某市电信局移动机房气体灭火系统设计任务书

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1、某市电信局移动机房气体灭火系统设计任务书一、火灾探测报警的设计原则和基本要求能够提供早期发现和通报火灾的自动报警系统时最重要的消防设施之一。正确、合理地设计系统对保障人身和财产安全起着重要的作用。1设计原则火灾自动报警系统的设计是一项专业性很强的技术工作，同时也具有很强的政策性。在设计工作中，必须认真贯彻执行国家的有关方针、政策，如中华人民共和国消防条例，“预防为主，防消结合”的消防工作方针，以及可能涉及到有关基本建设、技术引进、资、能源等方面的方针政策。由于系统的保护对象是建筑物或建筑物的一部分，不同的建筑物，其规模、使用性质、重要程度、火灾危险性、建筑结构形式、耐火等级、防火分区划分、内装

2、饰、设备摆放、环境条件以及管理形式等各部相同，所以针对具体保护对象的特点进行设计是系统设计的一条基本原则。2基本要求设计人员应掌握建筑火灾的特点，如高层建筑中易发生火灾的因素及地点、火灾蔓延途径，了解安全疏散路径、其他消防设施布置地点等情况。应熟悉火灾自动报警系统的基本知识、有关报警设备的性能、使用条件与使用方法等。在此基础上，针对具体保护对象的特点，结合消防总设计对报警系统的要求，综合考虑，确定总体方案。系统设计在满足系统基本要求的前提下，应做到“安全可靠、使用方便、经济合理”。必须保证系统本身是安全可靠的，有效地发挥其对建筑的保护作用。系统应便于管理人员控制、操作、维护，提高系统的可靠性。

3、应采用科学设计计算方法，采用行之有效的技术和设备。在满足使用要求的前提下，力求简单实用，节省投资。二、设计计算根据设计要求，本设计为一电信机房，采用气体灭火，故采用全淹没式二氧化碳灭火系统。其设计计算如下：1、 选择形式根据规范要求、防护区的特点及灭火剂的类型，通常采用组合分配或单元独立的全淹没灭火系统，并按均衡管网布置。本工程的气体灭火系统采用组合分配式全淹没灭火系统，设各自独立的灭火系统，按均衡管网布置设计。在各种气体灭火剂中，卤代烷（Halon）“1211”和“1301” 灭火剂以其灭火效率高、安全洁净、毒性低、腐蚀性小、存储时间长、适用性广等优点而得到了广泛和长期的应用。但由于卤代烷灭

4、火剂以及氯氟烃（CFC）制冷剂、喷雾剂、发泡剂等对大气臭氧层造成了明显的耗损破坏，为了保护大气臭氧层，在世界环保组织的推动下，联合国环境规划署组织召开了多次国际会议，从1985年起，先后通过了多项关于保护臭氧层的国际条约。目前，卤代烷灭火剂已在美国和很多发达国家停止生产和使用，我国拟订于2005年停止生产和使用卤代烷1211灭火剂、2010年停止生产和使用卤代烷1301灭火剂，国内外的科学家和工程技术人员现在正在积极研究开发新型环保灭火剂，并继续发展和完善原有惰性气体灭火系统。本次设计是为某市电信局移动机房设计灭火系统，为两间独立的电子计算机房，根据火灾探测报警设计原则和基本要求，结合本次设计

5、的具体对象，采用全淹没组合分配系统，根据本工程的性质，设计采用二氧化碳作为灭火剂。2、计算灭火剂用量假设该场所所有开口均能自动关闭，并且不考虑不燃烧体和难燃体占有的体积，则二氧化碳设计用量为 MA=Kb(0.2A+0.7V) =1.50.2(5.85.2+5.83.5+5.23.5)2+0.75.85.23.5 =152.03kgMB=Kb(0.2A+0.7V) =1.50.2(6.25+6.23.5+53.5)2+0.76.253.5+1.50.2(6.25+6.23.5+53.5)2+0.76.253.5 =343.04kg二氧化碳储存量为Mc(A)=1.08 MA=1.08152.03=

6、164.19kgMc(B)=1.08 MB=1.08343.04=370.48kg3、确定储存容器型号和数量选用40L的二氧化碳储瓶。充装率暂定为0.6kg/L，则储存容器总容积应为：V总A=164.190.6=273.65L V总B=370.480.6=617.47LA系统选用6个瓶时，则充装率为： a1=164.19(406)=0.68kg/L选用7个瓶时，则充装率为： a1=164.19(407)=0.586kg/LB系统选用14个瓶时，则充装率为： a2=370.48(4014)=0.66kg/L由上所知，B系统的充装率在之间，符合要求，而A系统选要使得充装率满足条件则选6个到7个瓶之

7、间，按现实是不可能的，所以选7个。4、布置管网，确定管径 A系统：选用2个全淹没喷头，管网布置简图如图1所示。图1 A系统管网布置简图根据D=2确定各管段的管经如下：管段（1）（2）D=2=24.66mm 取25mm管段（2）（3）D=2=17.44mm 取20mm管段（2）（4） D=2=17.44mm 取20mmB系统：选用2个全淹没喷头，管网布置简图如图2所示。图2 B系统管网布置简图根据D=2确定各管段的管经如下：管段（1）（2）D=2=37.04mm 取40mm管段（2）（3）D=2=26.19mm 取25mm管段（2）（4）D=2=26.19mm 取25mm5、确定喷头孔口面积A系

8、统：（1）确定各管段计算长度管段（1）（2）：实际管长为12.1m。当量管长包括三个弯头和一个容器阀（含集流管）为0.853+9=11.55m,计算管长为12.1+11.55=23.65m。管段（2）（3）：实际管长为1.3m。当量管长为1.74+0.67=2.41m,计算管长为1.3+2.41=3.71m。管段（2）（4）：计算管长为3.71 m。（2）确定各管段压力损失管段（1）（2）：静压为0.00803.5=0.028MPa 。 P1=5.17-0.028=5.142MPa查表得，Y1=55.4，Z1=0.0035，初算Y2，得 Y2=55.4+524.8723.65=342.3由Y2

9、=342.3查表得，Z2=0.33，重算Y2，得 Y2=342.3+126.72(0.33-0.0035)=351.86管段（2）（3）：初算Y3得 Y3=351.86+1693.663.71=388.17由Y3=388.17查得Z3=0.33，则Y3=412.3，查得P3=4.5MPa。管段（2）（4）：同管段（2）（3），P4=4.5MPa。（3）确定喷头孔口面积由P=4.5MPa查得，单位面积喷射率为1.993k/()。喷头等孔口面积为 F=152.03/（21.993）=38.14选EQT-9型喷头，喷头面积为40。B系统：（1）确定各管段计算长度管段（1）（2）：实际管长为6.7m。

10、当量管长包括三个弯头和一个容器阀（含集流管）为1.313+9=12.93m,计算管长为6.7+12.93=19.63m。管段（2）（3）：实际管长为2.85m。当量管长为2.65+0.85=3.5m,计算管长为2.85+3.5=6.35m。管段（2）（4）：计算管长为6.35 m。（2）确定各管段压力损失管段（1）（2）：静压为0.00803.5=0.028MPa 。 P1=5.17-0.028=5.142MPa查表得，Y1=55.4，Z1=0.0035，初算Y2，得 Y2=55.4+4.4519.63=158.19由Y2=158.19查表得，Z2=0.210，重算Y2，得 Y2=158.19

11、+1.93(0.210-0.0035)=205.08管段（2）（3）：初算Y3得 Y3=205.08+524.876.35=303.13由Y3=303.13查得Z3=0.210，则Y3=310.82，查得P3=4.75MPa。管段（2）（4）：同管段（2）（3），P4=4.75MPa。（3）确定喷头孔口面积由P=4.75MPa查得，单位面积喷射率为2.172k/()。喷头等孔口面积为 F=343.04/（22.172）=78.97选EQT-9型喷头，喷头面积为80。6、确定烟感温感的个数探测器布置的原则是被保护区域都要处于探测器的保护范围之内。根据探测器保护区域的地面面积、房间高度、屋顶坡度及

12、选用的火灾探测器种类查出其保护面积和保护半径，然后按式N计算所需要设置的探测器数量N，计算结果取整数。再根据给定的平面图进行探测器的布置。对已绘出的探测器布置平面图，校核探测器到最远的水平距离r是否超过探测器的保护半径R,若超过，则应重新选定安装位置，若仍不能满足校核条件，则应增加探测器的设置数量N，并重新布置，直到满足校核条件为止。A室感烟探测器个数的确定：(1)确定感烟探测器的的保护面积A和保护半径R因保护区域面积S=5.85.2=30.16;房间高度=3.5m,即h12m;顶棚坡度=0，即15。查表可得，感烟探测器：保护面积A=80；保护半径R=6.7m。（2）计算所需探测器数NN=1只

13、（3）确定探测器的安装间距a、b 查极限曲线D。D=2R=26.7=13.4m,A=80,查书上图得极限曲线为。 确定a、b。认定a=8m,对应查得b=10m。（4）校核r = = =6.4m即6.7m=Rr=6.4m满足保护半径的要求。 A室感温探测器个数的确定：（1）确定感温探测器的的保护面积A和保护半径R因保护区域面积S=5.85.2=30.16;房间高度=3.5m,即h8m;顶棚坡度=0，即15。查表可得，感温探测器：保护面积A=20；保护半径R=3.6m。（2）计算所需探测器数NN=1只（3）确定探测器的安装间距a、b查极限曲线D。D=2R=23.6=7.2m,A=20,查书上图得极

14、限曲线为。确定a、b。认定a=4m,对应查得b=5.6m。（4）校核r = = =3.44m即3.6m=Rr=3.44m满足保护半径的要求。B室感烟探测器个数的确定：(1)确定感烟探测器的的保护面积A和保护半径R因保护区域面积S=6.25+7.25.2=70;房间高度=3.5m,即h12m;顶棚坡度=0，即15。查表可得，感烟探测器：保护面积A=80；保护半径R=6.7m。（2）计算所需探测器数NN=1只（3）确定探测器的安装间距a、b 查极限曲线D。D=2R=26.7=13.4m,A=80,查书上图得极限曲线为。 确定a、b。认定a=8m,对应查得b=10m。（4）校核r = = =6.4m

15、即6.7m=Rr=6.4m满足保护半径的要求。 B室感温探测器个数的确定：（1）确定感温探测器的的保护面积A和保护半径R因保护区域面积S=6.25+7.25.2=70;房间高度=3.5m,即h8m;顶棚坡度=0，即15。查表可得，感温探测器：保护面积A=20；保护半径R=3.6m。（2）计算所需探测器数NN=4只（3）确定探测器的安装间距a、b查极限曲线D。D=2R=23.6=7.2m,A=20,查书上图得极限曲线为。确定a、b。认定a=4m,对应查得b=5.6m。（4）校核r = = =3.44m即3.6m=Rr=3.44m满足保护半径的要求。综上所述A室感烟探测器个数为1个，感温探测器个数

16、为2个；B室感烟探测器个数为1个感温探测器个数为4个。三、管网原理图根据设计要求管网原理图如下：图3 管网原理图（1）探测器 （2）手动按钮启动装置 （3）报警器 （4）选择阀 （5）集流管（6）操作管 （7）安全阀 （8）连接管 （9）储存容器 （10）启动用气容器（11）报警控制装置 （12）检测盘 （13）喷嘴全淹没系统有两种启动方式有手动和自动两种，并且可以自动转换。在本系统中，也采用的是全淹没系统，分别在两个分区中使用二个控制器，一个控制器用于控制A室，另一个控制B室。两个区域采用不同的控制器使得，当A室着火时，只开启A室的，B室着火时只开启B室的。当探测器感测到火时，例如A区，发出

17、报警，向消防控制中心发出火灾信号。如果人可以将火扑灭，就将灭火系统切断，等处理后再使系统恢复正常状态，这个动作可以过A系统的手动操作按钮完成；若防护区无人时或火不能人为扑灭时，火灾系统在30s后，其A区的起动瓶打开，瓶中充有N2和CO2气体将灭火剂储存容器有A选择阀打开，灭火释放气体。图4 全淹没气体灭火系统气流工作方框图当A区着火时，要使用7个瓶中的气体，B区着火时要使用14个瓶中的气体。四、消防管道平面图图5 消防管道平面图本设计管网中管径的确认在上面的计算中已经选出，A室主管选用DN25，支管选用DN20；B室主管选用DN40，支管选用DN25。每个区采用两个喷头。根据气体设计规范要求：

18、3.1.12 喷头的保护高度和保护半径，应符合下列规定:喷 头 安装高度不小于1.5 m时，保护半径不应大于7.5 m.本设计两个区域保护半径均符合要求。故在每个区域选择两上喷头，符合设计要求。五、电气平面布置图表1器件的选择序号器件名称数量备注1感烟探测器2型号：CKH-LS2感温探测器6型号：ICC-70-H3声光报警器2型号：SS-P24754火灾报警警铃2型号：BD-6-24-6VD5闭门器2型号：FMK-CK/S6诺蒂菲尔气体灭火控制器2型号：RP-1002E7紧急启停按钮2型号：J-SAP-M-M500K8释放指示灯2型号：LW5606六、电气控制系统图图7 A室电气控制系统图图8

19、 B室电气控制系统图AB室分别使用两个诺蒂菲尔气体灭火控制器，其中输入信号有烟感、温感及紧急启停按钮等，输出信号有警铃、声光报警、气体释放灯、闭门器及电爆管等。七、可靠性研究 在消防系统中，电消防系统主要是涉电的探测器，报警器等设备。该设备是消防系统中自动消防设备的关键部件。该设备的可靠性，与整个系统的可靠性之间有着密不可分的关系。1火灾自动报警系统设备的可靠性（1）火灾探测器的可靠性瑞士CERBERUS公司以F910火灾探测器为例认为其平均无故障时间（MTBF）为30年，根据大量的工程实践分析，一个火灾探测器MTBF为30年还是比较符合目前的实际情况。由若干个探测器组成的火灾报警系统，可以看

20、成一个并联系统。若一个探测器出现故障，就可以认为系统出现故障。若由几个探测器组成的系统平均无故障时间为单个探测器MTBF的几分之一。系统中探测器的数量越多，则系统的平均无故障时间越短。（2）传输线路的可靠性传输线路（含导线段和连接螺丝等）对系统可靠性影响也大，并随系统规模增大而增加。显然，多线制传输线路数量很大，合计故障率高；总线制传输线路数量剧减，合计故障率低；二总线传输线路又比三、四总线传输线路更好些；联动控制与报警于一体的二总线方式的可靠性更高。（3）报警控制器的可靠性报警控制器本身当然是系统可靠性有影响的重要因素。若报警控制器采用工控机或带双CPU的主机：前者抗干扰性好；后者系统运行有

21、冗余度，系统可靠性高。传统的火灾自动报警系统采用集中一区域二级构成方式，先进系统的构成方式应分为分布式系统，即采用通用控制器构成主机，从机分布式系统；网络采用环形结构或令牌环。各个单体建筑相对独立的消防系统，网络可以实现互联、资源共享、信息传递和操作系统网络化，其可靠性进一步提高。火灾自动报警系统误报原因很多，其中火灾胎侧器的误报又是其主要原因。模拟量探测器比开关量探测器误报率一般可降低一个数量级水平。多态探测器给出“正常”或“火警”以及其他正常状态的大于2个输出状态，比一般双态探测器的误报率进一步降低。（4）阀门可靠性阀门是灭火系统控制灭火剂流通的要开关。其可靠性对系统灭火的可靠性起着不可取

22、代的影响。阀门包括容器阀、选择阀、单向阀。容器阀是灭火系统中重要的部件之一，安装在储存瓶的出口端，用于封存和释放灭火剂。容器阀与储存瓶相连，平时关闭，当发生火灾时，控制盘发出指令，打开容器阀，释放灭火剂，实施灭火。选择阀是由阀体部分、气缸部分组成，安装在组合分配系统的各个集流管上。当防护区实施灭火时，启动瓶的气体使选择阀打开，同时开启容器阀，释放灭火剂。汇集于集流管的灭火剂推开选择阀活塞，从接管中流向该选择阀控制的防区管网，实施灭火。（5）二氧化碳可靠性二氧化碳是本系统最为重要的部分。其储存量、储存压力都决定着灭火系统的成败。二氧化碳是本系统使火灾熄灭的唯一物质。只有在二氧化碳设计用量能完全释

23、放到防护区实施灭火时，火灾才能完全扑灭。2不可靠性分析 根据消防法规定，一类消防系统的可靠度为0.99以上，根据RS=1-RS=1-(1-R1)(1-R2*R3)(1-R4)(1-R5)(1-R6)其中RS-消防系统可靠度R1-传输线路可靠度R2-感烟探测器可靠度R3-感温探测器可靠度R4-报警控制器可靠度R5-阀门可靠度R6-二氧化碳可靠度可以看出，如果在整个灭火系统中只要有其中的某个部件出现不可靠因素，整个系统就会失去作用。系统的不可靠性来自于系统的各个环节，如产品的性能、质量等。在整个系统的设计安装过程中，一定要选择质量过关的产品。安装过程中要严格按照国家的消防法律法规标准执行。在使用过

24、程中，要定期检查各个部件的完损，及时修理或更换。3系统可靠性设置在事故停电的情况下，使用直流备电即可释放二氧化碳灭火剂。在电控失效时，手动操作先导控制器机械应急手柄，利用贮存装置内的气源即可驱动主阀迅速释放灭火剂。从电气控制角度，将低压控制器与动力控制箱分为两部分设计，避免强电系统对弱电系统的干扰，并使控制系统的安装方式更加灵活。在动力箱的控制回路中增加阻容吸收器件，消除启、停制冷机时动力箱控制回路对控制器的接口电路的电磁干扰。对关键的延时喷放、手动/自动转换、紧急启动/中断的输入电路用电感性功率器件进行转换，在干扰信号达不到一定能量时无法触发控制回路。在手动状态下，将关键电路的回路断开，使其

25、在无源状态下待机，任何形式的干扰都无法形成回路。八、总结课程设计是我们在大学校园里的一个重要实践，每个学期末，我们都要做课程设计，很多人感觉很头疼，或是在网上抄写，或是复制同学的报告。只要能完成任务就万事OK。很能理解大部分同学的想法，因为我也曾经想过，但是在等待中我还是自己做了这次课程设计。虽然不能完整地完成，但是也是自己一点点做出来的。查阅资料，画图，计算等等。在繁忙的期末里，是我们真正学知识的时候。一个课程设计可能是我们所学理论知识的一部分应用，也可能融合我们整个学期的理论知识。这个学期临近毕业，很多知识没有认真去学，设计任务下来的时候，自己还一头雾水，不知如何下手，就不会懂得资料里面的

26、知识。没有课程设计，我就不会仔细去阅读课本，很多遗漏的知识点就不会得到补充。这个于我对消防技术的掌握和理解都有很大的帮助。思考是每个设计者都必须的，在经济发达的现在，我们设计每个系统都要从各个方面考虑。按照设计要求，结合实际分析，我最后完成了老师所给的设计任务。我要诚挚的感谢在课程设计中给予我详细指导的徐辉老师，在我们遇到困难的时候总是给以我们细心地指导。课程设计老师每一步操作都为我们细细讲解，当出现错误时能够及时帮我们解决，并为我们讲解原因。本次课设虽然时间不长，却学到了许多知识，在老师的帮助下这次课设也做得十分成功。经过这次课程设计感觉收获良多。它让我深刻的感觉到学好消防控制系统是不容易的

27、。课程设计是需要我把所学的知识灵活运用的，它也需要我们能够把知识结合起来，不然是无法设计出一个符合要求的系统来的。经过这一周半的课程设计,感觉有些累的。虽然这已不是我第一次参加课程设计了，但随着次数的增多我愈觉得课程设计是一项体力与脑力相结合的活动。它需要我们花费大量脑力去学习设计，随后的整理与总结，是脑力与体力的双重考验。九、参考文献1、火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）2、建筑设计防火规范（GB50116-2006）3、高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）4、气体灭火系统施工及验收规范（GB50263-2007）5、火灾自动报警系统施工及验收规范（GB50116-92）6、气体灭火系统设计规范(GB50370-2005)7、建筑消防设备工程 李天荣 主编8、建筑电气设备手册（上下）9、建筑消防技术 龚延风 张九根 孙文全 主编