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装 订 线 安徽工业大学 毕业设计(论文)任务书 课题名称 淮北市国税局消防系统设计 指导老师 刘影 学 院 建筑工程学院 专业班级 安 132 姓 名 董启超 学 号 139044041 毕业设计（论文）的工作内容: 1. 防火分区、防烟分区的划分； 2. 室内外消火栓系统的设置； 3. 自动喷水灭火系统的设置； 4. 室内灭火器的配置； 5. 防排烟设计； 6. 火灾自动报警系统的设计； 7. 图纸绘制； 85000 字英文翻译。 指导教师签字：指导教师签字： 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 I 摘 要 随着时代的变迁， 高层建筑成为城市现代化的标志， 由于高层建筑结构的特殊性， 更加容易引发火灾，严重的后果也是无法承受的。 建筑设计防火规范 （GB50016-2014）的更新意味着旧版规范不再适用于现代化建筑，所以对高层建筑 的消防设计是一项亟待解决的问题。 本设计的主要内容为：对建筑进行划分防火、防烟分区；设计室内外的消火栓灭 火系统，确定消防水泵、水泵接合器个数和型号以及消防水池和消防水箱的尺寸等； 通过水力计算从而设计自动喷水灭火系统； 灭火器的配置需要确定其设置位置和各位 置灭火器的种类以及数量；为了创造出良好的逃生疏散环境，在划分防烟分区的基础 上，设计防排烟系统和自动报警系统，根据计算情况选择风机、风管以及探测器的布 置。 关键字关键字：消火栓灭火系统 自动喷水灭火系统 灭火器 防排烟 自动报警系统 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 II ABSTRACT With the changes of the times, high-rise buildings become a symbol of modernization . Due to the particularity of high-rise building structure, more likely to lead to fire, serious consequences cant afford. The update of the Code for Fire Protection in Architectural Design (GB50016-2014) means that the legacy code is no longer applicable to modern buildings, so the fire design of high-rise buildings is an urgent problem to be solved. The main content of this design is. Divided fire and smoke partitions. Indoor fire hydrant system design, the fire pump is determined, the number of pump adapter and fire water type and size of fire water tank and the like. Design of such sprinkler systems by hydraulic calculation. Determining the type of extinguisher configuration requires the installation position and the respective positions thereof and the number of fire extinguishers. In order to create a good escape evacuation environment, in the division of smoke on the basis of partition, the design of smoke and smoke system and automatic alarm system, according to the calculation of the choice of fans, ducts and the layout of the detector. Keywords: Fire hydrant fire extinguishing system; Automatic sprinkler system; Fire extinguisher; Smoke control system; Automatic alarm system 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 i 目 录 1 1 绪论绪论 . 1 1.1 设计背景和目的 . 1 1.1.1 设计背景 1 1.1.2 设计目的 2 1.2 消防设计的国内外现状 . 2 1.2.1 消防设计国外现状 2 1.2.2 消防设计国内现状 4 1.3 高层建筑火灾发生因素与火灾特点 . 5 1.3.1 高层建筑火灾发生因素分析 5 1.3.2 高层建筑的火灾特性及危害 6 1.4 设计的内容和路线 . 8 1.4.1 设计的内容 8 1.4.2 设计的路线 9 2 2 工程概况工程概况 10 2.1 工程概况 . 10 2.2 设计依据 . 11 3 3 防火分区与防烟分区防火分区与防烟分区. 12 3.1 防火分区 . 12 3.1.1 防火分区的划分原则 12 3.1.2 防火分隔物 13 3.1.3 防火分区的划分 14 3.2 防烟分区 . 14 3.2.1 防烟分区的划分原则 14 3.2.2 防烟分区的划分 15 4 4 室内外消火栓系统设置室内外消火栓系统设置 16 4.1 消火栓给水系统 . 16 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 ii 4.2 室外消火栓 . 16 4.2.1 室外消火栓简介 16 4.2.2 室外消火栓布置 17 4.3 室内消火栓 . 18 4.3.1 系统的主要组成 18 4.3.2 室内消火栓设计流量 18 4.3.3 消防用水量 19 4.3.4 消火栓的设计依据 19 4.3.5 消火栓给水系统管网水力计算 . 27 4.3.6 供水设备 . 27 5 5 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统 . 32 5.1 自动喷水灭火系统 . 32 5.1.1 自动喷水灭火系统的分类 32 5.1.2 自动喷水灭火系统的基本构成以及工作原理 32 5.2 自动喷水灭火系统布置 . 34 5.2.1 设计场所火灾危险等级 34 5.2.2 喷头选择 . 34 5.2.3 喷头布置 35 5.2.4 报警阀组的布置 36 5.2.5 水流指示器的布置 36 5.2.6 管网布置 37 5.3 消防供水 . 38 5.4 系统水力计算 . 39 5.4.1 水力计算依据 39 5.4.2 灭火系统水力计算 42 6 6 灭火器的配置灭火器的配置 . 46 6.1 灭火器简介 . 46 6.1.1 灭火器的分类 46 6.1.2 灭火器的基本结构 47 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 iii 6.1.3 火灾分类 47 6.1.4 灭火器的选择需要考虑的因素 48 6.2 灭火器配置 . 48 6.2.1 确定建筑物的火灾危险等级 48 6.2.2 确定发生火灾的种类以及划分计算单元 48 6.2.3 计算各个单元的保护面积和需配置的灭火级别 49 6.2.4 灭火器设置点数与各点的位置 50 6.2.5 灭火器配置点计算 . 50 7 7 防排烟设计防排烟设计 . 53 7.1 高层建筑的防排烟综述 . 53 7.1.1 设置防排烟设施的必要性 . 53 7.1.2 防排烟设施设置范围 . 53 7.1.3 建筑防排烟方式 . 54 7.2 高层建筑自然排烟 . 55 7.3 机械加压送风防烟系统设计 . 55 7.3.1 确定需要加压的空间及系统形式 . 55 7.3.2 加压送风量 . 56 7.3.3 加压送风设备的风管尺寸计算 . 62 7.4 机械排烟 . 63 7.4.1 机械排烟设置部位的确定 . 63 7.4.2 机械排烟计算 . 64 8 8 火灾自动报警系统火灾自动报警系统 . 66 8.1 火灾报警系统简介 . 66 8.1.1 火灾报警系统的工作原型 66 8.1.2 火灾探测器 67 8.1.2 火灾探测器的选择 69 8.2 火灾探测器的布置 . 70 8.2.1 火灾探测器的设置 70 8.2.2 报警区域和探测区域的划分 71 安徽工业大学 毕业设计（论文） 装 订 线 iv 8.2.3 火灾探测器的设置 72 参考文献参考文献 . 75 致致 谢谢 77 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 1 页 装 订 线 1 绪论绪论 1.1 设计背景和目的 1.1.1 设计背景 随着社会、经济的快速持续发展，我国的火灾形势呈现出了火灾规模大、救援难 度大、后果严重化的趋势。据不完全统计，近十年我国城乡每年发生的火灾大约为 21 万起，伤亡人数多达 5000 人，直接经济损失达到 13 亿之多。若在人口密集的建 筑内发生火灾，造成的伤亡人数更是令人心寒，重要的经济场所发生火灾的话，直接 和间接经济损失更是突破天际。建筑方案中存在的不足之处是一种本质上的缺陷，为 日后的火灾埋下祸根，同时也为消防工作带来诸多不便1。 行政办公楼作为一个地方政府的办公场所，由于使用的性质、服务的对象和管理 模式有所区别，从而对建筑的防火设计产生了多元化的需求。随着社会的进步、经济 的快速发展，国税局作为主管税收工作的政府办事机构，必须要保证其安全。 在如今社会， “安全、实用、经济、美观”已经成为人们对建筑评价的一种指标， 其中安全更是重中之重，作为设计人员应该具备强烈的安全意识，使得为国家服务、 为人民服务的行政办公楼在正常使用的同时，能够有效防止火灾的发生，避免人员伤 亡和重大经济损失。 现代办公楼与传统的办公楼相比较，已经存在了巨大的改变，如今，办公楼有着 更加舒服的办公环境，引入了各种景观，创造出更加人性化的工作环境，强调着精神 化的需求。 此外，随着各种建筑材料的不断开发，对建筑的美化工程的要求不断提高，在一 定程度上降低了建筑的防火等级， 使得建筑物若按传统的防火设计规范来划分防火分 区进行消防设计就变得很困难。防火分区是指用耐火性能高的材料如墙、楼板等作为 边界划分出来的区域，能够在有效时间内阻止火势的蔓延，但是，这与建筑的使用功 能又恰好相悖。 我国公安部主编了建筑设计防火规范 （GB50016-2014） ，与之前的旧版建 筑设计防火规范 （GB50016-2006）相比较，已经出现了较大的变动。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 2 页 装 订 线 因此，对行政办公楼的消防系统设计已然成为一项亟待解决的问题,本课题为淮 北市国税局进行建筑消防系统设计。 1.1.2 设计目的 国税局作为主管税收工作的政府办事机构，掌握着政府的经济命脉，每天有着大 量的政府人员和社会商业人员在此办公作业， 如此重要的场所却依然存在火灾的安全 隐患。这样的办公楼因为结构复杂、内部空间不规则、建筑规模庞大、各出入口相对 较复杂、人员疏散困难、消防灭火作业难度极高，一旦发生火灾很容易造成大量人员 伤亡和巨额的经济损失。 因此，本设计针对上述问题，根据新版建筑设计防火规范 （GB50016-2014） 中有关条文规定，对淮北市国税局进行防火设计。 1.2 消防设计的国内外现状 近年来，我国经济迅速持续增长，促使我国高层建筑的大规模兴起。虽然高层建 筑的发展十分迅速，但是在消防方面就是不尽人意。针对高层建筑有着明确规定的消 防规范很少，旧版的建筑防火设计规范 （GB50016-2006）中有涉及到高层建筑的 规定，但是随着时代的变迁，社会的发展，那些早已不再适用于现代建筑的防火设计 的要求了。 行政办公楼不同于一般的高层建筑， 所以建筑防火设计也有着独特的要求。 例如，在建筑防火设计时，要考虑到是否把行政办公楼作为一个整体，在对办公楼进 行消防设计时，建筑物的层数、长度和宽度是否会成为一种约束条件，对于这些国家 现行的规范标准尚未给出明确的规定。 因此， 我国公安部改编了 建筑设计防火规范 （GB50016-2014） ，更新完善对建筑防火设计的条文2。 1.2.1 消防设计国外现状 几百年以来，消防安全在建筑设计过程中发挥了重要的作用。建筑物消防安全的 概念最早可以追溯到古罗马，当时的皇帝奥古斯特创建了历史上第一个“消防队 Praefectus Vigilum” ，他们的主要负责夜间的消防安全和预防犯罪的守夜的工作。 在 历史车轮的碾压下，发生了几次灾难性的火灾，其中包括 1666 年的伦敦大火3和其 他发生在 19 世纪末的火灾，让人类认识到消防工作的重要性。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 3 页 装 订 线 美国、英国、日本等发达国家的防火研究处于一流地位，国外在很早之前便兴起 了高层建筑，所以相较国内也是更早的开始重视建筑的防火设计，虽然国外的高层建 筑也曾发生过火灾，但是由于他们的有着良好的设计方案和应急救援措施预案，所以 便没有产生十分重大的事故后果和损失。在国外的一些发达国家，不仅仅存在国家规 定的有关防火法规，还有一些专业机构针对建筑的防火设计进行专项研究，再通过大 量的实践验证，所以与国内相比较，他们对建筑的各部位的防火设计将变得更加的系 统、全面、科学。 二十世纪初期时，建筑业以及相关的工程类学科已经认识到，有必要对其中的许 多设计和施工程序进行标准化和规范化，以确保建筑设计的安全性4。消防安全也不 可能例外， 为了在防火安全性能方面区分材料的种类和建造方法， 开展了规定， 评估、 规范设计细节的努力，包括建筑材料，窗户尺寸，建筑物分隔距离，舱室燃料和乘客 负载，建筑物内的行驶距离以及与消防安全相关的许多其他因素 5-9。产生的要求主 要基于经验和先例，并没有太多的科学依据，这些要求影响了当时的消防安全设计和 监管的情况。 国外的专家学者在火灾行为学和灾时人员安全疏散等领域的研究比国内更加的 深入和科学。在 911 事件之后，有关研究机构对火灾等紧急状况下人的安全疏散问 题更加地关注。同时，英国、美国和日本的研究者们对人员安全疏散行为模型进行了 多学科交叉研究和模拟实验分析。 到了二十世纪末期， 与建筑设计有关的大多数工程类学科必须面对规模更大和更 高的建筑所带来的挑战。 许多防火设计指标和法规都是在科学理解不足的情况下开发 的10， 由于这些必须基于具有时代特征的建筑物， 所以这些规定工具被视为在可用指 导范围之内。对于更具创新性或冒险的设计，火灾中的系统行为需要被理解和考虑， 以确保所需的建筑的安全水平。当时就已经有些国家颁布了防火设计规范。所以发展 到如今社会,已然形成了相对比较完整的体系。国外的设计师在对高层建筑物进行防 火设计时，都会采用性能化的防火设计11。 1971 年，美国通用事务管理局通过了法案建筑火灾安全判据 。20 世纪 80 年 代，在美国率先实施了一项国家级的火灾风险评估项目，此项目的研究结果则诞生了 了 FRAMWORKS 模型。1988 年美国防火工程师协会(SFPE)在经过多方努力后，整 合编著了SFPE 防火工程手册 。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 4 页 装 订 线 1997 年，英国政府正式颁布了标准 BSDD240建筑火灾安全工程,为建筑的 防火设计提供了一个在工程方面的解决方法的整体框架。 在 19931998 年之间，日本也曾开展了“防火安全性能评估方法的研究” 。制定 出了建筑性能化防火安全的框架。从 1996 年开始修订建筑基准法 ，直到 2000 年 6 月正式颁布实施,在建筑基准法中提供出了对安全疏散和结构耐火的评估验证方 法12-13。 毫无疑问的是在建筑的设计期间做出的各种决定，均要受到消防安全的影响。一 般来说，参与建筑设计的人似乎并没有意识到消防安全所发挥的重大影响。考虑到它 们的历史起源，许多规定要求在应用于现代建筑时可能存在缺陷，或者可能导致过度 的安全因素14。 在现有资料的基础上， 消防安全在建筑物内提供了重要的消防安全工 作； 建筑物并不会经常在火灾中发生崩溃、 坍塌， 根据发达国家的火灾统计数据显示， 由于火灾而造成的伤亡人数不断减少15。 消防经过多年的发展的确取得了傲人的成绩， 但是火灾的危害一直存在，并不会随着时代的变迁而消失，所以消防的研究工作还是 必须进行的，而且是更加深入的16。 1.2.2 消防设计国内现状 近年来，我国在消防研究方面投入了巨大的心血，自从 20 世纪 90 年代以来，国 内相继开展了火灾探测与灭火技术、 预防与控制火灾新技术以及消防工程新技术等等 具有跨时代意义的新进科学技术。 在吸收了国内外大量的新进科学技术的成果和经验 的基础上， 中国也建设了一批能够与国外发达国家相媲美的拥有新进技术的消防研究 基地，例如：天津消防研究所、上海消防研究所、沈阳消防研究所等。同时这些权威 的消防研究所均配备世界最先进的消防研究设施。 这些重点科研设施的发达与利用为 国内的消防研究工作带来了巨大的便利， 也可以发现现代的消防工作所存在的不足之 处，二者互补，促进了国内的消防理论和实践的持续发展。 我国的消防工作虽然经过了几十年的发展，也的确取得了长足的进步，但是在和 国外发达国家的防火工作相比较的情况是差距还是很大， 在经济快速发展的背后消防 工作出现了与之不匹配的现象，在某些方面甚至是严重滞后。这些问题绝不是一朝一 夕便能解决的，必须要经过长期坚持不懈的努力才能完成，有些有关于体制等方面的 问题，则需要通过立法的形式方能得到解决。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 5 页 装 订 线 在我国， 高层建筑的防火设计主要是依据 建筑设计防火规范（GB50016-2006） ， 在一些地区，还有地方性的规范。现代高层建筑的设计过程中，现行为规范并不一定 能够满足要求， 因此在某些经济发达的地区， 在消防设计中包含着性能化的设计理念， 性能化防火设计的理念必将成为未来的发展趋势。 我国对高层建筑的防火设计研究还存在明显的不足， 现行规范都无法对其建筑形 态和业态分布做出明确的规定,仅有一些地方性标准对高层建筑做出了一定的规定， 但还不够的。 国外利用计算机模拟技术来对超出规范的高层建筑进行火灾安全性的模 拟实验，经过将近 30 年的发展和研究，已取得了令人瞩目的成绩，得出了一些经验 和教训。 通过吸收借鉴国外的经验， 我国的性能化设计也起步， 并得到了一定的成果。 高层建筑内疏散人数的确定一直是商业建筑消防安全疏散设计和审核中争论较 多的问题，经实际的调查与分析，通过比较研究国内外相关标准的区别，深入调查和 分析高层建筑的消防设计和使用的情况，按照规范要求进行严格设计17。 1.3 高层建筑火灾发生因素与火灾特点 1.3.1 高层建筑火灾发生因素分析 1历史遗留的问题 不少高层建筑是在上世纪 90 年代或更早时期开发出来的，由于当时的技术条件 等各方面因素的限制,导致部分高层建筑存在些许问题， 诸如消防车道、 楼梯间形式、 防火间距等方面的设计与现行建筑防火设计规范存在差异，存在较大的安全隐患。 2违反安全生产制度 大部分的高层建筑用电量都比较大,然而内部的设施却不一定能达不到防火要求。 在布置电线线路时，参与其中的电焊、电工等操作人员缺乏专业的技能培训, 施工时 存在操作不规范的现象，一味的追求工程进度，将安全搁置一边，甚至有的是无证上 岗，是违规操作。 3营业与施工同步进行 某些高层建筑由于建造年代较为久远，在长时间使用的过程中，难免会出现些许 问题，需要对建筑进行改造和重新装修，单位为了节省资金成本，内部擅自就进行违 章装修和改造,在施工过程中，大量非专业人员的频繁活动为建筑的火灾频添风险， 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 6 页 装 订 线 施工现场用电量大,但由于大多数用电都是临时性的，私拉乱接电线现象十分严重， 非常容易诱发火灾。 4消防系统不可靠 消防系统对整个高层建筑来说，可堪称为“心脏”和“神经中枢” 。但由于各方 面的原因,存在许多问题,比如有的消防系统功能的相互切换不正常； 有的火灾探测器 发生故障却没能及时的得到维修更换，火灾发生时更是不可能正常工作，或是无故误 报火灾；电梯无迫降系统；有的事故应急灯不亮或亮度不够。甚至一些高层建筑楼内 无消防用水，无消防斧,也无消防枪、水龙带等18。 5.消防意识不强 高层建筑在消防安全管理过程中存在着或多或少的问题，例如，为了节省或挪用 消防资金减少对消防设施的投入；消防值班人员素质不高责任落实不到位；工作人员 没有经过消防知识和技能的培训，素质不够；缺乏对消防系统的维护保养；建筑内部 物品乱堆放，随意占用消防通道和疏散楼梯，影响消防设施的正常使用和灾时的救援 活动19。 1.3.2 高层建筑的火灾特性及危害 1.烟囱效应 通常高层建筑由于工艺等方面的需要,难免需要设置一些贯穿上下的竖直通道， 如楼梯间、垃圾井、风道、电缆井或电梯井等。这些存在于建筑物内部的竖道，就好 像一座座烟囱。设计施工中,如果防火工作没有做到位，一旦发生火灾时,这些隐藏在 建筑物内部的竖井就会成为一座座高耸的“烟囱”,这些隐藏的“烟囱”由于两段的 气压差，会加大高温烟气的运动速度,使烟气通过竖井在垂直方向上的扩散速度大幅 提高，进一步催化了火势蔓延。由于办公楼内可燃物较多，一旦发生火灾，火势会猛 烈，蔓延速度很快。有关调查研究表明，在火灾刚产生不久时，由于空气的流动，烟 气在水平方向的扩散速度大约为 0.3m/s，但是在“烟囱”中的蔓延速度甚至可以达到 令人瞠目结舌的 34 m/s，直接扩大了 10 倍，令人瞠目结舌。假设在一座高 100 米的 高层建筑内部不幸发生火灾， 由于存在 “烟囱效应” ， 大约只需要半分钟左右的时间， 烟气便能通过竖向管井扩散到顶层，扩散速度是水平方向的十倍以上，给安全疏散带 来巨大的困难，同时为救援活动留下的时间就更短了，极易导致大量的人员伤亡20。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 7 页 装 订 线 2.火灾蔓延速度快 若高层建筑不幸发生火灾， 就会特别容易造成火灾的进一步蔓延和扩大。 一方面， 由于高层建筑会受到气压和风速等因素的影响， 建筑内部灾时的空气流动速度比正常 情况下要快的多，空气的流动性则会助长火灾进一步蔓延，导致火灾的严重性扩大。 星星之火可以燎原，无论多小的隐患，若是放任其不断地发展，拥有足够的发展条件 和发展空间，都有可能引发严重的火灾后果。在另一方面， “烟囱效应”也是火灾的 另一大帮凶。 3.人员疏散困难 高层建筑万一发生火灾，人员疏散问题又是一项难以解决的困难，可能造成的伤 亡数字也十分的庞大。高层建筑内人员多而杂，楼层又比较高，垂直疏散距离长，然 而高层建筑内的疏散设施也唯有疏散楼梯，火灾时乘坐电梯只会加速死亡。因此，很 难在较短时间将建筑物内部所有人员全部安全的撤离到危险区之外， 甚至在慌乱中还 难可能发生摔死、摔伤、跳楼等惨剧21-22。 4.救援活动难度大 高层建筑发生火灾时， 由于内部可燃物的燃烧会释放出大量的有毒有害气体和浓 烟，使人的呼吸变得困难，也会遮住内部人员和救援人员的视线，难以正确的寻找到 疏散路线和避难场所。大量的烟气也能加大室内的气压，一旦有封闭的窗户被打破， 使气体的加速流动，致使火灾蔓延加快。 5.高层建筑火灾扑救难度大 高层建筑发生火灾的时候，由于经济、消防车道等方面的因素，消防云梯的数量 终究有限，若是不借助消防电梯，消防人员需要徒步跑上高层，甚至是来回救援，人 的体力总是有限的消防人员也是如此，大量的体力耗到的结果是基本丧失战斗力。当 然也可以利用登高消防车进行火灾救援，但目前为止，即使是世界上最先进的登高消 防车一般也只能达到 50 m 左右， 显然这依旧不能适应现代高层建筑火灾救援的需要。 当高层建筑发生火灾时,需要用水对建筑物进行冷却降温和阻止火势蔓延，但事 实证明火场中的用水量是相当庞大的。从国内外一些经典的高层建筑火灾案例来看， 扑灭高层建筑火灾的实际用水量都是不可想象的。然而在目前来看，在高层建筑内设 置的消火栓系统的供水量在实际的需求量面前就只是杯水车薪，因此，只能借助消防 人员向高楼内供水， 但又受到消防水带的耐压强度和消防车的供水高度等等各方面因 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 8 页 装 订 线 素的影响，救援活动常因供水不足而贻误战机，造成更多的人员伤亡和更大的经济损 失23-24。 1.4 设计的内容和路线 1.4.1 设计的内容 本文对高层建筑的防火设计中所涉及的消防技术规范进行针对性的设计。 主要从 以下方面进行： 1. 防火分区与防烟分区 防火分区是利用高耐火性能的构件，将建筑物按照一定的面积人为划分的，可以 在一定时间内有效地防止火灾向未起火的部分蔓延的空间。防火分区一般由防火墙、 板、防火门、防火卷帘等作为分割物划分出来的。防烟分区则是利用挡烟垂壁、隔墙 等构件将建筑物划分为不同的区域，能在一定程度上阻止高温烟气的弥漫扩散，为人 员疏散和灭火救灾创造条件。 2. 消火栓灭火系统 消火栓在我国被作为视作最基本的，也是最有效的灭火设备，故在高层建筑中得 以广泛使用。在火灾发生时，需要有专业的消防人员对消火栓进行准确的操作，对起 火处喷水，起到冷却降温的作用，从而灭火。 3. 自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统同样也是目前使用非常普遍的一种灭火系统。 在经过国内外大 量的实践后证明，此系统具有可靠性高、经济性好、灭火成功率高等多种优点，是在 现代建筑的消防系统设计中不可或缺的一部分。 4. 灭火器的配置 灭火器是建筑内部最简单的移动式灭火设备，只需经过简单的培训，人人均可掌 握其使用方法。灭火器是建筑消防系统中不可或缺的一部分，为建筑灭火立下了汗马 功劳。 5. 建筑防排烟系统设计 在合理的划分防烟分区的基础上，选择适当的防排烟系统，继而根据建筑不同部 位的特点选择自然通风、机械加压送风或机械排烟。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 9 页 装 订 线 6. 火灾自动报警系统 火灾自动报警系统是由火灾报警控制装置、火灾探测器和火灾报警装置，以及具 有其他辅助功能的装置组成的。其目的是为了及时发现火灾，采取有效地措施扑灭火 灾。火灾发生区域内的烟感、温感、红外线等各种探测器监测到火情，发出电信号， 再经过报警系统的处理后发出火灾报警、疏散广播、应急照明、消防控制联动等消防 指令。报警系统的目的是能够在最短时间内起到为人员安全疏散、灭火救灾。 1.4.2 设计的路线 消防设计路线见图 1-1。 确定建筑物类别 划分防火、防烟分区 室内外消火栓设计 自动喷淋系统设计 灭火器的配置 防排烟设计 自动报警系统 建筑设计防火规范 建筑设计防火规范 消防给水及消火栓 技术规程 自动喷水灭火系统 设计规范 建筑灭火器配置设 计规范 建筑防排烟设计技 术规范 火灾自动报警系统 设计规范 图 1-1 消防设计路线 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 10 页 装 订 线 2 工程概况工程概况 2.1 工程概况 淮北市国税局位于安徽省淮北市相山区梅苑路 2 号，东、北以桂花园小区为邻， 西面是中国农业银行，南邻街道，地理位置十分奇特，国税局和银行均是国家重要的 主管经济的建筑，由于居民楼为邻，人口十分密集且复杂。 安徽省淮北市国税局大楼为地上 9 层建筑，总体呈现出正方形，每层面积约为 1628 ，总面积约为 14650 。建筑物正中间为楼梯间、电梯井、卫生间、垃圾井 道， 面积约为 130.5 ， 呈正方形。 其中一层为服务大厅、 接待休息室、 自助服务区、 等候区、消防控制室和配电室；二层主要为各办公室、会议室和资料库房，一层服务 大厅通至二层；三层主要是办公室、会议室、电教室、机房和库房；四层为会议室以 及与之配套的各设备的控制室；五、六、七层主要是各部门的办公室；八层是阅览室 和各类办公室；顶层为各展区和资料档案室，每层均设有卫生间。 根据建筑设计防火规范(GB 50016-2014)(以下简称建规)的第 5.1.1 条规 定，民用建筑的分类须符合表 2-1 的规定。 表 2-1 民用建筑的分类 名称 高层民用建筑 单、多层民用建筑 一类 二类 住宅 建筑 建筑高度大于 54m 的住宅建筑（包 括设置商业服务网点的住宅建筑） 建筑高度大于 27m， 但不大 于 54m 的住宅建筑（包括 设置商业服务网点的住宅 建筑） 建筑高度不大于 27m 的住宅建筑 （包括设置 商业服务网点的住宅 建筑） 公共 建筑 1. 建筑高度大于 50m 的公共建筑 2. 楼层建筑面积大于1000m2的商 店、展览、电信、邮政、财贸 金融建筑和其他多种功能组合 的建筑 3. 医疗建筑、重要公共建筑 4. 省级及以上的广播电视和防灾 除一类共层公共建筑外的 其他高层公共建筑 1. 建筑高度大于24m 的单层公共建筑 2. 建筑高度不大于 24m的其他公共建 筑 5. 只会调度建筑、网局级和升级 电力调度建筑 藏书超过 100 万册的图书馆、 书库 此建筑属于高层民用建筑，用于政府办公，属于一类民用建筑。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 11 页 装 订 线 2.2 设计依据 建筑设计防火规范 （GB 500162014） 自动喷水灭火系统设计规范(GB 500842001） 火灾自动报警系统设计规范(GB 501162013） 建筑灭火器配置设计规范(GB 501402010） 建筑给水排水设计规范(GB 500152003） 消防给水及消火栓技术规范(GB 509742014） 水喷雾灭火系统设计规范(GB 502191995） 防火卷帘(GB 141022005） 消防应急照明和疏散指示系统(GB 179452010） 防火门(GB 129552008） 防火窗(GB 168092008） 中华人民共和国消防法 中华人民共和国安全生产 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 12 页 装 订 线 3 防火分区与防烟分区防火分区与防烟分区 3.1 防火分区 当建筑物内部某处发生火灾时，可燃物燃烧时所产生的热辐射、热对流等现象能 把火势向原先的火灾范围之外蔓延传播，最终致使整个建筑物全面起火，甚至是蔓延 至其他建筑物。因此，有效地阻止火灾见建筑物内部的蔓延趋势，进一步将火灾限制 在可控的范围内是相当重要的。 防火分区就是指利用各种防火分隔的措施划分出的， 能在一定时间内防止火灾向 同一建筑的水平或竖直方向蔓延的局部空间单元。 在建筑物内部划分出相互独立的防 火分区，可以在起火时，将火势有效地控制在某个或某几个防火分区内，防止建筑全 方位起火。 从而起到减少火灾损失的作用， 为人员安全疏散、 消防扑救提供有利条件， 因为相对起火区间来说，未起火的防火分区也是相对安全的区间。 3.1.1 防火分区的划分原则 根据查询建筑设计防火规范(GB 500162014)，知晓二类民用建筑的防火分 区的最大允许建筑面积为 1500 ；建筑内部存在上下楼层连通的开口时，其防火分 区的建筑面积则应按上下层相连通的建筑面积之和计算， 当计算面积大于 1500 时， 应额外划分防火分区25。 划分防火分区除了必须满足这些要求以外， 还得满足以下条 例： （1）拥有避难通道作用的楼梯间、前室及其它具有避难功能的区间，均必须得 到保护，保证它不会受到火灾的吞噬，而且还得时刻保持通畅无阻。 （2）同一建筑中的不同用户之间的应该具有放火分隔处理。 （3）高层建筑物中的各式竖直井道，本身就应是一个独立的防火分区。 （4）高层建筑物楼层划分防火分区。 （5）消防通道是为火灾时救援而设置的，其本身必须要得到合适的防火保护。 （6）当某个放火区分内设置有自动喷水灭火系统时，其分区的面积可以适当的 扩大一些26。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 13 页 装 订 线 3.1.2 防火分隔物 采用具有良好的隔热性能耐火极限高的材料制成的将整个建筑空间划分为多个 防火分区的建筑构件统称为防火分隔物。 此次设计采用防火门和防火卷帘两种防火分 隔物。 （1）防火门 防火门是在火灾发生时能够自行关闭的一种门，且具有一定的耐火极限。同时还 能在火灾发生时，杜绝窜烟、窜火等现象。根据标准 GB 12955-2008 的规定按照耐火 性能防火门分为 A、B、C 三个等级，分别为隔热型防火门、部分隔热型防火门和非 隔热型防火门。其中 A 类防火门又根据耐火隔热性和耐火完整性分为 A0.6、A0.9、 A1.2、 A2.0、 A3.0； B 类防火门要求耐火隔热性大于 0.5h， 根据耐火完整性分为 B1.0、 B1.5、B2.0、B3.0；C 类防火门则根据耐火完整性分为 C1.0、C1.5、C2.0、C3.0。目 前我国也已广泛使用防火门与火灾探测技术相结合的方式，远距离操控关闭防火门。 本设计中设置在楼梯间与前室之间、前室与走道之间的防火门，应该选择常开式防火 门，且得具备信号反馈功能。 近年来，我国开发了研制了多种多样的防火门，本次设计中选择的新型木质防火 门表面采用了 SS-1 型高效木制阻燃剂制成的难燃胶合板，取代了传统的镀锌铁皮等 既笨重又缺乏美观的防火门。用该阻燃剂处理后的木材受到火灾的作用时，无毒、无 异味，仅仅是防火门表面局部炭化，但是不会燃烧，能有效地阻止火势蔓延。防火门 的芯材采用无机轻质不燃复合材料，同时配有无毒的、耐高温的复合胶粘接，根据防 火门的尺寸大小的要求，利用压机一次性成型。这种防火门经国家耐火构件质量监督 检验中心的检验，其耐火极限可高达 72 分钟，即达到了甲级防火门的要求27。 本设计选用耐火等级为 A1.2 的木制平开式防火门 （2）防火卷帘 防火卷帘从最原始的单片钢制的防火卷帘，同时与水幕配合使用起到保护作用， 替代了防火墙，一直发展到如今使用的钢质、无机纤维复合等各种不同材质制成的防 火卷帘。 防火卷帘在正常情况下， 为了防止阻碍采光、 美观等因素， 收缩在卷帘箱中， 当发生火灾时， 可以通过认为手动操作或是消防联动等方式， 向下释放出一道防火墙， 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 14 页 装 订 线 具有极高的耐火极限，能够在一定时间内将火灾限制在一定的空间内。防火卷帘作为 可以“移动的防火墙” ，使用是越来越广泛了。 防火卷帘采用钢制材料，利用扣环或者是铰接的方式制成可以卷绕的链状平面， 可以起到防火和防盗的双重作用28。 本设计采用耐火极限大于 3h，帘面漏烟量不得大于 0.2m3/(m2*min)的钢质防火、 防烟卷帘。 3.1.3 防火分区的划分 考虑到该建筑物的每层面积约为 1628 ，均大于一类民用建筑的最大防火分区 面积 1500 ，所以现以利用钢质防火、防烟卷帘的方式将每层楼划分为两个防火分 区，其面积大约分别为 748.8 。 此外，因为一层和二层存在相连通的部分，根据上述的防火分区划分原则，两层 的总面积约 3256 ，应在二楼处设置防火卷帘将一、二两层划分为不同防火分区。 建筑物的中央部分为电梯井和封闭楼梯间，均单独设置为一个独立的防火分区。 封闭楼梯间采用木制平开式防火门的形式与其前室隔开。 详细见图纸。 3.2 防烟分区 利用挡烟垂壁、隔墙或者是其它从顶棚处下突不小于 50 厘米的构建划分出的， 可以将火灾场上产生的高温烟气控制在一定的范围内的防烟空间统称为防烟分区。 根据各种资料表明，火灾现场人员伤亡的主要原因是高温烟气所致。发生火灾时 需要把火场上产生的高温烟气尽量控制在一定的区域之内，并迅速排出室外，杜绝高 温烟气的随意扩散，从而为救援活动提供更加良好的空间，有利人员的安全疏散，控 制火势蔓延和减小火灾损失。 3.2.1 防烟分区的划分原则 （1）若房间和走道内没有设置排烟设施，可以不划分防烟分区。 （2）平均每个防烟分区的面积不宜超过 500 。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 15 页 装 订 线 （3）防烟分区禁止跨越防火分区。 （4）在竖直方向上，以楼层划分防烟分区。若楼层面积过小，可以将不超过三 个楼层划分为一个防烟分区。 （5）建筑物的特殊场所，例如防烟楼梯间、电梯间及其前室都应该单独划分为 一个防烟分区29。 3.2.2 防烟分区的划分 由于此建筑的每层面积约为 1628 ，所以将每层楼划分为四个防烟分区，其中 电梯间及其前室、楼梯间及其前室划分为单独的防烟分区。 详细见图纸。 安徽工业大学 毕业设计（论文） 共 77 页 第 16 页 装 订 线 4 室内外消火栓系统设置室内外消火栓系统设置 4.1 消火栓给水系统 消火栓给水系统是将市政供水系统中的水， 通过加压设备输送到建筑物内的固定 消防设施中，且能够满足扑灭火灾的要求。消火栓灭火系统与火灾报警和自动喷水灭 火系统相比较，虽然消防效果有所不如，但是造价更低，使用起来也更加方便，所以 依旧是最基础的消防设施，也在高层建筑中得到广泛地使用。 4.2 室外消火栓 4.2.1 室外消火栓简介 按消防水压的不同将室外消防给水系统分为高压消防给水系统以、 临时高压消防 给水系统和低压消防给水系统。 按照用途可分为合用的消防给水系统和独立的消防给 水系统；也可以按管网布置形式分为环状管网给水系统和枝状管网给水系统。 室外消火栓最常见的分为地上消火栓和地下消火栓两种形式： （1）地上消火栓：地上消火栓的部分结构位于地面上，具有