学生公寓的消防设计

1、摘要本设计为湘潭大学金翰林10栋学生公寓的消防设计，公寓建筑面积为4500m2。建筑主体高度为20.5m,建筑总高度22.55m。该建筑为地上六层，建筑内部设有两个楼梯，建筑整体结构采用框架式。通过对该建筑内部以及周边环境的综合分析和火灾危险评估，针对本建筑进行消防设计。该公寓建筑消防设计主要内容包括：安全疏散、火灾自动报警、消火栓系统、消防联动控制等方面。设计中，根据诸多规范对安全疏散时间、出口数量及宽度的确定、消火栓供水压力、灭火器数量和布置等进行具体分析计算。通过实际设计了解和掌握消防系统各系统的功能特性，综合运用相互作用，从而达到建筑消防安全的目的。关键词：安全疏散研究类型：设计消火栓

2、系统火灾自动报警消防联动控制前言建筑消防系统在我国发展历史并不很长，从改革开放的20多年间，火灾科学与消防工程学科在消防安全各领域的研究和应用都取得了很大成绩，在全国范围组建有跨地区、跨部门、跨行业的消防专业科研和教育机构，形成了相当规模的专家群体，取得了大量科研成果。上世纪70年代至今，我国消防安全研究逐步恢复并快速发展，目前国内存在一定火灾危险性的建筑依据规定或法律不同程度的都设有部分或齐全的消防系统设施，从而大幅降低了不必要的火灾事故和人员伤亡损失等。这些消防系统和产品的发展以及应用推广对于我国消防事业的发展起到了很大的推动作用。伴随技术与经济的发展，高低层建筑、超高层建筑、地下建筑以及

3、大型综合性建筑日益增多，而且建筑内部设施复杂，火灾隐患也大大增加，对防火、灭火的要求也越来越高，各种消防灭火系统的应用也在不断普及，同时消防系统在建筑防火、灭火甚至是救援疏散方面也扮演着愈来愈重要的角色，各种对应的消防产品的生产和应用都得到了较大发展。目前建筑消防所面临的问题很多，虽然各种消防系统（自动报警、自动喷水、消防联动等等）都应用到建筑消防中，但是其中仍然存在诸多问题，例如管网压力设计不合理、联控信号接收存在故障等问题都会给防火、灭火及救援带来很大困难。本设计主要针对低层公共建筑进行消防设计，设计完全按照规范和相应法律进行，在完成学科任务的同时保证设计的合理性和正确性。设计分别就建筑内

4、部必要的消防设施及消防系统通过分析计算。系统中自动报警、灭火器设备以及其他相关设备的综合运用，合理布置，选型等多方面理论与实践的结合从而完成一个建筑的消防设计。1建筑工程设计基本条件1.1设计依据与原则本设计的设计依据包括设计任务书，相关资料、规范等，具体包括：设计任务书；工程设计资料；建筑设计防火规范，GB50016-2006民用建筑水灭火系统设计规程，DGJ08-94-2007室外给水设计规范，GB50013-2006给排水设计手册自动喷水灭火系统设计规范，GB50084-2001建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范，GB50242-2002火灾自动报警系统设计规范，GB50116-98

5、建筑防排烟技术规程，2006建筑照明设计标准，GB50034-2004高层民用建筑设计防火规范，GB50045-95,20051.2工程概况设计公寓位于湘潭大学金翰林学生公寓，建筑面积约为4500m2,楼高22.55m,室内外高差-0.55m,建筑结构采用框架式结构。该建筑为多层公共建筑，地上六层，无地下空间以及电梯设施，一层至六层设计布局均相同每层有30个房间，一层设置有一值班室，建筑内部楼梯为双跑平行楼梯，每层设有两个。该工程耐火等级为地上二级，划有防火分区，抗震等级为8极，地基承载力170KP,基础为0.6m的3:7灰土持力层，建筑使用年限为70年，建筑内部消防设施基本齐全。1.3自然条

6、件1设计公寓位于湘潭大学最南边，处东西走向，周围风景秀丽气候温和、湿润，年平均气温14.3C,降雨量871.8当地夏秋两季降雨量稍多，处于常年风速频率最高的上风侧。2建筑防火与疏散2.1 建筑防火设计2.1.1 防火分区设置的一般规定民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积应符合的规定。建筑内设置自动灭火系统时，该防火分区的最大允许建筑面表11建筑耐火等税备注耐火星多允等戳许层教防火分区的蜃大色详建筑而见In?）诙水解节第I息2条堀定25UU三级1200四级也用t）不育序、剧院的观众厅，网览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑而和可适当放置；y2）杞儿所，幼儿园的儿范用府和儿童

7、游乐力等儿曳活动场所不底超过3区或设置在国层及四层以卜.楼层或地K干地卜建筑1宝）内&n托儿所*幼儿同的1L虚用房用uu®游乐厅等）酉活动周所、老年人建筑和医院.疔养院的住院部分不炭超过2层或设置在三层及三层以上楼层或地卜、半地卜逵筑（宝）内1第商店、学校、电弼院、剧院、也堂、食堂”菜市场不应趋过2层或设置在三层展三层以上楼层.学校、体堂-某市场、把儿所、幼儿园-老洋人建筑、医院等不悔诙置在一层.的规定增加1.0倍。局部设置时，增加面积可按该局部面积的1.0倍计算。依据表本公寓耐火等级为二级，防火分区设置的最大面积为2500m2,则该建筑应当设置多个防火分区有效地把火势控制在

8、一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。耐火等级一、二班三班四级一、二级607.0立。三级工0K.010.G四级9.U1U.0IZ0本工程建筑为总工程之一，建筑与周围相邻建筑之间的间距为6.0m,符合规范。2.1.2防火间距防火间距可依据表所示的民用建筑防火间距的规定参数确定。2.1.3防火分隔防火分隔即为在一定时间内，能够将火势控制在某一空间内阻止火势满眼的设施。常采用的防火分隔包括（防火墙、防火门、防火卷帘、防火水幕带、防火阀和排烟防火阀等）。公寓内部采用的防火分隔为防火门、防火墙（防火门为乙级防火门,防火墙是建筑墙体）。2.1.4分区划分分区划分分为水平

9、防火分区和竖向防火分区两部分内容。1）水平防火分区所谓水平防火分区，就是采用具有一定耐火能力的墙体、门、窗和楼板按规定的建筑面积标准分隔的封闭空间。由于水平防火分区是按照建筑面积划分的,因此也称为面积防火分区。水平防火分区的形成可采用防火墙、防火卷帘进行分隔。对于采用防火墙进行分隔的，防火墙上的防火门应为甲级防火门；防火卷帘主要用于大空间。2）竖向防火分区为了把火灾控制在一定的楼层范围内，防止从起火层向其他楼层垂直方向蔓延，必须沿建筑物高度划分竖向防火分区。竖向防火分区是以每个楼层为基本防火单元的，也称为层间防火分区。中庭、自动扶梯、楼梯间、管道井、窗槛墙等上、下连通的防火阻隔即属竖向防火分区

10、。该公寓有两个封闭式楼梯间，与走廊连接处都安有钢制的乙级防火门，因此将每一层划分为一个防火分区，两个封闭楼梯间为两个竖向防火分区。因此一共本建筑有6个防火分区。分区形式采用竖向防火分区，且每个楼层单独设为一个防火分区。2.2 安全疏散设计安全疏散是指通过专门的设施和路线，安全地撤离着火的建筑或在一安全的部位被暂时保护起来。2.2.1 安全疏散基本原则1）在建筑物内的任意一个部位，宜同时有两个或两个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上设置可供人员避难使用的屋顶平台、室外疏散楼和阳台、凹廊等，因为这

11、些部位于大气连通，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向相邻防火区蔓延，影响人员的安全疏散。5）在进行安全疏散设计时，应充分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。2.1 .2影响安全疏散的主要因素1）烟气层高度火灾中的烟气层伴有一定热量、胶质、毒性分解物等是影响人员疏散行动和救援行动的主要障碍。在疏散过程中，烟气层只有保持在人群头部以上一定高度，才能使人在疏散时不必要从烟气中穿过或受到热烟气流辐射热的威胁。2）热辐射根据人体对辐射热的耐受能

12、力的研究数据，人体对烟气层等火灾环境的辐射热的耐受极限是2.5kw/m2,且耐受时间为30s。辐射热为2.5 kw/m2的烟气相当于烟气层的温度达到180200C。3）能见度一般烟气浓度越高则能见度越低，逃生时确定逃生途径和做决定所需的时间将延长。（能见度越小，对于安全疏散影响就越大）。3 灭火器配置1.本建筑灭火器放置于消火栓下方的消火栓箱内，又楼内每层设有两个消火栓所以消火栓箱的数量也为两个，灭火器也属于建筑消防设施之一所以本设计仅对灭火器配置数量和适合该建筑的类型进行简单设计。由于该公寓建筑内部主要可燃物质为木质座椅以及纺织物，根据灭火器配置场所危险等级分类表可知该公寓属于严重危险级的民

13、用建筑，则其危险等级为“严重”级，经分析为A类火灾危险，并同时存在E类和F类火灾危险。灭火器配置可参照表3.9灭火器最低配置标准。扑救火的类别场所危险等级轻危险A类火灾中危险严重危险就危险B类火灾甲危险严塞危险单具灭火盛品木灭火级别1A2A3A55B每A或每B最大保护面积用？1IX)7550L51.00.52）灭火器配置数量及类型划分该灭火器配置场所的计算单元由于该公寓楼每一层的危险等级相同，使用性质和平面布局也相同，因此将每一层作为一个灭火器配置场所的独立计算单元进行灭火器配置设计计算。计算个计算单元的保护面积由于每层计算单元相同，因此只对任意一个计算单元进行设计计算即可。计算单元的保护面积

14、应按建筑面积计算。则该单元的保护面积为：S=26.64mX17.08m=455m23）计算单元的需配最低灭火级别计算单元的最小需配灭火Q=K，、-U,t，“斗山=，工寸,，,一级别应按下式计算：式中Q计算单元的最小需配灭火级别（A或B）；S灭火器配置场所的保护面积，m2UA类火灾或B类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m2/A或m2/B）;K修正系数，按表的规定取值计算单元工计算单元K未设军内消火性系统和灭火系统1.0设有灭火系统0.7设育室内消火牲系统上9设有室内消火柱系统和灭火系统5因为该公寓设有室内消火栓系统，则修正系数K取0.9。又由灭火器最低配置准由表3.9可知A类火灾场所严重危险级

15、单具灭火器最小灭火级别为3A,最大保护面积U为50m2/A。因此，一仃30因此该公寓所需配置灭火器的级别为8A,再根据灭火级别的最大保护面积查表可得最大保护面积为80m2,所以每层设置的两个灭火器配置点（消火栓处）总共应该配置的灭火器数量为455/80=6个，即每一处各设置3个。其类型为MF/ABC3的手提式磷酸钱盐干粉灭火器。4建筑火灾自动报警系统设计火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成的，它具有能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时

16、发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失，是人们同火灾做斗争的有力工具。4.1自动报警及联动控制系统设计规定4.1.1系统基本形式依据火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）可知：1）火灾自动报警系统应设有自动和手动两种触发装置。2）火灾报警控制器容量和每一总线回路所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的地址编码总数，宜留有一定余量。3）消防控制设备应由下列部分或全部控制装置组成：火灾报警控制器；自动灭火系统的控制装置；室内消火栓系统的控制装置；防烟、排烟系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷帘的控制装置；电梯回降控制装置；火灾应

17、急广播控制装置；火灾警报装置的控制装置；火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置。4）消防控制设备的控制方式应根据建筑的形式、工程规模、管理体制及功能要求综合确定，并应符合下列规定：单体建筑宜集中控制。大型建筑群宜采用分散与集中相结合控制。消防控制设备的控制电源及信号回路电压应采用直流24V。根据上述规定，本工程为单体建筑且规模适合所采用的控制方式为集中控制。集火灾报警与联动控制于一体，通过在每层设置感烟、手动报警按钮（带电话插孔）及消火栓按钮达到火灾报警的目的，然后通过设置在每层的消防广播扬声器通报火灾情况，并通过疏散指示灯和应急照明灯指示人员疏散。4.1.2设计要求1）系统中应设置一台集中火灾

18、报警控制器和两台及以上区域火灾报警控制器，或设置一台火灾报警控制器和两台及以上区域显示器。2）系统中应设置消防联动控制设备。3）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器，应能显示火灾报警部位信号和控制信号，亦可进行联动控制。4）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器，应设置在有专人值班的消防控制室或值室内。5）集中火灾报警控制器或火灾报警控制器，消防联动控制设备等在消防控制室或值班室内的布置，应符合本规范相应的规定。控制中心报警系统的设计，应符合下列要求：系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两

19、台及以上区域显示器。（本设计仅采用集中控制器）系统应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号。系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置，应符合火灾自动报警系统设计规范GB50116-98第6.2.5条的规定。4.2 系统保护对象等级划分火灾自动报警系统的保护对象是根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度分为特级、一级和二级。根据火灾自动报警系统设计规范GB50116-98第3.3.1条规定：建筑高度不超过24m的民用建筑且设有空气调节系统，因此本公寓属于二级保护对象。4.3 火灾探测器的选择探测器的选择依据在火灾自动报警系统的设计过程中，火灾探

20、测器的选择和设置是一个关键问题，是决定火灾自动报警系统的效率、性能和经济性的重要因素之一，因此要详细讨论火灾探测器的选择方法（定性考虑），以及感烟探测器和感温探测器在不同地面，房间高度和屋顶（顶棚）形状的条件下，保护面积的数值、探测器设置数量的计算方法（定量计算）以及探测器的布局方法。火灾探测器的选择应符合下列要求：1）对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所或部位，应选择感烟探测器。2）对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所或部位，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。3）对火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所或部位，应选择火

21、焰探测器。4）对火灾形成特征不可预料的部位或场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。5）对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所或部位，应选择可燃气体探测器。6）对不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表房间高度（m）感姻探测镭感温探测罂一级一垓三级12<h<20不适合不道合不适合不适合12id,nJSn不造白不适合6同适合母舍不适舍不适合近合血合进合不进合适音适合适合适合1.1 .2适合建筑的探测器种类针对本公寓而言，公寓内部多为日常生活用品，可燃物居多一旦着火，火灾初期会产生大量烟气，在此公寓内房间高度h<4,综合考虑公寓内部采用的是感烟探测器。根据实际确定本公寓所采用

22、的探测器是JTYGCTFI6101智能点型光电感烟火灾探测器。4.4 火灾探测器的设置规定感烟探测器保护面积和保护半径应满足表一只探测器的保护面积A和保护R火火探测器的种类地面而枳）房间高度<.mJA(m)房网岐展uR.Cm)15口三七口口003fl0A(m)艮Cm)A(m)RCm)“三80h12HO6,77.280感姻6<h<l2KO6.7s.o120探测斯605.St807N1009.0席篇M30h<H3044304.93t155探测器S>30h<S203.6304.94l)S33）在宽度小于3m以内的走廊顶棚上设置探测器时宜居中布置。感温探测器的安装距

23、离L不应超过10m,感烟探测器的安装距离L不应超过15m,探测器至墙端的距离不应大于探测器距离的1/2。4）探测器至墙端、梁的水平距离不应小于0.5m,并且探测器的周围0.5m内不应有遮挡物。5）房间被书架、设备等分割且至顶棚或梁的距离小于房间净高5%时，则每个被隔开的部分至少安装一只探测器。6）探测器宜水平安装，如必须倾斜安装时，倾斜角不应大于45°,当屋顶坡度。大于45°时，应加木台或类似方法安装探测器。4.5报警区域与探测区域划分4.5.1 报警区域划分整个建筑分为6个防火分区即1-6层的6个防火分区划分为报警区域。4.5.2 探测区域划分规定1）探测区域划分的一般规

24、定探测区域应按独立房（套）间划分，一个探测区域的面积不宜超过500m2;从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。36红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m；缆式感温火灾探测器的探测区域长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20100m之间。2）必须分别单独划分探测区域的规定敞开或封闭楼梯间；防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室；走道、坡道、管道井、电缆隧道；建筑物闷顶、夹层。4.5.3 探测区域划分由于本工程1-6层建筑布局基本一致，根据规定可将探测区域划分为各房间和楼梯间。4.6火灾探测器的

25、数量根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表确定。一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：式中N一个探测区域所需设置的探测器数量（只），N21（取整数）；S一个探测区域的面积（m2）;A一个探测器的保护面积；K修正系数，重点保护建筑K取0.70.9,普通保护建筑K取1.0。在本工程中布置定温型感温探测器和光电感烟探测器，具体计算布置如下：公寓房间.S24JN>="面积S=24.5m2,选用感烟探测器，计算数量：KA0.7乂如只，即为一只。而楼梯间面积约为25m2，计算可知N=0.58,在各楼梯的上下转角处分

26、别布1只感烟探测器（A=60m2R=5.8m）。楼道面积S=63.5m2,则计算得N=1.52,取整为2,可设置两个探测器。探测器保护范围为楼道、楼梯间与房间，阳台是敞开式的，为合理经济起见可以不用考虑，一层值班室单独设置一个能覆盖整个值班室。根据规范，公寓所选探头感应面积A=60m2,而每个房间包括阳台都在保护范围内并且探测器的保护面积接近三个房间的面积，也就是说一只探头就能完全覆盖两个个房间，如果按照上述计算设计则，每一层有14个房间，两个楼梯间，楼梯上下拐角处顶部设有一个探测器以及楼道，则每层总共有14+2+2=18个探测器。但是这样的布置很不经济，比较浪费。由于每间房间设有敞开阳台烟气的积累并不是很明显，考虑到探测器的最大保护的最大面积，本设计将探测器设置在走道中央，所以除一层外每层楼道设置4个，而一层控制室要单独设置1个，总共为4X5+5=25。6总结本次毕业设计中，前期主要是对该6层公寓楼建筑设计说明以及建筑图纸的分析和了解。之后就是对建筑内部消防系统的基本设计（包