消防工程毕业设计

1/37二十五层住宅消防工程毕业设计XX金都二十七层商品楼消防工程设计本设计为XX金都房地产楼建筑给排水系统设计与消防系统设计(地上二十五层，地下一、二层)。消防给水系统：包括消防栓用水量和湿式自动喷淋灭火系统；地下室消防贮水池贮备2小时室内消防栓用水量和1小时自动喷淋灭火系统用水量，火灾前10分钟消防用水由天关键词：高层建筑消火栓给水系统；自动喷水灭火系统；一、概述该综合楼是一栋二十七层的综合住宅建筑。地上二十五层，地下一、二层；地下室功能为平时汽车库、发电机房、消防二十五层为复式住宅，具体构成及房屋布局见二十五层平面与四~二十四层平面相似。天面层设有高位水箱。根据建筑的性质、用途等要求，要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统及自动喷水系统。每个消火栓箱的设按钮，消防二、建筑消防系统2/37本建筑地下部分深7.2米，地面部分高84.60米，按高层民用建筑设计防火规X，自动喷水灭火系统设计规X规定：消火栓用水量室外15L/S,室内30L/S，每跟竖管最小流量10L/S,每支水枪最小流量5L/S。本建筑属于危险等级一级，火灾延迟时间：消火栓系统以2h计；自动喷水灭火系统以室内消防灭火总水量148.60m3，自动喷水灭火总水量为127.62m3，消防前十分钟储水量24.8m3。1、室外消火栓系统建筑附近120m内有市政消火栓可利用，故建筑不需要自己2、室内消火栓系统建筑总高84.60m，规X规定静水压大于80m时系统需要分区，故本建筑室内消火栓系统采取分区。管网竖向及水平形成环网，且保证相邻两支消火栓水枪充实水柱同时到达室内任何部位，系统消火栓水枪充实水m不大于80m；当动亚超过50m大楼电梯前室设带自救水喉的消火栓箱(DN65mm室内消火栓系统在建筑南面墙设地上式水泵接合器。3/373、自动喷水灭火系统采用湿式自动喷水灭火系统，系统分两个区，上区为二层至二十一层；下区为地下室与首层。每层(或每个防火分区)均设水流指示器，火灾发生时讲信号传至消防中心报警，并由湿式报警阀继电器自动控等于7.625m2，喷头按矩形布置时喷头最大间距为3.6m。立型喷头，障碍物(如梁、通气管等)采用下垂型喷头，特殊位置设边墙型喷头，住宅公共走道采用吊顶型喷头。系统在-1~14层的蝶阀与水流指示器间设有减压孔板减压，以达到配水支管入口压力不超过0.40MPa的规X要求。0.40MPa，因此配水支管处设减压孔板减压。但火灾前十分钟由水箱喷淋直立管供水，其动压大于0.40MPa,因此在水箱喷淋直立管与该区湿式报警阀间设减压阀减压。DNmm消防水箱给水立管XL采用加厚镀锌钢管。4/374、前十分钟消防全自动供水设备天面水箱贮水量为18，稳压设施为小流量、低扬程的稳压泵及一个450L的自动补气式气压罐。设于顶层电梯检修间水箱补水由生活高区管网供水。选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。第2章建筑消防系统2.1室内消火栓给水系统2.1.1方案选择根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防系统确定方案为：1、设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求时，宜设置水泵和水箱。消防用水与生活、生产用水合并的室内消火栓给水系统，其消防泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内管网最不利点消火栓的水压。水箱应贮存10min的消防用水量。按照高层建筑的高度来考虑，室内消火栓给水系统有分区和大型消防车的供水支援，故室内消火栓给水系统可不分区。5/372、按消防给水压力，消火栓给水系统确定为：临时高压给水系统临时高压系统有两种情况：一种是管网最不利点周围平时水压和水量不满足灭火要求，火灾时需启动消防水泵，使管网压力、流量达到灭火要求。另一种是管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施来保证，在泵房内设消防水泵，火灾时需启动消防泵使管网压力满足消防水压要求。临时高压给水系统需有可靠的电源，才能确保因此，该高层建筑火灾时需启动消防水泵，并且该建筑有可靠的电源，故该建筑采用临时高压给水系统。3、根据消防给水系统的供水X围，室内消火栓给水系统分确定为：独立的消火栓给水系统即每幢高层建筑设置室内消火栓给水系统。这种系统安全性高，但管理比较分散，投资也较大，在地震区、人防要求较高的建筑以及重要建筑物宜采用独立的室内消火栓给水系综上，该建筑室内消火栓给水系统采用设消防泵、水箱不分2.1.2消火栓布置消火栓应设在明显易于取用的地点，如走廊过道等，消防电6/37在屋顶处设有检验用消火栓1个。该建筑均采用同一规格的消火栓水枪和水带，选择口径为65mm的单出口消火栓，喷口直径df=19mm，麻织水龙带长度Ld=25m。对于临时高压给水系统，每个消火栓处均设有远距离启动消防水泵的按钮，为防止误启动，按钮有保消火栓水枪的充实水柱长度通过水力计算确定，但考虑该建取为12m。2.1.3消火栓系统用水量本建筑属于一类高层普通住宅建筑。根据《高层民用建筑设计防火规X》(GB50045-95)规定，室内消火栓用水量为Ls竖管最小流量为10L/s，每支水枪最小流量5L/s。室外消火栓用水量为15L/s。筑发生火灾时能保证同时供应4股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不少于5L/s、充实水柱不环管管径为DN150。根据消防用水量20.64L/s，设2组水泵结合器。火灾初期7/37minmin栓处启泵按钮直接启动地下室消防水泵供应。2.1.4消防水泵的选择选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。2.1.5消火栓系统组成系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓和水泵结合器2.2自动喷水灭火系统2.2.1方案选择建筑的火灾危险等级属于中危险ⅱ级，故其设计喷水强度为为0.10MPa。湿式自动喷水灭火系统适用场所：在常年温度不低于4℃且不高于70℃能用水灭火的建筑物、构筑物内。系统特点：结构简单，使用方便，可靠，便于施工管理，灭火系统的75%以上。火系统。8/372.2.2设置场所考虑到该建筑火灾危险等级属于中危险级І级，除屋顶水箱间、加热间、器材室、电梯机房，地下室消防器材室、消防控制中心、水泵房、冷冻机房、变配电间、发电机房，各层住宅外均设置自动喷水灭火系统。2.2.3喷头布置及选用本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。喷头的水平间距一般为3.2m和3.6m，不大于4.0m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6m，不大于1.7m。地下车库内为保证每个车位至少有一个喷头作用，其喷头间距偏小。2.2.4系统设置根据规X规定，湿式自动喷水灭火系统的每个报警阀控制的个，所以不用分区。在地下层值班室外面设一个湿式报警阀，每层横干管上设微动开关闸阀及水流指示器，在消防中心显示系统的工作状态。污水盆。为加强供水在室外设有2个水泵接合器。火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应，10min后则由湿式报警阀延时器后的压力开关自动启动消防水泵供应。9/372.2.5报警阀、水流指示器的选型湿式报警阀选用ZSFZ型，水流指示器选用ZSJZ型，水力2.2.6喷洒泵的选择选用XX凯泉KQDL80-20×8立式多级喷淋泵2台，一用一1.40(MPa)，转速n=1480r/min,效率η=60%~72%，机功率为45kW。2.2.7系统组成系统包括喷洒泵、喷洒管网、报警装置、水流指示器、喷头2.4室外消火栓给水系统室外消火栓系统为低压制，消火栓用水由街道上的消火栓提供。生活水池和消防水池共用，(详见室内给水系统)，设根据《高层民用建筑设计防火规X》(GB50045-95)规定，15L/s，在室外环状消防给水管网中设置3个室外地上式消室外消火栓距该建筑外墙的距离不小于5.00m，并不大于m边的距离不大于2.00m。3.2建筑消防系统设计与计算10/37 (GB50045-95)(2005年版)(以下简称《高规》)及《自动喷水灭火系统设计规X》(GB50084-2001)(2005火灾危险等级为中危险级。根据《高规》，该建筑需要设置室内消火栓给水系统，室外消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。同一时间的火灾次数根据《自动喷水灭火系统设计规X》(GB50084-2001)第=21.33L/s.底层消火栓所承受的静水压力小于0.80MPa，消防贮水量按满足火灾延续时间的室内消防用水量计算，消火栓用水量按2h计，自动喷淋按1h计V消防水池=3.6Q+3.6Q×T=3.6×35.45+3.6×20.64×2Q--自动喷淋灭火系统消防用水量，L/s;Q--室内消火栓系统消防用水量，L/s;消防水箱的储水容积按10min室内消防储水量计11/37V消防水箱=0.6(Q+Q)=24.8m考虑到自动喷淋和消火栓一般不会同时使用，为避免水箱容积过大，按规X取消防水箱容积为18m.根据标准图集(图集号02S10)：消防水箱选用18#矩形给保证最不利点消火栓静水压力不低于0.08MPa水箱出口处3.2.1消火栓系统的设计计算1.消火栓间距确定—水带展开时的弯曲折减系数，取Ld—水龙带的有效长度；Rf=0.8×25+12=28.5m⑵消火栓的布置间距bf—消火栓最大保护宽度，再此取16m;L==23.6m消防电梯的前室也须设1个消火栓(电梯前室消防立管)。⑶消防管道系统计算12/37①选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm,麻质水龙带长度L=25m，充实水柱长度L=12m。②水枪喷口压力水枪造成12m充实水柱所需的水压Hq按下式计算：—与水枪喷口直径df有关的系数；—实验系数；Hq==0.169Mpa=16.9mH2O③水枪喷嘴射流量qxhqxh==5.16L/S>5L/s满足要求，故水枪喷射流量为5.16L/S。④水龙带沿程水头损失水龙带采用麻质水带，当直径为DN65时，Az=0.0043.xhAz—水龙带的阻力系数hd—水龙带水头损失hd=0.0043×20×5.162×10=0.0229Mpa=2.29mH2O⑤最不利层消火栓出口所需水压Hxh=Hq+hd=16.9+2.29+=19.2mH2O=0.19MPa13/37⑥消防给水管道水力计算根据规X,该建筑发生火灾时需4支水枪同时工作,最不利消防立管水枪数为2支,相邻消防立管水枪为2支.从是理论上力为：(20层消火栓处压力)＋(层高3.00m)+(20~19)层消防竖管的沿程水头损失，计算出19层消火栓水枪射流量比5.16L/s大．另外，每根消防立管消防射流量不可能相同，但变化不大，可忽略这些增大因数，4支水枪射流量都按5.16L/s取值，则最不利消防立管与相邻消防立管实际流量分别为10.4L/s，消火栓系统实际总流量为20.4L/s．立管考虑2股水柱作用，采用DN100钢管，考虑该建筑发生火灾时消火栓环状给水管保证同时考虑4股水柱作用，采用DN100钢管。供水系统按枝状管网计算，最不利计算管路(0-2-4)。进行消火栓给水系统水力计算时，按图以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表：消火栓给水系统配管水力计算表管管段设沿程水计算管管长／管径计秒流V/(m/s)i/KPa/m)头损失段mDN/mm14/370.20.2380.857 (L/s)总计0.0790.2860.2860.1916033注：局部水头损失按沿程水头损失10%计为1.863kPa,总水头损失为20.5kPa2、消防水泵计算1)最不利点处消火栓到消防水池最低水位高层差59.0+1.10+4.80=64.90m=649kPa2)消防水泵到最不利消火栓处的总水头损失为20.5kPa3)消防水泵所需扬程H=h+h+H=20.5+649+192选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。3、水泵接合器按《高层民用建筑设计防火规X》(GB50045-1995)规定：15/37每个水泵接合器的流量应按10-15L/s计算，本建筑室内消防水泵的设计水量为20.64L/s,故设置二个水泵接合器，型号SQB100。消防水泵接合器安装与建筑外墙上，以满足明。4、消火栓减压当消防泵工作时，当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。十层以下采用SNJS65型稳压减压消火栓，消防用水从4点入口时，20层1号消火栓是最不利点．Ls19层2号消火栓的压力应等于＋(层高3.0m)+(19~20层的消防竖管的水头损失)DN100钢管,当q=5.16L/s时,查水力坡降i=0.0079,则19层消火栓的消防出水量为:L/s11.08L/s,DN100钢管,水力坡降i=0.00372,管道长68m,则1~4点之间水头损失68×0.0372×(1+10%)=2.7m=0.027MPa消防给水管网入口4点所需水压为58+19.2+(0.02+2.7)=80.02m=0.80MPa从上计算可知,20层消火栓栓口动水压为0.192MPa,19层消16/37火栓栓口压力为0.22MPa.同理,18层消火栓处的压力应等于＋(层高3.0m)+(18~19层的消防竖管的水头损失),应为22.20+3+3×0.0372×(1+10%)=25.32m=0.25MPa同理,计算出从17层至底层的消火栓动水压力.各消火栓的剩余压力即为动水压力减去保证消火栓流量5.2L/s时栓口的水压为19.8m,将计算结果列于下表层数987动水压强(Mpa)剩余水压(Mpa)减压后实际水压(Mpa)78114717/37654321-1.80从表中看出﹣.501~10层的消防栓动水压力超过0.5MPa,故应设置DN65的减压稳压式消防栓,进口压力为0.4~0.8MPa,出水口压力为0.3MPa稳压精度0.05MPa.5、消防水箱设置高度确定及校核67.70m，最不利消火栓几何高度H=60.1m,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为0.637×14.5=9.24kPa总水头损失为水箱满足最不利点最不利消火栓用水要求的最低水位为水箱安装高度不能满足最不利消火栓所需压力,应设置稳压6、增压与稳压设施的选用发生火灾的10分钟内由屋顶消防水箱供水，但屋顶消防水18/37箱安装高度一般很难保证高区最不利点消防设备的水压要求。当水箱安装高度不能保证室内最不利点消防设备的水压要求时，应采用气压给水设备或者稳压泵等局部加压设施来补充水压，所补充的水压应能满足消防时最不利点消防栓口室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应该满足一个消按照《高规》，第7.4.7.2条规定，需要设增压设施。增压设施选用带小型气压罐的补压装置。使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁,用气压罐增压调节容积又很小，综合考虑两方面的因素，增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用,将其设置在屋顶气压罐给水间里。消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵，对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。稳压泵的压力可根据系统压力而确定，稳压泵的压力可根据系统压力而确定，一般稳压泵的压力比主泵高0.1Mpa—0.2MPa，或气压给水罐消防调节水容量为为两支水枪和五个喷头30s的故选择SD600-6隔膜式自动气压罐给水设备，其容积为0.45m3。19/37室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应满足一个消火栓的用水量5.16L/s。 (67.70-60.1)=11.6m在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高，完全能满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。3.2.2闭式自动喷水灭火系统的设计计算1、管系水力计算设计基本数据建筑的火灾危险等级属于中危险ⅱ级，故其设计喷水强度为力为0.10MPa。此高层建筑70.20m,喷头总数不超过800个，静水压不超过1.2MPa，不用分区。但由于2层以上喷淋部分用塔楼布置方式计算最不利管段，地下层跟首层用面积法计2、喷头的选用和布置首层设计采用作用温度为57℃闭式玻璃球喷头，考虑到建20/37筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。喷头的水平间距一般不大于3.6m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增mm3、作用面积划分首层作用面积选定为矩形，长边，由图可知1只喷头的保护面积等于7.625m2.因此作用面积内的喷头数应为160÷7.625=20.98只，取21只。实际作用面积为21×7.625=160.125m2。最不利作用面积中共布置21个喷头，其平均保护面积：160/21=7.62m2其中一只喷头最大保护面积：3.05×2.5=7.625m2其误4、水力计算一，首层按作用面积保护法计算：出水量为2)管段流量：(L/s)21/373)管段比阻A查表2-274)管段计算长度为管段长度与阀门和管件计算长度之和。6)具有相同水力特性的高压管段流量与低压管段流量之间的关系：的保护半径为低区(-1层~1层)消防喷淋水力计算表节节点管段阀门和节点管径管长点管段流量流量/管件当管段计算水压DN(m比阻ALL/编编号/q(L/s/Q(L/(量长度长度L/m/Mpam)m号)s)LD/m10.1001.331~21.33251.770.43673.050.83.8520.1301.522~32.85328.120.09393.051.84.8530.1671.7122/3740.23750.278支路支路60.297支路支路e~66~770.300支路f~73220.700.09391.522.13.620.01105060.682.53.66.183.40.0028702.54.36.819312.55.451623/37支路16680.311支路支路90.328支路支路9~警阀报警0.3740.0002066278622786924/37阀2762报警1308.0.000036.17125633.439.4阀~泵27862注：最不利管路总水头损失MPa最不利管道流速校核管段编号D/mmQ/(L/s)(m/s)234.564.7975—60.2834.66—70.2047—8.410.1158—9.450.1159—报警阀0.0752.71275·从上表中可以看出，系统计算流量Q=36.17L/s=2170.2L/min，系统作用面积为160m2,所 (min·m2)；因喷头均匀布置，作用面积内任意4个喷头的平均喷水强度显然大于第一个喷头的喷水强度80/3.05×2.7=9.71L/(min·m2)，25/37满足规X所规定的大于喷头强度的85%(6.8L/min·m2)的由于此建筑物首层地下层皆为大面积场所，2层以上至21层皆为住宅，喷头布置不规则对仅在走道内布置1排喷头及电梯前室布置喷头的情形，其水力计算无需按作用面积法进行。无论此排管道上布置有多少个喷头，计算动作喷头数每1、自动喷淋灭火系统水力计算1)选择最不利计算管路，对计算节点标号，确定最不利喷头压力H(高层为0.10MPa)，计算该喷头出水流量：、喷头1-2间管段流量Q,由Q计算喷头1-2间的水头损失。2)以第一喷头处所需压力加喷头1-2间的水头损失，作为第二喷头处所需压力加喷头，计算喷头2的流量,喷头1的流量加喷头2的流量作为2-3间管段流量Q=,依此类推，可计算所有喷头流量、管段流量与压力。3)当不同方向计算至同一点出现不同压力时，按管系特性系数法求低压管的设计流量。由某管系流量总输出处(点)流量平方及该处(点)流量所应具有的水压值Hn，求该管系特性系数Bg.当该管在另一水压H/n作用下，即可由已知的管系特性系数26/37=4)接出分支管处节点输出流量为相连管段流量之和，依此类推，直到达到设计流量为止。2、管道流速闭式自动喷水系统管内的流速宜采用经济流速，一般不大于5m/s，特殊情况下不应该超过10m/s。为了计算简便，可采用表2-26流速系数直接乘以流量，校核流速是否超过允许值。即式中v—管道流速，m/s;K0—流速系数，见表2-26，m/L;Q—管道流量，L/s。表2-26流速系数K0表管管材管径mKC钢管钢管钢管40钢管7钢管0.28327/3700.2040.0750.053钢管钢管钢管校核管段流速大于规定值，说明初选管径偏小，3、管道水头损失1)沿程水头损失计算式式中h—沿程水头损失，MPa;A—管道比阻值，见表2-27；L—计算管道长度，m;Q—管道流量，L/s。表2-27管道比阻A值表管径(㎜)管公称管实际内材计算内径dj径DN径d热25浸32.0041.000040.00AA (Q以 (Q以L/s)m3/s)43670093860445300.43670.093860.044530.011080.00289328/3780.5079.500.001168106.00105.007.40.0002674131.00130.00.230.00008623156.00155.000.000033952)局部水头损失宜采用当量长度法计算，或按沿程水头损3)报警阀压力损失式中Hk—报警阀压力损失，MPa;Sk—报警阀的阻力系数，DN100湿式报警阀，Q—通过报警阀的流量,L/s。高区最不利层(20层)喷水系统水力计算节节点节点管段管径点管段水流量流量DN(Q2编编号压/q(L/Q(Lmm)号/M/s)/s)门和管管长比阻A件当量长度管段管段水头计算损失长度hg/L/mMpa29/37/m2.60.021~21.33251.770.43670.83.45723474.3320.80.028.010.09391.82.69901.70.022.160.43670.82.56418.42.80.080.09392.14.98986440.00.01100.02782530/3710~566~77434412~6970.43670.011080.011080.43670.093920.62.6370.30.05712.60.050.83.45510.80.042.99931.70.042.03254.120.43670.62.36136231/3713~35.40.04452.685.95402.95.557035716.7279.0.00491.90.077~8653.75.691224986.8822616.8284.0.00000.008~a12538.911.96268623318.5345.0.00491.60.09ba653.75.339594314a165a~35.412560.00000.06报警125630.663.65.7086239阀报0.535.412560.00080.01警125845