建筑消防课程设计

1、建筑消防技术课程设计摘要本次设计为长春市服装加工厂建筑消防工程设计及计算。工程地点为吉林省长春市。工程概况：占地面积约为 1250m2。有地下室， 地上部分共有 5 层，层高为 4.2m，建筑高度为 21m。室内外高差为 0.45m.地下室内有水泵房。 该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包括消火栓系统，自动喷洒系统。室内消火栓系统由水枪、水龙带、消火栓、消防管道等组成。在火灾发生时能及时有效的灭火。 本设计中消火栓给水管网呈环状布置， 各消火栓箱内设消防水泵启动电钮，能直接启动消防泵。室外设地下式水泵结合器，保证消防安全可靠。并进行消火栓系统的水力计算及水泵的选型。自动喷水灭火系统， 是在

2、火灾发生的情况下， 能自动开启喷头喷水灭火， 以保障人身和财产安全的一种灭火系统。 本设计中每层楼设闭式自动喷水系统。 自动喷水灭火系统的管道成枝状管网布置。自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。并进行自动喷水系统的水力计算及水泵的选型。关键词 ：建筑消防消火栓自动喷水设计1目录第一章工程概况.3第二章消火栓系统设计 .42.1消火栓系统方案设计 .42.1.1消火栓的选用 .42.1.2管材的选择 .42.1.3消火栓系统的布置 .42.1.4消火栓的保护半径 .42.2消火栓系统水力计算及水泵选用 .52.2.1水力计算 .52.2.2水泵选用 .72.3消火栓

3、系统水泵接合器选用 .8第三章自动喷水灭火系统设计 .93.1自动喷水灭火系统的选择 .93.2管道的布置 .93.3喷头的选择与布置 .93.4自动喷水灭火系统的水利计算及水泵的选用 .103.4.1水力计算 .103.4.2水泵的选用 .133.3自动喷水灭火系统水泵接合器选用 .13第四章消防水箱、稳压泵的设计 .144.1消防水池水量计算 .144.2消防水箱的选择 .144.3消火栓系统稳压泵的计算 .144.3自动喷水灭火系统稳压泵的计算 .154.4消火栓系统及自动喷水灭火系统气压水罐计算 .15参考文献.162第一章工程概况本次设计为长春市服装加工厂建筑消防工程设计及计算。 工

4、程地点为吉林省长春市。夏季最高温度为 38，冬季冻土厚度为 1.7m。本工程占地面积约为 1250m2。有地下室，地上部分共有 5 层，层高为 4.2m，建筑高度为 21m，室内外高差为 0.45m。地下室内有水泵房。该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包括消火栓系统，自动喷洒系统。城市给水管网管径为 200 mm，管顶埋深 -1.800 m，城市可靠供水压力 50Kpa。电源、城市可提供一路独立电源。室内消火栓给水系统一般由水源、 室内消火栓给水管网、 室内消火栓、系统附件、屋顶水箱及稳压设备组成。自动喷水灭火系统是指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件以及管道、供水设施组成的自动灭火

5、系统。自动喷水灭火系统是一种在火灾发生时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火灾信号的消防灭火设施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动启动，并能同时通过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。3第二章 消火栓系统设计2.1消火栓系统方案设计2.1.1消火栓的选用消火栓系统由消火栓给水泵、消火栓、消防管道、水泵接合器组成。室内消火栓给水管网布置为环状，与临时高压给水系统相连。 当其中一条进水管发生故障时， 另一条仍能供给系统所需用水量。该厂房火灾危险性为丙类， 且体积大于 5000m3。根据消防给水及消火栓系统技术规范 GB50974-2014，室内消火栓消防用水量为 20L/s，每根竖管最

6、小流量为 15L/s，同时使用消防水枪数为 4 支。室内消火栓水枪的充实水柱不应小于 10m，取 10m。消火栓口径应为 65m，水枪口径应为 19m。消防水龙带长度为 25m，为衬胶水带，直径 65 mm，长 25 m。室内消火栓应设在明显易于取用的地点，栓口离地面高度宜为1.1m，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。2.1.2管材的选择消火栓管道安装要求与生活给水管基本相同，管材采用热镀锌钢管。 连接方式为沟槽连接。消火栓立管管径为DN125mm，消火栓口径为DN65 mm。2.1.3消火栓系统的布置室内消火栓给水管网布置为环状， 与临时高压给水系统相连。 每层设 4 套消火栓，地下一层

7、设 1 套消火栓，顶层水箱间设 1 套试验用消火栓。 底层换装管网与水泵接合器和给水泵相连，顶层换装管网与水箱相连。2.1.4消火栓的保护半径消火栓保护半径按下式计算：4?= 0.8?+ ?45°=0.8 ×25 + 10 ×?45 °=27?式中 L 水带长度， m，应乘以折减系数0.8，水带长度为 25m；Sk 水枪充实水柱长度， m，为 10m。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，分别以27m 为消火栓保护半径，室内消火栓应设在明显易于取用的地点。2.2消火栓系统水力计算及水泵选用2.2.1水力计算( 1) 水带阻力损失本设计中， 1

8、9mm 的水枪配 65mm 的水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的。本设计中亦选择衬胶水带。水带水头损失为：2×25 ×4.62= 0.91? = ? = 0.00172? ? ?2式中H d 消防水带阻力损失， mH2OAd 水带阻力系数，查表得Ad =0.00172Ld 水带有效长度， mqxh 水枪喷嘴出流量 , L/s，查表得 qxh =4.6 L/s( 2) 消火栓口所需水压H Xh? = ? + ?+ ?= 0.91 + 13.5 + 2 = 16.41 ?2?式中H xh 消火栓口的水压， mH2O；H q 水枪喷嘴处水压， mH2O，查表得 H

9、q =13.5 mH2 OH d 水带的水头损失， mH2O；H sk 消火栓栓口水头损失，mH2O，宜取 2mH2O( 3) 消火栓系统水力计算5消火栓水力计算管段划分如下图2-1 所示。12 管段：沿程水头损失：?1 = ?2- 1.3?= 0.0000107 ?式中h1 沿程水头损失， MPa；i 管道单位长度的水头损失，MPa/m；L 管道长度， m， 12 段为 4.2m；dj 管道的计算内径， m，取值应按管内径减1mm 确定，该段为 124mm；v 管内水的平均流速， m/s，该段为 0.41m/s。2- 1.3?= 0.0000107 ?= 0.0000107 ×0.

10、41 2 ×0.124- 1.3= 0.000028 ?/ ?1 = ?= 0.000028 ×4.2 = 0.00011633 ?= 0.011633 ?2?局部水头损失：局部水头损失为沿程水头损失的20%。? = 20%×?= 20% ×0.011633 = 0.002327 ?212其余管段计算见下表 2-1。表 2-1消火栓系统水力计算管段流量管长 L/m管径流速i沿程水头局部水头水头损失Q/L/sDN/mmv/m/s损失 h1/m损失 h2 /mh/m1254.21250.410.0000280.0116330.0023270.01396023

11、104.21250.830.0001110.0465330.0093070.05583934157.41251.240.0002490.1844690.0368940.221363451520.71251.240.0002490.5160150.1032030.619218562077.81251.660.0004433.4478560.6895714.137427672091251.660.0004430.3988520.0797700.47862389202.72000.640.0000360.0097530.0019510.01170491041.2810.82001.330.00015

12、40.1661980.0332400.199438合计4.7813100.9562625.737572消火栓系统总水头损失为：6H =?+ ?+ ?0= 5.74 + 16.2 + 16.41 = 38?2式中? 管道沿程和局部的水头损失累计值，mH2O；Z 高差， m, 为 16.2m；P0 最不利点出灭火设备的工作压力，mH2O。图 2-1 消火栓系统水力计算分段2.2.2水泵选用水泵的安全系数取1.1 。水泵扬程为：?= 1.1 ×?= 1.1 ×38 = 42?2?水泵流量为：? = 1.1?= 1.1 ×20 = 22?/ ?式中 Q 自动喷水灭火系统所

13、需水量，L/s，为 20L/s。7消防泵的选用见下表2-1.表 2-1消防水泵的选择型号流量 L/s扬程 m转速 r/min轴功率 kW汽蚀余量 m100-65-200A26442980163.92.3消火栓系统水泵接合器选用消火栓系统水泵接合器采用地下式水泵接合器。消火栓系统水量为20L/s，故水泵接合器水量选10L/s，型号为 SQX-100-A 。采用水泵接合器2 套。地下管道应采取防腐措施。8第三章自动喷水灭火系统设计3.1自动喷水灭火系统的选择自动喷水灭火系统特指由洒水喷头、 报警阀组、水流报警装置等组件，以及管道、供水设施组成的自动灭火系统。自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自

14、动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动启动，并能同时通过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。设计中自动喷灭火系统选用标准喷头K=80，水流指示器采用ZSJZ 型，信号阀采用 AXD71-16 型，报警装置采用ZSFZx100 型湿式自动喷水报警阀成套安装。喷头安装高度与吊顶平齐，其工作压力0.1MPa。3.2管道的布置自动喷水灭火系统报警阀后的管道布置成枝状管网，以减少管径节约投资， 同时方便施工与维修。但每根配水支管或配水管的直径不宜小于25 毫米。管道均采用热镀锌钢管，直径小于等于50mm 的管道采用丝接，直径大于50mm的管道采用

15、沟槽连接。 报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。 设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3 m，距末端喷头的距离小于 0.7 m。配水管道的工作压力不大于 1.2 MPa，并不设置其它用水设施。配水管入口处压力不大于 0.4 MPa3.3喷头的选择与布置本设计选用标准玻璃球喷头，其动作温度为 68，公称直径为 15mm， K=80 。该建筑的火灾危险等级为中危险 I 级，设计喷水强度为 6L/(min ·m2), 设计作用面积为 160 m2，最不利喷头工作压力为10mH2O。喷头采用正方形布置，间距为 3.0m。离墙的距离为 1.5m 和 1.7

16、m。满足 AB 12.5m2，2.4m A 4m，0.6ml 1.8m 的要求，且布置均匀。9每个喷头的喷水量为：?= ? 10?= 80 × 10 ×0.1 = 1.33?/ ?式中： q 喷头出水流量， L/s；p 喷头工作压力， MPa, 取 0.1 MPa；K 喷头流量系数，标准喷头 K=80。作用面积内的流量为：?= ?= 16 ×1.33 = 21.28?/ ?式中： Q 系统设计流量， L/s；q 喷头出水流量， L/s；n 最不利点处作用面积内的喷头个数，为16 个。3.4 自动喷水灭火系统的水利计算及水泵的选用3.4.1 水力计算自动喷水灭火系统

17、的管道分段如图3-1、图 3-2 所示。12 管段：沿程水头损失：?1 = ?2- 1.3?= 0.0000107 ?式中h1 沿程水头损失， MPa；i 管道单位长度的水头损失，MPa/m；L 管道长度， m， 12 段为 3m；dj 管道的计算内径， m，取值应按管内径减1mm 确定，该段为 24mm；v 管内水的平均流速， m/s，该段为 2.94m/s。2- 1.3?= 0.0000107 ?= 0.0000107 ×2.94 2 ×0.024- 1.310= 0.011809 ?/?= ?= 0.011809 ×3 = 0.035427 ?= 3.542

18、823 ?12局部水头损失：自动喷水灭火系统局部水头损失为沿程水头损失的30%。?= 30% ×? = 30% ×3.542823 = 1.062847 ?212其余管段计算见下表3-1。表 3-1自动喷水灭火系统水力计算管段流量管长管径流速i沿程水头局部水头水头损Q/L/sL/mDN/mmv/m/s损失 h1/m损失 h2/m失 h/m121.333252.940.0118093.5428231.0628474.605670232.663323.530.0121673.6501611.0950484.745209343.993325.290.0273768.2128622

19、.46385910.676721455.321.5404.460.0144152.1623030.6486912.810994569.313801.900.0010470.3142260.0942680.4084936718.6231251.540.0003840.1152370.0345710.1498077821.28421501.220.0001900.7960670.2388201.0348878921.2819.51501.220.0001900.3696030.1108810.48048391021.283.81501.220.0001900.0720250.0216080.093

20、633101121.2814.71251.760.0005020.7375140.2212540.958768121321.282.11501.220.0001900.0398030.0119410.051744131441.288.72001.330.0001540.1338820.0401650.174046合计20.1465056.04395226.190457总阻力为：?= ?+?+?+ ?1?= 10 + 18.6 + 26.19 + 4 + 2 = 61?2式中H1 最不利点处喷头的工作压力，mH2O，为 10mH2O；? 管道沿程和局部的水头损失累计值， mH2O； HZ 高差，

21、 m, 为 18.6m；Hk 湿式报警阀的压力损失及水流指示器的压力损失， mH2O，湿式报警阀取4mH2O，水流指示器取 2mH2O。11图 3-1 自动喷水灭火系统管段划分图 3-2 自动喷水灭火系统管段划分123.4.2 水泵的选用水泵的安全系数取1.1 。水泵的扬程为：? = 1.1 ×?= 1.1 ×61 = 67?2?水泵流量为 :? = 1.1?= 1.1 ×21.28 = 24?/ ?式中 Q 自动喷水灭火系统所需水量，L/s，为 21.28L/s。消防泵的选用见下表3-2。表 3-2水泵的选择型号流量 L/s扬程 m转速 r/min轴功率 kW汽

22、蚀余量 m100-65-250A26702980273.63.3自动喷水灭火系统水泵接合器选用自动喷水灭火系统水泵接合器采用地下式水泵接合器。自动喷水灭火系统水量为21.28L/s，故水泵接合器水量选15L/s，型号为 SQX-150-A 。采用水泵接合器2 套。地下管道应采取防腐措施。13第四章 消防水箱、稳压泵的设计4.1消防水池水量计算消火栓的用水量为20 L/s，自动喷水灭火系统作用面积内的喷头数为16，每个喷头的流量为 1.33 L/s，自动喷水灭火系统的用水量为21.28L/s。该建筑为丙类厂房，根据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014，消火栓系统需要灭火的时间为

23、3 个小时；根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001，自动喷水灭火系统需要灭火的时间是1 个小时。消防用水量为：?=20 ×3 ×3600 + 21.28 ×1 ×3600= 293?31000则消防水池的体积取300m3 ，尺寸为 10× 7.5× 4 m3 。4.2消防水箱的选择根据消防给水及消火栓系统技术规范 GB50974-2014，多层民用公共建筑水箱有效容积不应小于 18m3。选择水箱尺寸为 5×3×2 m3，容积为 30 m3，满足要求。4.3消火栓系统稳压泵的计算? 15 -? = 11.4?12且? +?2+ 10 = 15.3?11式中 ?1 出水管中心线到水箱水面的距离，m，为 1.7m；?2 出水管中心线到最不利点消火栓的距离，m，为 3.6m；故 H1 取 15.3m。?2 =?115.3= 19?0.80.8水泵的扬程为：?= ?1 + ?2 = 15 + 19 = 17?222? = 1.1?= 1.1 ×17 = 18.7?214根据消防给水及消