武汉市某综合楼建筑消防系统设计毕业设计

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1、武汉市某综合楼建筑消防系统设计The Fire System Design of a Comprehensive Building in WuHan学生姓名：学生学号：专业名称：安全工程指导教师： (讲师) 能源与安全工程学院2013年 6月 8日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有

2、关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘 要在综合对比分析基础上，设计了武汉市某综合楼建筑消防系统（火灾自动报警系统、消火栓系统、喷淋灭火系统以及灭火器的配置）。消防系统分火灾自动报警系统、消火栓系统与喷淋灭火系统，均采用水泵水箱联合供水。本建筑为某民用公共建筑系统，地上七层。地上火灾危险等级为中危险级I级。本设计

3、根据规范要求对建筑各处设置探测器系统、喷头和消火栓系统，提出经济、适用的设计方案，力求使建筑的消防设施在安全性上、适用性上、经济型上达到更高要求。关键词：多层建筑； 消防系统； 灭火器； 水泵房ABSTRACTBased on the synthesis analysis， alarm system， fire hydrant systems and sprinkler system fire system for the sixth high complex building of a comprehensive building in wuhan are designed.The fire

4、 system includes the fire hydrant system and automatic sprinkler system. The construction for a publical system, on the ground seven-story, basement, and The ground fire danger rating for the dangerous level of class I. Light ground fire danger rating for risk level, risk level in the ground.The des

5、ign specifications for construction under the entire setting up the sPacecraft, sprinklers and fire hydrants, to give financial, applicable design program, and strive to Shi construction of fire facilities in transmission security, applicability, economic based on the requirements to reach higher.Ke

6、y Words： high building, fire system, fire extinguisher, pump house目 录第1章 消防系统设计主要内容11.1火灾自动报警系统设计11.2消火栓系统设计11.3喷淋灭火系统设计11.4灭火器配置设计：11.5消防泵房平面布置设计：1第2章 工程概况及设计任务22.1 工程概况22.2基本资料22.3 工程设计任务2第3章 火灾自动报警系统33.1 火灾自动报警系统简介33.2 系统组成33.3 探测区域与报警区域确定33.4 手动火灾报警按钮设置93.5 火灾事故广播设置93.6 消防电话设置93.7 消防控制室设置9第4章 消火

7、栓系统104.1 室外消火栓系统104.2 室内消火栓系统设计104.3消火栓系统水力计算174.4 消防水泵确定204.5 消防水箱容积与高度214.6 消防水池设置214.7其他设施设计224.8减压措施22第5章 喷淋灭火系统235.1 喷淋系统组成介绍235.2喷淋系统布置245.2绘制系统图以及计算简图275.3 确定管径285.4喷淋系统水力计算295.5选择水泵305.7 高位水箱容积与高度305.8消防水池容积计算315.9水泵接合器315.10 末端试水装置315.11减压装置31第6章灭火器的配置326.1 确定各灭火器配置场所火灾种类与危险等级326.2 划分计算单元，计

8、算各计算单元保护面积326.3 计算各计算单元最小需配灭火级别Q326.4 确定各计算单元中灭火器设置点位置与数量N；336.5 计算每个灭火器设置点最小需配灭火级别Qe；336.6 确定每个设置点灭火器类型、规格与数量n；346.7确定每具灭火器的设置方式和要求34致 谢35参考文献36附 录37外文翻译- 49 -毕业设计任务书及设计进度计划表第一章 消防系统设计主要内容第1章 消防系统设计主要内容高层建筑室内消防设计主要内容有：火灾自动报警系统、消火栓系统，喷淋灭火系统、灭火器配置、水泵房平面布置。以水作为灭火剂主要有消火栓系统与喷淋灭火系统。喷淋灭火系统闭式系统中湿式喷淋灭火系统。1.

9、1火灾自动报警系统设计内容包括：报警形式确定；探测区域与报警区域划分；探测器布置；手动火灾报警按钮设置；火灾事故广播设置；火灾报警装置设置；消防电话设置；消防控制室设置；火灾自动报警系统施工图绘制及施工要求。1.2消火栓系统设计内容包括：消防用水量确定；消防栓位置、消防栓个数与型号确定；消防水池、水箱容积确定；消防管道水力计算及消防水压计算；消防水泵流量、扬程、型号与稳压系统确定；消防控制系统确定：消火栓系统施工图绘制及施工要求。1.3喷淋灭火系统设计内容包括：方案确定；供水方式确定；喷头布置；喷头型号确定；管网水力计算；报警阀、水流指示器选型；喷淋水泵流量、扬程、型号与稳压系统确定；自动控制

10、系统确定；喷淋系统施工图绘制及施工要求。1.4灭火器配置设计：灭火器布置，灭火器类型确定。1.5消防泵房平面布置设计： 消防水池、水泵定位尺寸确定，各个进水管、出水管管径及位置确定。37第2章 工程概况及设计任务第2章 工程概况及设计任务2.1 工程概况本工程主体建筑地上七层，地下一层为车库及设备用房。建筑总高度为25.6米。层高：首层4.0米，二七层3.6米。总建筑面积为13288.8平方米，地上面积为12184.8平方米（一层为2367m2，二七层每层为1636.3m2。），地下面积为1104平方米。2.2基本资料2.2.1 建筑设计资料 建筑物一层平面图、二至七层平面图.2.2.2气象资

11、料采用当地气象资料。其它参数可查阅相关设计规范、标准、措施、手册等。2.3 工程设计任务在本次设计中，要求设计该建筑消防系统内容如下：武汉市某综合楼火灾自动报警系统、室内外消火栓系统、湿式自动喷水灭火系统的设计、灭火器配置以及水泵房的平面布置等。第3章 火灾自动报警系统第3章 火灾自动报警系统3.1 火灾自动报警系统简介火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制与扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所一种自动消防设施。 3.2 系统组成火灾自动报警系统是由触发器件、火灾警报装置、以及具有其它辅助功能装置组成火灾报警系统。 3.2.1 火灾自动报警系统基本形式根据现行国家

12、标准火灾自动报警系统设计规范（附录一）规定,火灾自动报警系统可以划分为三种形式:区域报警系统,集中报警系统和控制中心报警系统。3.2.2 基本形式选择集中报警系统:由火灾探测器，区域火灾报警控制器或用作区域报警的通用火灾报警控制器和集中火灾报警控制器等组成，按照火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98)的规定，集中火灾报警系统形式宜用于一级和二级保护对象.3.3 探测区域与报警区域确定3.3.1 保护对象分级由本工程概况可知，本建筑高度为25.6m，主要用途为商场与旅馆，根据此保护对象使用性质、火灾危险性查取国家标准高层民用建筑设计防火规范可知该保护对象危险级为一级。3.3.2 探测区域

13、确定在本设计中，地上一层划分为两个防火分区，共9个探测区域。地上二至七层分别划分为一个防火分区，每一层分别为37个探测区域。如下图3-1， 图3-2，图3-3 中所示，布置感烟式探测器。图3-1 一层1防火分区设置图3-2 一层2防火分区设置图3-3 二至七层防火分区设置3.3.3 火灾自动报警系统平面图布置查表3-1得探测器保护面积A60 平方米，保护半径R5.8m，并不超出（图3-4）探测器安装间距极限曲线D1D11（含D9）所规定范围。（1）探测器数量在一个火灾探测区域内所需火灾探测器数量按以下公式计算 （3-1）式中：N该探测区域内所需探测器数量，个；S该探测区域面积，平方米；A一个火

14、灾探测器保护面积（表3-1），平方米；K修正系数，特级保护对象宜取0.70.8，一级保护对象取0.80.9，二级保护对象取0.91.0。注：A探测器保护面积（平方米）；a、b探测器安装间距（m）；D1D11（含D9）在不同保护面积A与保护半径R下确定探测器安装间距a、b极限曲线；火灾探测器种类地面面积S/ 平方米房间高度h/m探测器保护面积A与保护半径R 屋顶坡度15153030A/ 平方米R/ mA/ 平方米R/ mA/ 平方米R/ m感烟探测器S80h12806.7807.2808.0S806h12806.71008.01209.9h6605.8807.21009.0感温探测器S30h83

15、04.4304.9305.5S30h8203.6204.9206.3表3-1 感烟、感温探测器保护面积与保护半径图3-4 探测器安装间距极限曲线Y、Z极限曲线端点（在Y与Z两点间曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。根据公式（3-1）计算：地上一层3号探测区域面积S556 平方米 带入上式得 所以N10（2）探测器安装间距a、b；根据D2R11.6m，A60 平方米查取探测器安装间距极限曲线D5 ，确定a8m，b7.5m（3）校核。经校核： 合格（4）一层探测区域7,9计算方式同上：7 ，R=5.8。9，R=6.7，a=8，b=7.5一层探测区域1,2,4,5,6,8面积80平方米R6.7 （

16、5）布置探测器；经计算，本建筑第一层共设置感烟式探测器31个.第二至七层分别设置感烟式探测器44个，每个房间单独为一个探测区域，楼梯间单独为一个探测区域，走廊为一个探测区域；其中，每一个房间设置一个感烟式探测器，楼梯间设置一个感烟式探测器，走廊共设置9个感烟式探测器，共44个感烟式探测器。图3-5 一层1防火分区火灾探测器布置图3-6 一层2防火分区火灾探测器布置图3-7 二至七层火灾探测器布置3.4 手动火灾报警按钮设置手动报警按钮是火灾报警系统中一个设备类型，正常情况下当手动报警按钮报警时，几乎没有误报可能。3根据火灾自动报警系统设计规范GB50116-08规定，每个防火分区应至少设置一个

17、手动火灾报警按钮，从一个防火分区内任何位置到最邻近一个手动火灾报警按钮距离，不应大于30m。本设计中手动报警按钮设置在楼梯入口处和走廊中。3.5 火灾事故广播设置按照规范要求，集中报警系统与控制中心报警系统宜设置火灾事故广播。在本设计中警报装置采用声光报警器，声光报警器安装在公共场所，当火灾发生后，由控制装置发出控制指令，声光报警器接到控制信号后，发出闪光同时伴有声音报警。根据火灾自动报警系统设计规范，室内消防广播与火灾警报装置设置一项即可4，所以本设计中在走廊里设置火灾警报装置。3.6 消防电话设置消防专用电话是消防救灾时主要通信指挥系统，也是其中惟一、具有双向通信有线（不能够使用无线代替）

18、通信系统。5本设计中在每个手动报警按钮旁边均设置消防电话，距地面高度1.5m。3.7 消防控制室设置（1）消防控制室门应向疏散方向开启，且入口处应设置明显标志。消防控制室应有直通室外通道，使发生火灾时，消防控制室人员能够出入。（2）消防控制室对火灾报警连锁装置具备功能1）火灾报警后停止有关部位风机，关闭防火阀，接收与显示相应反馈信号；启动有关部位防烟，排烟风机（包括正压送风机）与排烟阀，接收并显示其反馈信号；2）火灾确认后关闭有关部位防火门，防火卷帘，接收，显示其反馈信号，强制控制非消防电梯降至一层停靠，接收，显示其反馈信号；接通火灾事故照明灯与疏散指示灯；切断有关部位非消防电源。（3）消防控

19、制室对消火栓灭火系统功能：1）控制消防水泵起，停；2）显示消火栓按钮工作部位。本设计消防控制室设置在地下一层中，安装甲级钢制防火门，门口设置明显标志。第4章 消火栓系统第4章 消火栓系统4.1 室外消火栓系统根据设计条件，参照高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）（2005年版）及喷淋灭火系统设计规范（GB50084-2001）（2005年版），确定该建筑为一类建筑，火灾危险等级为中危险级I级。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喷淋灭火系统。同一时间火灾次数按一次计。火灾持续时间按2小时计算，喷淋灭火系统火灾持续时间按1小时计算。室内消火栓用水量为20L/s，室外

20、消火栓用水量为20L/s。在本设计中综合楼给水系统以市政管网为用水给水水源。 根据本建筑周围地面实际情况，同时结合规范要求，室外消火栓选用SS 系列地上式消火栓，型号为SS100 1.6，进水管直径为100mm，工作压力1.6MPa。本设计中每个室外消火栓用水量取12.5L/s，可知本建筑室外消火栓系统消防用水量为15L/s。因此能够确定本建筑室外消火栓最少不应少于数量为：15/12.5=2个4.2 室内消火栓系统设计 4.2.1消火栓布置本设计建筑总高度25.6m，属于轻危险级，根据规范，消火栓间距应保证同层任何部位有2消火栓水枪充实水柱同时到达6。1.确定充实水柱Sk，下述两个方法取最大值

21、：（1） （4-1）式中：Sk水柱充实水柱长度，m；H1室内最高着火点离地面高度，m；H2水枪喷嘴离地面高度，m，一般取1m。根据公式（4-1）计算 （2）一般规定，高层建筑消火栓充实水柱（）不小于。所以，充实水柱（3）确定水枪流量qxh，下述两个方法取最大值：1）根据充实水柱计算（表4-1）；查得水枪流量为3.8L/s表4-1 Hm-Hq-qxh技术数据换算充实水柱/m喷口直径131619Hq/m H2Oqxh /（L/s）Hq/m H2Oqxh /（L/s）Hq/m H2Oqxh /（L/s）68.11.77.82.57.73.5811.22.010.72.910.44.11014.92.

22、314.13.313.64.51219.12.617.73.816.95.21423.92.921.84.220.65.71629.73.226.54.624.76.279.61.89.22.79.03.8 2）根据建筑物性质查找表4-2，确定最小值。根据规范查得每根竖管最小流量为10L/s，所以水枪流量最后取为5L/s（4）水枪喷嘴处水压Hq（B值参照下表）： （4-2） 本设计中消火栓系统采用DN6519直流水枪，25m长DN65衬胶水带。消火栓保护半径可按下列计算公式计算：R （4-3） 式中 R 消火栓保护半径，m； 水带敷设长度，m。考虑水带转弯曲折应为水带长度乘以折减系数0.9；

23、水枪充实水柱长度平面投影长度，m。因此，本设计中消火栓的保护半径为：R250.811 sin4531m消火栓布置间距采用以下公式计算：S （4-4）式中 S 消火栓间距，m； R 消火栓保护半径m； b 消火栓最大保护宽度m。本设计中，消火栓采用单排布置，消火栓最大保护宽度b取11.5m，因此，消火栓间距为：S28m10（1） （4-5） 式中 水枪喷嘴处水压，m； 水枪实验系数； 水枪充实水柱，m； 水枪系数。经过查表，水枪喷口直径选19mm，水枪系数值为0.0097，充实水柱取11m，单个水枪设计流量5L/s。水枪实验系数值为1.202。因此，水枪喷嘴处所需水压为：10（1）1.20211

24、（10.00971.20211）15.17m H2O151.7kPa（5）水带阻力损失hd（AZ值参照下表）： （4-6）水带阻力损失： 式中 水带阻力损失m； 水带阻力系数； 水带有效长度m； 水枪喷嘴出流量L/s。建筑物名称高度h（m）、层数、体积V （m3）或座位数n（个）消火栓用水量（L/s）同时使用水枪数量（支）每根竖管最小流量（L/s）厂房h24V10000V100005102251024h 50h502530561515仓库h24V5000V50005101251024h50h503040681515科研楼、试验楼h24，V10000h24，V100001015231010车站、

25、码头、机场候车（船、机）楼与展览建筑等5000V2500025000V50000V50000101520234101015剧院、电影院、会堂、礼堂、体育馆等800n 12001200n 50005000n 10000n 1000010152030234610101515商店、旅馆等5000V 1000010000V 25000V 25000101520234101015病房楼、门诊楼等5000V 1000010000V 25000V 250005101522351010办公楼、教学楼等其它民用建筑层数5层或V1000015310国家级文物保护单位重点砖木或木结构古建筑V 10000V10000

26、2025451015住宅层数8525表4-2消火栓给水系统用水量水枪喷嘴口径131619B0.3460.7931.577表4-3 特性系数B表4-4 阻力系数AZ值水龙带材料水龙带管径DN50水龙带管径DN60水龙带管径DN70麻织0.015010.00430.0015衬胶0.006770.001720.00075本设计中，19mm水枪配65mm麻织水带。查表可知65mm水带阻力系数值为0.0043， b1.577。水枪喷嘴实际出流量： 4.89L/s402、验证流速： （5-3） 式中：v管道水流速度，m/s；K流速系数，m/L，其取值可查附录六；Q管道流量，L/s。若v5m/s，合理；若v

27、5m/s，则加粗管径，再验证流速。根据公式（5-3）验证流速：（图5-6）1-2：1个喷头, DN=25，v=1.8831.25=2.3545m/s；2-3 : 2个喷头，DN=32, v=1.0521.25=2.6255m/s；3-4 : 3个喷头, DN=32 ,v=1.0531.25=3.93755m/s4-5 : 4个喷头 ,DN=40 ,v=0.841.25=45m/s5-6 ： 5个喷头, DN=50 ,v=0.4751.25=2.9385m/s6-7 ： 6个喷头, DN=50 ,v=0.4761.25=3.5255m/s7-8 ： 7个喷头, DN=50 ,v=0.4771.2

28、5=4.1135m/s8-9 ： 8个喷头, DN=50, v=0.4781.25=4.75m/s9-10 ：9个喷头, DN=70 ,v=0.28391.25=3.1845m/s10-11 :10个喷头, DN=70 ,v=0.283101.25=3.76395m/11-12 :11个喷头, DN=70 ,v=0.283111.25=3.8915m/12-13 :12个喷头, DN=70 ,v=0.283121.25=4.2545m/13-14 :13个喷头, DN=70, v=0.283131.25=4.5995m/14-15 :14个喷头, DN=70, v=0.283141.25=4.

29、9525m/15-16 :15个喷头, DN=70, v=0.283151.25=3.8255m/经验证，全部合格。5.4喷淋系统水力计算 最不利面积内有15个喷头，实际流量为151.25=18.75L/s因为建筑总碰头数是708小于800，所以设置一个湿式报警阀。中危险I级标准喷头一个喷头的流量q=DAs=612.5=75L/min=1.25L/s其工作压力：Ps=（q/k）/10=0.088mpa大于0.05mpa,合格计算如下：V=kQ hy=il （5-4）根据公式（5-4）进行喷淋系统水力计算，计算结果见表附表二。5.5选择水泵1、总流量151.251.2=22.5 L/s2、总压力

30、（水泵扬程）： （5-5）式中：Hp消防水泵扬程，mPa；H1最不利点喷头最低工作压力，mPa ；最不利计算管路总水头损失，mPa；闸阀，止回阀水头损失，mPa；Hr 报警阀局部阻力损失，mPa；水池最低水位至最不利喷头静水压mPa。扬程Hp=0.088+66.567+30.1=92.255 mPa由附录三选得消防水泵型号为立式XBD11/25-1005。 5.7 高位水箱容积与高度消防水箱出水管应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接；1、有效容积： （5-6）式中：Vpx消防储备水容积，m3；Qs室内消防用水量，m3；Tx水箱保证供水时间10min。根据公式计算得高位水箱容积Vpx=22.5

31、600=13.5m3消防水箱用于贮存扑灭初期火灾用水，水箱消防设计规范明确规定如下：高层民用建筑设计防火规范规定：室内消防水箱（包括分区给水系统分区水箱）应储存10min消防用水量，当室内消防用水量不超出25L/s，经计算水箱消防储水量超出12m3，仍可采用12m3；（2）高度：消防水箱设置在建筑物最高部位，水箱高度应该满足室内最不利点喷头静水压不小于4.9104Pa。喷淋系统与消火栓系统合用一个高位水箱，总容积24 m3设置高度距顶层1m。 高位水箱尺寸为：3m、4m、2m。5.8消防水池容积计算消防水池容积公式： （5-7）式中： Vpc消防水池容积，m3；Tc水池保证供水消防时间，h，取

32、1h；Qs系统设计秒流量，L/s。根据公式（5-7）计算得：消防水池容积 Vpc=22.53600=81 m3自动喷淋系统与消火栓系统共用一个消防水池，设置在地下室内，总容积为369m3。消防水池高、款、长分别为3m、10m、13m。5.9水泵接合器1、水泵接合器数量： （5-12）式中： n 消防水泵接合器数量，个；Qf 室内消防用水量，L/s；q 每个消防水泵接合器供水量，L/s，一般取1015L/s。根据公式（5-12）计算得： 所以n=22、选型，参见附录三。选用水泵结合器型号为地上式SQ100。5.10 末端试水装置每个报警阀组控制最不利点喷头处，应设置末端试水装置 。末端试水装置与试水阀应便于操作，并且应该具有做够排水装置排水设施，例如在卫生间内设置末端试水装置。16末端试水装置连接管，其管径不应该小于25mm。在本设计中，选用25mm管径作为末端试水装置连接。5.11