消防设计张鑫

1 建筑消防技术建筑消防技术课程设计课程设计 学 院： 市政与环境工程学院 专 业： 安全工程 班 级： 安全 121 班 学生姓名： 张鑫 学生学号： 指导老师： 市政学院安全工程教研室 二零一六年一月 2 摘摘 要要 随着现代经济的发展，各种行业都在迅速发展，人们的生活也越来越多样 化，而火灾的发生也越来越频繁，损失随之惨重，随着科技的进步，产生了一 些自动灭火设施来减少损失。 本次设计为某厂房消防工程设计及其计算，其工程概况：有地下室一层,地 上部分共有 5 层,建筑高度为 21m，地下室内有水泵房，并接有水池，五楼有水 箱，自动喷洒和消防栓都由水池、水箱、水泵接合器供给，室内外标高差 450mm。 消防喷淋系统是一种消防灭火装置，是目前应用十分广泛的一种固定消防 设施，它具有价格低廉、灭火效率高等特点。根据功能不同可以分为人工控制 和自动控制两种形式。系统安装报警装置，可以在发生火灾时自动发出警报， 自动控制式的消防喷淋系统还可以自动喷水并且和其他消防设施同步联动工作， 因此能有效控制、扑灭初期火灾。 采用消火栓灭火是最常用的灭火方式，它由蓄水池、加压送水装置（水泵） 及室内消火栓等主要设备构成，这些设备的电气控制包括水池的水位控制、消 防用水和加压水泵的启动。 关键词：消火栓关键词：消火栓 自动喷洒自动喷洒 水泵接合器水泵接合器 3 目录目录 第一章 工程概况.1 1.1 文字资料.1 1.2 图纸资料.1 1.3 设计内容.1 第二章 室内消火栓设计.3 2.1 消火栓系统的组成.3 2.2 室内消火栓的选用.3 2.3 管材选择.3 2.4 压力计算.4 2.5 消火栓系统水力计算.5 2.6 消火栓稳压泵的计算.7 2.7 消火栓系统气压罐.8 2.8 消火栓系统水泵接合器设计.8 第三章 自动喷洒灭火系统设计.9 3.1 自动喷洒系统的组成.9 3.2 系统的选择.9 3.3 管道的布置.9 3.4 自动灭火系统水力计算.10 3.5 自动灭火系统稳压泵的计算.14 3.6 自动灭火系统气压罐设计.14 3.7 自动灭火系统水泵接合器设计.14 第四章 系统其他配件设计.15 4.1 消防水箱设计.15 4.2 消防水池水量.15 参考文献：.16 0 第一章第一章 工程概况工程概况 工程概况就是工程的简介，包括工程的工程的开竣工时间以及工程的坐落地 点，技术标准都采用国家标准。 1.1 文字资料文字资料 1、建筑所在地区 长春 市。 2、建筑性质 高层民用建筑 。 3、城市给水管网管径 200 mm，管顶埋深 -1.800 m， 4、城市可靠供水压力 50 Kpa. 5、电源、城市可提供一路独立电源。 1.2 图纸资料图纸资料 1、建筑首层平面图 1：100（比例同建筑图以下同）。 2、建筑标准层平面图，1：100。 3、建筑非标准层平面图 1：100。 4、地下室平面图（地下有消防给水之层）。 5、设备层平面图，1：100。 6、顶层平面图。1：100。 7、裙房平面图。1：100。 8、必要的剖面图。1：100。 1.3 设计内容设计内容 1.3.1 工程简介工程简介 有地下室一层,地上部分共有 5 层,建筑高度为 21m，地下室内有水泵房，并接有 水池，五楼有水箱，自动喷洒和消防栓都由水池、水箱、水泵接合器供给，室内外 标高差 450mm。 1 1.3.2 计算书计算书 主要内容：摘要，消防给水方案选择（水源、消防给水方案、管网系统方案）， 设计秒流量计算，水力计算，末端设备与水源、动力等设备的选择，设计草图，成 果总结。 1.3.3 绘制施工图绘制施工图 要求完成一套完整的消防给水系统施工图，包括有水源、定压系统、水泵等附 属设施、管网系统、末端装置。具体内容有： （1） 设计说明与主要材料表 （2） 地下室水泵房、水箱间（换热站）设备与管道平面布置图 （3） 一层消防平面图 （4） 标准层消防平面图 （5） 局部详图 （6） 消防系统图 （7） 水泵房、水箱间设备与管道系统图 2 第二章第二章 室内消火栓设计室内消火栓设计 消火栓灭火是最常用的灭火方式，它由蓄水池、加压送水装置（水泵）及室内 消火栓等主要设备构成，这些设备的电气控制包括水池的水位控制、消防用水和加 压水泵的启动。 2.1 消火栓系统的组成消火栓系统的组成 本设计中,消火栓系统和自动喷洒系统的组成如下: 消火栓系统:消火栓用泵、消火栓、消防管道、水泵接合器组成。 自动喷水灭火系统:自动喷洒用泵、消防管网、湿式报警阀、水流指示器、喷头 以及水泵接合器组成。 每个系统水源都由水箱、水池以及水泵结合器供给。 2.2 室内消火栓的选用室内消火栓的选用 1.室内消火栓给水管网布置为环状，与临时高压给水系统相连，当其中一条进 水管发生故障时，另一条仍能供给系统所需用水量； 2据建筑防火设计规范，厂房都属于低层建筑，确定室内消火栓消防用水 量为10L/s，每根竖管最小流量为10L/s；室内消火栓的布置间距最大不超过30m； 3室内消火栓水枪的充实水拄不应小于 10m，消火栓口径应为 65mm，水枪口径 应为 19mm。 4室内消火栓应设在明显易于取用的地点，栓口离地面高度宜为 1.2m，其出 水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。 5. 室内消火栓的布置，应保证两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。 2.3 管材选择管材选择 1.消火栓管道安装，本设计中,消火栓管道安装要求与生活给水管基本相同,管 3 材采用热浸镀锌钢管。 2消火栓立管管径为 DN125mm，消火栓口径为 65 mm,水枪喷嘴直径为 19mm， 水龙带为衬胶，直径 65 mm，长 25 m。 3消火栓口离地面高度为 1.2 m。 4. 自动喷洒管 DN50 丝接，DN50 沟槽连接或法兰连接。 2.4 压力计算压力计算 1.消火栓保护半径 消火栓保护半径按下式计算： hLCR d 其中， 水带展开时的弯曲折减系数， 取C8 . 0C 水带长度，25 m d L d L 水枪充实水柱倾斜 45时的水平距离 h 则有，R=0.825+13=29.191m）（2/2 2.水带阻力损失： 本设计中，19mm 的水枪配 65mm 的水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带 多为衬胶的。因此，本设计中亦选择衬胶水带，查表可知 65mm 的水带阻力系数 值为 0.00172。因此，水带阻力损失为： d A .417 . 5250172.00 22 xhddd qLAHOmH2 式中：消防水带阻力损失，mH2O； d H 水带阻力系数，查表得=0.00172； d A d A 水带有效长度，m； d L 水枪喷嘴出流量， L/s； xh q 3.消火栓口所需水压： Xh H 4 9 . 2325 .204 . 1 skqdXh HHHHOmH2 式中：消火栓口的水压，； xh HOmH2 水枪喷嘴处水压，； q HOmH2 水带的水头损失，； d HOmH2 消火栓栓口水头损失，宜取 2； sk HOmH2OmH2 2.5 消火栓系统水力计算消火栓系统水力计算 按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求,最不利点的水枪喷嘴出流量满 足要求，则其他均满足要求。 进行消火栓给水系统水力计算时，按图 2.1 管路计算； 1 2 3 5 6 7 10 9 11 12 4 8 图 2 消火栓系统水力计算管路图 取 1-2 段做计算 查规范，总流量为 20，立管流量为 15，每个消火栓流量为s/m3s/m3 5，所以 155=3（个）s/m3 5 1-2 段流量为 5，得到管径为 DN100，所以得到流速：s/m3 =0.408 2 2 q ）（ D V s/m 通过流速算出 ： i=0.=0.0027（）i -1.3 j 2d v%o 量出管长 4.2m，得出沿程阻力=4.2 0.0027=0.01134 f HLiOH2m 其他管段水力计算见表 2.1 表 2-1 消火栓系统配管水力计算表 管段 流量 q(L/S) 管长 L(m) 管径 DN(mm 流速 V(m/s i( ) f H j H + f H j H 1-254.21250.4080.00270.01140.00230.0137 2-3104.21250.820.0110.04620.00930.0555 3-415 9.11251.220.0240.21840.04370.2621 4-51516.11500.850.0090.14490.0290.1739 5-620 32.61501.130.0160.52160.10430.6259 6-720131501.130.0160.02080.00420.025 7-8201.21501.130.0160.01920.00390.0231 8-9204.21501.130.0160.06720.01350.0807 10-11200.71501.130.0160.01120.00230.0135 11-1241.2813.52001.320.0150.20250.0410.2165 6 总计 1.74 消防系统的水压计算 0z h HHH 式中：消防水泵的压力，；HOmH2 最不利点消火栓所需压力，； 0 HOmH2 管网的水头损失，； h OmH2 消防水池最低水位于最不利点的压力差，。 Z HOmH2 消防水池与最不利点消火栓之间的高度为 16.8m。 =1.74+16.8+0+23.9=42.44HOH2m 安全系数取 1.11.2 倍，这里取 1.2 O 2b 47mH1.2H=H水 水扬程消防 消防水泵流量SLQQ/242 . 1 泵 根据=24L/S，=47选泵,水泵参数如下表 b Q b HOmH2 表 2-2 消火栓水泵参数 型号及参数流量 L/S 扬程 M转速 R/S轴功率 KW/S 电机功率 KW/S 电机型号效率% 80DL（R） 50-20X3 2548145014.6815Y160L-465 2.6 消火栓稳压泵的计算消火栓稳压泵的计算 21 h15H 且 10hh 211 H 7 式中 -出水管中心线到水箱水面的距离，为 1.4m； 1 h -出水管中心线到最不利点消火栓的距离，为 5.2m； 2 h 所以=16.6m，=20.75m 1 H 2 H 8 . 0 1 H 消火栓稳压泵的扬程为 =18.675 2 21 HH H 2 75.20 6 . 16 OH2m 稳压泵的流量为系统流量的 1%3%,且不小于 1SL/ 流量 Q=3% Q=3% 20=0.6SL/ 故消火栓稳压泵的流量为 1。SL/ 表 2-3 稳压泵参数 型号及参数流量 L/S 扬程 M转速 R/S轴功率 KW/S 电机功 率 KW/S 电机型号效率% 40-160B 1 25.529001.1 Y180L-434 2.7 消火栓系统气压罐消火栓系统气压罐 气压罐容积=150L 调 V 所以 =825L1 1 调 V V 8 . 01 1 . 1150 3 m 2.8 消火栓系统水泵接合器设计消火栓系统水泵接合器设计 消火栓系统总流量 20，水泵接合器选用两个 15L，选择水泵接合器型号为SL/ SQX-150A 8 第三章第三章 自动喷洒灭火系统设计自动喷洒灭火系统设计 自动喷洒灭火系统是由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件以及管道、 供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统结构简 单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济， 适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的 75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑 物、构筑物内。 3.1 自动喷洒系统的组成自动喷洒系统的组成 自动喷灭火系统选用标准喷头,水流指示器采用 ZSJZ 型,安全信号阀采用 AXD71- 16 型,报警装置采用 ZSFZx100 型湿式自动喷水报警阀成套安装。喷头安装高度平吊 顶 ,其最大工作压力不超过 1.2。MPa 自动喷水灭火系统特指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或 压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成的自动灭火系统。自动喷水灭火系统 是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设 施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动启动，并能同时通过加压设备将水送入 管网维持喷头洒水灭火一定时间。 3.2 系统的选择系统的选择 高层民用设计防火规范（GB50045-95）的规定：建筑高度不超过 100m 的一 类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于 5.0m2的卫生间、普通住 宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火 系统。 3.3 管道的布置管道的布置 自动喷水灭火系统报警阀后的管道布置应合理，一般布置成枝状管网，以减少 管径节约投资，同时方便施工与维修。但每根配水支管或配水管的直径不宜小于 25 9 毫米。而且每根配水支管设置的喷头数，轻、中危险级建筑物不应多于 800 个，严 重危险级建筑物不应多于 600 个。管道上的控制阀应设置在不会结冰和维护方便的 房间里。 1管道均采用热浸镀锌钢管，应采用沟槽式连接件或丝扣、法兰连接。报警阀 前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。 2设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于 0.3 m，距末端喷头的距离小于 0.7 m。 3配水管道的工作压力不大于 1.2 MPa，并不设置其它用水设施。配水管入口 处压力不大于 0.4 MPa 4供水干管在便于维修的地方设分割阀门，阀门经常处于开启状态。 5水平管道上法兰间的管道长度不宜大于 20m，立管上法兰间的距离不应跨越 3 个及以上楼层。配水管两侧配水支管控制的标准喷头数不超过 8 个。水平安装的 管道宜有坡度，并坡向泄水阀，坡度设计为 0.003，以便排空。 3.4 自动灭火系统水力计算自动灭火系统水力计算 该建筑物火灾危险等级为中危险 I 级。 设计喷水强度为 6L/(minm2), 设计作用面积 A=160 m2， 最不利喷头工作压力 0.1MPa, 喷头流量系数 80， 喷头最大保护面积 12.5 m2 保护面积为 160，以最不利点画面积为 160的矩形，其中包括 16 个喷头， 2 m 2 m 每个喷头的喷水量为： =80=1.33s10PKq min/Ls/L 所以总流量为=16 1.33=21.28QnqSL/ 喷头选用 DN15 标准型喷头，选用 ZSTZ-15 型闭式玻璃球直立型洒水喷头，喷头 开启温度为 68 c 。 10 从系统最不利点开始编号，管段的流量仅计算在作用面积范围内的喷头，作用 面积以外的喷头不计。进行自动喷洒系统水力计算时，按图 3.1 管路计算 图 3.1 自动灭火系统管路 自动灭火系统水力计算图如下： 1 2 3 4 5 67 8 9 10 11 12 1314 16 15 11 图 3.2 自动灭火系统水力计算管路图 取 1-2 段计算： 1-2 段包含一个喷头，流量为 1.33，得到管径为 DN25，所以得到流速：SL/ =2.7 2 2 q ）（ D V s/m 再通过流速算出 ： i=0.=0.944（）i -1.3 j 2d v%o 量出管长 3.5m，得出沿程阻力=3.50.944=3.304 f HLiOH2m 其他管段见表 3.1 表 3.1 自动灭火系统配管水力计算表 管段 流量 q(L/S) 管长 L(m) 管径 DN(mm 流速 V(m/s i( ) f H j H + f H j H 1-21.333.5252.70.9443.3040.66083.965 2-32.663.5323.31.0234.1050.8214.93 3-43.99 3.5324.962.38.051.619.66 4-55.321.275404.241.261.60.321.92 5-67.98 3.5801.590.0720.250.050.3 6-715.96 3.51251.30.0270.0950.0190.114 7-821.28 391501.20.0180.7020.140.842 8-921.28 18.41501.20.0180.33120.06630.4 10-1121.286.211501.20.0180.1120.02240.336 12 11-1221.282.11501.20.0180.03780.00760.0454 12-1321.284.21501.20.0180.07560.01510.091 14-1521.280.71501.20.0180.0130.00260.0156 15-1641.2811.62001.320.0150.1740.03480.2088 总计22.8 自动灭火系统压力计算 0z hHHH 式中：消防水泵的压力，；HOmH2 最不利点消火栓所需压力，； 0 HOmH2 管网的水头损失，； h OmH2 消防水池最低水位于最不利点的压力差，。 Z HOmH2 消防水池与最不利点消火栓之间的高度为 19.6m。 =22.8+19.6+6+1060 总 HOH2m 安全系数取 1.11.2 倍，这里取 1.1 O 2b mH661.1H=H水 水扬程消防 消防水泵流量SLQQ/242 . 1 泵 根据=24L/S，=66选泵,水泵参数如下表 X Q b HOmH2 表 3.2 自动灭火水泵参数 型号及参数流量 L/S 扬程 M转速 R/S轴功率 KW/S 电机功率 KW/S 电机型号效率% 100-65- 2670298026.6337 YB200L 67 13 250A2-2 3.5 自动灭火系统稳压泵的计算自动灭火系统稳压泵的计算 自动灭火系统的流量为 1,扬程为 25，稳压泵参数如下表SL/OH2m 表 3.3 稳压泵参数 型号及参数流量 L/S 扬程 M转速 R/S轴功率 KW/S 电机功 率 KW/S 电机型号效率% 40-160B 1 2629001.1 Y180L-434 3.6 自动灭火系统气压罐设计自动灭火系统气压罐设计 气压罐容积=15