崔宇 太原市某地下车库防火自动喷淋系统设计Word文件下载.docx
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2.3主要部件-9-
2.4工作原理-9-
2.5重要性-9-
2.6优点-11-
2.7保养和维护-12-
2.7.1保养-12-
2.7.2维护-12-
第三章、地下车库自动防火喷淋的计算-13-
3.1计算-14-
3.1.1基本参数-14-
3.1.2基本计算公式-14-
3.2.自动喷淋系统的基本数据-14-
3.2.1喷头的选择-14-
3.2.2管径的确定-15-
3.2.3喷头的布置-15-
3.2.4作用面积划分-16-
3.2.5水力计算（采用作用面积）-17-
3.2.6校核-18-
3.2.7喷淋泵的选型-18-
3.3地下车库排水与防水-19-
3.3.1集水井的设置-20-
3.3.2集水井的的尺寸设计-20-
3.3.3潜水排污泵的作用-21-
3.4设计中存在的问题-21-
3.4.1消防水箱-21-
3.4.2水泵接合器-23-
第四章、结论与展望-24-
4.1结论-25-
4.2建议-25-
参考文献
第一章、绪论
1.1地下车库概述
1.1.1发展概况
在现代化城市建设的飞速发展中，城市地下空间的开发与利用已经逐渐发展成了城市建设中的重要部分。
目前很多大城市的城市建设中都有地下车库的规划，主要原因是近些年来城市私家车的增加，导致相应的停车场不足，城市相对也会出现一些停车行车难的现象，因此要充分利用城市地下空间建造地下车库，以此来缓解城市道路交通拥挤的情况。
地下车库出现在第二次世界大战之后，当时主要是用来保护和满足战备物资储存和运输，并不是用于停车。
20世纪50年代之后，欧美等资本主义国家相继开始建造大规模的地下车库，当时是为了汽车数量增加而停车场不足的需求。
20世纪70年代，我国地下停车场的建设开始起步，以“备战”作为指导方针建造了能够平时的使用的专用地下车库，如山西省太原市建造了可停放538辆5t载重车的地下车库，建筑面积达到3861.9m2。
近些年来我国许多城市出现了很多严重的停车问题，许多车辆直接停在了路面上，严重影响了交通问题。
表1-1停车位置
停车位置
停占比例%
人行道
34.9
机动车道
5.6
非机动车道
32.3
巷口
6.6
停车场
20.6
表1-2停车目的
停车目的
目的比例%
通勤
9.8
购物
27.6
业务活动
28.4
娱乐
3.4
装卸
11.5
其他
19.0
我国许多大城市中一些企业事业单位已经建造了自用或者公用的地下停车库。
[1]目前，上海、北京、大连、太原等城市也建造了许多地下车库，有些地下车库已经与地下街道相连接。
我国许多城市的地下车库大多都设在高层建筑地下层。
1.1.2我国机动车与停车场现状
汽车数量的逐渐增加，意味着需要更多的停车空间。
而且我国私家车的数量还有很大的上升空间。
可见城市对停车场的需求量相当大。
1.1.3地下停车场的特点
1）提供比对面相对多的车位，节省地面面积。
2）开发前景广阔，可以解决汽车停车难的问题。
3）安全、可靠、不影响城市的交通，有连锁式的社会意义。
4）地面车库与地下车库造价比例为1：
2.6-1：
2.8，投资回收期大概在16年。
如地面需要付土地使用费，则地上车库的造价是地下车库的8倍。
地下不交或少交使用费，则地下车库开发的价值就能体现出来。
5）首先，因为地下车库同地面停车场相比，面积大，停放车辆多，一旦发生火灾，很容易发生连锁反应，后果将会很严重。
其次，大型地下车库一般都在高层建筑物的下方，例如大型商场、写字楼、高档小区，发生火灾时，很容易就延伸到建筑物的上方，如果不能及时灭火，将会造成更大的人员和经济损失。
其次，地下车库的自然排烟窗口比较少，当火灾发生时，烟雾很难在最短的时间内排出，这个在很大程度上对人员疏散和工作增加了难度。
1.2.地下车库事故案例
由于我国安全管理和防护制度还不够完善，因此地下车库还存在很多安全隐患。
近年来，国内和国外都发生过很多地下空间火灾事故的案例[2]。
尤其在人们越来越多的使用城市地下空间情况下，地下车库的安全问题也关系到人们的切身利益。
1.2.1案例
案例一：
2014年8月7日下午17点，江苏扬州高邮市珠光路附近某居民小区地下车库突然起火，起火原因是有人骑三轮车将装修用的油漆放到地下车库，不慎翻车，油漆桶磕碰后着火，接警后当地公安、消防部门迅速前往现场扑救，所幸无人伤亡。
案例二：
2014年10月08日上午10点，南京雨花台区紫金花路某企业的地下车库突发火灾，员工随即报警。
原因是电瓶车充电引发火灾，几十辆电动车不同程度的受损。
好在企业一年都有两次消防演练，火灾一开始，员工被有条不紊的被疏散至广场，拉起警戒线配合消防部门灭火，企业负责人表示以后加强地下车库的检查，防止此类火灾的再次发生。
案例三：
2014年10月18日下午1点，青岛劲松一路恒苑小区某单元楼地下一层起火冒起浓烟，起火点附近住着七八名小区清洁工人，原因变电箱附近电路短路。
消防员用了一小时将火扑灭，火灾并未造成人员伤亡。
1.2.2原因分析
总体来说，地下车库的安全事故是由于不够重视对安全管理和防范制度，因此，我们必须重视这些问题。
原因一：
据国内外汽车车库火灾统计结果显示，车库火灾多数是由于汽车引起的。
[3]当地下停车场发生火灾时，一开始大部分是由汽车着火引起的，一般着火后，汽油会很快燃烧完。
原因二：
汽车本身具有许多易燃材料，如皮革、塑料、棉布、橡胶等。
从目前的情况看，水是扑灭这些易燃材料最有效、最经济的灭火剂。
在调查国内15次地下车库重大火灾案例中，一些车库在火灾刚开始时，都是职工用小型灭火器进行灭火，但当火势变大时，就得由消防队用泵浦车出水扑救。
在国外不少国家已经在地下车库设置了自动喷淋灭水系统。
[4]
因此，加强地下车库的安全消防问题，需要从意识和设备上不断地加强和完善，这样才能从根本上减少和杜绝地下车库安全事故的发生，从而保护人们群众的生命和财产安全。
在当今社会不断发展进步的同时，人们的生活方式也在发生着很大的变化，私家车已经逐渐走进了人们的日常生活中。
由于私家车数量的增加导致出现乱停乱放的情况，这样不仅会对车辆带来一定的影响，同时也会对交通情况造成一定的影响。
因此，人们在进行地下建筑施工时，不仅要解决私家车的停放问题，还要保证绿化面积，因此，在地下建筑施工过程中，地下车库的建设是很关键的不分。
[5]在进行地下车库的建设时，要对上方建筑的建设给予足够的重视。
[6]地下车库防火自动喷淋系统设计，在实际施工中必须要解决很多的问题，对出现的问题必须要进行更好的分析，才能更好的对出现的状况进行解决，同时才能够更好的保证系统得到更好的完善。
地下车库的建设是为了更好的解决私家车辆的停放问题，地下车库自动防火喷淋系统是为了能够更好的解决保护车辆在停放过程中的安全问题，因此，对防火自动喷淋系统的注意事项一定要重视，这样才能更好的保证其使用的效果。
1.3自动喷淋灭火系统研究现状
1.3.1现状
我国从1978年起开始对自动防火喷淋系统进行系统研究，相继推出了一批玻璃秋喷头、报警阀门和相关的组件，可组成湿式、干式、预作用式和雨林等自动喷淋灭火系统，逐渐改变了以往自动防火喷淋灭火系统产品依靠进口的局面。
同时开始建立了自动喷淋灭火系统的产品质量检验标准，成立了“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心”、“国家消防装备质量监督检验中心”和“国家消防电子产品质量监督检验中心”，使我国的自动喷淋灭火系统的研究、生产和应用走上了正轨。
1.3.2在现代建筑中的应用
自动喷淋灭火系统具有很高的控火、灭火率，而且不污染环境，与气体灭火装置相比比较经济，广泛应用于各类建筑的消防保护中，它的设置也成为建筑等级的重要标志之一。
建筑火灾隐患和危险等级也将逐渐增大，国家越来越重视消防安全。
这些就对喷淋灭火系统提出了新的要求，将促使其更加发展、完善，开辟广阔的应用前景，促使其向综合性多方面发展，不断地扩展其应用范围。
由于地下建筑的特殊性，自动防火喷淋系统的设置更为重要，目前的问题是设置的自动喷淋系统如何适应地下建筑的特殊性。
我国已经专门立项进行地下建筑自动防火喷淋系统的高新技术研究。
这些建筑的自动喷淋灭火系统设置比较困难，需要开发专用的自动防火喷淋灭火系统，大水滴喷头的出现主要就是针对空间火灾，目前缺乏基本设计，还有大量的基本工作要做。
随着经济的发展和技术的进步，更为了适应现实的需要，对于自动喷淋灭火系统的发展，喷头也要跟上时代的步伐，出现了快速响应喷头、大水滴喷头等各种形式的喷头。
喷头的自动喷淋灭火系统的关键组件，喷头的每一次革新，都带动了自动喷淋灭火系统的发展。
在经济社会快速发展时期，人们生活方式发生了很大的变化，同时生活水平也得到了很大的提高，这样就使得人们在车辆需求量方面也在不断增长。
在车辆数量不断增多的情况下，车辆停放问题成为了要解决的重要问题。
地下车库在进行建设时也在不断扩大规模，这样也使得消防隐患在不断的增加。
在对自动灭火系统进行设计的时候要对设计要求进行提高，这样能够更好的保证其安全性，同时对设计成本方面也要进行重视，这样能够更好的保证安全性和经济性。
1.4研究内容及研究路线
1.4.1研究内容：
本文的研究内容如下：
1）对地下车库进行概述，介绍其近些年来的发展状况，分析国内目前的地下车库发展状况；
援引一些近些年发生的案例，分析发生安全事故的原因，得出地下车库及其防火的重要性。
2）分析地下车库防火自动喷淋系统的研究现状、地下车库自动防火喷淋的薄弱环节和在现代建筑中的应用等。
3）分别介绍自动喷淋系统的工作原理、主要部件、重要性、优点。
4）自动喷淋系统的相关参数计算和系统基本数据处理。
5）地下车库的防水与排水问题预防与处理。
1.4.2研究路线：
地下车库概述
地下车库安全事故案例列举及原因分析
分析自动防火喷淋系统的研究现状及薄弱环节
自动防火喷淋系统的简介工作原理优点
自动喷淋系统数据计算
系统中存在的问题解决措施
第二章、自动喷淋灭火系统
2.1概述
自动喷淋灭火系统是一种自动消防灭火装置，具有价格低廉且灭火高效率的特点。
根据功能还可以分成人工和自动控制。
系统中安装有自动报警装置，在发生火灾时可以自动发出警报，自动喷淋系统可以自动喷水并且和其他消防设施同步联动工作。
自动喷淋灭火系统是当今世界公认的最有效最方便的自动灭火设施，也是应用最广泛、用量最大的灭火系统。
在国外，自动喷淋系统应用的历史已经有一百多年的历史了。
因此，在建筑防火中推广使用自动喷淋灭火系统，将会获得巨大的社会和经济效益。
2.2系统分类
自动喷淋系统大概分为湿式喷淋灭火、室内消防、干式喷淋灭火、干湿两用灭火系统、雨林灭火、水幕、水喷雾灭火、泡沫雨林、大水滴（附加化学品）、自动启动系统。
其中，喷淋系统按照喷头的开启方式分为开式和闭式自动喷淋灭火系统。
闭式自动喷淋灭火系统按照工作原理和使用范围可分为湿式和干式喷淋灭火系统，还有预作用自动喷淋灭火系统。
2.3主要部件
水箱、水力警铃、湿式报警阀、消防水泵接合器、火灾收信机、压力罐、消防水泵、闭式喷头、水流指示器、压力开关、延时器、试警铃阀、放水阀、末端试水装置、试验喷头、压力表、水箱下至回阀、火灾信号传感器。
2.4工作原理
地下停车库自动喷水系统在进行工作的时候，工作的原理是一旦地下车库发生火灾，自动喷水灭火系统就能够对温度的上升情况进行掌握。
在温度上升到一定的数值以后，消防栓的喷头就会自动打开，这样自动灭火系统就会进行自动喷水，在这个时候自动防爆门也会慢慢启动。
自动防爆门可以避免出现水进入到没有防护措施的管道中，在进行建设的时候，管网的价格通常比较高，可以用电磁阀进行替代。
在灭火器选择的时候可以使用喷水灭火器，这样在水喷出来的时候，可以打开泡沫储罐，让有压力的水进入到泡沫储罐中，能够将泡沫挤压出去对没有防护措施的管道进行保护。
在喷水的时候，持续的时间一般不能过长，但是，要是火灾持续的时间比较长，这样自动喷水灭火系统也要在持续时间上进行延长，这样才能更好的发挥自动灭火系统的作用。
在控制方式上要不断进行实践，这样能够更好的保证安全可靠性，同时在设备选择的时候要对其价格进行很好的控制，这样才能在实施的时候没有更大的经济压力。
地下停车库在自动喷水灭火系统中，最主要的装置就是喷头，因此，在进行喷头设置时一定要保证其是非常合理的，这样才能更好的保证在发生火灾的时候能够及时进行灭火，同时也能更好的保证车辆安全。
在进行喷头设置时，通常是在顶板的内侧，或者是墙壁上，这样在发生火灾的时候是非常容易对火灾的热气进行接触的，在温度不断上升的过程中，对温度变化进行感应是非常容易进行均匀喷水的。
但是，在进行喷头设置的时候也是非常容易受到高的障碍物影响的，因此，在进行喷头设置的时候要对障碍物距离进行很好的设定，这样才能更好的保证其使用效果。
在很多的停车库通常是有很多的障碍物存在，在这种情况下，增加喷头也是很好的处理方式，这样能够更好的保证均匀喷水。
[7]在地下车库中，对喷头的布置也是要考虑到车库的结构梁布置形式，同时对车位布置情况也要进行考虑，这样才能更好的对喷头的喷水速率进行决定，在安装方式上也是要考虑到地下车库的每个柱子之间的位置，要根据车位的实际要求进行增设一排喷头。
图2.5
工作原理流程图：
发生火灾
喷头动作喷水
水流指示器动作
值班室
湿式报警阀动作
末端试水装置
压力开关报警
水力警铃报警
启动水泵
消防控制室
报告与传说指令
2.5重要性
自动喷淋系统是一种固定形式的自动灭火装置，是一种在火灾发生时能自动喷水灭火同时发生火警信号的的灭火系统。
系统的喷头以适当的间距和高度安装于建筑物、构筑物内部，当建筑物发生火灾时，喷头会自动开启灭火，同时发出火警信号，启动消防水泵从水源抽水灭火。
据资料统计证明，自动喷淋灭火系统具有较高的灵敏度和灭火成功率，是扑灭建筑初期火灾非常有效的一种灭火设备。
在国外，自动喷淋灭火系统已经得到了广泛的应用，在国内，自动喷淋灭火系统已经有了50多年的历史了，但是相比消火栓，自动喷淋系统的投资较大，设施建筑和控制较为复杂，同时，鉴于我国经济发展的现状，自动喷淋灭火系统现在的发展和使用空间还只局限于人员密集、不易疏散以及外部增援和救生比较困难的火灾危险性较大的场所。
2.6优点
地下自动喷淋灭火系统主要是由洒水喷头、报警阀、管道、报警系统和水泵组成。
系统中最重要的组成部分就是洒水喷头。
洒水喷头已经有将近300年的发展历史，其发展历史也是自动喷淋灭火系统的发展历史。
同时，从消防的效率来看，自动喷淋灭火系统在阻隔火势蔓延的效率方面要高于建筑防火分区系统。
当地下车库发生火灾的时候，在着火点的上方以及其周围的温度就会上升。
当喷头处的感应温度达到之前设定的标准值时，自动喷淋灭火系统就会自动喷出水来灭火。
从时间上来看，喷淋灭火的时间早，从而能够将火灾的损失降到最低，而且根据美国国家防火协会的资料，自动喷淋灭火系统的控火、灭火成功率高达96.2%。
实践证明，自动喷淋灭火系统与消防栓系统相比，其最大的优势在于灭火效率高，工作性能比较稳定，适用于一切可用水扑灭火灾的场所。
在经济发达国家的消防规范中，几乎要求所有的应该设置灭火设备的建筑都要采用自动喷淋灭火系统。
2.7保养和维护
2.7.1保养
地下车库使用自动喷淋系统消防系统有利于在很大程度上降低火灾安全事故发生的几率，减少地下车库的消防安全隐患。
但同时应该注重地下车库自动消防设施的维护和保养。
现在，很多地下车库的火灾警探测器并没有定期清洗、维护，当火灾事故真的发生时，自动喷淋灭火系统也就成为了一种摆设。
另外，地下车库的自动喷淋灭火系统主要是以湿式喷淋系统为主。
但是，在很多情况下，室内的消火栓管线的冲水的状态，尤其在冬季消火栓管线容易被冻裂情况下，将会造成很大的财产损失。
2.7.2维护
自动喷淋灭火系统必须做好维修养护工作，坚持一下几点：
1）每天巡视系统的供水总控制阀以及报警控制阀和其附属配件，以确保其处于无故障状态。
2）每天检查一次警铃，看其启动是否正常，打开试警铃阀，水力警铃应发出报警信号，如果警铃不动作，就应该检查整个警铃管道。
3）每月对喷头进行一次外观检查，喷淋头外观完好，无滴水，无破损，无异物堵塞，不正常的喷头及时更换。
4）每月检查系统控制阀门是否处于开启状态，保障阀门不会误关闭，阀门上油维护（每半年一次）。
5）每两个月对系统进行一次综合实验，按分区逐一打开末端试验装置防水阀门，以检查系统的灵敏性。
当因试验或火灾启动后，应该在事后尽快使用系统重新恢复到正常状态。
喷淋管网一年一次放水清理污渍。
6）喷淋水泵接合器的接口和附件完好，无渗漏，闷盖齐全（每月检查一次）。
第三章、自动喷淋灭火系统的数据计算
3.1计算
自动喷淋灭火系统由水源、加压贮水设备、管网、报警阀等装置组成。
自动喷淋系统前十分钟所用的水由设置在高处的高位水箱提供，十分钟到一个小时的喷淋用水由地下贮水池提供。
3.1.1基本参数
火灾危险级为：
中危险级Ⅱ级
管材为：
无缝钢管
采用最用面积法计算
3.1.2基本计算公式
1）喷头流量q=K
式中：
q-喷头出流量（L/min）P-喷头工作水压（MPa）K-喷头流量系数
2）管道流速v=4Q/（π×
v-管道流速（m/s）Q-管道流量（L/s）-管道计算内径（m）
3）水力坡将i=105
i-水力坡降（kPa/m）-管道计算内径（m）
Q-管道流量（m3/s）海澄-威廉系数，此处为100
4）水头损失h=iL
h=水头损失（mH2O）i=水力坡将（mH2O/m）L=管段长度（m）
（注：
局部损失计算采用当量长度法。
3.2.自动喷淋灭火系统的基本数据
下面以太原市某小区为例，进行研究。
3.2.1喷头的选择
根据《自动喷洒灭火系统设计规范》，闭式湿式自动喷淋灭火系统的适用范围：
因网管及喷头中喷水，所以适用于环境温度为4～700℃之间的建筑物内，所以要选用闭式湿式喷头。
由于该建筑为中度危险等级，喷头总数大于800个，所以需要分区，地下一层到5层为地区，六到二十层为高区。
该小区地下车库总面积12000平方米，停车数量460，分区情况共分为ABCD四个区，为大型地下车库。
本系统一共设置有七个报警阀，每个报警阀组控制的最不利喷头处，都设有末端试水装置，每层最不利喷头处均设直径为25mm的试水阀门。
每个报警阀部位都设有排水装置，排水管径是试水阀直径的两倍，取50mm。
[7]
自动喷淋灭火系统的基本设计数据见下表：
表3-1.自动喷淋灭火系统共基本设计数据
火灾
危险
等级
设计喷水强度
[L/（min·
m2）]
作用面积
（m2）
喷头工作压力
（MPa）
设计喷量
（L/s）
喷头
间距
（m）
每支喷头最大保护面积
墙柱喷头与最大间距
中危险
Ⅱ级
8
160
0.10
30.0
3.6
12.5
1.8
最不利点喷头最低的工作压力不应小于0.05MPa。
3.2.2管径的确定
表3-2喷头数对应的管径直径
喷头数
1
3
4
8
12
32
64
公称直径（mm）
DN25
DN32
DN40
DN50
DN70
DN80
DN100
在确定管径时不能盲目的套用《喷规》中表8.0.7中的管径，应该适当局部放大某些配水支管的管径，比如干管管径一直DN100到头，支管采用DN65管径，不然将会造成计算扬程过大，从而影响喷淋泵扬程的选取；
这种布置方法对井字梁布置起来比较方便，十字梁就十分困难。
3.2.3喷头的布置
表3-3喷头各个参数
喷水强度
（L/ml2）
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）
喷头与断强的最大距离（m）
4
4.4
4.5
20.0
2.2
6
3.6
4.0
12.5
1.8
1.7
12-20
3.0
9.0
1.5
喷头布置时只考虑框架梁的影响而忽略次梁的影响。
这种布置方式是以最不利点喷头压力为0.1Mpa为基础的，优点是布置出的喷头数量较少，但是由于忽略了次梁的影响，很多喷头肯定不能满足《喷规》7.2.1条的规定。
需要指出的是，用这种方式布置喷头，
闭式喷头是自动喷淋灭火系统的重要组件。
能否合理地布置喷头，将会决定喷头能否及时做出反应和按照规定强度进行喷水。
当喷头附近有不可避免的障碍物的时候，应按照《自动喷水灭火系统设计》7.2节喷头与障碍物的距离的要求布置喷头，或者增设喷头，补偿因为喷头的洒水受阻而不能到位灭火的水量。
对于地下车库，喷头的布置取决于结构梁的布置形式及车位的布置方式。
次车库消防栓设置方式是
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