南京某合资汽车厂消防给水系统设计

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1、南京某合资汽车厂消防给水系统设计第35卷第29期2O09年10月山西建筑SHANXIARCHI1B兀瓜EVo1.35No.29Oct.2009?165?水?暖?电?气?文章编号:1009.6825(2009)29016503南京某合资汽车厂消防给水系统设计兰炳华罗纪刚摘要:结合我国现行消防规范和美国消防规范NFPA及美国工厂联合保险公司FM标准,对南京某中外合资汽车厂消防系统设计,计算,设备选型及设计所遇到的问题进行了介绍,并提出了相应措施,从而为类似工程的消防设计积累了施工经验.关键词:消防标准,设备选型,区域消防系统,系统辅助设施中图分类号:TU998.1文献标识码:A1项目概述南京某合资

2、汽车厂一期工程占地面积80hm2,建筑面积约25hm2,包括冲压车间,焊接车间,涂装车间,总装车间四大车间,办公楼,食堂和辅助公用动力站房等.2消防给水系统介绍2.1消防设计要求消防设计应满足以下要求:1)我国消防规范要求.2)当地消防部门对本工程的相关意见.3)业主提出的消防公告(根据美国消防规范NFPA和美国工厂联合保险公司FM制定的标准).4)国外保险咨询公司意见.2.2消防给水设施类别全厂消防给水设施包括室内外消火栓,自动喷淋系统,喷漆室雨淋系统和车间水幕系统.根据本厂特点,大部分单体均需要设置消防给水设施,且消防给水设施种类较多,消防给水系统全厂采用区域消防给水系统,集中设置消防加压

3、水泵房和水池.2.3消防系统组成全厂共设置室内外消火栓系统和自动喷淋系统两套独立的消防给水系统,室内外消火栓灭火系统负责厂区和室内消火栓设施给水,自动喷淋系统负责各建筑自动喷淋系统,喷漆室雨淋系统和水幕系统给水,消防系统形式为临时高压制.消火栓系统原理见图1.18消防水箱(涂装车间屋顶)至蔓至至亟茎爱嫠黍塑囹壁圃+堕圃委3.1NFPA和FM要求1)NFPA和FM的消火栓水量及持续时间见表1.l8消防水箱(涂装车间屋顶)室外自动喷淋管(环状)网=:=:=涂装车间自动喷淋,雨淋系统总装车间自动喷淋,水幕系统冲压地沟自动喷淋系统办公楼自动喷淋系统公用站房自动喷淋系统消防水泵结合器自动喷淋泵及稳压泵二

4、匝消防水池二=市政自来水消防车图2自动喷淋灭火系统原理表1NFPA和刚的消火栓水量及持续时间室内消火栓用水量室内外消火栓总用水量供水时间危险等级L/sL/s轻危险等级0,3.15,6.306.3O30普通危险等级0,3.15,6.306.306090严重危险等级0,3.15,6.306.3090120注:1)表中的水量指的是附加到自动喷淋系统中的流量.2)当自动喷淋供水由储水池供给时不需要叠加表中的室内外消火栓流量.3)当自动喷淋泵直接从自动喷淋专用干管中吸水时,选泵时可以不叠加表中水量,该水量仅为校核用喷水强度几?n?m.暄喷水强度/舯1'ft注:1=0.0929,1ggn/=40.

5、746L/(rrim?rd)图3喷水密度和保护面积2)自动喷淋灭火系统.在NFPA13和FM中危险等级分类是一致的,分为轻危险等级,普通危险1,普通危险2,严重危险1,严重危险2.同一危险等级的作用面积和喷水密度的乘积为一定值,具体见图3.收稿日期:20090518作者简介:兰炳华(1979一),男,助理工程师,机械工业第四设计研究院上海四院汽车工程技术有限公司,上海200437罗纪g(1963一),男,高级工程师,机械工业第四设计研究院上海四院汽车工程技术有限公司,上海200437.第35卷29166警西建筑200910IA4?年月K3.2系统参数确定业主消防公告的要求根据FM和NFPA要求

6、并结合实际工程编制,其要求都高于FM和NFPA要求,具体见表2.表2业主消防公告内容业主消防公告中国规范车间喷水强度244ram/rain16L/(min?n12)每个喷头保护面积/99涂装279260每个系统的作用面积/rn2冲压279260总装465260每个报警阀控制面积3716mz800个喷头保护面积火灾延续时间/h22自动喷水延续时间/h21室内消火栓水量100USgpm1OL室外消火栓水量500USgpm40L/s消防水池数量2消防水池贮存水量2h水幕水量3USgpm/lineal'It2L/(s?m)自动喷淋系统计算水量/L?s一12211490本厂主要消防对象为总装车间

7、,系统参数按照表2中两组参数中最不利情况确定.1)室内外消火栓系统水量.根据中国规范确定,室内水量为10L/s,室外水量为40L/S,一次用水量为360m3.2)自动喷淋灭火系统水量.根据业主消防公告参数确定,根据系统水力计算,水量为221.14L/s,一次用水量为1592.2m3.3)水幕系统水量.根据中国规范确定,同一防火分区内最不利水幕长度总计为12m,水幕系统水量为24L/s,一次用水量为172.8m3.3.3系统水力计算1)水力损失计算公式采用海岑威廉公式.2)自动喷淋灭火系统计算区域要求:长宽比大于1.2且尽可能接近1.2.每根配水管的喷头数符合下列要求:每根支管上的计算喷头数:=

8、1.2×/L.其中,A为计算保护面积;L为支管上喷头的问距.如果计算出的喷头个数小于8则取8,如果计算出的个数大于8则用进一法取整.设计水量:q=K俪.其中,q为喷头流量,L/min;P为喷头工作压力;K为喷头流量系数,K=160.最不利点喷头水量:q=24.4×9=219.6L/mAn.最不利点喷头要求的最小水量:P=(q/K)/10=0.188MPa.从该处喷头满足规定的压力和流量起算,计算到规定的面积,以后管道的流量不变,只计算管路损失,得到整个系统每个喷头的流量和压力以及各根管道的流量和压力,最后得到系统的总流量和压力.按照业主消防公告规定,当室外厂区管网不小于DN

9、300时,可以不用计算从最不利系统入口到水泵出水口问的压力损失,用最不利系统入口需要的压力除以0.8即为水泵出口压力,并依据此压力值确定消防泵的扬程.4消防水池与消防水泵4.1消防水池全厂一次消防用水量为室内消火栓系统,自动喷淋系统与水幕系统水量之和加上室外消防用水量的50%,共计1981m3.根据业主消防公告,要求水池的数量不少于2座,且每座水池最少贮存2h的消防水量.经各方协商,消防水池分成3格,每格约贮存1000m3水,中间水池和两边水池分别用DN600连通管连通,并设置阀门,以便检修.4.2消防水泵的选用自动喷淋主泵采用两台经FM认证的柴油泵,一用一备,Q=250L/s,H=90m.每

10、台自动喷淋柴油泵配有柴油箱容积为每马力(736W)1.1美加仑(4.2L).配两台稳压泵用于平时管网的稳压,一用一备,参数:Q=5L/s,H=110m.消火栓泵选用变频泵组一套,Q=181L/s,H=74m.5系统辅助设施5.1末端冲洗阀每个系统干管末端设置冲洗阀门,用以排冲洗水,用软管接至室外排放.5.2报警阀业主消防公告要求每个报警阀的保护面积不超过3716m2.报警阀的集中设计将加大一些系统的阻力,导致系统的总压力升高,也造成了管网造价升高;分散设置则更加简捷,管道无须来回敷设,降低费用.5.3PIV阀PIV阀(PostIndicatorValve)是一种信号阀,可以控制和显示阀门的启闭

11、状态.从室外埋地环网接出的每个分支处应设置PIv阀,埋地管网分段阀门也应采用PIv阀;分段要求:包含室外消火栓在内不超过5个用水点.6遇到的问题及措施6.1水池保护半径问题:消防水泵结合器的水源一般为消防车自带,消防水池水或室外消火栓.我国建筑设计防火规范规定:供消防车取水的消防水池,其保护半径不应大于150IT/.意为:消防水池150m外的建筑物不能以水池作为取水点.由前述可知,自动喷淋系统总水量为250L/s,室外消火栓水量为40L/s;自动喷淋水量远远大于室外消火栓用水量,当用室外消火栓管网对自动喷淋系统进行补水时水量不足.措施:在设计中考虑室外消火栓管网传输自动喷淋系统流量的一半,另外

12、一半水量依靠消防车在水池附近吸水补给.消火栓泵流量增加到181L/s.水池设置消防车吸水口,水池附近设置的水泵结合器连接到消火栓管道上;在每个车间的室外自动喷淋管网上设置相应数量的水泵结合器,便于消防车从室外消火栓吸水后通过水泵结合器输送到室内自动喷淋系统.如果按消火栓管网完全传输自动喷淋系统用水量设计,则室外管网过大,不经济.6.2喷头布置问题:涂装车间钢筋混凝土平台采用井字梁结构,梁间距约为1.5m.如在每个井字梁内布置一个喷头,每个喷头的保护面积为2.25m2.涂装车间保护面积为279m2,该保护面积内喷头总数约为124个,使系统流量增大,增加设备和室外管网的造价.措施:在井字梁下方设置

13、吊顶,喷头布置按规范要求的间距布置,每个喷头的保护面积可达9.0m2.6.3管道支架第35卷第29期2009年10月山西建筑SHANXIARCHITECTUREV01.35No.29Oct.2009?167?文章编号:10096825(2009)29016702多功能空气源热泵新技术初探李增强摘要:通过对空气源热泵供热水和空气源热泵除霜技术进行分析,并且对冷水机组的热回收系统原理进行阐述,提出了一种用冷凝器回收热来加热生活热水,在冬季用回收的热量来除霜的方法,以达到节约能源的目的.关键词:空气源热泵,除霜技术,热回收中图分类号:TU831文献标识码:A1空气源热泵简介空气源热泵技术是基于逆卡诺

14、循环原理建立起来的一种节能,环保制热技术.空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖或供应热水,整个系统集热效率甚高1.热泵技术是21世纪的一个能源技术,通过热泵的形式,可以提高能源的利用,能源高效利用有两个含义,从环境角度来讲,可以减少温室气体的排放,减少高能耗对环境带来的负面影响,从另外一个方面来说,就是解决电力负荷有效利用的一项新技术.此外,也是一项高效,节能,环保,可持续发展的技术.2除霜技术的发展众所周知,空气源热泵的工作性能除了受压缩机效率,系统匹配和工况设置影响较大外,除霜过程以及除霜控制是影响热泵性能的重要因素【2l.除霜

15、控制技术主要考虑两个方面的因素,即温度和湿度因素.一方面,当环境温度低于一定温度时盘管外会结霜,另一方面,只有当环境湿度大于一定值时,盘管才能结霜¨3J.这两个因素是考虑除霜控制技术的关键.2.1时间一温度控制法这种方法是根据不同地区的气象条件设定盘管最低温度控制值,当室外温度低于这个设定温度时,四通换向阀接到这个温度反馈,发出执行信号,系统开始转入除霜循环.2.2湿度控制法这种方法的原理是用湿度变送器来测量环境内的相对湿度,并设定控制最高湿度值,当环境湿度高于设定值时,打开四通换向阀,开始除霜循环l4J.2.3时间控制法这种方法是根据经验由工程管理人员设定除霜间隔时间进行间歇除霜5

16、3.例如,设定除霜间隔时间为h,每隔nh除霜循环打开一次,持续运行bmin后转入正常工作状态_6J.2.4模糊自修正控制法这种方法是根据模糊控制技术适合处理多维,非线性和时变性问题.而空气侧换热器表面结霜的主要外部因素是环境温度和相对湿度,又具有非线性和时变性的特征,所以控制起来比较精确.2.5增大蒸发器面积法这种方法是通过增加蒸发器面积来延缓除霜.2.6余热回收法前面几种方法是在原有的热泵循环上加了一套自动化设备,或者增大蒸发器尺寸来除霜,仅仅考虑到自动化思维模式的改进来更好的满足除霜需求.本系统是利用冷凝器排出的热来进行除霜,即余热回收法进行除霜.3新型多功能热泵多功能热泵空调系统是集制冷

17、,供热,生活热水多种功能的综问题:保护钢屋架的自动喷淋管道和喷头安装在屋架下方,1黄晓家,姜文源.自动喷水灭火系统设计手册M.北京:中管道纵横交错,数量较多.车间屋顶采用的网架结构,一般用球国建筑工业出版社,2002.节点作为支撑,而球节点间距在3m以上,自动喷淋支管支架的2曾传飞.浅谈自动喷水灭火系统设计流量J.山西建筑,设置无支撑点.如在两个球节点之间增设钢支架,增加系统造2007,33(28):225226.价.3FactoryMutually.InstallationofSprinklerSystem(FM2004措施:在设计时与结构专业协商,采用屋顶檩条作为管道支年版).架的支点,在

18、檩条上每隔1.5m预留管道吊点.采用此种方式可4美国消防协会NFPA13.StandardfortheinsMlationofsprinkler以节省大量的管道支架,安装的管道系统既美观又经济.systen.参考文献:Thefirewatersystemdesignofajoint-venturesvehiclefactoryinNanjingLANBing-huaLUOJi-gangAbstract:CombinedwithChinesecurrentfirestandard,ArilericaDfirestandardNFPAandAmericanfactoryeoinsurancecom

19、panyFMstalldard,theproblemsoccurredinfiresystemdesign,calculation,equipmenttypeselectionanddesignofajointventurevehiclefactoryinNanjingwereintroduced,thecorrespondingmeasureswereprol:ed,thereforeaccumulatedconstructionexperienceforthesimilarengineeringfiredesign.Keywords:firestandard,equipmenttypeselection,districtfiresystem,systematicoff-setfacility收稿日期:20090602作者简介:李增强(1983一),男,西安建筑科技大学市政与环境工程学院硕士研究生,陕西西安710055