建筑自动消防课程设计.docx
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建筑自动消防课程设计
第一章防火分区的划分
1.1系统综述
根据建筑物位置在市中心，人口集中，学生数量多，人流量大的要求，我们可以知道本住宅楼属于高层的民用建筑，故在选择灭火等级上可以选择中等以上的灭火等级。
在这里，可以统一设住宅楼的层高度均为3.5米。
根据表1所示，由于一二三层是商场，灭火等级较搞，因此我们可以选择一、二、三层的灭火等级为一类。
第四层到第七层为办公室，故其的灭火等级要求低一点，可以选择其灭火等级为3级。
下面对各层的消防设计做以详细的说明。
1.2一到三层防火分区划分
一到三层的长×宽×高=40×30×3.5，按下表中防火分区的最大建筑面积的划分规定，又由于该建筑为一类民用建筑，属于高层民用建筑，耐火等级设计为四级，则每个防火分区的最大建筑面积为600m2，一到三层每层建筑面积为1200m2，因此需要将每层分为两个防火分区，每个防火分区600m2。
一层防火分区设置情况见图1-1（二层三层同图1-1）。
一层商场四周的墙体采用耐火材料砌成，顶棚采用防火顶棚，前后门采用防火门，以防止火灾向四周或邻近层蔓延，由于一层商场面积过大，因此可以考虑在实验室中间位置设置防火卷帘，这样一旦发生火灾就可以将火势阻隔在单独的一个防火分区内，能够有效地阻止火势的蔓延。
防火卷帘的具体设置和与其它消防机构联动控制见后面详述。
建筑物类型
类别或耐火等级
每个防火分区最大建筑面积m2
备注
高层建筑类别
1类
1000
2类
1500
地下室或停车场
500
民用建筑耐火等级
1、2级
2500
3级
1200
4级
600
表
防火分区的最大建筑面积
1.3四到七层防火分区划分
四到七层的每层建筑面积1200m2，按下表中防火分区的最大建筑面积的划分规定，又由于该建筑为一类民用建筑，耐火等级设计为三级，则每个防火分区的最大建筑面积为1200m2，因此需要将每层分为一个防火分区，每个防火分区1200m2。
1.4八到三十三层防火分区划分
八到三十三层防火分区划分同四到七层。
第二章火灾探测器的选择及平面布置
2.1火灾探测器的选择
对于本住宅楼来说，根据建筑物位置在市中心，人口集中，学生数量多，人流量大的要求，我们可以知道本住宅楼属于高层的民用建筑，故在选择灭火等级上可以选择中等以上的灭火等级。
因此根据高度、气流、湿度、洁净的程度和可燃物的材料性质，针对本住宅楼由于拥有大量的易燃的木制的办公桌椅，商场货物和其它的塑料用品，故要求在火灾的初起阴燃阶段就能检测出看来，再根据房间高度，因此我们可以选择感烟探测器。
2.2确定一只探测器的保护面积（以及保护半径）
有已知条件：
查表可知，一只探测器的保护面积A=60m2，，保护半径R=5.8m。
2.3考虑梁高度的影响：
设梁高度为200mm，即不大于200mm，由规定可知，整个住宅楼不用考虑梁的影响。
该住宅楼属于一级保护建筑，取修正系数k=0.8，则
（个）,考虑到均匀布置可以取n=30只
2.4确定探测器的间距：
先绘出探测器布置草图，如图2-1所示，则
，由公式
和
可以求得：
，
2-1探测器布置平面图
2.5校验：
由公式
检验，因为
故满足要求。
又因为探测器的有效保护半径为
，而本工程实际要求探测器的最大水平距离为
，所以
，此外由于屋顶斜度θ≤15°，由相关资料查的
时，探测器的安装距离a、b的选择范围在
之间，故按图2-1的布置要求未超过这一范围，另外探测器位置与相邻墙壁之间的水平距离也满足大于
之要求。
所以，火灾探测器的布置也基本合理。
第三章1-3层预作用式自动水灭火系统
3.1火系统的组成及工作原理
预作用喷水灭火系统由火灾自动探测控制系统合在管道内充以有压或无压气体的闭式喷水灭火系统组成。
它兼容了湿式喷水灭火系统合干式喷水灭火系统得优点，系统平时呈干式，火灾时由火灾探测系统自动开启预作用阀使管道充水呈临时湿式系统。
系统的转变过程包含着预备动作功能，故称预作用喷水灭火系统。
该系统由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀（或雨淋阀等）、充气设备、管路系统、控制组建等组成。
工作原理：
该系统在预作用能够阀后的管道内平时无水，充以有压后无压气体。
发生火灾时，保护区内的火灾探测器，首先发出火警报警信号，报警控制器在接到信号后作声光显示的同时既启动电磁阀将预作用阀打开，使压力水迅速充满管道，这样原来呈干式的系统迅速自动转变成湿式系统，完成了预作用过程，待闭式喷头开启后，便立即喷水灭火。
其工作原理流程图预作用喷水灭火系统在管路中充气的作用是为了监视管路的工作状态，即监视管路是否损坏和泄露。
在正常情况其气压可以由压力开关、控制器和微型空压机的充气能力已维持不了原定空气压力值，管网气压的不断下降最终会使压力开关送出故障报警信号，实现故障自动监控目的。
3.2预作用水喷淋系统各部分组成、参数以及选择时要求
1）自动喷淋头
选用ZST-15系列型号开启式的喷淋头，设环境最高允许温度为49℃，根据其温度级别可以选择动作温度为68℃，颜色为红色。
每个喷淋头在规定高度内的保护面积约为10m2，则每个探测区域需喷淋头个数为：
个，所以一到三层每层共需120×2=240个自动喷淋头。
2）管路
管路又称管网，是将灭火剂-水从水源送到被保护现场的通路，配水管应采用内外镀锌钢管，配水管道在布置上应使配水管的压力均衡，并且保证各配水管入口压力不应大于0.4MPa，另外，在配水管上也不得接入其它的供水设施。
3）控制装置
控制装置主要包括控制柜，安装于消防控制室，配以水流指示器和压力开关等传感器，当控制装置接到传感器信号后控制消防水泵的启动或停止。
另外控制装置还配有水利警铃、报警阀、延迟器、阀门等设备，对灭火系统进行全面监控管理和报警等。
参考课本可以选择四川消防机械总厂生产的水流指示剂和压力开关。
水流指示器选择带电子延时装置的ZSJZ型号，额定工作压力1.2×108Pa。
压力开关选择ZSJY-10型号，，额定工作压力106.
4）压力水源
压力水源由消防水池、自动消防泵和喷淋泵，高位水箱和稳压泵组成。
电动消防泵和喷淋泵分别为消防栓消防系统和自动水喷淋系统的主要供水加压设备，管网配有稳压泵是为了防止由于管网泄露等原因导致水压下降而设置的不压装置。
按《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）要求，消防水池的容积应为灭火持续时间与消防用水总流量的乘积。
设该实验室的灭火持续时间取
，一般取流量为40L/S,则可以算得需要消防水池的容积
，为了保证能在清池、检修和换水时保证必要的消防用水，因此可以选择
。
在消防水池的设置中，还应注意的是，要保证其离建筑物（消防泵房除外）之间的距离不少于15m，并设置消防车去水的取水口，，在消防池的周围应设置消防车道。
自动消防泵、稳压泵和喷淋泵应分别选择两台，一运行一备用。
5）预作用式自动水喷淋系统示意图
如图3-1所示，在平时，管网内存有高压气体，将高压水排斥在管网之外。
如现场发生火灾，感烟探测器报警，通过报警控制器联动管网上的电磁阀，排除管网中的高压气体，并将压缩机电源切除，管网外的高压水（高压水箱中的水）可进入管网，使管网由干式变为湿式灭火系统，当喷淋头玻璃球遇热爆裂，即可进行喷淋灭火；当水流指示器和压力开关的报警信号送入报警控制器，报警控制器控制喷淋泵启动，对管网进行加压供水。
这也是预作用式自动水喷淋系统的工作原理。
具体如附图所示。
第四章四到七层防烟、排烟、加压送风系统、防火卷帘等消防联动
4.1防排烟设备的联动控制
在火灾自动报警和消防联动控制系统中，防排烟是最重要的组成部分之一，其主要作用就是防止有害毒烟气侵入消防电梯前室、避难层和人员疏散通道等部位，防止有害毒气扩散蔓延。
防排烟系统包括正压风机、排烟风机、正压送风机、防火阀、排烟阀、防火卷帘和防火门等。
4.2正压送风系统和排烟系统的联动
当发生火灾时，火灾层的探测器发出报警信号，报警控制器受到信号后发出声光报警，同时联动控制器发出指令，开启正压风机和火灾层及相邻层的正压送风阀，及时对疏散通道、救援通道、楼梯间消防电梯前室等送入正压新风。
驱散聚集的烟气；正压送风系统开启的同时，应及时开启火灾层及相邻上下两层的排烟阀，同时联动开启排烟风机，及时将烟气排出室外，把新鲜空气送入室内，以保证楼内人员安全疏散和消防人员的正常消防灭火工作。
当火灾时，排烟防火阀周围环境的烟气温度超过280℃时，其低熔点熔丝熔断而自行关闭，同时直接联动停止排烟风机。
4.3防火卷帘和防火门的联动控制
当火灾发生使防火门两侧的感烟探测器和感温探测器报警时，火灾报警控制器可发出指令通过回路总线上的控制模块联动控制防火门驱动装置动作，使防火门关闭；
当火灾发生时，感烟探测器首先报警，经火灾报警控制器通过回路总线上的控制模块联动控制其下降到距地1.8m处停止；如果现场温度再次升高一定值时，感温探测器再报警后，经火灾报警控制器联动控制其下降归底。
第五章8到33层走廊湿式自动水喷淋灭火系统
5.1系统的组成
1）湿式喷水灭火系统是由喷头、报警止回阀、延迟器、水力警铃、压力开关（安于管上）、水流指示器、管道系统、供水设施、报警装置及控制盘等组成。
主要部件如下表所示。
主要部件表
编号
名称
用途
编号
名称
用途
1
高位水箱
储存初期火灾用水
13
水池
储存1h火灾用水
2
水力警铃
发出音响报警信号
14
压力开关
自动报警或自动控制
3
湿式报警阀
系统控制阀，输出报警水流
15
感烟探测器
感知火灾，自动报警
4
消防水泵接合器
消防车供水口
16
延迟器
克服水压液动引起的误报警
5
控制箱
接收电信号并发出指令
17
消防安全指示阀
显示阀门启闭状态
6
压力罐
自动启闭消防水泵
18
放水阀
试警铃阀
7
消防水泵
专用消防增压泵
19
放水阀
检修系统时，放空用
8
进水管
水源管
20
排水漏斗（或管）
排走系统的出水
9
排水管
末端试水装置排水
21
压力表
指示系统压力
10
末端试水装置
试验系统功能
22
节流孔板
减压
11
闭式喷头
感知火灾，出水灭火
23
水表
计量末端试验装置出水量
12
水流指示器
输出电信号，指示火灾区域
24
过滤器
过滤水中杂质
2）湿式自动喷水灭火系统示意图如图5-1
图5-1湿式自动喷水灭火系统示意图
3）湿式自动喷水灭火动作程序图如图5-2
图5-2湿式自动喷水灭火动作程序图
5.2湿式喷水系统附件
（1）水流指示器（水流开关）：
其作用是把水的流动转换成电信号报警。
其电接点即可直接启动消防水泵，也可接通电警铃报警。
在多层或大型建筑的自动喷水系统中，在每一层或每分区的干管或支管的始端安装一个水流指示器。
水流指示器分类：
按叶片形状分为板式和桨式两种。
按安装基座分为管式、法兰连接式和鞍座式三种。
桨式水流指示器的工作原理：
当发生火灾时，报警阀自动开启后，流动的消防水使桨片摆动，带动其电接点动作，通过消防控制室启动水泵供水灭火。
（2）洒水喷头：
喷头可分为开启式和封闭式两种。
它是喷水系统的重要组成部分。
①封闭式喷头：
可分为易熔合金式、双金属片式和玻璃球式三种。
应用最多的是玻璃球式喷头。
火灾时，开启喷水是由感温部件（充液玻璃球）控制，当装有热敏液体的玻璃球达到动作温度（57、68、79、93、141、182、227、260℃）时，球内液体膨胀，使内压力增大，玻璃球炸裂，密封垫脱开，喷出压力水，由于压力降低压力开关动作，将水压信号变为电信号向喷淋泵控制装置发出启动信号，保证喷头有水喷出。
同时，流动的消防水使主管道分支处的水流指示器电接点动作，接通延时电路，通过继电器触点，发出声光信号给控制室，以识别火灾区域。
喷头具有探测火情、启动水流指示器、扑灭早期火灾的重要作用。
其特点是：
结构新颖、耐腐蚀性强、动作灵敏、性能稳定。
适用于高层建筑、仓库、地下工程、宾馆等适用水灭火的场合。
②开启式喷头：
按其结构可分为双臂下垂型、单臂下垂型、双臂直立型和双臂边墙型四种。
开启式喷头的特点是：
外形美观，结构新颖，价格低廉，性能稳定，可靠性强。
适用于易燃、易爆品加工现场或储存仓库以及剧场舞台上部的葡萄棚下部等处。
⑶压力开关：
它安装在延迟器与水力警铃之间的信号管道上。
压力开关的工作原理是：
当喷头启动喷水时，报警阀阀瓣开启，水流通过阀座上的环形槽流入信号管道和延迟器。
延迟器充满水后，水流经信号管进入压力继电器，压力继电器接到水压信号，即接通电路报警，并启动喷淋泵。
⑷湿式报警阀：
安装在总供水干管上，连接供水设备和配水管网。
当管网中即使有一个喷头喷水，破坏了阀门上下的静止平衡压力，就必须立即开启，任何迟延都会耽误报警的发生。
它一般采用止回阀的形式，即只允许水流向管网，不允许水流回水源。
其作用：
一是防止随着供水水源压力波动而启闭，虚发警报；二是管网内水质因长期不流动而腐化变质，如让它流回水源将产生污染。
当系统开启时报警阀打开，接通水源和配水管。
同时部分水流通过阀座上的环形槽，经过信号管道送至水力警铃，发出音响报警信号。
控制阀的作用：
上端连接报警阀，下端连接进水立管，是检修管网及灭火后更换喷头时关闭水源的部件。
它应一直保持常开状态，以确保系统使用。
图5-3湿式报警阀
5.3湿式喷水灭火系统的控制原理
当发生火灾时，随着火灾部位温度的升高，自动喷洒系统喷头上的玻璃球爆破（或易熔合金喷头上的易熔合金片熔化脱落），喷头开启喷水。
水管内的水流推动水流指示器的桨片，使其电触头闭合，接通电路，输出报警电信号至消防中心。
水流指示器安装在喷水管网的每层水平分支管上或某一区域的分支管上，可以直接得知建筑物的哪一层、哪一部分闭式喷头已开启喷水。
也可安装在主干水管上支管上，直接控制启动水泵。
此时，设在主干水管上的报警阀被水流冲开，向洒水喷头供水，同时水经过报警阀流入延迟器，水流充满延迟器后，经延迟，又流入压力开关（继电器），使压力继电器动作，SP接通，使喷洒用消防泵启动。
在压力继电器动作的同时，启动水力警铃，发出报警信号。
图5-4喷淋泵闭环控制示意图
第六章消防事故应急广播系统和直通电话系统的设计方案
6.1报警器的设计
根据公式求得如下：
①警报器的最大输出声压级为：
dB
②警报器的声波辐射球面半径为：
③警报器的保护半径为：
④警报器的保护面积：
因为一层的面积为S=1200m2，所以
（个），取n=8个，布置图如图6-1所示。
图6-1报警器平面设计图
检验:
由图6-1可见，所需警报器的最大保护半径为：
即
符合需用要求。
6.2直通电话系统的设计方案
在每一部消防电话，其旁设手动报警按钮。
在设计时注意，消防电话选用壁挂式，红色或其它醒目颜色，不用拨号，拿起既能用，间隔步行距离小于30米，一般为20米，来选择电话机的数目。
故以此可以算出个层的消防电话每层五部。
所以该楼的消防电话系统如图6-2所示：
图6-2直通电话系统图
（1）消防水泵房备用发电机房配变电室主要通风和空调机房排烟机房消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房
（2）灭火控制系统操作装置处或控制室
（3）企业消防站、消防值班室、总调度室
（4）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔电话塞孔在墙上安装时其底边距地面高度宜为1.3-1.5m
（5）特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔
（6）消防控制室消防值班室或企业消防站等处应设置可直接报警的外线电话
（7）电话主机装设与消防值班室内，用专用的电话机柜即可，选择一门电话主机。
工作原理：
当火灾发生时，手动按报警按钮，信号传到报警控制器，报警控制器LD—8304动作，此时与LD—8304连接的继电器的触点闭合，电话总线接通，电话线插入电话插孔即可使用，报告火灾现场火情。
设计总结
通过此次课程设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。
课程设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，课程设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这一年来所学知识的大概总结，但是真的面对课程设计时发现自己的想法基本是错误的。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。
最后终于做完了有种如释重负的感觉。
此外，还得出一个结论：
知识必须通过应用才能实现其价值！
有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢我们的指导老师余老师对我悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
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