1 教學(xué)樓消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 教學(xué)樓的總體布局 1 總平面布局與平面布置 筑高度為 13m，層數(shù)是 4層，每層高 筑總面積為 1600 2m 。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(jí)是二級(jí)，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(yáng)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。 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，際主要車道達(dá)到 10m，消防通道上空沒(méi)有任何的障礙物，消防車道與本建筑物之間沒(méi)有妨礙登高消防車操作的樹(shù)木和架空管線。 2 安全疏散設(shè)計(jì) 全疏散的規(guī)定 多層教學(xué)樓的安全疏散要求較簡(jiǎn)單，疏散樓梯的最小寬度不應(yīng)小于 超過(guò) 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 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： 避免火災(zāi)發(fā)生時(shí)可能成為疏散障礙的因 2 素。 散通道必須具有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(guò)程中不受到火災(zāi)煙氣、火和其他危險(xiǎn)因素的干擾。 求簡(jiǎn)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(zhǎng)期堆積物品和大量的易燃物品，并且消防樓梯和防火門(mén)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(jiàn)附圖 1） 圖 1 教學(xué)樓 2層安全疏散路線圖 注：由于教學(xué)樓 4層布置一樣，所以只給出 2 層的安全疏散路線圖。 4 消防給水系統(tǒng) 水作為滅火劑對(duì)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(dòng)噴水系統(tǒng)。該教學(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(lái)自城市的自來(lái)水管網(wǎng)。所以本次設(shè)計(jì)采用了消火栓給水和 自動(dòng)噴水系統(tǒng)相結(jié)合的消防給水方 3 式。 根據(jù)消火栓給水系統(tǒng)服務(wù)對(duì)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(kāi)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)。 內(nèi)消火栓 室內(nèi)消火栓箱內(nèi)設(shè)置水槍、水龍帶、消火栓、消防軟管卷盤(pán)、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(pán)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，各層消火栓的布置如下圖：（詳圖見(jiàn)附圖 2） 4 圖 2 教學(xué)樓 2層消火栓布置圖 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。 層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng) 建筑高度不超過(guò) 9層的住宅以及高度小于 24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(duì)水壓、水量等要求，其系統(tǒng)常見(jiàn)的有三種類型。 1無(wú)加壓消防水泵、無(wú)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(wú)加壓消防水泵、無(wú)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(chǔ)存 10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)室外給水管網(wǎng)的水壓經(jīng)常 5 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(wú)加壓消防水泵、無(wú)水箱的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。 動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)簡(jiǎn)介 一、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的組成及分類 自動(dòng)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(kāi)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(dòng)滅火系統(tǒng)。自動(dòng)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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、循環(huán)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)以及雨淋噴水滅火系統(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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的基本功能 能在火災(zāi)發(fā)生后自動(dòng)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(dòng)。 動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及原理 1 主要設(shè)置場(chǎng)所 濕式自動(dòng)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(chǎng)所。 2 確定建筑物的危險(xiǎn)等級(jí) 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(dòng)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(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)。 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、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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的重要依據(jù)。 共計(jì)：輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)（其 中又分為級(jí)和級(jí)）、嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)（其中 6 又分為級(jí)和級(jí)）、及倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)（其中又分為級(jí)、級(jí)和級(jí)）。 （ 1）嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)： 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(jí)： 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(huì)引起迅速蔓延的建、構(gòu)筑物； （ 3）輕危險(xiǎn)等級(jí)：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(dòng)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)際情況選擇相應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)。 閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)中的管道種類如 圖 2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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。其自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管道布置平面圖及立面圖如下： (詳圖見(jiàn)附圖 3) 圖 3 教學(xué)樓 2 層自動(dòng)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(dòng)噴水系統(tǒng)管道布置平面圖。 7 圖 4 教學(xué)樓自動(dòng)噴水系統(tǒng)管道布置立面圖 3. 確定設(shè)計(jì)作用面積 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(jí)來(lái)選取，各危險(xiǎn)等級(jí)的數(shù)據(jù)如表 1所示： 表 1 自動(dòng)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(jí) 設(shè)計(jì)噴水度 /作用面積 /頭工作壓力 /算用水量 /(L/S) 嚴(yán)重 危險(xiǎn)度 級(jí) 12 260 2 級(jí) 16 260 9 中危 險(xiǎn)度 級(jí) 6 160 6 級(jí) 8 160 1 輕度危險(xiǎn) 4 160 1 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 8 的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為 4L/（ 2 ），噴頭的作用面積為 160 2m ，噴頭的工作壓力為 算用水量為 11L/S。 計(jì)作用面積的形狀 在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火勢(shì)由火源點(diǎn)呈輻射狀向四周蔓延，只有處于著火區(qū)域上方的噴頭才能有效地阻止火勢(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)， m A 設(shè)計(jì)作用面積， 長(zhǎng)方形布置：支管的間距和噴頭的間距不相等。 L = A 式中： L 正方形布置時(shí)設(shè)計(jì)作用面積的邊長(zhǎng)， m A 設(shè)計(jì)作用面積， 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(zhǎng)方形布置。按照長(zhǎng)方形布置時(shí)設(shè)計(jì)作用面積由上表得 A=160 2m ，所以邊長(zhǎng) L=60 =48m。 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(kāi)始選取設(shè)計(jì)作用面積。 個(gè)噴頭的噴水量計(jì)算 q = k p10 式中： q 每個(gè)噴頭的噴水量 ， L/ 噴頭處的工作壓力 ， 流量特性系數(shù)（見(jiàn)表 2） 表 2 流量特性系數(shù) 噴頭公稱直徑（ K 10 57 15 80 20 115 9 對(duì)于此教學(xué)樓，我們采用的噴頭公稱直徑為 15以其流量特性系數(shù)為80，噴頭處的噴水壓力為 以每個(gè)噴頭的噴水量q= =80L/ 個(gè)噴頭的保護(hù)面積的計(jì)算 ； 式中： 1A 每個(gè)噴頭的保護(hù)面積， q 最不利點(diǎn)噴頭噴水量， L/ 設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度， L/(該教學(xué)樓最不利點(diǎn)噴頭的噴水壓力為 80L/頭的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為 4L/( 所以每個(gè)噴頭的保護(hù)面積為44 8041 A=20 據(jù)噴頭布置方式確 定噴頭布置間距 正方形布置： S= 1A 式中： S 噴頭呈正方形布置時(shí)的邊長(zhǎng)， m 長(zhǎng)方形布置： S A 式中： S 噴頭呈長(zhǎng)方形布置時(shí)長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)， m 噴頭布置間距為 S 0 = 動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴頭控制數(shù)量 一個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警閥門(mén)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(wú)排氣裝置 800 800 500 250 對(duì)于教學(xué)樓所采用的濕式自動(dòng)噴水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的限制噴頭數(shù)應(yīng)采用表上的 10 800個(gè)。 4 管段水力計(jì)算 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(guò) 5m/s、配水管的入口壓力不應(yīng)大于 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(jiǎn)化計(jì)算，在對(duì)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(jiàn)表 4），對(duì)管徑進(jìn)行估算： 表 4 一般場(chǎng) 所噴灑管網(wǎng)管徑的初步確定 管徑 /5 32 40 50 70 80 100 最多噴頭數(shù)/個(gè) 1 3 4 5 8 9 12 13 32 33 64 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 100以噴頭應(yīng)采用 33 管道水流速度的校核 流速表達(dá)公式： 式中， 流速， m/s；m/l； 為流量， L/s。 表 5 流速系數(shù)表 位： m/L） 管材 管徑 /5 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 鋼管鑄鐵管 11 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)為 ，管材的流量為 11L/S,管道流速 11= 足輕危險(xiǎn)級(jí)建筑物防火要求。 1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)方案的確定 在設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)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(duì)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(duì)建筑物定性，確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本職責(zé)為：控制中心對(duì)探測(cè)回路進(jìn)行 16 巡測(cè)，當(dāng)某一探測(cè)區(qū)域 內(nèi)著火，該處的探測(cè)器采集到現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并立即把信號(hào)發(fā)回控制中心的控制器，控制器將此信號(hào)進(jìn)行判斷，若確認(rèn)著火，控制器則向火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)和火災(zāi)應(yīng)急廣播。另外很重要的是必須有效地通過(guò)聯(lián)動(dòng)控制器向需要聯(lián)動(dòng)的消防設(shè)備發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，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?？刂浦行膬?nèi)主要設(shè)備為火災(zāi)報(bào)警控制器、多線消防聯(lián)動(dòng)控制器、總線消防聯(lián)動(dòng)控制器、消防電話總機(jī)、火災(zāi)廣播設(shè)備、消防聯(lián)動(dòng)電源、自備電源等。 從原理上講，無(wú)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(cè)源信號(hào)輸入單元自動(dòng)監(jiān)控單元輸出單元?；馂?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(cè)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(guò)信號(hào)線與探測(cè)回路聯(lián)絡(luò)的，它不停地對(duì)建筑物里每一個(gè)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行巡測(cè)，讀取現(xiàn)場(chǎng)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。 3 探測(cè)回路包括探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓按鈕、水流指示器、壓力開(kāi)關(guān)等 4 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(hào)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)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(dòng)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)警報(bào)裝置，如電鈴聲光訊響等。 5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置示意圖 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警