安全工程火灾与爆炸学地下车库电气消防设计

/地下车库电气消防设计一、设计目的：建筑消防工程课程设计，是协作《建筑消防工程》课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。其任务是使学生进一步熟悉建筑给消防工程各个系统的方案设计，驾驭建筑电气消防工程的设计原理和方法。具体应达到以下目的：1．通过课程设计加深对本课程基本学问的理解,提高综合利用本课程学问的实力；2．驾驭本课程工程设计的主要内容、步骤和方法；3．提高制图实力，学会应用有关设计资料进行设计计算的方法；4．提高独立分析问题，解决问题的实力，逐步增加对实际工程的相识和理解。二、设计题目：地下车库电气消防设计三、设计内容：1、车库概况：此地下车库分为一号和二号两个车库，其中一号车库防火分区（一）面积为3567.98m2，防火分区（二）面积为2850.03m2，共6418.01m2，停车位为181辆；二号车库防火分区（三）面积为2353.42m2，防火分区（四）面积为3308.33m2，共5661.75m2，停车位为146辆。该车库总防火面积为12079.76㎡，停车位为327辆，属于一级爱惜对象车库的防火设计，必需从全局动身，做到平安适用、技术先进、经济合理。车库不应不置在易燃，可燃烧液体或可燃气体的装置和储存区内。车库的防火分类为四类，并应符合表1-1的规定：表1-1车库的防火分类类类别数量名称ⅠⅡⅢⅣ汽车库〉300辆151—300辆51—151辆≤50辆2、消防系统的工作原理 （见图1-1）图1-1火灾自动报警系统原理框图3、消防附件的介绍1）探测器一般说来，物质燃烧前往往是先产生烟雾，接着四周温度渐渐上升，同时产生一些可见光和不行见光。而物质由起先燃烧到火势渐大酿成火灾总是有个过程的。探测器的功能就是“捕获”、“观查”物质刚刚起先燃烧时产生的“信号”。它把捕获到的火灾信号转变为电信号，立刻供应应报警限制器。由于场所的不同，燃烧物的不同，燃烧时产生的信号也不同。同样，在不同的场合须要不同的探测器。火灾探测器的种类许多，主要有如下几种：感温式火灾探测器感烟式火灾探测器光电式火灾探测器可燃气体探测器复合式火灾探测器探测器种类的选择应依据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度、安装场所的气流状况等，选用其所适宜类型的探测器或几种探测器的组合。依据火灾特点、环境条件及安装场所确定探测器的类型感烟探测器作为前期、早期报警是特殊有效的。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，应选择感烟探测器。对于有猛烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾，应选用光电探测器，但不宜在火焰出现前有浓烟扩散的场所及探测器的镜头易被污染、遮挡以及受电焊、X射线等影响的场所中运用。感温型探测器作为火灾形成早期(早期、中期)报警特殊有效。因其工作稳定，不受非火灾烟雾气尘等干扰。凡无法应用感烟探测器、允许产生确定的物质损失、非爆炸性的场合都可接受感温型探测器。特殊适用于经常存在大量粉尘、烟雾、水蒸气的场所及相对湿度经常高于95%的房间，但不宜用于有可能产生阴燃火的场所。依据房间高度选择探测器：对不同高度的房间点型火灾探测器的选择如下：表1-2房间高度（m）感烟探测器感温探测器火焰探测器I级II级三级12<h≤20不适合不适合不适合不适合不适合8<h≤12适合不适合不适合不适合适合6<h≤8适合适合不适合不适合适合4<h≤6适合适合适合不适合适合h≤4适合适合适合适合适合探测器安装时留意事项：1）在有梁的顶棚上设置感烟探测器、感温探测器时，应符合下列规定：当梁突出顶棚的高度小于200mm时，可不计深对探测器爱惜面积的影响。当梁突出顶棚的高度为200～600mm时，应按本规范附录B、附录C确定梁对探测器保护面积的影响和一只探测器能够爱惜的梁间区域的个数。当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域至少应设置一只探测器。2）当梁间净距小于1m时，可不计梁对探测器爱惜面积的影响。3）在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时，宜居中布置。感温探测器的安装间距不应超过10m；感烟探测器的安装间距不应超过15m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。4）探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。5）探测器四周0.5m内，不应有遮挡物。6）房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，每个被隔开的部分至少应安装一只探测器。7）探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m，并宜接近回风口安装。探测器至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5m。8）当屋顶有热屏障时，感烟探测器下表面至顶棚或屋顶的距离，应符合表8.111的规定。9）锯齿型屋顶和坡度大小15°的人字型屋顶，应在每个屋脊处设置一排探测器，探测器下表面至屋顶最高处的距离，应符合本规范8.111的规定。10）探测器宜水平安装。当倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。11）在电梯井、升降机井设置探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上。本系统中选择差定温火灾探测器。2）手动报警按钮手动报警按钮，亦称手动报警开关。（1）手动报警按钮的作用火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而手动火灾报警按钮是手动触发装置。它具有在应急状况下人工手动通报火警或确认火灾的功能。当人们发觉火灾后，可通过装于走廊、楼梯口等处的手动报警开关进行人工报警。手动报警按钮的紧急程度比探测器报警紧急，一般不须要确认。所以，手动按钮要求更牢靠、更精确，处理火灾要求更快。（2）手动报警按钮的设置从安装的数量上看，规范要求报警区域内每个防火分区应至少设置一只手动报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动报警按钮的步行距离不应大于30m。应设置在明显和便于操作的部位，即设置在建筑物的大厅、过厅、只要公共活动场所出入口，餐厅、多功能厅等处的只要出入口，值班人员工作场所，主要通道门厅等经常有人通过的地方，安装在墙上距地（楼）面高度1.5m处明显和便于操作的部位。3）消火栓按钮消火栓报警开关安装于消火栓内的。当发生火灾运用消火栓灭火时，手动操作消火栓报警开关，可以向消防限制中心发出报警信号，同时启动有关消防设备。其线制为：报警功能二总线，由二进制拨码开关设置地址码，干脆启泵功能四线制，包括启泵和点亮启泵指示灯各二根线。4）短路隔离器短路隔离器，亦称总线隔离器。（1）短路隔离器的作用短路隔离器用在传输总线上，对各分支线作短路时的隔离作用。她能自动使短路部分两端呈高阻态或开路状态，使之不损坏限制器，也不影响总线上其它部件的正常工作，当这部分短路故障消退时，能自动复原这部分回路的正常工作，这种装置叫短路隔离器。（2）短路隔离器的适用场所一条总线的各防火分区；一条总线的不同楼层；总线的其它分支处；下接部件（手段开关、模块）接地址号个数小于等于30个；下接探测器个数小于等于40个；下接中继器不超过一个。5）区域显示器（1)区域显示器的作用及适用范围区域显示器显示来自报警器的火警及故障信息，适用于各防火监视分区或楼层。（2）区域显示器的功能及特点具有声报警功能。当火警或故障送入时，将发出两种不同的声报警（火警为变调音响，故障为长音响）。具有限制输出功能。具备一对无源触电，其在火警信号存在时吸合，可用来限制一些警报器类的设备。具有计时钟功能。在正常监视状态下，显示当前时间。接受壁式结构，体积小，安装便利。4、火灾探测区域的划分将报警区域按探测火灾的部位划分的单元称为探测区域。探测区域可以是一只探测器所爱惜的区域，也可以是几只探测器共同爱惜的区域，但一个探测区域在限制器上只能占有一个报警部位号。依据《火灾自动报警系统设计规范》第4.2条规定，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。放开或封闭楼梯间；防烟楼梯间前室﹑消防电梯前室﹑消防电梯和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、夹层等均单独划分探测区域。结合以上规定和实际状况，将该综合楼的每个房间﹑楼梯间及其前室，每条走道均设为一个探测区域。依据所给的车库施工图可以知道，2号车库的每个防火分区作为一个探测区域计算。5、火灾探测器的选择及平面布置1）火灾探测器数量的选择一个探测区域内所设置探测器的数量应按下式计算：式中N——一个探测区域内所设置的探测器的数量，单位用“只”表示，N应取整数（即小数进位取整数）；S——一个探测区域的地面面积（㎡）；A——探测器的爱惜面积（㎡），指一只探测器能有效探测的地面面积。由于建筑物房间的地面通常为矩形，因此，所谓“有效”探测器的地面面积事实上是指探测器能探测到矩形地面面积。探测器的爱惜半径R（m）是指一只探测器能有效探测的单向最大水平距离；K——平安修正系数。特级爱惜对象k取0.7～0.8，一级爱惜对象k取值为0.8～0.9，二级爱惜对象k取0.9～1.0。Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点的曲线范围内，爱惜面积可得到充分利用）。图2-图图1-2探测器安装间距的极限曲线对于一个探测器而言，其爱惜面积和爱惜半径的大小和其探测器的类型、探测区域的面积、房顶坡度有确定的联系。表1-3表示探测器爱惜面积、爱惜半径和其他参量的相互关系（感温探测器）表1-3火灾探测器的种类地面面积S（㎡）房间高度H（m）探测器的爱惜面积A和爱惜半径R房顶坡度θθ≤15°15°﹤θ≤30°θ﹥30°A（㎡）R（m）A（㎡）R（m）A（㎡）R（m）感温探测器S≤30H≤8304.4304.9305.5S＞30H≤8203.6304.9406.32）探测器的计算和布置：探测区域1：面积S=2353.42㎡,探测区域2：面积S=3308.33㎡由于该车库属于一级爱惜对象，K取0.9，车库高度为2.4m，屋顶坡度0°，依据表查2得探测器爱惜面积为20㎡，爱惜半径3.6m，所以两个探测区域探测器的个数分别为：N1=，N2=，取整得N1=131，N2=184，依据阅历法布置探测器，接受矩形组合布置,a=4.1m，a1=2.05mb=4.63m，b1=2.32m校验：R2=a12+b12R=3.04m＜3.6m，满足要求。布置：由图4-2可查得一级感温探测器的房间极限值为8m，梁高限度为275㎜，该车库满足此要求，又依据以上计算探测器不会受到量的影响，故按以上计算安装。3）探测器的连线方式本系统中接受的是二总线制，树枝型接线，如图1-3所示：（G线为公共地线，P线则完成供电、选址、自检、获得信息等）图1-3树枝型接线（二总线制）6、火灾报警系统附件设计和布置1）手动报警按钮《火灾自动报警系统设计规范》第8.3条规定，每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处；手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时,其底边距地高度宜为1.3～1.5m，且应有明显的标记。本系统中选用FMB11Z-2手动报警按钮，其为二总线制，由二进制拨码开关设置地址码，带电话插孔。在地下车库中对手动报警按钮的布置如下：在防火分区内，以30m为半径画圆，将防火分区划分，在圆心处安装手动报警按钮。具体布置位置见平面图。2）消火栓按钮线制为：报警功能二总线，由二进制拨码开关设置地址码，干脆启泵功能四线制，包括启泵和点亮启泵指示灯各二根线。在该地下车库中对消火栓按钮的布置同手动报警按钮。见平面图。7、消防联动限制1）一般规定（1）消防限制设备应由下列部分或全部限制装置组成：火灾报警限制器；自动灭火系统的限制装置；室内消火栓系统的限制装置；防烟、排烟系统及空调通风系统的限制装置；常开防火门、防火卷帘的限制装置；电梯回降限制装置；火灾应急广播的限制装置；火灾警报装置的限制装置；火灾应急照明和疏散指示标记的限制装置。（2）消防限制设备的限制方式应依据建筑的形式、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：单体建筑宜集中限制；大型建筑群宜接受分散和集中相结合限制。消防限制设备的限制电源及信号回路电压宜接受直流24V。2）消防限制室消防限制室的门应向疏散方向开启，且入口处应设置明显的标记。消防限制室的送、回风管在其穿墙处应设防火阀。消防限制室内严禁和其无关的电气线路及管路穿过。6.2.4消防限制室四周不应布置电磁场干扰较强及其他影响消防限制设备工作的设备用房。3）消防限制室内设备的布置应符合下列要求：设备面盘前的操作距离：单列布置时不应小于1.5m；双列布置时不应小于2m。在值班人员经常工作的一面，设备面盘至墙的距离不应小于3m。设备面盘后的修理距离不宜小于1m。设备面盘的排列长度大于4m时，其两端应设置宽度不小于1m的通道。集中火灾报警限制器或火灾报警限制器安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。4）消防限制设备的功能消防限制室的限制设备应有下列限制及显示功能；限制消防设备的启、停，并应显示其工作状态；消防水泵、防烟和排烟风机的启、停，除自动限制外，还应能手动干脆限制；显示火灾报警、故障报警部位；显示爱惜对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图或模拟图等；显示系统供电电源的工作状态；5）消防限制室应设置火灾警报装置和应急广播的限制装置，其限制程序应符合下列要求：二层及以上的楼房发生火灾，应先接通着火层及其相邻的上、下层；首层发生火灾，应先接通本层、二层及地下各层；地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层；含多个防火分区的单层建筑，应先接通着火的防火分区及其相邻的防火分区；消防限制室的消防通信设备，应符合本规范5.6.2～5.6.4条的规定。消防限制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标记灯；消防限制室在确认火灾后，应能限制电梯全部停于首层，并接收其反馈信号。6）消防限制设备对室内消火栓系统应有下列限制、显示功能：限制消防水泵的启、停；显示消防水泵的工作、故障状态；显示启泵按钮的位置。7）消防限制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应有下列限制、显示功能：限制系统的启、停；显示消防水泵的工作、故障状态；显示水流指示器、报警阀、平安信号阀的工作状态。8）消防限制设备对管网气体灭火系统应有下列限制、显示功能：显示系统的手动、自动工作状态；在报警、喷射各阶段，限制室应有相应的声、光警报信号，并能手动切除声响信号；在延时阶段，应自动关闭防火门、窗，停止通风空调系统，关闭有关部位防火阀；显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(帘)、通风空调等设备的状态。9)消防限制设备对防火卷帘的限制，应符合下列要求：疏散通道上的防火卷帘两侧，应设置火灾探测器组及其警报装置，且两侧应设置手动限制按钮；疏散通道上的防火卷帘，应按下列程序自动限制下降；(1)感烟探测器动作后，卷帘下降至距地(楼)面18m；(2)感温探测器动作后，卷帘下降原委；用作防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，卷帘应下降原委；感烟、感温火灾探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防限制室。10)火灾报警后，消防限制设备对防烟、排烟设施应有下列限制、显示功能：停止有关部位的空调送风，关闭电动防火阀，并接收其反馈信号；启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等，并接收其反馈信号；限制挡烟垂壁等防烟设施。11）防排烟系统高层建筑和地下工程发生火灾时，由于燃烧装修材料、陈设等在燃烧过程中产生大量浓烟和有毒烟气，火灾产生的烟的主要成分是CO，易使人窒息；烟气遮挡人的视线，使人在疏散时难以辨别方向，致使烟气和毒气成为人死亡的主要缘由。而在被火烧死的人当中，先中毒窒息晕倒后被火烧死的。防排烟设施的作用是对烟气进行限制。其主要目的是：在建筑屋内创建无烟气或烟气含量极低的疏散通道或平安区。烟气限制的实质是限制烟气的合理流淌，也就是使烟气不流向疏散通道、平安期、非着火点，而向室外流淌。主要有以下三种方法：隔断或阻挡排烟加压防烟通风：通风风管应接受不燃烧材料制作，并不应穿过防火墙，防火隔墙，当必需穿过时，防火墙或防火隔墙上下应设置通风孔道，也不宜穿过其他管道（线）；当管道（线）穿过防火墙时，应接受不燃烧材料将孔洞四周的空隙紧密填塞，此外还应在穿过处设置防火阀。防火阀的动作温度宜为70℃。风管的保温材料应接受不燃烧或难燃烧材料；穿过防火墙的风管，其位于防火墙两侧各2m范围内的保温材料应为不燃烧材料。排烟：面积超过2000㎡地下车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可和人防、卫生等排气、通风系统合用。设有机械排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000㎡，且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区可接受挡烟垂壁、隔墙或从屋顶下突出不小于0.5m的梁划分。每个防烟分区应设置排烟口，排烟口宜设在房顶或旁边的墙面上；排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m。排烟风机的排烟量应按换气次数不小于60次/h计算确定。排烟风机可接受离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。排烟风机应保证280℃时能连续工作30分。排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机。机械排烟管道风速，接受金属管道时不应大和20ｍ/ｓ；接受内表面光滑的非金属材料风道时，不应大和15ｍ/ｓ。排烟口的风速不宜超过10ｍ/ｓ。汽车库内无干脆通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。送风竖井和排烟竖井具体布置见平面图。12）防火卷帘：（1）作用防火卷帘是指在确定时间内，连同框架能够满足耐火稳定性和耐火完整性要求的卷帘。防火卷帘是一种活动的防火分隔设施，平常卷起放在门窗上口的转轴箱中，起火时将其绽开放开，用以阻挡火势从门窗洞口扩散。（2）组成防火卷帘由帘板、滚筒、托架、导轨及限制机构组成。整个组合体包括封闭在滚筒内的运转平衡器、自动关闭机构、金属罩及帘板等部分。帘板可阻挡烟火和热气流。（3）动作过程动作过程是：感温探测器报警限制模块动作电控箱发出卷帘门降半信号感温探测器报警监视模块动作通过电控箱发出卷帘二步降原委信号。8、消防事故广播1）限制中心报警系统应设置火灾应急广播，集中报警系统宜设置火灾应急广播。2）火灾应急广播扬声器的设置，应符合下列要求：民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于3W，其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最终一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于10W。3）火灾应急广播和公共广播合用时，应符合下列要求：火灾时应能在消防限制室将火灾疏散层的扬声器和公共广播扩音机强制转入火灾应急广播状态。消防限制室应能监控用于火灾应急广播时的扩音机的工作状态，并应具有监控遥控开启扩音机和接受传声器播音的功能。床头限制柜内设有服务性音乐广播扬声器时，应有火灾应急广播功能。应设置火灾应急广播备用扩音机，其容量不应小于火灾时需同时广播的范围内火灾应急广播扬声器最大容量总和的1.5倍。9、消防专用电话1）消防专用电话布置应满足以下要求：（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。（2）消防限制室应设置消防专用电话总机，且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备。2）电话分机或电话塞孔的设置，应符合下列要求：（1）下列部位应设置消防专用电话分机：a)消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他和消防联动限制有关的且经常有人值班的机房。b)灭火限制系统操作装置处或限制室。c)企业消防站、消防值班室、总调度室。