某图书馆七氟丙烷灭火系统设计

摘要图书馆储藏大量图书和文字资料，不仅具有经济价值，书籍本身更具有重大文化价值。图书馆本身作为大型公共场所，人员密度大，人口流动大，在火灾方面藏有巨大安全隐患。本次设计是根据国家相关法律法规，对哈尔滨图书馆进行七氟丙烷灭火系统设计和火灾自动报警系统设计。在七氟丙烷灭火系统设计中，将哈尔滨图书馆合理划分为22个防护区，对七氟丙烷灭火系统的设置进行了分析与计算。最终确定共需喷头种类JP—16、JP—18、JP—20、JP—22共4种，喷头数量总计88个。在火灾自动报警系统设计中，将该图书馆划分为4个报警区域和50个探测区域并进行合理设计。共选用了110个感烟探测器、311个感温探测器、58个手动报警按钮和54个声光报警器。在设计的结尾部分，对哈尔滨图书馆本身的设计进行了安全疏散验证且验证合格，最大限度保证建筑内人员及财产的安全。关键词：七氟丙烷；火灾自动报警；安全疏散①探测区域面积，，；查表3.4，可得感温探测器保护面积，保护半径。②由式可得：所以该房间应安装的感温探测器数量只。③由，，查附录6可得极限曲线，从而认定：④校核：满足保护半径的要求。 综上计算可得：密集书库安装4只保护面积为，保护半径为，a为，b为的感温探测器即可。根据上述计算，同理可得其他房间感温探测器数量及布置如表3.5。表3.5感温探测器数量及布置防护区名称感温探测器量(个)保护面积(m3)保护半径(m)a(m)b(m)密集书库4203.64.54.4活动室15203.64.54.4活动室25203.64.54.4活动室310203.64.54.4办公室114203.64.54.4员工休息室110203.64.54.4安全管理室25203.64.54.4密集书库24203.64.54.4建筑室24203.64.54.4新到书籍室5203.64.54.4杂志室5203.64.54.4活动室48203.64.54.4活动室55203.64.54.4活动室64203.64.54.4办公室25203.64.54.4办公室35203.64.54.4办公室45203.64.54.4办公室55203.64.54.4办公室65203.64.54.4办公室75203.64.54.4社会科学室14203.64.54.4社会科学室24203.64.54.4文艺室15203.64.54.4续表3.5感温探测器数量及布置防护区名称感温探测器量(个)保护面积(m3)保护半径(m)a(m)b(m)文艺室25203.64.54.4建筑室15203.64.54.4外语文献室15203.64.54.4计算机室5203.64.54.4储瓶室5203.64.54.4采矿室15203.64.54.4活动室78203.64.54.4自习室15203.64.54.4自习室25203.64.54.4自习室35203.64.54.4自习室44203.64.54.4采矿室24203.64.54.4自然图书室4203.64.54.4数理化室5203.64.54.4经管室15203.64.54.4经管室25203.64.54.4机械室15203.64.54.4机械室25203.64.54.4安全管理室5203.64.54.4活动室88203.64.54.4自习室55203.64.54.4自习室65203.64.54.4自习室75203.64.54.4续表3.5感温探测器数量及布置防护区名称感温探测器量(个)保护面积(m3)保护半径(m)a(m)b(m)自习室84203.64.54.4一楼走廊15203.64.54.4二楼走廊16203.64.54.4三楼走廊16203.64.54.4四楼走廊16203.64.54.43.7手动报警按钮根据《自动消防报警系统》[12]手动报警按钮在报警区域内的每个防火分区至少应设置一个，且从一个防火分区内的任何一个位置至最近一个手动报警按钮的距离不应大于30m，手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作部位。当安装在墙上时，其底边距地高度宜为1.3～1.5m，且应有明显的标志。所以该图书馆每个探测区布置一个手动报警按钮，即共58个手动报警按钮按钮。3.8火灾声和（或）光报警系统的设置根据《建筑安全防火设计手册》[13]每个防火分区的安全出口处应设置火灾声光警报器，其位置宜设在各楼层走道靠近楼梯出口处。具有多个报警区域的保护对象，宜选用带有语音提示的火灾声警报器，语音应同步。同一建筑中设置多个火灾声警报器时，应能同时启动和停止所有火灾声警报器工作。该图书馆共需设置54个声光报警器。3.9本章小结本章对哈尔滨图书馆进行火灾自动报警系统设计。将哈尔滨图书馆合理划分为4个报警区域和26个探测区域，共选用110个感烟探测器和311个感温探测器。同时设置了58个手动报警系统和54个声光报警器。4安全疏散验证根据《安全疏散基础参数的量化》[14]和《大规模密集人群安全疏散策略探讨》[15]中规定各个房间允许疏散时间[T1]是由房间面积A1决定的，但房间高度不同，其蓄烟量也会发生变化，因此采用[T1]＝3式计算。当房间面积较小，并且所求得[T1]＜30s时，取[T1]=30s。房间疏散时间按下式计算，并与房间允许疏散时间比较，确认其安全性。（4-1）（4-2）（4-3）式中：t11——疏散者通过疏散出口所需要的时间，s；t12——最后一名疏散者到达出口的时间，s；N——房间的人数，人；B1——房间出入口的有效宽度，m；Lx＋Ly——房间最远点到疏散出口的直角步行距离，m；V——步行速度，m/s；1.5——流动系数，人/m·s。当疏散人数一定时，房间的出口宽度越大，疏散时间就越短，当其宽度超过一定距离，则对疏散时间就没有影响了。当出入口狭窄时，会出现在出入口处等待的现象，此时，疏散时间取决于t11。反之，当出入口足够宽时，就不会发生等待现象，而是由房间内距出入口最远处的人员到达出入口的时间来决定，此时所需时间为t12，而T是取t11与t12中的大者。t12通常情况下，在矩形平面的房间内是沿直角路线的步行距离（Lx+Ly），当房间内未设家具时，取直线步行距离进行计算。图书馆的人员密度ρ是0.125人/m2，其疏散人员的行走速度V是1.3m/s，运用上述计算方法，计算各个房间的疏散时间与允许疏散时间如下：密集书库：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取35人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室3：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取23人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。员工休息室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取22人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。安全管理室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。密集书库2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。建筑室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。新到书籍室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。杂志室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室3：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室4：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室5：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室6：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。办公室7：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室4：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取20人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室5：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室6：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。社会科学室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。社会科学室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。文艺室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。文艺室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。建筑室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。外语文献室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。计算机室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。采矿室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室3：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室4：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室7：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取20人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。采矿室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自然图书室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。数理化室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。经管室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。经管室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。机械室1：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。机械室2：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。安全管理室：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室5：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室6：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室7：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。自习室8：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。活动室8：，，，，所以：，因此取；房间人数，因此取20人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离；，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。5结论此次毕业设计中，完成了对哈尔滨图书馆进行的七氟丙烷灭火系统的设计。其中，它包括七氟丙烷管网布置的设计、火灾自动报警系统的设计和安全疏散验证。首先对该图书馆合理的划分了22防护区，对管径的尺寸、喷头数量以及放置位置进行了分析与计算。最终确定各防护区内所需喷头种类有JP—16、JP—18、JP—20、JP—22共4种，喷头数量总计88个。其次对该图书馆合理划分了4个报警区域和26个探测区域，然后选择合适的火灾探测器；最后对每种探测器进行合理的平面布置，本设计共选用了110个感烟探测器和311个感温探测器。最后对该图书馆进行了安全疏散验证。经过计算房间的疏散时间并与房间内的允许疏散时间比较，得知，火灾发生时房间的人员可以安全逃生。6致谢通过这段时间的努力，我的毕业设计终于完成。在此非常感谢我的指导老师，这篇设计从开题、资料查找、修改到最终定稿，每一步都离不开老师的精心教导。为了指导我们的毕业设计，老师牺牲了自己的休息时间，这种诲人不倦的精神值得我们每一个人学习。同时也感谢我的同学，在设计中，我们互相讨论学习互相鼓励，她们给予了我莫大的支持。这段宝贵的经历我会铭记于心，我会用在做毕业设计时学到的大胆质疑、小心求证的态度，迎接未来的挑战。7参考文献[1]公安部天津消防研究所.GB50370-2005.气体灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.[2]浙江省公安厅消防局.七氟丙烷（HFC-227ea）气体灭火系统设计、施工及验收规范[S].杭州：2005.[3]宋旭东.洁净气体灭火系统设计计算[J].消防技术与产品信息（增刊），1998：8-10．[4]张玉贤.七氟丙烷（FM-200）气体灭火系统工程设计参数及计算方法的研究[D].天津：天津大学，2003．[5]蒋永琨.高层建筑防火设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.[6]李亚峰,马文学,张恒等.建筑消防技术与设计[M].北京：化学工业出版社，2005．[7]公安部消防局.GB50016-2006.建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.[8]程远平,李增华.消防工程学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2002.[9]气体灭火系统管网压力损失计算公式推导[J].消防技术与产品信息，2001（6）：35－36．[10]中华人民共和国公安部.火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2008.[11]欧燕文.火灾自动报警系统[J].硅谷，2012，3：35-35.[12]张云明.安全疏散基础参数的量化[J].消防科学与技术，2011，30（6）：496-499.[13]陶李华,徐亮.大规模密集人群安全疏散策略探讨[J].消防科学与技术，2010，29：771-773.[14]盛健.自动消防报警系统[M].天津大学出版社，1999，89-91.[15]李引擎.建筑安全防火设计手册[M].郑州：河南科学技术出版社，1998.附录1无缝钢管规格公称直径(mm)外径(mm)壁厚(mm)工作压力(MPa)连接形式内径(mm)容积(dm3/m)质量(kg/m)20273.54.0ZG0.75’’200.132.0325344.54.0ZG1’’250.493.2732424.54.0ZG1.25’’330.854.1740484.54.0ZG1.5’’391.194.8450605.04.0ZG2’’501.966.7865765.04.0ZG2.5’’663.428.7980895.04.0ZG3’’794.9010.411001145.04.0ZG4’’1038.3314.79附录2弯头规格公称直径(mm)外径(mm)螺纹直径(mm)长度L1(mm)长度L2(mm)公称压力(MPa)当量长度(m)2036ZG0.75”20224.01.52543ZG1”35374.01.83254ZG1.25”42444.02.24062ZG1.5”46484.02.85072ZG2”55584.03.56592ZG2.5”67704.04.580108ZG3”75784.05.2100138ZG4”94974.06.4附录3三通规格公称直径(mm)外径(mm)螺纹直径(in)长度(mm)公称压力(MPa)当量长度(m)直路分支路2036ZG0.75”404.00.51.72543ZG1”704.00.62.03254ZG1.25”844.00.72.54062ZG1.5”924.00.93.25072ZG2”1104.01.14.06592ZG2.5”1344.01.45.080108ZG3”1504.01.75.8100138ZG4”1884.02.17.3附录4变径接头公称直径螺纹直径（in）长度(mm）扳手钳口（mm）公称压力（MPa）当量长度（m）（mm）（in）缩扩40×2040×2540×2321.5×0.751.5×11.5×1.25ZG1.5”×0.75”ZG1.5”×1”ZG1.5”×1.25”38六方554.050×2550×3250×402×12×1.252×1.5ZG2”×1”ZG2”×1.25”ZG2”×1.5”40六方654.01.00.70.365×3265×4065×502.5×1.252.5×1.52.5×2ZG2.5”×1.25”ZG2.5”×1.5”ZG2.5”×2”45六方804.080×4080×5080×653×1.53×23×2.5ZG3”×1.5”ZG3”×2”ZG3”×2.5”50六方954.0100×50100×65100×804×24×2.54×3ZG4”×2”ZG4”×2.5”ZG4”×3”55六方1204.0附录5增压为5.6MPa（表压）时七氟丙烷灭火系统喷头等效孔口单位孔口单位面积喷射率喷头入口压力（MPa）绝对压力喷射率喷头入口压力（MPa）绝对压力喷射率4.56.492.091.83.73.32.813.35.891.32.503.05.55.361.11.71.352.44.810.90.882.24.500.80.40附录6七氟丙烷喷头性能规格规格型号接管尺寸当量标准号喷口计算面积（cm2）保护半径（m）应用高度JP-6ZG0.5”（阴）60.1785.05.0JP-7ZG0.5”（阴）70.2435.05.0JP-8ZG0.5”（阴）80.3175.05.0JP-9ZG0.5”（阴）90.4015.05.0JP-10ZG0.75（阴）100.4955.05.0JP-11ZG0.75（阴）110.5995.05.0JP-12ZG0.75（阴）120.7135.05.0JP-13ZG0.75（阴）130.8365.05.0JP-14ZG0.75（阴）140.9705.05.0JP-15ZG0.75（阴）151.1135.05.0JP-16ZG1”（阴）161.2675.05.0JP-18ZG1”（阴）181.6035.05.0JP-20ZG1”（阴）201.9775.05.0JP-22ZG1.25（阴）222.3955.05.0JP-24ZG1.25（阴）242.8505.05.0JP-26ZG1.5”（阴）263.3455.05.0JP-28ZG1.5”（阴）283.8795.05.0JP-30ZG2”（阴）304.4535.05.0JP-32ZG2”（阴）325.0675.05.0JP-34ZG2”（阴）345.7205.05.0JP-36ZG2”（阴）366.4135.05.0附录7火灾自动报警系统保护对象分级等级保护对象特级建筑高度超过100m的高层建筑一级居住建筑十九层及以上的居住建筑建筑高度不超过100m的高层公共建筑一类建筑建筑高度不超过24m的公共建筑及建筑高度超过24m的单层公共建筑1、2