保护对象的需要，充分发挥自动喷水灭火系统的作用，系统具有多种形式。按喷头的封闭与否可分为闭式系统和开式系统。闭式系统装有闭式喷头，平时处于密闭状态，发生火灾后，由于热力作用，闭式喷头会自动打开喷水灭火。由于保护场所环境条件限制，要求平时闭式系统灭火

17、管网内充有水或压缩空气，因此又有湿式系统、干式系统、预作用系统、重复启闭预作用系统等多种系统类型。但露天场所不易采用闭式系统。开式系统装有开式喷头，因此，灭火管网平时不会存水。当设置场所发生火灾时，由火灾探测控制装置启动系统，所有开始喷头会同时喷水灭火或阻止火势蔓延。开式系统根据其作用不同，又分为雨淋系统、水幕系统和雨淋泡沫联用系统。图3.3 湿式自动喷水灭火系统组成示意图喷头的布置（1）确定最不利面积矩形布置的长边可按下式计算： （3.11）式中 喷头呈矩形布置时的长边长度 每只喷头的保护面积，设计中取200 。代入数据得：S=17m，布置中取17.2m，合计作用面积为227.7。图3.4

18、长方形布置示意图（2）喷头布置喷头采用长方形布置，满足喷头间距的要求，作用面积内共32个喷头，在喷头节点处编号，喷头1为系统设计最不利点，其后一直编号至喷淋泵。（3）系统设计秒流量 （3.12）（4）水力计算中危险级假定作用面积内各喷头的喷水量相等（即按节点1的流量）。节点1的水压为10mH2O，相应流量为 （3.13）从节点1开始进行水力计算，直至作用面积内最末一个喷头，且需计算到作用面积内最后一个节点9，9至立管之间的管段累积流量为37.24L/s，大于设计流量，所以从节点9开始。直到水泵位置之间的流量不再增加，仅以26L/s计算管段的阻力损失。闭式自动喷水系统管内的流速宜采用经济流速，一

19、般不大于5m/s，特殊情况下不应超过10m/s，根据以上水力计算得出的管道流速符合要求，故不必再做校核。图3.5 作用面积法喷头布置图表3.3 作用面积法水力计算节点节点压力流量L/s管编号长度m喷头n管段Q管径mm流速m/simH2O沿程损失1101.33251-22.911.33322.500.7702.2332102.662-32.922.66322.700.6601.9113103.993-42.533.99704.191.4903.7254107.984-53.347.981002.270.1850.61151015.965-63.3715.961001.850.0680.22461

20、023.946-71.91423.941252.770.1540.29371031.927-83.12131.921502.610.1090.33881037.248-92.22526.001502.200.0640.14199-立1.52526.001501.380.0200.798立-报39.92526.001501.380.0200.390报2526.001500.423报-泵15.62526.001501.380.0200.312泵-吸3.62526.001501.380.0200.072合计11.471（5）喷淋泵选型管段沿程损失 =11.471 mH2O =0.1147MPa局部水

21、头损失一般按管道沿程损失的20%来计算 =0.2×11.471 =2.22 mH2O =0.0222MPa报警阀的水头损失查表可知 （3.14） 式中 报警阀阻力系数；DN150湿式报警阀取0.00000869； 通过报警阀的流量，L/s。带入数据得最不利点喷头压力 最不利点与水池最低位的高度差 Z=39.9+3.3+4.8 =48 mH2O=0.48 MPa可得，要求喷淋泵扬程 （3.15） 故选用XBD立式消防喷淋泵两台，型号为XBD4.2/40-150×3。扬程为100 mH2O，其中一台备用，流量40L/s，功率为30kW。每个水泵接合器的流量为1015L/s，故选

22、用两个水泵接合器即可，采用外墙墙壁式，型号为SQB型，DN150。3.3 二氧化碳灭火系统3.3.1二氧化碳灭火系统综述二氧化碳灭火系统是一种有效的灭火装置，与其他气体灭火方式相比其具有对大气臭氧层无破坏且来源经济方便等优点。二氧化碳是一种惰性气体，自身无色、无味、无毒、密度比空气大50%，长期存放不变质，灭火后能很快散发，不留痕迹，在被保护物表面不留残余物，也没有毒害。适用于扑救各种可燃、易燃液体火灾和那些受到水、泡沫、干粉灭火剂的沾污而容易损坏的固体物质的火灾。另外，二氧化碳是一种不导电物质，其电绝缘性比空气还高，可用于扑救带电设备的火灾。二氧化碳系统由灭火储存装置、启动分配装置、输送释放

23、装置、监控装置等组成。二氧化碳灭火系统的工作原理是：防护区一旦发生火灾，首先火灾探测器报警，消防控制中心接到火灾信号后，启动联动装置（关闭开口，停止空调等），延时约30s后，打开启动气瓶的瓶头阀，利用气瓶中的高压气体将灭火剂储存器的容器阀打开，灭火剂经管道输送到喷头喷出实施灭火。二氧化碳灭火系统的类型按灭火方式分为：（1）全淹没气体灭火系统。图3.6 单元独立系统示意图 单元独立系统的设计设计中采用单元独立气体灭火系统的保护区一共是4间，分别为地下一层的泵房、强配电室、空调机房及位于一楼的控制室。此系统公用4套管路，选用高压全淹没灭火系统。（1）二氧化碳设计用量计算全淹没系统二氧化碳设计用量按

24、下式计算： （3.16）式中， M 二氧化碳设计用量，kg； 物质系数； 0. 2面积系数，kg/ ; 0.7体积系数，kg/； 30开口补偿系数； 折算面积，； 防护区（包括开口）总面积，； 防护区开口总面积，； 防护区的净容积，m3； 防护区容积，m3； 防护区内不燃烧体或难燃烧体的总体积，m3。 控制室的设计：控制室的尺寸为6×3.4×3.6，查表可得到控制装置的物质系数=1.2，门尺寸为0.9×2.0，故： =108.48+30×1.8 =162.48 m3 =73.447.5=65.94 m3 =1.2×（0.2×162.4

25、8+0.7×65.94） =94.38kg管网布置成均衡系统，具体见设计图纸。a管网的设计流量按下式计算 （3.17）二氧化碳的喷放时间采用t=2min，所以控制室系统干管的设计流量为： =94.38/2=47.29kg/minb喷嘴设计流量为 =47.29/4=11.8kg/min （3.18）c配管流量为 =47.29/2=23.6kg/mind确定管径各段管径按公式 （3.19）来计算，具体结果可见设计图纸。e二氧化碳管道压力降计算采用图解法计算二氧化碳管道压力降设，。参照设计图纸，=21.7m，=0.51，=3.24m，=0.13则=2.5MPa，那么喷嘴的出口压力h=5.0

26、72.5=2.57MPa按规范规定喷嘴的出口压力需大于1.4MPa，故符合要求。f喷嘴的选择每个喷嘴流量为11.8kg/min，入口压力为2.57MPa，采用内插法查表喷嘴单位孔口面积的喷射率=0.9070kg/(min·mm2)喷嘴等效孔口面积 （3.20） =11.8/0.9070 =13.00 mm2查表，可选用5.5号喷嘴4个。 空调机房的设计：强配电室的尺寸为6×7×4.8，查表可得到空调机组的物质系数=1.5，门尺寸为0.9×2.0×2，故： =208.8+30×3.6 =316.8 m3 =201.640=161.6 m

27、3 =1.5×（0.2×316.8+0.7×161.6） =211.78kg管网布置成均衡系统，具体见设计图纸。a管网的设计流量按下式计算 二氧化碳的喷放时间采用t=2min，所以控制室系统干管的设计流量为： =211.78/2=105.9kg/min =105.9/9=11.77kg/min 。f喷嘴的选择每个喷嘴流量为11.77kg/min，入口压力为3.17MPa，采用内插法查表喷嘴单位孔口面积的喷射率=1.139kg/(min·mm2)喷嘴等效孔口面积 （3.20） =11.77/1.139 =10.33 mm2查表，可选用5号喷嘴9个。 =20

28、8.8+30×1.8=262.48m3 =201.630=171.6m3=1.2×（0.2×262.48+0.7×171.6） =207.14kg=f喷嘴的选择每个喷嘴流量为11.51kg/min，入口压力为2.77Mpa，采用内插法查表喷嘴单位孔口面积的喷射率=0.9843kg/(min·mm2)喷嘴等效孔口面积 （3.20） =11.51/0.9843 =11.70mm2查表，可选用5号喷嘴9个。（2）储存容器个数估算：整个单元独立系统的二氧化碳设计用量为M=M1+M2+M3 =94.38+211.78+207.14 =513.3kg在全淹

29、没系统里二氧化碳的储存量是设计量的1.08倍，故 Mc =1.08M=554.4kg 采用容积为L的高压储存容器，储存容器中二氧化碳的充装率a0=0.65kg/L,则容器个数为 =554.4/0.65×82.5=10.33（个）设计中采用11个L的高压储存容器。无管网系统设计 =244.2+30×3.6 =277.8m3 =217.818.4=199.4m3 =2.25×（0.2×277.8+0.7×199.4）=439.07kg3.4 本章小结本章主要进行了对建筑的消火栓系统、自动喷淋系统以及气体自动灭火系统的设计。由于灭火系统是消灭火灾的主

30、要工具，所以本章的设计内容为整个综合楼消防系统的重要部分，特别是水力计算和气体灭火系统中二氧化碳的设计用量尤为重要。第4章 高层建筑防排烟设计4.1 高层建筑机械防排烟综述建筑物设置防排烟系统的目的是，在建筑物发生火灾时尽快排除火灾产生的大量烟气，阻止烟气从着火区域向着非着火区域蔓延扩大，确保紧急疏散通道安全，为建筑物内人员顺利疏散和消防队员扑救火灾创造有利条件。本建筑层高43.2m，大于24m，按照高规，设有防烟楼梯间及消防电梯，所以根据建筑物的性质、安全疏散程度、火灾危险性和危害性应设防、排烟设施。11建筑物应设防、排烟的部位：（1）防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室或合用前室。（2）符合下

31、列情况的走道 一类高层民用建筑和建筑高度超过32m的二类高层民用建筑中无自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道。（3）符合下列情况的房间a一类高层民用建筑和建筑高度超过32m的二类高层民用建筑中，面积超过100，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设定固定窗的房间；b除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200或一个房间面积超过50，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。（4）符合下列情况的中庭 一类高层民用建筑和建筑高度超过32m的二类高层民用建筑中，不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。（5）封闭避难层。（6）地下建筑等。

32、建筑物防烟、排烟方式建筑物采用的防排烟方式基本可分为：自然排烟、机械排烟、机械加压送风防烟和密闭防烟等方式。（1）自然排烟方式自然排烟方式是利用火灾时产生的热烟气流的浮力和外部风力作用，通过建筑物的对外开口把烟气送至室外的排烟方式，这种排烟方式实质上是热烟气与室外冷空气的对流运动。自然排烟必须有冷空气的进口和热烟气的出口，排烟口可以是外窗，也可以是专门设置在侧墙上部或屋顶上的排烟口。（2）机械排烟方式机械排烟可分为机械排烟、自然送风方式和机械排烟、下部加压并用方式。（3）机械加压送风方式机械加压送风方式是通过通风机所产生的气体流动和压力差来控制烟气的流动，即在建筑物发生火灾时，对着火区以外的有

33、关区域进行送风加压，使其保持一定的正压，以防止烟气侵入的防烟方式。（4）密闭防烟方式 密闭防烟方式的原理是，利用房间的密闭性使着火房间因缺氧而灭火，并达到防止烟火蔓延的目的。这种防烟方式一般适用于面积较小，且其墙体、楼板耐火性能好。密闭性好的房间。4.2 高层建筑自然排烟根据高层民用建筑设计防火规范的规定，采用自然排烟方式的部位，应满足下列要求。（1）靠外墙、采用自然排烟方式的防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和合用前室，可开启外窗的面积应符合下列要求：a. 防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00，合用前室不应小于3.00。b. 靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗面积之和

34、不应小于2.00。（2）走道和房间采用自然排烟时，可开启外窗面积应符合以下要求：a. 长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。b. 需要排烟的房间可开启外窗的面积不应小于该房间面积的2%。经计算，建筑物内的所有房间都满足上面所述的要求，可开启外窗的面积大于房间面积的2%，故房间采用自然排烟方式。建筑物内的两条防烟楼梯间无前室，楼梯的每一层都有设置在外墙上的窗户，且开启面积符合采用自然排烟的要求，故楼梯也采用自然排烟方式。4.3 高层建筑机械防烟加压系统设计设置机械加压送风防烟系统的目的，是为了在建筑物发生火灾时提供不受烟气干扰的疏散线路和避难场所。因此，加压部位在关闭着门

35、时，必须与着火楼层保持一定的压力差；同时，在打开加压部位的门时，在门洞断面处能有足够大的气流速度，以有效的组织烟气的入侵，保证人员安全疏散与避难。本设计的建筑为高层智能建筑，2号电梯为消防电梯，电梯前室安装有防火门。防火门的尺寸为1.5×2.1，渗漏面积为0.04，在电梯井的顶部有0.01的空间与外界无压空间相连。4.3.1确定需要加压的空间 由于防火楼梯采用自然排烟方式，故设计中只有2#电梯即消防电梯前室采用机械加压送风防烟系统。选定系统形式 设计中采用单机系统，消防电梯间前室的加压水平为25Pa。确定加压送风量确定加压送风量可使用目前较常使用的压差法。其理论依据为：保持加压部位需

36、要一定的正压值；在开启着火层疏散通道门时，相对保持门缝处有一定的能够阻挡烟气侵入疏散通道的风速。压差法系流体力学的基本公式，故在各国通用。其特点是计算方法中涉及到正压间与非正压间之间的压力差问题。正压间送风系统所要保持的正压水平越高，送风量就越多；反之，则送风量越少。其基本公式为6： （4.1）式中，正压间送风系统送风量，m3/h； 开口的流量系数，一般=0.60.7，通常取=0.65；开口两侧压差，Pa；通过开口的气流密度，取空气20；开口的流通面积，；可简化为： （4.2）式中，楼梯间送风系统送风量，m3/h； 综合系数，为的具体数值，相当于=1.2kg/ m3，=0.64； 压力差，Pa

37、； 指数，此值根据每个漏风系数的尺寸采用，对于门周围的缝隙和其他较大的漏风面积N=2；1.25建筑物不严密处附加系数；总有效漏风面积，；确定方法见下：并联式漏风通路（如图4.1所示），正压间的漏风面积按下式计算：AT=A1+A2+A3+A4 （4.3） 图4.1 并联式的漏风通路 图4.2 消防电梯前室代入数据，得AT=A1=0.04a.当门关闭时消防电梯前室的主要漏风途径在于通向电梯井的电梯门门缝和前室通往走道的门缝，其通往走道的门的漏风面积为0.04，另外N=2，=25Pa，代入式（4.2）得前室漏向走道的漏风量： （4.4）消防电梯通过电梯门漏向电梯井的漏风量取决于（）前室与电梯井之间的

38、漏风面积（）电梯井与无压空间之间的漏风面积，见图4.3，以上二者为串联的漏风通路，因此，总漏风量可按下式计算。图4.3 电梯门漏风示意图 （4.4）式中，从各层前室进入电梯井的总风量，m3/s；前室和电梯井之间的总漏风面积，；电梯井和无压力空间之间的总漏风面积，电梯前室的个数；每个电梯门的漏风面积，。在高层建筑中，当比大的多时，上式可简化为： 所以，可得 因每层电梯门的漏风面积均相同，则每层的正压前室通往关闭的电梯门的渗漏风量为： （4.5）则每层前室的送风量 b.当门开启时疏散路线上的门必然需要有时开启，因此，在加压系统的设计中应该考虑通向加压空间的门短时间开启时的状态。此时，由于加压空间与

39、周围空间相连通，二者之间的原压力差将难以维持。但是，如果能够保持门洞处有一定的风速，则仍然可以有效的防止烟气向加压空间蔓延。对于门洞处的风速要求如下：（）如果仅为楼梯间设置加压系统，门断面流速应不小于0.7m/s。当建筑物的层数等于或小于20层时，假设有一个楼层上的门开启，而当建筑物的层数高于20层时，假设有两个楼层上的门开启。本设计取假设一个门开启的情况。（）如果为楼梯间及合用前室分别设置加压系统，当同层的楼梯间至前室之间的门和前室至走道的门同时开启时，要求其中有一个门洞的断面流速不小于0.7m/s。当建筑物的层数小于或等于20层时，假设有一个楼层上的门开启，而当建筑物的层数大于20层时，假

40、设有两个楼层上的门同时开启。（）如果为楼梯间及合用前室分别设置加压系统，当楼梯间至前室之间的门均关闭，而其中一个前室至走道的门开启时，则要求该门洞处的风速不小于0.5m/s，或者楼梯间至前室之间形成的压力差不至于使楼梯间的设计加压差变化5Pa以上，二者之中满足一个要求即可。为了满足上述门洞流速的要求，加压送风量可能比关门状态的计算送风量大。在此情况下，应选用最大值。本设计中，采用对于消防电梯前室加压送风的系统，门洞处的风速要求满足（）的要求，如图4.4所示。图4.4 一扇前室至走道的门开启门洞断面风速的计算满足电梯前室防火门开启时风速不小于0.7m/s，因建筑楼层小于20层，当假设只有一层门开

41、启时，该前室的压力急剧下降，此时通过开启门的风量为以下三者之和每层的前室送风量；由楼梯间通过一扇关闭门进入该前室的风量；由电梯井通过关闭的电梯门进入该前室的风量； （4.6）式中，计算所得的从各层正压前室进入电梯井的总渗透量。本设计中： 所以，可得此情况下的送风量： 门洞风速： （4.7）式中，A防火门的面积，。代入数据，得因该风速小于要求的0.7m/s，则需要校核另一条件，即形成的压力差，由公式： （4.8）式中，前室防火门漏风面积，。代入数据，得，符合要求。根据高规相关规定，高层建筑防烟楼梯间及其前室、电梯消防间前室及其合用前室的机械加压送风量，应由计算确定，当计算值与规定中数值不一致时，

42、应取较大者。高规中规定对于小于20层的建筑消防电梯的前室加压送风量取1200016000m3/h，设计中取12000m3/h。加压送风设备的确定（1）风管尺寸的计算由于采用金属管道，其风速要求不大于20m/s，则管道的截面积为：故选用管道尺寸： （R=5.78，v=16.7m/s）。（2）加压送风机的计算及选型确定加压送风机送风量，考虑金属送风管的漏风附加系数15%，所以可得前室送风量： 120001.15=13800m3/h确定前室的送风系统所需全压：选择加压送风机型号离心风机4-72-11-8-D，转速820r/min，序号7，流量14773 m3/h，全压432Pa，电动机功率4kW。（

43、3）加压送风口的计算及选型前室的加压送风口除地下室外每层均设置，每个送风口尺寸计算为系统送风量除以火灾时开启门的个数（楼层小于20时，N=2），并按风口风速不大于7m/s确定： 故选用自垂百叶窗口。4.4 高层建筑机械排烟系统设计机械排烟就是使用排烟风机进行强制排烟。它由挡烟壁（活动或者是固定式）、排烟口、防火排烟阀门、排烟风机和烟排出口组成。机械排烟方式的类型（1）机械排烟方式按排烟范围可分为局部排烟和集中排烟两种方式。局部排烟方式是在每个需要排烟的部位设置独立的排烟风机直接进行排烟；集中排烟方式是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟因为局部排烟方式投资过大，故本

44、设计中采用集中排烟的方式，使用一个排烟系统。（2）机械排烟方式按空间设置形式可分为竖向设置和防烟分区设置。高层民用建筑设计防火规范规定，高层民用建筑走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间的机械排烟系统宜按防烟分区设置。4.4.2 划分防烟分区所谓防烟分区是指用挡烟垂壁、挡烟梁、挡烟隔壁等划分的可把烟气限制在一定范围内的空间区域。防火分区与防烟分区的区别主要在两个方面：一是划分分区的目的不同；二是设置的要求不同。防火分区比防烟分区划分的面积大；划分防火分区的分隔物比划分防烟分区的分隔物的耐火要求高。防烟分区不能跨越防火分区，否则将使防火分区失去作用。划分防烟分区时需要注意：（1）凡需设置排烟设施的走

45、道、房间（净空不超过6m的房间），应采用挡烟隔壁、隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁划分防烟分区，梁或垂壁至室内地面的高度不应小于1.8m；（2）每个防烟分区的建筑面积，一般不应超过500，当顶棚高度在6m以上时，可不受此限；（3）对有特殊用途的场所，如地下室、防烟楼梯间、消防电梯、避难层间等，应单独划分防烟分区；（4）防烟分区一般不能跨越楼层，某些情况下，如1层面积过小，允许包括一层以上的楼层，但以不超过3层为宜；在本设计中，由于每层的面积不超过600，且房间均可以使用自然排烟，故需要排烟的地方为走道及地下室，故满足地上面积不超过500，地下面积不超过300的要求，具体见排烟系统图。4.4

46、.3排烟量计算设计中将机械排烟的吸烟口和烟道安置在一至十三层的走道以及地下室的部分区域。楼梯间采用自然排风，电梯前室设有加压防烟故不需要再设置机械排烟。排烟量的计算见下表4.1。当排烟风机负担一个防烟分区时或净空高度大于6.00m的不划分防烟分区时，应按该防烟分区面积每平方米不小于60m3/h计算（单台风机最小排烟量不小于7200m3/h）。当担负两个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积每平方米不少于120m3/h来计算。排烟风量各管段风量的计算，如图4.5所示，计算结果见表4.1。图4.5 排烟系统示意图表4.1 排烟风道水力计算编号排烟量风量长度风管尺寸R静压风速动压总压m3/hmmm×mmPa/mPam/sPaPaA1-1198×4.895419200×2004.891.26.6222.38113.58C1-1198×4,895419200×2004.891.26.6222.38113.581-2397×4.819083.6250×2009.634.5610.6057.3091.86A2-23.24×40129.61