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1、建筑物消防系统设计说明书第一章 工程概况本次设计主要针对的是某教学楼的消防技术的设计。该教学楼总建筑面积 1600 m2，高13 m，共4层，属于一类民用建筑，耐火等级为二级，全框架结构，中等装修。建筑物位于某市市中心，该出是一个重要的交通枢纽位置和各种服务设施集中的地方，因此人口集中。由于该建筑物是一栋教学楼，主要是用于教学办公，学生的数量庞大，人口的流量大。因此，设计一个安全可靠合理的消防系统是发挥其功能的正常运行的保证。在本项工程中，防火设计主要是按照的程序如下：1.教学楼的中平面布局防火设计，建筑筑防火分区平面布置、安全疏散； 2.消火栓及自动喷水灭火系统的设计、布置、水力计算等；3.
2、气体灭火系统的设计及计算；4.泡沫灭火系统的设计及计算；5.防烟排烟技术、消防电气、火灾自动报警与消防联动控制。这个工程所采用的消防设计方案，通过分步设计，最后在整合的方法，从而达到消除危险降低风险的目的。先从细节扼杀火源然后再从各个部分的有机结合，相互配合设计出一个最安全，最合理，最经济的建筑消防方案。第二章 平面布局防火设计，筑防火分区平面布置、安全疏散合理的进行城市的总体布局，对保障建筑物的安全有直接联系。在进行某楼的总平面防火设计中，应该首先满足城市规划的要求，其次还要根据建筑物的使用性质、建筑结构、火灾危险性、地理环境等因素，严格按照建筑设计防火规范的规定合理设置进行合理布局。2.1
3、教学楼的总体布局2.1.1总平面布局与平面布置该建筑属于公共场所，工作人员加来往人员较多，在其内部还有各种贵重设备、资料、文献等，所以一定要做好防火等工作。该楼共8层，其中1到6层都带有副附楼，建筑物高度为36m。每层主楼建筑面积为2468m2，附楼楼面积为274m2依据高层民用建筑防火设计规范，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级。消防系统采用消火栓灭火系统、自动喷淋灭火系统和水幕系统相结合的方式，消火栓灭火系统管网布置成环状，共设四根消防立管，在裙房设置五根消防立管，每层设四个消火栓，在建筑外侧设两个水泵接合器，当水量不足时可由室外消防车通过水泵接合器供水。自动喷淋灭火系统采用独立的湿式自动喷
4、水灭火系统，该系统具有灭火及时，效率高的优点，但也存在缺陷，由于管网中充有有压水，当渗漏时会损坏建筑和影响建筑物的使用。在系统设在每根立管上各设一组湿式报警阀，在建筑外侧也设两个水泵接合器，当水量不足时可由室外消防车通过水泵接合器供水。2.1.2消防车道设计常胜西路周边环道构成了主体建筑的消防环道，总体设计消防车道宽度5.0m，实际主要车道达到10m，消防通道上空没有任何的障碍物，消防车道与本建筑物之间没有妨碍登高消防车操作的树木和架空管线。2.2安全疏散设计2.2.1安全疏散的规定多层教学楼的安全疏散要求较简单，疏散楼梯的最小宽度不应小于1.1米，不超过6层的单元式住宅中一边设有栏杆的疏散楼
5、梯，其最小宽度可不小于1米。本次设计的教学楼高度为4层，其各层楼梯宽度都相同，略小于2米，满足安全疏散的规定2.2.2安全疏散的路线设计为保证楼内人员在火灾造成的各种危险中能够安全疏散，此教学楼安全疏散的基本条件和建筑防火规范的要求，本教学楼设计参数如下：1.限制使用影响疏散的建筑材料，以避免火灾发生时可能成为疏散障碍的因素。 2.保证安全的疏散通道，疏散通道必须具有足以使这些人疏散出去的容量、尺寸和形状，同时必须保证疏散中的安全，在疏散过程中不受到火灾烟气、火和其他危险因素的干扰。3. 布置合理的安全疏散路线，力求简便，便于寻找，辨认，疏散楼梯位置要明显。一般要设置明显的指示标记，应急灯及安
6、全出口指示标记，便于人员的安全疏散。 本教学楼的疏散通道附近不存在影响安全疏散的长期堆积物品和大量的易燃物品，并且消防楼梯和防火门的宽度尺寸符合安全疏散的规定。安全疏散的路线图如下图所示：（详图见附图1）图1 教学楼2层安全疏散路线图注：由于教学楼4层布置一样，所以只给出2层的安全疏散路线图。2.3 建筑防火分区的设计防火分区是指采用具有一定耐火能力的分隔设施（如楼板，墙体等），在一定时间内将火灾控制在一定范围内的单元空间。当建筑物某空间发生火灾是，火焰及热气流会从门，洞口或从楼板，墙体的烧损处以及楼梯间等竖井向其他空间蔓延扩大，最终将整幢建筑卷入火海，因此在建筑设计中应合理进行防火分区，不仅
7、可以有效地控制火灾发生的范围，减少火灾造成的经济损失，同时也便于人员的安全疏散，为控制，扑救火灾提供有利的条件。该建筑物一栋高层建筑。因此防火分区分为水平和竖向防火分区。水平防火分区是防止火灾在水平方向上的扩大蔓延。这栋建筑物主要是用了防火墙，防火门，防火卷帘。而竖向防火分区则是防止多层或高层建筑的层与层之间发生竖向火灾蔓延，这栋建筑主要是采用一定耐火极限的楼板和窗间墙（两上下窗帘的距离不小于1.2米的墙）将上下层隔开。第三章 消火栓及自动喷水灭火系统的设计、布置、水力计算水作为灭火剂对扑灭建筑物中的一般物质火灾，是最经济有效的方法，而输送这种灭火剂的系统主要有消火栓给水系统和自动喷水系统。该
8、教学楼为多层民用建筑，而且地处市中心，人口密集，学生数量多，消防水源来自城市的自来水管网。所以本次设计采用了消火栓给水和自动喷水系统相结合的消防给水方式。3.1消火栓给水系统根据消火栓给水系统服务对象的不同分为：城市消火栓给水系统、建筑室外消火栓给水系统和建筑室内消火栓给水系统。根据消火栓给水系统加压方式的不同分为：常高压消火栓给水系统、临时高压消火栓给水系统和低压消火栓给水系统。根据生活、生产和消防是否合用又分为：生活、生产和消火栓合用系统，生活、生产和消火栓分开系统。基于和本次课程设计相关联的原则，我们着重介绍室内消火栓给水系统。3.1.1室内消火栓室内消火栓箱内设置水枪、水龙带、消火栓、
9、消防软管卷盘、消防水按钮按钮等设备。水枪是主要的灭火工具，常用铝制造。室内消火栓水枪均为直流式水枪，水枪的作用在于产生灭火所需要的充实水柱。水龙带为麻织或衬胶的输水软管。消火栓使具有内扣式接口的球形阀式龙头，一端与消防管相连，另一端与水龙带相连。消火栓、水龙带、水枪之间均采用内扣式快速接口连接，在同一建筑物内采用同一规格的消火栓、水龙带、水枪，以便于维护保养和替换使用。消防软管卷盘式非职业消防人员扑灭初期火灾的有力武器。消防水泵按钮必须在每个消火栓箱内或在其附近设置，在城市水源压力和流量不足时采用。本次课程设计中的教学楼，在各层都设置了4个消火栓，各层消火栓的布置如下图：（详图见附图2） 图2
10、 教学楼2层消火栓布置图注：由于教学楼4层布置一样，所以只给出2层的消火栓布置图。3.1.2低层建筑室内消火栓给水系统建筑高度不超过9层的住宅以及高度小于24m的民用建筑物内设置的室内消火栓给水系统，称为低层建筑室内消火栓给水系统。低层建筑发生火灾，利用消防车从室外消防水源抽水，接出水带和水枪，就能直接有效地扑救建筑物内的任何火灾。因而低层建筑室内消火栓给水系统是供扑救建筑物内的初期火灾使用的，这种系统的特点是消防用水量少、水压低。 根据建筑物的高度、室外消防给水管网所提供的水压和水量以及室内消防对水压、水量等要求，其系统常见的有三种类型。 1无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统：当室外
11、为常高压消防给水系统，或室外给水管网的水压、水量任何时刻均能满足室内最不利点消火栓处的设计水压和水量时，可采用无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统。 2设有消防水箱的室内消火栓给水系统：在水压变化较大的城镇或居住区，室外给水管网的水压在昼夜内间断性满足室内消防、生活和生产用水要求，如白天用水高峰时管网水压不能满足要求，而在夜间或其他时间内，管网供水均能满足室内消防，生活和生产用水要求，常设消防水箱储存10min的消防用水量，同时调节生活、生产用水量。 3设有消防水泵和水箱的室内消火栓给水系统：当室外给水管网的水压经常不能满足室内消火栓给水系统最不利点消火栓灭火设备处的水量和水压时，采用这
12、种系统。 由图可知，本教学楼采用的是无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统。3.2自动喷水灭火消防系统3.2.1自动喷水灭火系统简介一、自动喷水灭火系统的组成及分类自动喷水灭火系统是指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器及压力开关）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。自动喷水系统大致可分为水滴式和喷雾式。水滴式可分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、循环自动喷水灭火系统和水幕系统以及雨淋喷水灭火系统。喷雾式喷水灭火系统可分为水喷雾灭火系统和水喷雾冷却系统。二、自动喷水灭火系统的基本功能能在火灾发生后自动地进行喷水灭
13、火;能在喷水灭火饿同时发出警报，提醒人们采取灭火行动。3.2.2自动喷水灭火系统管网水力设计计算过程及原理1 主要设置场所 湿式自动喷水灭火系统用于性质重要且火灾危险性大的场所。2 确定建筑物的危险等级根据建筑物、构筑物的火灾载荷（由可燃物的性质、数量和分布状况决定）、室内空间条件（面积、高度）、人员密集程度、采用自动喷水灭火系统扑救初期火灾的难易程度，以及疏散及外部增援条件等因素划分设置场所火灾危险等级。建筑物内存在物品的性质、数量，以及其结构的疏密、包装和分布情况，将决定火灾载荷及发生火灾时的燃烧速度与放热量，是划分自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级的重要依据。共计：轻危险级、中危险级（
14、其中又分为级和级）、严重危险级（其中又分为级和级）、及仓库危险级（其中又分为级、级和级）。（1）严重危险级： 火灾危险性大、可燃物多、发热量大、燃烧猛烈和蔓延迅速的建、构筑物；（2）中危险等级： 火灾危险性较大、可燃物较多、发热量中等、火灾初期不会引起迅速蔓延的建、构筑物；（3）轻危险等级：火灾危险性小、可燃物量少、发热量较小的建、构筑物；在设计闭式自动喷水灭火系统时应本着遵循“实事求是”和“有的放矢”的原则，按各自的实际情况选择相应设计技术数据。闭式自动喷水灭火系统管网中的管道种类如图2-1所示，每种管道在系统中的作用是不同的，在计算时，也应作不同处理。 本次课程设计中的教学楼采用的是湿式自
15、动喷水灭火系统。其自动喷水灭火系统的管道布置平面图及立面图如下：(详图见附图3)图3 教学楼2层自动喷水系统管道布置平面图注：由于教学楼4层布置一样，所以只给出2层的自动喷水系统管道布置平面图。图4 教学楼自动喷水系统管道布置立面图3. 确定设计作用面积（1）设计作用面积的大小设计作用面积是指一次火灾中按喷水强度保护的最大面积。设计时作用面积的选取应按建筑物的火灾危险等级来选取，各危险等级的数据如表1所示：表1 自动喷水灭火系统设计的基本数据和计算用水量建筑物的危险等级设计喷水度/minm2作用面积/m2喷头工作压力/MPa计算用水量/(L/S)严重危险度级122600.152级162600.
16、169中危险度级61600.116级81600.121轻度危险41600.111本次设计所选取的教学楼属于轻度危险的建筑物，由表1可得，该教学楼的设计喷水强度为4L/（），喷头的作用面积为160，喷头的工作压力为0.1Mpa，计算用水量为11L/S。（2）设计作用面积的形状在火灾发生时，火势由火源点呈辐射状向四周蔓延，只有处于着火区域上方的喷头才能有效地阻止火势蔓延，扑灭火灾。因此在设计面积形状选择上，我们通常采用正方形布置、长方形以及菱形等几种情况。 正方形布置：支管的间距和喷头的间距均相等。L = 式中：L正方形布置时设计作用面积的边长，mA设计作用面积，m2 长方形布置：支管的间距和喷头
17、的间距不相等。 L = 1.2式中：L正方形布置时设计作用面积的边长，mA设计作用面积，m2 根据教学楼的的构造和面积几何形状，我们可以得出，本教学楼的支管间距和喷头间距不相等，所以设计面积形状采用的是长方形布置。按照长方形布置时设计作用面积由上表得A=160，所以边长L=1.2=48m。（3）设计作用面积在管网中的位置由于水力管网末端最不利点处的喷水强度、作用压力较其他点差，因此在管网计算中，通常由管网系统的最不利点处喷头开始选取设计作用面积。（4）每个喷头的喷水量计算q = k 式中：q每个喷头的喷水量 ，L/min P喷头处的工作压力 ，MPa K流量特性系数（见表2）表2 流量特性系数
18、喷头公称直径（mm）K1057158020115对于此教学楼，我们采用的喷头公称直径为15mm，所以其流量特性系数为80，喷头处的喷水压力为0.1Mpa，所以每个喷头的喷水量q=80L/min。（5）每个喷头的保护面积的计算 ；式中：每个喷头的保护面积，m2 最不利点喷头喷水量，L/min 设计喷水强度，L/(minm2)该教学楼最不利点喷头的喷水压力为0.1Mpa时的喷水量，为80L/min，喷头的设计喷水强度为4L/(min m2)，所以每个喷头的保护面积为=20 m2。（6）根据喷头布置方式确定喷头布置间距 正方形布置：S=式中：S喷头呈正方形布置时的边长，m 长方形布置： S1.2式中
19、：S喷头呈长方形布置时长边的边长，m喷头布置间距为S1.2=5.3m。（7）自动喷水灭火系统的喷头控制数量一个系统的报警阀门后控制的喷头数应有所限制，如表3表3 系统喷头限制数量表限制喷头数/个湿式系统预作用系统干式系统有排气装置无排气装置800800500250对于教学楼所采用的湿式自动喷水系统，该系统的限制喷头数应采用表上的800个。4 管段水力计算（1）管径的估算由于工程实际中所采用的管材质量以及施工单位存在差异，在工程设计中通常要求管道内的水流速度不超过5m/s、配水管的入口压力不应大于0.40MPa。根据这个标准再结合工程实践，通常在设计中为简化计算，在对系统进行计算前，根据经验按照
20、不同管径配水管上最多允许安装的喷头数（见表4），对管径进行估算：表4 一般场所喷洒管网管径的初步确定管径/mm253240507080100最多喷头数/个1345891213323364根据表4，从图3教学楼的管道布置平面图，我们可以看到该教学楼的最大管径为100mm，所以喷头应采用33-64个。（2）对管道水流速度的校核流速表达公式： 式中，为流速，m/s；为流速系数，m/l； 为流量，L/s。表5 流速系数表（单位：m/L）管材管径/mm1520253240507080100125150200250钢管铸铁管5.853.0151.8831.050.80.470.2830.2040.1150
21、.0750.0530.1270.0810.05660.0310.021该教学楼的流速系数根据表5可得，该教学楼的管材为钢管，所以流速系数为0.115m/L，管材的流量为11L/S,管道流速=0.11511=1.265m/s4 L/minm2，满足轻危险级建筑物防火要求。第四章 火灾自动报警与消防联动控制系统4.1 火灾自动报警及消防联动控制系统方案的确定在设计火灾自动报警及消防联动控制系统时，首先是明确建筑物本身建筑特点和功能特点，了解该建筑的防火工程设计中其它专业的设施，对于电气专业的设计要求，然后根据有关规范对建筑物定性，确定系统的总体结构。火灾自动报警及消防联动控制系统的基本职责为：控制
22、中心对探测回路进行巡测，当某一探测区域内着火，该处的探测器采集到现场信号，并立即把信号发回控制中心的控制器，控制器将此信号进行判断，若确认着火，控制器则向火灾现场发出声光报警信号和火灾应急广播。另外很重要的是必须有效地通过联动控制器向需要联动的消防设备发出执行信号，并切断非消防电源，消灭初期火灾。在这次设计中，其火灾自动报警与消防联动控制系统的内容和内容主要如下：1.控制中心的组成和功能根据规范要求控制中心为双电源供电，以确保供电可靠。控制中心内主要设备为火灾报警控制器、多线消防联动控制器、总线消防联动控制器、消防电话总机、火灾广播设备、消防联动电源、自备电源等。 从原理上讲，无论是区域报警控
23、制器还是集中报警控制器，都是遵循一工作模式，既收集探测源信号输入单元自动监控单元输出单元。火灾报警控制器主机部分的基本原理。报警控制器从职能上分为输入单元既探测系统和输出单元既控制系统两大部分。 火灾报警控制器的输入单元，是通过信号线与探测回路联络的，它不停地对建筑物里每一个探测区域进行巡测，读取现场信息，并进行数据分析，判断是否有火灾发生。2.探测回路 探测回路包括探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、水流指示器、压力开关等3.消防广播系统和警报装置 为确保在火灾时报警区域发送火灾警报信号，火灾自动报警及消防联动控制系统除了设置火灾应急广播系统，还应在各报警区域内主要通道进出口、楼梯口、电梯间、
24、手动报警按钮及消火栓按钮旁，设置了一定数量的火灾警报装置，如电铃声光讯响等。6.火灾自动报警装置示意图火灾自动报警装置示意图如下：（详图见附图5）图7 自动报警装置示意图3.2消防联动控制系统 消防联动控制系统就是前面提到的控制中心输出单元，是它向消防设备、非消防设备发出控制信号的，是在对火灾确认后的处理单元。消防联动控制系统这一职能决定了它工作可靠性是相当重要的，直接关系到消防灭火工作的可靠性是相当重要的，直接关系到消防工作灭火工作的成败。总线制联动系统与多线系统相接合的联动控制和系统，在对火灾确认后，由它们根据水流指示器、压力开关、消火栓按钮的动作情况启动设在地下层设备房内相关的消防水泵，
25、启动设在主楼天面正压送风机，启动报警装置，切换消防广播，迫降所有电梯，控制各个防烟和排烟风机，切断非消防设备的配电箱，停相关范围内的空调风机及其送、排烟风机等等一系列消防措施。 参考文献【1】建筑消防技术，科学出版社，2006年；【2】建筑设计防火规范（GB50016-2006）；【3】建筑防火设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1998；【4】建筑灭火设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1999；【5】建筑消防系统，北京：中国建筑工业出版社，1997；【6】民用建筑设计防火规范（GB50045-95）；【7】二氧化碳灭火系统设计规范（GB50193-93）；【8】低倍数泡沫灭火系统设计规范（
26、GB50151-92）；【9】高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范（GB50196-93）；【10】火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）。后 记历时两个星期，经过不懈的努力，建筑消防技术课程设计终于完成了。本次课程设计的主要内容是建筑楼房的防火设计。通过本次建筑消防技术课程设计，巩固了我在建筑消防技术这门课上学到的各种理论知识，使我觉得理论知识终于有了实用的价值，而且培养了我的独立思考，查找文献知识，独立动手的能力，同时更使我在各种其他能力上都有了相应的提高。总的来说，这次的课程设计是成功的本次课程设计是有本人独立完成的，期间查阅了一些各方面相关的专业文献，同时本次设计也遇到了很多问题，最后在刘老师辛勤的指导下，终于迎刃而解，在此，对给过我帮助的所有同学们和各位指导老师表示中心的感谢。
