1、教學(xué)樓消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 說明書教學(xué)樓的總體布局1 總平面布局與平面布置XX教學(xué)樓為一類民用建筑， 建筑高度為 13m，層數(shù)是 4 層，每層高 3.5 米， 建筑總面積為 1600m2 。該教學(xué)樓是框架結(jié)構(gòu)，使用設(shè)計(jì)年限為 50年，耐火等 級是二級，建筑美觀、實(shí)用，適合現(xiàn)代城市規(guī)劃布局的要求。該教學(xué)樓位于衡陽市區(qū)一所大學(xué)內(nèi)， 處于常勝西路， 交通便利，人口密度大， 地理位置優(yōu)越， 主體建筑與周圍臨近建筑的防火間距均大于 13m，符合規(guī)范要求。1.2 消防車道設(shè)計(jì)常勝西路周邊環(huán)道構(gòu)成了主體建筑的消防環(huán)道，總體設(shè)計(jì)消防車道寬度 5.0m，實(shí)際主要車道達(dá)到 10m，消防通道上空沒有任何的障礙物，消防車道與

2、本 建筑物之間沒有妨礙登高消防車操作的樹木和架空管線。2 安全疏散設(shè)計(jì)2.1 安全疏散的規(guī)定多層教學(xué)樓的安全疏散要求較簡單，疏散樓梯的最小寬度不應(yīng)小于 1.1 米， 不超過 6 層的單元式住宅中一邊設(shè)有欄桿的疏散樓梯，其最小寬度可不小于 1 米。本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓高度為 4 層，其各層樓梯寬度都相同，略小于 2 米，滿足 安全疏散的規(guī)定2.2 安全疏散的路線設(shè)計(jì)為保證樓內(nèi)人員在火災(zāi)造成的各種危險(xiǎn)中能夠安全疏散， 此教學(xué)樓安全疏散 的基本條件和建筑防火規(guī)范的要求，本教學(xué)樓設(shè)計(jì)參數(shù)如下：1. 限制使用影響疏散的建筑材料， 以避免火災(zāi)發(fā)生時(shí)可能成為疏散障礙的因2. 保證安全的疏散通道，疏散通道必須具有

3、足以使這些人疏散出去的容量、 尺寸和形狀， 同時(shí)必須保證疏散中的安全， 在疏散過程中不受到火災(zāi)煙氣、 火和 其他危險(xiǎn)因素的干擾。3. 布置合理的安全疏散路線，力求簡便，便于尋找，辨認(rèn)，疏散樓梯位置要 明顯。一般要設(shè)置明顯的指示標(biāo)記， 應(yīng)急燈及安全出口指示標(biāo)記， 便于人員的安 全疏散。本教學(xué)樓的疏散通道附近不存在影響安全疏散的長期堆積物品和大量的易 燃物品，并且消防樓梯和防火門的寬度尺寸符合安全疏散的規(guī)定。 安全疏散的路 線圖如下圖所示：（詳圖見附圖 1）4 消防給水系統(tǒng)水作為滅火劑對撲滅建筑物中的一般物質(zhì)火災(zāi)，是最經(jīng)濟(jì)有效的方法，而 輸送這種滅火劑的系統(tǒng)主要有消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng)。 該

4、教學(xué)樓為多層 民用建筑，而且地處市中心，人口密集，學(xué)生數(shù)量多，消防水源來自城市的自來 水管網(wǎng)。所以本次設(shè)計(jì)采用了消火栓給水和自動噴水系統(tǒng)相結(jié)合的消防給水方式。4.1 消火栓給水系統(tǒng)根據(jù)消火栓給水系統(tǒng)服務(wù)對象的不同分為：城市消火栓給水系統(tǒng)、建筑室 外消火栓給水系統(tǒng)和建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 根據(jù)消火栓給水系統(tǒng)加壓方式的 不同分為： 常高壓消火栓給水系統(tǒng)、 臨時(shí)高壓消火栓給水系統(tǒng)和低壓消火栓給水 系統(tǒng)。根據(jù)生活、生產(chǎn)和消防是否合用又分為：生活、生產(chǎn)和消火栓合用系統(tǒng)， 生活、生產(chǎn)和消火栓分開系統(tǒng)。基于和本次課程設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的原則，我們著重介紹室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。4.1.1 室內(nèi)消火栓室內(nèi)消火栓箱內(nèi)設(shè)置

5、水槍、水龍帶、消火栓、消防軟管卷盤、消防水按鈕 按鈕等設(shè)備。水槍是主要的滅火工具，常用鋁制造。室內(nèi)消火栓水槍均為直流 式水槍，水槍的作用在于產(chǎn)生滅火所需要的充實(shí)水柱。水龍帶為麻織或襯膠的 輸水軟管。消火栓使具有內(nèi)扣式接口的球形閥式龍頭，一端與消防管相連，另 一端與水龍帶相連。消火栓、水龍帶、水槍之間均采用內(nèi)扣式快速接口連接， 在同一建筑物內(nèi)采用同一規(guī)格的消火栓、水龍帶、水槍，以便于維護(hù)保養(yǎng)和替 換使用。消防軟管卷盤式非職業(yè)消防人員撲滅初期火災(zāi)的有力武器。消防水泵 按鈕必須在每個(gè)消火栓箱內(nèi)或在其附近設(shè)置，在城市水源壓力和流量不足時(shí)采 用。本次課程設(shè)計(jì)中的教學(xué)樓，在各層都設(shè)置了 4 個(gè)消火栓，各層

6、消火栓的布置如下圖：（詳圖見附圖 2）注：由于教學(xué)樓 4 層布置一樣，所以只給出 2 層的消火栓布置圖。4.1.2 低層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)建筑高度不超過 9 層的住宅以及高度小于 24m的民用建筑物內(nèi)設(shè)置的室內(nèi)消 火栓給水系統(tǒng)， 稱為低層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 低層建筑發(fā)生火災(zāi)， 利用消 防車從室外消防水源抽水， 接出水帶和水槍， 就能直接有效地?fù)渚冉ㄖ飪?nèi)的任 何火災(zāi)。因而低層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是供撲救建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)使用 的，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是消防用水量少、水壓低。根據(jù)建筑物的高度、 室外消防給水管網(wǎng)所提供的水壓和水量以及室內(nèi)消防對 水壓、水量等要求，其系統(tǒng)常見的有三種類型。1

7、無加壓消防水泵、 無水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)： 當(dāng)室外為常高壓消防給 水系統(tǒng)，或室外給水管網(wǎng)的水壓、 水量任何時(shí)刻均能滿足室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓處 的設(shè)計(jì)水壓和水量時(shí)，可采用無加壓消防水泵、無水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。2 設(shè)有消防水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)：在水壓變化較大的城鎮(zhèn)或居住區(qū)， 室外給水管網(wǎng)的水壓在晝夜內(nèi)間斷性滿足室內(nèi)消防、 生活和生產(chǎn)用水要求， 如白 天用水高峰時(shí)管網(wǎng)水壓不能滿足要求， 而在夜間或其他時(shí)間內(nèi)， 管網(wǎng)供水均能滿 足室內(nèi)消防，生活和生產(chǎn)用水要求， 常設(shè)消防水箱儲存 10min的消防用水量， 同 時(shí)調(diào)節(jié)生活、生產(chǎn)用水量。3 設(shè)有消防水泵和水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)： 當(dāng)室外給水管

8、網(wǎng)的水壓經(jīng)常 不能滿足室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)最不利點(diǎn)消火栓滅火設(shè)備處的水量和水壓時(shí)， 采用 這種系統(tǒng)。由圖可知， 本教學(xué)樓采用的是無加壓消防水泵、 無水箱的室內(nèi)消火栓給水系 統(tǒng)。4.2 自動噴水滅火消防系統(tǒng)4.2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)簡介一、自動噴水滅火系統(tǒng)的組成及分類自動噴水滅火系統(tǒng)是指由灑水噴頭、 報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置 （水流指示器 及壓力開關(guān)）等組件，以及管道、供水設(shè)施組成，并能在發(fā)生火災(zāi)時(shí)噴水的自動 滅火系統(tǒng)。 自動噴水系統(tǒng)大致可分為水滴式和噴霧式。 水滴式可分為濕式自動噴 水滅火系統(tǒng)、 干式自動噴水滅火系統(tǒng)、 預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)、 循環(huán)自動噴水 滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)以及雨淋噴水滅火系

9、統(tǒng)。 噴霧式噴水滅火系統(tǒng)可分為水噴霧 滅火系統(tǒng)和水噴霧冷卻系統(tǒng)。二、自動噴水滅火系統(tǒng)的基本功能能在火災(zāi)發(fā)生后自動地進(jìn)行噴水滅火 ; 能在噴水滅火餓同時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒人們采取滅火行動。4.2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力設(shè)計(jì)計(jì)算過程及原理1 主要設(shè)置場所濕式自動噴水滅火系統(tǒng)用于性質(zhì)重要且火災(zāi)危險(xiǎn)性大的場所。2 確定建筑物的危險(xiǎn)等級根據(jù)建筑物、構(gòu)筑物的火災(zāi)載荷 （由可燃物的性質(zhì)、 數(shù)量和分布狀況決定） 、 室內(nèi)空間條件（面積、高度） 、人員密集程度、采用自動噴水滅火系統(tǒng)撲救初期 火災(zāi)的難易程度，以及疏散及外部增援條件等因素劃分設(shè)置場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級。 建筑物內(nèi)存在物品的性質(zhì)、數(shù)量，以及其結(jié)構(gòu)的疏密、

10、包裝和分布情況，將決定 火災(zāi)載荷及發(fā)生火災(zāi)時(shí)的燃燒速度與放熱量， 是劃分自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置場所 火災(zāi)危險(xiǎn)等級的重要依據(jù)。共計(jì)：輕危險(xiǎn)級、中危險(xiǎn)級（其中又分為級和級） 、嚴(yán)重危險(xiǎn)級（其中又分為級和級） 、及倉庫危險(xiǎn)級（其中又分為級、級和級） 。（ 1）嚴(yán)重危險(xiǎn)級： 火災(zāi)危險(xiǎn)性大、可燃物多、發(fā)熱量大、燃燒猛烈和蔓延迅速 的建、構(gòu)筑物；（ 2）中危險(xiǎn)等級： 火災(zāi)危險(xiǎn)性較大、可燃物較多、發(fā)熱量中等、火災(zāi)初期不會 引起迅速蔓延的建、構(gòu)筑物；（3）輕危險(xiǎn)等級：火災(zāi)危險(xiǎn)性小、可燃物量少、發(fā)熱量較小的建、構(gòu)筑物； 在設(shè)計(jì)閉式自動噴水滅火系統(tǒng)時(shí)應(yīng)本著遵循 “實(shí)事求是” 和“有的放矢”的原則， 按各自的實(shí)際情況

11、選擇相應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)。閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)中的管道種類如圖 2-1 所示，每種管道在系統(tǒng)中的作 用是不同的，在計(jì)算時(shí)，也應(yīng)作不同處理。本次課程設(shè)計(jì)中的教學(xué)樓采用的是濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。 其自動噴水滅火 系統(tǒng)的管道布置平面圖及立面圖如下： （ 詳圖見附圖 3）圖 3 教學(xué)樓 2 層自動噴水系統(tǒng)管道布置平面圖注：由于教學(xué)樓 4 層布置一樣，所以只給出 2 層的自動噴水系統(tǒng)管道布置平面圖圖4 教學(xué)樓自動噴水系統(tǒng)管道布置立面圖3. 確定設(shè)計(jì)作用面積3.1 設(shè)計(jì)作用面積的大小 設(shè)計(jì)作用面積是指一次火災(zāi)中按噴水強(qiáng)度保護(hù)的最大面積。 設(shè)計(jì)時(shí)作用面積的選取應(yīng)按建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)等級來選取， 各危險(xiǎn)等級的數(shù)

12、 據(jù)如表 1 所示：表 1 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)和計(jì)算用水量建筑物的危險(xiǎn)等級設(shè)計(jì)噴水度 /min m2作用面積/m2噴頭工作壓力 /MPa計(jì)算用水量 /(L/S)嚴(yán)重級122600.152危險(xiǎn)度級162600.169中危級61600.116險(xiǎn)度級81600.121輕度危險(xiǎn)41600.111本次設(shè)計(jì)所選取的教學(xué)樓屬于輕度危險(xiǎn)的建筑物，由表 1 可得，該教學(xué)樓 的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為 4L/（min ?m2 ），噴頭的作用面積為 160m2 ，噴頭的工作壓 力為 0.1Mpa，計(jì)算用水量為 11L/S。3.2 設(shè)計(jì)作用面積的形狀 在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火勢由火源點(diǎn)呈輻射狀向四周蔓延，只有處于著火區(qū)域上

13、 方的噴頭才能有效地阻止火勢蔓延， 撲滅火災(zāi)。 因此在設(shè)計(jì)面積形狀選擇上， 我 們通常采用正方形布置、長方形以及菱形等幾種情況。 正方形布置：支管的間距和噴頭的間距均相等。L = A式中： L正方形布置時(shí)設(shè)計(jì)作用面積的邊長， mA設(shè)計(jì)作用面積， m2 長方形布置：支管的間距和噴頭的間距不相等。L = 1.2 A式中： L正方形布置時(shí)設(shè)計(jì)作用面積的邊長， mA設(shè)計(jì)作用面積， m2 根據(jù)教學(xué)樓的的構(gòu)造和面積幾何形狀， 我們可以得出， 本教學(xué)樓的支管間距 和噴頭間距不相等， 所以設(shè)計(jì)面積形狀采用的是長方形布置。 按照長方形布置時(shí) 設(shè)計(jì)作用面積由上表得 A=160m2 ，所以邊長 L=1.2 160

14、=48m。3.3 設(shè)計(jì)作用面積在管網(wǎng)中的位置 由于水力管網(wǎng)末端最不利點(diǎn)處的噴水強(qiáng)度、 作用壓力較其他點(diǎn)差， 因此在管 網(wǎng)計(jì)算中，通常由管網(wǎng)系統(tǒng)的最不利點(diǎn)處噴頭開始選取設(shè)計(jì)作用面積。3.4 每個(gè)噴頭的噴水量計(jì)算q = k 10 p式中： q每個(gè)噴頭的噴水量 ，L/minP 噴頭處的工作壓力 ，MPaK 流量特性系數(shù)（見表 2）表 2 流量特性系數(shù)噴頭公稱直徑（ mm）K1057158020115對于此教學(xué)樓，我們采用的噴頭公稱直徑為 15mm，所以其流量特性系數(shù)為 80，噴頭處的噴水壓力為 0.1Mpa，所以每個(gè)噴頭的噴水量q=80 10 0.1 =80L/min 。3.5 每個(gè)噴頭的保護(hù)面積的

15、計(jì)算A1 4q0 /4qu ；式中： A1 每個(gè)噴頭的保護(hù)面積， m2q0 最不利點(diǎn)噴頭噴水量， L/minqu 設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度， L/(min ?m) 該教學(xué)樓最不利點(diǎn)噴頭的噴水壓力為 0.1Mpa時(shí)的噴水量，為 80L/min ，噴 頭的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為 4L/(min ? m2) ，所以每個(gè)噴頭的保護(hù)面積為 A1 4 80=20 442m。3.6 根據(jù)噴頭布置方式確定噴頭布置間距 正方形布置：S= A1式中： S噴頭呈正方形布置時(shí)的邊長， m 長方形布置：S 1.2 A1式中： S噴頭呈長方形布置時(shí)長邊的邊長， m 噴頭布置間距為 S1.2 20 =5.3m。3.7 自動噴水滅火系統(tǒng)的噴頭控

16、制數(shù)量 一個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警閥門后控制的噴頭數(shù)應(yīng)有所限制，如表 3表 3 系統(tǒng)噴頭限制數(shù)量表限制噴頭數(shù) / 個(gè)濕式系統(tǒng)預(yù)作用系統(tǒng)干式系統(tǒng)有排氣裝置無排氣裝置800800500250對于教學(xué)樓所采用的濕式自動噴水系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的限制噴頭數(shù)應(yīng)采用表上的800 個(gè)。4 管段水力計(jì)算4.1 管徑的估算由于工程實(shí)際中所采用的管材質(zhì)量以及施工單位存在差異， 在工程設(shè)計(jì)中通 常要求管道內(nèi)的水流速度不超過 5m/s、配水管的入口壓力不應(yīng)大于 0.40MPa。根 據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)再結(jié)合工程實(shí)踐，通常在設(shè)計(jì)中為簡化計(jì)算，在對系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算前， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照不同管徑配水管上最多允許安裝的噴頭數(shù)（見表4），對管徑進(jìn)行估算：表 4

17、一般場所噴灑管網(wǎng)管徑的初步確定管徑 /mm253240507080100最多噴頭數(shù) /個(gè)1345891213323364根據(jù)表 4，從圖 3 教學(xué)樓的管道布置平面圖，我們可以看到該教學(xué)樓的最大 管徑為 100mm，所以噴頭應(yīng)采用 33-64 個(gè)。4.2 對管道水流速度的校核流速表達(dá)公式：VP K S QP式中， VP為流速， m/s； K S為流速系數(shù)， m/l； QP 為流量， L/s 。表 5 流速系數(shù)表 kc （單位： m/L）管材管徑 /mm1520253240507080100125150200250鋼管5.853.011.81.050.80.470.20.2040.10.00.0鑄

18、鐵58383157553管0.10.00.00.00.021278156631該教學(xué)樓的流速系數(shù)根據(jù)表 5 可得，該教學(xué)樓的管材為鋼管， 所以流速系數(shù)11=1.265m/s4 L/min ? m2，滿足輕危險(xiǎn)級建筑物防火要 求。7. 火災(zāi)自動報(bào)警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)1 火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)方案的確定 在設(shè)計(jì)火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)時(shí)， 首先是明確建筑物本身建筑特 點(diǎn)和功能特點(diǎn)， 了解該建筑的防火工程設(shè)計(jì)中其它專業(yè)的設(shè)施， 對于電氣專業(yè)的 設(shè)計(jì)要求，然后根據(jù)有關(guān)規(guī)范對建筑物定性，確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的基本職責(zé)為： 控制中心對探測回路進(jìn)行 巡測，當(dāng)某一探

19、測區(qū)域內(nèi)著火， 該處的探測器采集到現(xiàn)場信號， 并立即把信號發(fā) 回控制中心的控制器， 控制器將此信號進(jìn)行判斷， 若確認(rèn)著火， 控制器則向火災(zāi) 現(xiàn)場發(fā)出聲光報(bào)警信號和火災(zāi)應(yīng)急廣播。 另外很重要的是必須有效地通過聯(lián)動控 制器向需要聯(lián)動的消防設(shè)備發(fā)出執(zhí)行信號，并切斷非消防電源，消滅初期火災(zāi)。 2 控制中心的組成和功能根據(jù)規(guī)范要求控制中心為雙電源供電， 以確保供電可靠。 控制中心內(nèi)主要設(shè) 備為火災(zāi)報(bào)警控制器、 多線消防聯(lián)動控制器、 總線消防聯(lián)動控制器、 消防電話總 機(jī)、火災(zāi)廣播設(shè)備、消防聯(lián)動電源、自備電源等。從原理上講， 無論是區(qū)域報(bào)警控制器還是集中報(bào)警控制器， 都是遵循一工作 模式，既收集探測源信號輸

20、入單元自動監(jiān)控單元輸出單元。 火災(zāi)報(bào)警控制 器主機(jī)部分的基本原理。 報(bào)警控制器從職能上分為輸入單元既探測系統(tǒng)和輸出單 元既控制系統(tǒng)兩大部分。火災(zāi)報(bào)警控制器的輸入單元， 是通過信號線與探測回路聯(lián)絡(luò)的， 它不停地對 建筑物里每一個(gè)探測區(qū)域進(jìn)行巡測， 讀取現(xiàn)場信息， 并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 判斷是否 有火災(zāi)發(fā)生。探測回路 探測回路包括探測器、手動報(bào)警按鈕、消火栓按鈕、水流指示器、壓力開關(guān)消防廣播系統(tǒng)和警報(bào)裝置 為確保在火災(zāi)時(shí)報(bào)警區(qū)域發(fā)送火災(zāi)警報(bào)信號， 火災(zāi)自動報(bào)警及消防聯(lián)動控制 系統(tǒng)除了設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)， 還應(yīng)在各報(bào)警區(qū)域內(nèi)主要通道進(jìn)出口、 樓梯口、 電梯間、手動報(bào)警按鈕及消火栓按鈕旁， 設(shè)置了一定數(shù)量的火災(zāi)