消防课程设计

1、课程设计课题名称：游乐场消防水喷淋系统设计专业名称：安全工程姓名：班级：学号：指导教师：21目录前言2建筑消防工程设计目的3游乐场概况3自动水水喷淋灭火系统3结束语-16参考文献-17XX学校 前言 随着我国城市建筑的发展，城市土地成本的提高，近年来，游乐场建设工程发展迅猛，使用功能也向多元化发展，除了商业功能外，还有娱乐、餐饮等附加功能。游乐场作为人员密集场所，人员流动量大，一旦发生火灾，将会造成严重的经济损失和重大的人员伤亡事故。游乐场作为休闲娱乐的场所，其火灾特点也具有特殊性和复杂性，主要表现在：建筑空间大、管井纵横交错、火灾蔓延速度快；可燃物品多，燃烧猛烈，对建筑构件破坏力大；人员密集

2、、疏散难度大，极易造成群死群伤事故；功能复杂、用电设备多、火灾隐患多；室内消防设施设计不完善、火灾扑救难度,因此，游乐场建筑防火意义重大。目前，我国各地游乐场火灾事故不断，给人民的生命财产带来了很大损失，虽然原因是多方面的，但是就消防来看，消防设施的设计及配置是否合理也是控制火灾的关键环节之一。通过在游乐场内部设计火灾自动报警系统和自动喷淋水灭火系统能够有效的发现火情和拉响警报并通过消防联动装置启动自动喷淋水灭火系统缓解初期火灾，减少火势的蔓延速度，给人员的安全撤离提供安全保障。所以，在游乐场里设计火灾自动报警系统和自动喷淋水灭火系统其意义和作用都是显著的。一.建筑消防工程设计的目的使学生更好

3、地掌握专业主干课建筑消防工程学的基本理论和几种灭火系统的设计及计算过程，包括相关法律法规的要求，重点在于: 1.熟悉建筑防火分区平面布置、安全疏散； 2.掌握消火栓及自动水喷淋系统的设计、布置、水力计算等； 3.熟悉气体灭火系统的设计及计算； 4.熟悉泡沫灭火系统的设计及计算； 5.熟悉防烟排烟技术、消防电器、火灾自动报警与消防联动控制； 6.了解建筑设计防火规范的规定，并了解相关法规的要求。2. 游乐场概况 该游乐场为框架结构，共三层每层层高为3.5m，每层平面面积1500m2，使用年限为50年。一层为电玩城，二层为餐厅，三层为影城。耐火等级为二级，建筑美观、实用，适合现代城市规划布局的要求

4、。三. 自动水喷淋灭火系统设计根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同，自动喷淋水灭火系统，可以有许多不同的系统形式。根据该游乐场的实际情况，选择设计湿式自动喷淋水灭火系统。湿式自动喷淋水灭火系统，是世界上使用时间最长、应用最广泛、控火灭火率最高的一种闭式自动喷淋水灭火系统。湿式自动喷淋水灭火系统主要由喷头、管网、湿式报警阀、水流指示器等组成。 喷头的选用及布置 （1）喷头的选用，应根据被保护建筑物或场所的实际情况和要求来决定，如安装地点的几何形状、结构特点、最高环境温度、腐蚀情况、美观要求等，来合理选择喷头。 由于设置场所的特殊性及其最大净空高度，依据自动喷水灭火系统规范第6.1.1

5、条款,选择玻璃球闭式湿式喷头。玻璃球闭式湿式喷头球内有一个小孔，当温度升高时，小气泡会缩小，融入液体中，在低于动作温度5时，液体全部充满玻璃球容积，温度再升高，玻璃球爆炸成碎片，喷水口阀盖脱落，喷水口开启，喷水灭火。 闭式喷头它适应各种温度,在-10到+2,的环境中可以历时24小时,耐腐蚀(二氧化碳,盐雾)密闭性能强,喷头在升压和保压过程中无渗漏,不发生沉积处于正常安装位置的撒水喷头自行启动后,在0.035MPa，0.35MPa，1.0MPa水压下,出现沉积的时间均不超过1分钟,具有较强的抗水冲击性能,在交变水压的频率为1Hz喷头不发生渗漏。 （2）喷头的布局：喷头的布局应严格按照规范规定布置

6、。 喷头的布置应不超出其最大保护面积以及喷头最大和最小间距,喷头的最大保护面积由自动喷水灭火系统规范规定,最小保护面积由喷头最小工作压力和规范规定,规定的喷头最小间距两者确定.喷头的保护面积应在最大保护面积和最小保护面积之间,且随喷头工作压力的增加而增加。 喷头应设在顶板或吊顶下,易于接触到火灾热烟气流,并有利于均匀喷洒水量的位置,应防止障碍物热烟气流和破坏喷头洒水分布。 在设有闭式自动喷水灭火系统的建筑物中,直立型,下垂型喷头的布置,包括同一根配水支管上,喷头间距及相邻配水支管的间距,应符合规范规定的喷头保护的最大面积和最小面积,并根据系统确定喷水强度,喷水的流量系数和工作压力。 喷头的布置

7、形式根据喷头最大保护面积,喷头最大间距及最小间距,并结合建筑平面形状确定布局。标准喷头与墙的最大间距不应超过喷头间距的一半,墙与喷头的间距应为垂直间距,并且与墙相邻的喷头距墙的距离小于或等于1.7m。管道的选用及布局 （1）管材。自动喷水灭火系统报警阀以前的管道,架空时采用焊接钢管,采用焊接钢管在其末端加过滤器。 （2）管道接口。报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。卡箍沟槽式连接，占用空间小，连接不用明火，不会产生施工火灾，便于维修,在任何管段上，当需要改变管径时，应使用符合标准的异径管接头和管件自动喷水灭火系统的改变和维修时不得使用气割和气焊。 （3）配水管和支管。自动喷水灭火系统的管

8、道布置应遵循配水干管,配水管,支管的管道级配,喷头接在支管上,当无条件时,喷头可直接连接在配水干管或配水管上。配水管的管径应通过水力计算确定,管道布置力求配水管入口压力均衡,做到既合理又经济,所以限制轻,中危险级场所系统配水管入口压力不宜超过0.80MPa。为控制配水支管的长度,避免水头损失过大,规定配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数,对轻,中危险级场所不应超过8只,在吊顶上下安装喷头的配水支管,上下不宜超过8只,对严重危险级场所及仓库危险级场所均不应超过8只。为保证系统的可靠性和尽可能均衡系统管道的水力性能,轻,中危险级的配水支管,其控制的标准喷头不应超过表10。在具体工程设计中不能简单

9、套用该表，应根据水力计算确定系统管径的大小，以便求出合理的经济管径和系统所需的水量。 报警阀的功能与选用（1）报警阀的作用。提高系统的可靠性和灭火的成功率；及时准确、自动直接启动消防泵；水力警铃就地或远距离电铃报警提醒人们尽快疏散。（2）报警阀的选用。据下表11选用型号ZSF150报警阀组宜设在安全即易于操作的地点，报警阀距地面的距离宜为1.2米；干式、预作用和雨淋报警阀其安装位置应靠近被保护区。报警阀安装位置室内温度不低于4且不高于70。 （3）控制阀。上端连接报警阀，下端连接进水管，其作用是检修管网以及灭火结束后更换喷头时关闭水源，它应一直保持常开位置，以保证系统随时处于备用状态，并用环形

10、软锁将阀门手轮锁死在开启状态，也可用安全信号阀显示其开启状态。表10 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数公称直径/mm控制的标准喷头数/只轻危险级中危险级2532405065801001351018481348123264 （4）水流指示器。水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管道时，水流指示器能发出电信号，显示水的流动情况。报警阀组控制的喷头只保护同层，每个防火分区和每层均应设流水指示器。表11 国产湿式报警阀产品规格型号型号进水管直径/mm最大工作压力/105Pa外形尺寸/mmABCDEFZSF65DN6511.764503306402000380480

11、ZSF80DN 80490350660400500ZSF100DN 100600420680400500ZSF150DN 150620440700420600根据水流指示器的型号类别，浆状水流指示器多用于湿式自动喷水灭火系统，不宜用于干式系统和预作用系统。因此，选择浆状水流指示器。水流指示器不应作启动消防水泵的控制装置，只能在报警中显示位置，报警阀的压力开关、水位控制开关和稳压装置的压力开关可作自动启动消防水泵的控制装置。表12 水流指示器规格型号型号直径AH连接方式ZSJZ50ZSJZ 80ZSJZ 100ZSJZ 150ZSJZ 200508010015020011513019420030

12、6144155178205224螺纹螺纹螺纹法兰法兰结合实际，据表12选用型号ZSJZ150（5）消防水泵的设置。结合该地下商场的实际情况，将消防水泵设在与该地下商场同一层内。因此，消防水泵的静压为该地下商场的高度差。5.2.4 系统设计图13 （1）火灾危险。根据我国自动喷水灭火系统规范（GB500842001）,火灾等级划分标准,将该地下商城划分为中危险级级。 （2）设计技术数据。由下表13可查得，中危险级级建筑物的喷水强度为8L/（min. M2），作用面积为160m2，喷头工作压力为0.1MPa,喷淋作用区域图如图13。表13 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数火灾危险等级喷水强度（

13、L/min/m2）作用面积（m2）喷头工作压力（MPa）轻危险级41600.10中危险等级级6级8严重危险等级级12260级16（3）选择系统。根据建筑物的实际情况，本设计选用中央末端型系统。（4）选择和布置喷头。本设计选用标准玻璃球喷头，公称直径为15mm，喷头特性系数K=4.2。 确定最不利喷头的位置为1#节点处的喷头，喷头采用正方形布置，根据一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表X规定，且不小于1.8m。此设计中选3m的间距。在1#节点处平行于配水支管划定矩形作用面积，其长边长度为：代入数据解得： 每边支管上最多动作

14、喷头数：N=15.2/36 作用面积内布置喷头排数: 代入数据解得M=160/(3×6)/3=2.773排因此，作用面积内共布置三排喷头，最大动作喷头数为18个。（5）管网布置。预选各管段管径，管网布置如图13和附录所示，系统共布置了639个喷头，系统设湿式报警阀和水流指示器各1个。 表14 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距喷水强度（L/min/m2）正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头的最大保护面积（m2）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712203.03.69.

15、01.5 水力计算 自动喷水灭火系统规范对水力计算推荐使用“矩行面积-逐点法”计算方法,具体步骤如下： （1）矩形面积的确定。确定最不利作用面积在管网中的位置(必要时可由水力计算确定),作用面积的形状为矩形，其长边平行于配水支管,其长度不小于作用面积平方根的1.2倍,喷头数若有小数就进位成整数,当配水支管的实际长度小于边长的计算值时,作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。 （2）逐点法水力计算。轻、中、严重及仓库级危险级均按逐点法进行水力计算，即矩形面积内每个喷头喷水量按该喷头处的水压计算确定。表15 当量长度表管件名称管件直径（mm）25324050708010012515045

16、6;弯头0.30.30.60.60.90.91.21.52.190°弯头0.60.91.21051.82.13.13.74.3三通或四通1.51.82.43.13.74.66.17.69.2蝶阀1.82.13.13.72.73.1闸阀0.30.30.30.60.60.9止回阀1.52.12.73.44.34.96.78.39.8异径接头32-2540-3250-4070-5080-70100-80125-100150-125200-1500.20.30.30.50.60.81.11.31.6 （3）节点1#选喷头1#处为整个系统的最不利点，在已知喷头工作压力=0.1Mpa情况下，其出

17、水流量：q=K=4.2×=1.33 L·s-1对管道1-2：K=4.2，Q=q1=1.33L·s-1管径假设D=25mm，则流速V=2.71m/s单位长度水头损失：i=1002×10-5MPa/s管段长度查表4可得L=3m,当量长度查表6可得L=0.6m水头损失：h=i·LL=0.0361MPa节点2#：H=H+h=0.1+0.0361=0.1361Mpa，q= Q+K=1.33+4.2×=2.88L·s-1对管段2-3：K=4.2，=2.88L·s-1管径假设D=32mm，则流速V=3.58m/s单位长度水头损失

18、i=1254×10-5MPa/s管段长度查表4可得L=3m,当量长度查表6可得L=1.8m水头损失：h=i·LL=0.06019MPa节点3#：=+=0.1361+0.06019=0.1963Mpa，q=Q+K=2.88+=4.73L·s-1对管段3-4：K=4.2，Q= q=4.74L·s-1管径假设D=32mm，则流速V=5.9m/s>5m/s（经济流速）管径选D=40mm，则流速V=3.77m/s单位长度水头损失i=1032×10-5MPa/s管段长度查表4可得L=3m,当量长度查表6可得L=2.4m水头损失：h= i·L

19、L=0.05573MPa节点4#：=+=0.1963+0.05573=0.252Mpa，q=+K=4.73+=6.84L·s-1对管段4-5：K=4.2，Q= q=6.84L·s-1管径假设D=32mm，则流速V=5.44m/s>5m/s（经济流速）管径选D=40mm，则流速V=3.48m/s单位长度水头损失i=653×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=3m,当量长度查表15可得L=3.1m水头损失：h= i·LL=0.03983MPa节点5#：=+=0.252+0.03983=0.2918Mpa，q=+K=6.84+=9.11L·

20、;s-1对管段5-6：K=4.2，Q= q=9.11L·s-1管径假设D=50mm，则流速V=4.64m/s单位长度水头损失i=1161×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=3m,当量长度查表15可得L=3.1m水头损失：h= i·LL=0.07082MPa节点6#：=+=0.2918+0.07082=0.3626Mpa，q=+K=9.11+=11.64L·s-1对管段6-7：K=4.2，Q= q=11.64L·s-1管径假设D=50mm，则流速V=5.93m/s>5m/s（经济流速）管径选D=70mm，则流速V=3.02m/s单位

21、长度水头损失i=315×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=3m,当量长度查表15可得L=3.7m水头损失：h= i·LL=0.01638MPa节点7#：=+=0.3626+0.01638=0.3790Mpa，q=+K=11.64+=14.22L·s-1对管段7-8：K=4.2，Q= q=14.22L·s-1管径假设D=70mm，则流速V=3.69m/s单位长度水头损失i=471×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=3m,当量长度查表15可得L=3.7m水头损失：h= i·LL=0.03156MPa节点8#：=+=0.37

22、9+0.03156=0.4106Mpa，q=29.02L·s-1对管段8-9：K=4.2，Q= q=29.02L·s-1管径假设D=80mm，则流速V=5.78m/s>5m/s（经济流速）管径选D=100mm，则流速V=3.69m/s单位长度水头损失i=294×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=3m,当量长度查表15可得L=6.1m水头损失：h= i·LL=0.02675MPa节点9#：=+=0.4819+0.0368=0.4373Mpa，q=58.97L·s-1对管段9-10：K=4.2，Q= q=58.97L·s-1

23、管径假设D=150mm，则流速V=3.34m/s单位长度水头损失i=141×10-5MPa/s管段长度查表14可得L=327+36+13=112m,当量长度查表15可得L=279.2+34.3+19.2m=270.5水头损失：h= i·LL=0.5393MPa节点10#：=+20.02=0.4373+0.5393+0.04=1.0166Mpa，q=58.97L·s-1（5）设系统设计流量为60 L·s-1，计算水泵扬程为：H=h+Po+Z=1.0166+0.7×10=1.017 Mpa该设计作用面积内平均喷水强度为6060/160=22.5L/

24、min如下表16。表16 自动喷水系统管道水力计算节点管段特性系数K节点水压H/MPa节点流量q（L/s）管段流量Q（L/s）管径d/mm流速V（m/s）单位长度水头损失i10-5Mpa/m管段长度L/m当量长度L1/m水头损失h/Mpa10.11.331-24.21.33252.71100230.60.03612013612.882-34.22.88323.58125431.80.0601930.19634.743-44.24.74325.9*3-44-24.74403.77103232.40.0557340.2526.844-54.26.84405.44*4-54.26.84503.486

25、5333.10.0398350.29189.115-64.29.11504.64116133.10.0708260.362611.64续表16节点管段特性系数K节点水压H/MPa节点流量q（L/s）管段流量Q（L/s）管径d/mm流速V（m/s）单位长度水头损失i10-5Mpa/m管段长度L/m当量长度L1/m水头损失h/Mpa6-74.211.64505.93*6-74.211.64703.023151.53.70.016870.379014.227-814.22703.6947133.70.031680.410629.028-929.02805.78*8-929.021003.692943

26、6.10.026790.437358.979-1058.971503.34141112270.50.5393湿式报警器0.020101.016658.97h+P01.0166综上所述，水喷淋设计说明：1. 喷淋系统维持建筑物原有系统不变，仅根据二次装修格局按规范进行调整布置。2. 喷淋管道敷设，均采用内外壁热镀锌钢管，管径DN100的丝扣，管径DN100的采用卡箍连接。3. 管道防腐：镀锌钢管防锈漆打底，刷银粉漆两道，刷红漆以便识别。4. 喷头形式：自动喷水灭火系统采用玻璃球闭式喷头ZSTP15，温度级别为68，设有备用喷头10只，其公称动作温度应高于环境温度30。5. 喷头配管按消防规范进行调整，吊顶高度超过800mm时喷头上下布置保护；喷头采用68闭式玻璃喷头，上喷喷头型号为ZXTA、下喷喷头型号为ZXTX，喷头的位置可视实际情况予以调整，2.4m喷头