建筑消防技术课程设计课件

1、1摘要本设计是针对超市工程设计及其计算，其工程概况为：占地面积约为 981平方米。有地下室,地上部分共有 7 层,建筑高度为 28.8m。地下室内有水泵房。通过设计使我们掌握了有关消防工程中自动喷水灭火系统、消火栓系统及消防水箱和水泵房设计的基本知识，了解了管道的布置水力计算水泵的选择水箱水池的计算等相关知识。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。自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。该建筑防火等级属于中危险级级,本设计采用的闭式自动灭火系统中的湿式系统，闭式自动喷水灭火系统一般由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、

2、报警装置和供水设施等组成。发生火灾时，建筑物内温度升高，当温度升高到足以打开闭式喷头上的闭锁装置时，喷头即自动喷水灭火，同时阀门通过水力警铃发出报警信号。湿式自动喷水系统是世界上使用最早、应用最广泛、灭火速度快、控火率较高，系统比较简单的一种自动喷水灭火系统。关键词：消火栓，自动喷洒，设计。2目录第一章 原始资料.21.1 工程概况.21.2 设计资料.21.3 查询资料.3第二章室内消火栓系统的设计.32.1 方案确定.32.2 消火栓系统的组成.42.3 室内消火栓的选用.42.4 消火栓管网的布置与安装.42.6 设计计算.52.6.1 室内消火栓系统设计说明.52.6.2 详细计算.6

3、2.6.3 消防泵的计算和选择.10第三章 自动喷洒灭火系统设计.113.1 方案确定.113.2 自动喷洒系统的组成.113.3 喷头的选用与布置.123.4 管道的布置.133.5 管材、阀门、喷头选择.133.6 设计计算.133.6.1 自动喷水灭火系统基本设计数据.133.6.2 详细计算.14第四章 消防水箱水池设计.174.1 消防水箱计算.174.2 消防水池的计算.18致 谢.18参考文献.193第一章第一章 原始资料原始资料1.1 工程概况该超市占地面积约为 981 平方米。建筑高度为 28.8m。有地下室,地上部分共有七层, 地下一层为消防泵房和设备间，地上一到六层为超市

4、，七层为水箱间。1.2 设计资料此次设计主要是对该楼进行消防设计，包括消火栓系统和自动喷洒系统。图纸资料包括地下一层消防平面图，一五层消防平面图，六层消防平面图，七层消防平面图。设计完成后，图纸内容还要包括消火栓系统图和自动喷洒系统图。1.3 查询资料为保证设计准确完善进行，还需查阅相关书籍，长春地区冻土深度为1.69m，管道埋深时应比冻土深 20cm，且还要包括室内外高差 0.45m，因此，管道埋深不低于 2.34m。水箱管道应包括溢水管，泄水管，进水管，出水管。泄水管和出水管距箱底 100mm，进水管距箱顶 200mm，溢水管距箱顶 150mm。水池壁厚的选取（我建议选取在 150300）

5、 ，因为太厚对温度应力不利，太薄，会对施工造成难度。4第二章第二章 室内消火栓系统的设计室内消火栓系统的设计2.1 方案确定室内消防给水系统包括常高压、临时高压和低压消防给水系统。1.常高压消火栓给水系统，水压和流量任何时间和地点都能满足灭火时的所需的水压和流量，系统中不需要设消防泵的消防给水系统。2.临时高压给水系统，水压和流量平时不完全满灭火时的需要，在灭火时启动消防泵。当稳压泵稳压时，可满足压力，但不满足水量；当屋顶消防水箱稳压时，建筑物的下部可满足压力和流量，建筑物的上部不满足压力和流量。临时高压消防给水系统，多层建筑管道的压力应保证用水总量达到最大且水枪在任何建筑物的最高处时，水枪的

6、充实水柱不小于 10m；高层建筑应满足室内最不利点灭火设施的水量和水压要求。3.低压消火栓给水系统，管道的应力应保证灭火时最不利点消火栓的水压不小于 0.1Mpa。满足或部分满足消防水压和水量要求，消防时可由消防车或由消防泵提升压力，或作为消防水池的水源水，由消防泵提升压力。综上所述，此次消防工程设计采用临时高压给水系统。2.2 消火栓系统的组成本设计中,消火栓系统的组成如下:消火栓系统:消火栓用泵、消火栓、消防管道、水泵接合器组成。2.3 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，确

7、定室内消火栓消防用水量为20L/s，每根竖管最小流量为15L/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，保护半径不应超过 25m。同层相邻室内消火栓的间距不应小于550，但高层汽车库和地下汽车库的室内消火栓的间距不应大于 30。 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1.1，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。2.4 消火栓管网的布置与安装1室内消防管网应布置成环状，向其供水的输水干管不应小于 2 条，其中 1 条发生故障时，其他输水干管仍然满足消防给水系统设计流量；在室内消防管

8、不能形成环状网时，可利用室外给水管网与进水管形成环状网。2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；。3设有两台或两台以上消防泵的泵站，应有两条或两条以上的消防泵出水管与室内的消防管网连接。4当建筑物内同时设有消火栓给水系统和自动喷水消防系统时，可共用一个消防水泵房。但应将自动喷水设备管网与消火栓给水管网分开设置。5. 室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。6. 室内消火栓的布置间距根据两支水枪同时到达室内任何部位为原则，经计算确定。7. 水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不小于 7 m，但超过

9、 6 层的层用建筑、库房，人防工程，车库和建筑高度不超过 100 m 的高层建筑，不应小于 10 m。2.5 管材、阀门的选择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,管材采用热浸镀锌钢管。2消火栓立管管径为 DN100mm，消火栓口径为 65 mm,水枪喷嘴直径为 19mm，水龙带为麻织内衬胶，直径 65 mm，长 25 m；3消火栓口离地面高度为 1.1 m。4.消火栓管径 DN80 采用丝接，DN80 沟槽连接。65.在消火栓系统中，阀门均采用具有明显启闭标识的蝶阀。6.防腐要求：对于明装管道可刷两道油漆进行防腐，暗装管道不做防腐要求。2.6 设计计算2.6.1

10、室内消火栓系统设计说明消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵的型号等。该建筑总长 32.84 m ,宽 29.87 m.,高度 28.8m.。按建筑设计防火规范（GB 50016-2006）要求，消火栓间距应保证统称任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。 选用 DN65 消火栓，水枪口径 19 mm，衬胶水龙带长 L=25 m。2.6.2 详细计算 根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有 2 支消火栓的水枪充实水柱同时到达。1.水枪充实水柱长度取水枪的上倾角 = 45，则充实

11、水柱长度按下式计算：)( 14 . 145sin2121HHHHSk其中， 室内最高着火点离地面的高度，m； 取 3 .6m。1H 水枪喷嘴离地面的高度，m； 一般取 1m。2H 由此可得出水枪充实水柱长度约为 3.67.2.消火栓保护半径hLCRd其中， 水带展开时的弯曲折减系数， 取 0.85.C7 水带长度，25 mdLdL 水枪充实水柱倾斜 45时的水平距离。h水枪的上倾角一般按 45计算，则ksSL71. 0消火栓布置保护半径计算：R=0.8525+0.713.67=23.86m在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，以 23.86m 为消火栓保护半径，室内消火栓应设在明显易于取用的地点

12、.栓口离地面高度宜为 1.1m，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。消火栓口径 DN65mm，配备水龙带长度为 25m，水枪喷嘴口径 19mm。2.水枪喷嘴处所需的水压： 本设计中，经查表，水枪喷口直径选 19mm，水枪系数值为=0.0097，充实水柱取 12(mH2O)， ，水枪实验系数值为 1.21。因此，水枪喷嘴处所需mHf水压为：=qHmfmfHH1 .916121.210.097-1121.21OmH2式中：水枪喷嘴处水压，(mH2O)；qH 水枪实验系数，取 1.21;f 水枪充实水柱，取 12(mH2O)；mH 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，查表得=0.0097。3.水枪喷嘴的

13、射流量喷嘴口径 19mm 的水枪水流特征系数 B 为 1.577。 L/SxhqqBH2 . 59 .16577. 1式中：水枪的射流量，L/s;xhq水枪喷嘴处水压，(mH2O)；qHB 水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表得 B=1.577。84.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，查建筑消防工程学表7.8 可知 65mm 的水带阻力系数值为 0.00172、因此，水带dA5.2xhq17qH 阻力损失为： .161.25250172.0022xhdddqLAHOmH2式中：水带阻力损

14、失，(mH2O)； dH水带阻力系数，查表得=0.00172；dAdA水带有效长度，m；dL水枪喷嘴出流量， L/sxhq5.消火栓口所需水压：XhH 222sksk5.2HH1.16220.311.577xhxhdqddxhqHHHA L qBOmH2式中：消火栓口的水压，(mH2O)；xhH水枪喷嘴处水压，(mH2O)；qH水带的水头损失，(mH2O) dh消火栓口水头损失，(mH2O)；本设计取 2 (mH2O)。kH6.管径的确定根据给水管道中设计流量，按下列公式，即可确定管径：mvQDsmvDQ067. 0414. 3005. 044/005. 04 . 14065. 014. 34

15、3227.沿程损失 =0.0721.30.0000107iiv d v管内水的平均流速，消火栓给水管道的设计流速不宜大于 2.5m/s。9 管道的计算内径，取值应按管内径减 1mm 计算,m。jd沿程水头损失按下试计算 =0.0725=1.75kpahyiL式中：管段的沿程水头损失，mH2Ohy L计算管段的长度，m i管道单位长度的水头损失局部水头损失按沿程的计算10%8.最不利管段消火栓压力=123 = 3.6+ (1.75+0.175)+ 20.31=25.835 mH2OHHHHH1高差，mH2沿程加局部阻力，mH4消火栓口所需水压，m。XhH按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求

16、， 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，管段 1-2 水流量 q=5L/S，管长 L=3.6m，查高层建筑给水排水设计手册67 页，管径 DN=100mm，v=0.58m/s 时，i=0.0.00749，则此管段的沿程水力损失为：i*L=0.027kpa。按附录图 1.1 管路计算，配管水力计算见表。10表 1-1 消火栓给水系统配管水力计算表 计算管段设计秒流量q(L/S)管长L(m)管径DN(mm)流速V(m/s)i()mkpa/iL()kpa1-253.61000.580.007490.0272-3103.61001.150.02690.097

17、3-41513.61001.730.06020.8194-552.61000.580.007490.0195-620571251.510.03451.976-720111251.510.03450.37957-8201.81251.510.03450.06218-92013.21251.51003450.455 3.829h3.829管路总的水头损失为 1.1h=1.1x3.829=4.21kpa()OmH2112.6.3 消防泵的计算和选择消防水泵的扬程按下式计算 bXhgXHHHH式中：消防水泵的压力，；bHOmH2最不利点消火栓所需压力，；XhHOmH2管网的水头损失，；gHOmH2消防

18、水池最低水位于最不利点的压力差，。ZHOmH2由前计算可知，消防水量为 20L/S;最不利消火栓所需压力为20.31，消防水池与最不利点消火栓之间的高度为 22.5m。OmH2=20.31+22.5+4.21=50.335bHOmH2根据=20L/S，=50.335选泵，选用消防泵型号为：ISL65250BXQbHOmH2型泵 ，泵的性能：=24 L/S，=59，轴功率为 19.2KW。XQbHOmH2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3.1 方案确定室内消防给水系统包括常高压、临时高压和低压消防给水系统。此次消防工程设计采用临时高压给水系统。选取原则详见本设计说明 2.1

19、节。高层民用设计防火规范 （GB50067-95）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。自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水系统、预作12用式自动喷水灭火系统和雨淋系统及其他灭火系统。1.湿式自动喷水灭火系统是充满水的管道系统上安装有自动喷水闭式喷头，并且至少与一个自动给水装置相连，当喷头受到来自火灾释放的热量驱动打开后，立即喷水灭火。2.干式自动喷水系统是干式报警阀后充满有压空气或氮气的管道系统上安装有自动喷水闭式喷头，当

20、喷头受到来自火灾释放的热量作用后，喷头首先喷射管道中的气体，排出气体后，有压水通过管道到达喷头喷水灭火。3.预作用式自动喷水灭火系统在准工作状态时预作用报警阀后配水管道不充水，配套设置的火灾自动报警系统自动联锁或远程控制、手动启动预作用报警阀后，配水管道充水转换为湿式自动喷水灭火系统。4.雨淋系统是由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统，亦称为开式系统。综上所述，本次消防工程设计采用湿式自动喷水灭火系统。3.2 自动喷洒系统的组成 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

21、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。3.3 喷头的选用与布置 1 喷头的选择和应用应根据保护场所的火灾危险性、保护空间的建筑构造、自动喷水灭火系统本身的特点，以及喷头的流量系数、热敏指数 RTI 和最大保护面积来确定。在实际工程设计中应考虑下列问题：在无吊顶的场所应采用直立型喷头，在有吊顶的场所喷头应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；轻危险等级、中危险 I 级居住（住宅和宾馆）和办公场所可采用边墙型喷头。13中、轻危险等级场

22、所和保护生命场所宜采用快速反应喷头，如公共娱乐场所、住宅、中庭环廊、医院、疗养院的病房及治疗区域，老年、少儿、残疾人的集体活动场所等。严重危险场所发生火灾时，燃烧加速度快，快速释放大量的热量。由于快速反应喷头对热更敏感，有可能造成大面积的喷头开启，从而使开启喷头数量超过设计水平，导致喷水强度不足，即实际喷水强度小于所需喷水强度，而无法实现灭火，因此不适用。另外，对于设置在不宜捕捉热量之处的喷头，可采用快速反应喷头，与货架内置喷头等等。2 扩展覆盖面喷头仅用于天花板或吊顶平滑无障碍物的轻危险等级或中危险 I 级的场所，其喷水强度不应低于自动喷水灭火系统设计规范 （GB50084-2001）表 5

23、.1.1 中的要求，且保护面积和间距应是经过特殊认证的。3 当保护场所的喷水强度不小于 12 L/（minm2）或者经计算喷头的工作压力大于 0.15 MP a 时，宜采用流量系数较大的标准喷头，目的是降低消防泵的供水压力，节省投资。所以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。MPa3.4 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

24、不宜小于 25 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 8 个，严重危险级建筑物不应多于 6 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。3.5 管材、阀门、喷头选择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。2.湿式报警阀和流量指示计处采用电信号阀，其他处均使用具有明显启闭标识的电信号阀。3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。144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 MPa5供水干管在便于维修的地方设分割阀

25、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。3.6 设计计算3.6.1 自动喷水灭火系统基本设计数据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 K=80，喷头最大保护面积 12.5 m2。3.6.2 详细计算采用作用面积保护法进行设计计算1.每个喷头的喷水量为： PKq10式中：喷头出水流

26、量，L/s；q喷头工作压力，MPa,本设计取 0.1 MPa；p喷头流量系数，标准喷头 K=80。KsLLPKq/33. 1min/80.101080102.作用面积内的设计秒流量为： L/s25 1.3333.25sQnq15式中：系统设计流量，L/s；sQ喷头出水流量，L/s；q 最不利点处作用面积内的喷头个数。n3.作用面积内的计算平均喷水强度为： 19 809.5160q)/(min2mL此值大于规定要求 6)/(min2mL4.喷头保护半径为 m05. 228 . 2322R5.作用面积内最不利点的 4 个喷头所组成的保护面积为F4=（0.64+3+1.6）（1.4+2.8+1.8）

27、=31.44每个喷头的保护面积为：F1=F4/4=7.86 )/(min2mL其平均喷水强度为：q=807.86=10.2 6)/(min2mL)/(min2mL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，管段 1-2 设计秒流量 1.33L/s、管长 3.2m、管径25mm、流速 2.5m/s、比磨阻 i 查阅高层建筑给水排水设计手册67 页得出i=0.738，ixL=0.738x3.2=2.36。其他管段水力计算见表。/Kpa mkpa1617自动喷洒灭火系统水力计算表计算管段设计秒流量q(L/S)喷头个数管长L(m)管径DN(mm)流速V(m/

28、s)i()mKpa/iL()kpa1-21.3313252.500.7382.2142-3 3.9936322.790.6051.8153-4 5.3243401.840.1690.5074-5 14.63112.6652.50.3110.80865-629.26222.6802.710.0490.12746-733.25252.6801.300.2700.7027-833.252571001.731.5710.998-933.252540.931251.230.02981.229-1033.252515.061500.90.01290.1910-1133.252512.871001.260.0190.244 18.817h18.8176.则管段总损失kpa6 .3210817.182 . 11012hh7.消防泵的供水压力按下式计算 （3-9）0bzHHHh式中