消防工程课程设计.docx
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消防工程课程设计
消防工程课程设计报告
题
目西安科技大学临潼图书馆
4层
自动喷水灭火系统设计
课程名称
消防工程
院部名称
能源学院
专
业
安全工程0902
学
生姓名
学
号
0908060214
指
导教师
李
莉
消防工程课程设计
一、设计概述
1.1.技术依据：
1.《建筑设计防火规范》GB50016---2006
2.《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084---2001
1.2.法律依据：
《中华人民共和国消防法》2009年5月1日修订施行。
1.3.工程概述：
1.临潼图书馆概述
临潼校区图书馆建于2002年，总面积2.3万平方米。
全馆共设有18个宽敞的图
书、报刊、电子、多媒体阅览室，阅览座位2763个。
有功能完备的学术报告厅3个、
国际会议中心1个，校史展览馆，地质文物博物馆等。
图书馆现有各类馆藏文献资料220多万册，期刊2000余种，电子版全文期刊
13000余种。
对于图书馆而言，学生人流量大，人员密集，有大量珍贵文献、历史文物等重要资料和可燃物质，所以必须做好安全防火工作，彻底预防图书馆的火灾事故。
2.西安科技大学图书馆4楼平面图：
3.设计部分面积处理
所设计的综合图书阅览室呈扇形，为处理方便，将其等效简化为相同面积的矩
形。
扇形内径为
24.5m，外径为34.5m，两边墙长度分别为
15m和16.5m，因此将其简
化为30m*16m
。
实际面积30*16=480m2
由上所得：
其等效矩形如下图：
二、自动喷水灭火系统
2.1、闭式自动喷水灭火系统概述
定义：
自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）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。
分类：
依照采用的喷头分为两类：
采用闭式洒水喷头的为闭式系统；采用开式洒水喷头的为开式系统。
采用闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：
湿式系统、干式系统、
预作用系统等。
开式系统雨淋系统水幕系统
主要组成：
洒水喷头：
在自动喷水灭火系统中，洒水喷头担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务，它是系统中的关键组件。
报警阀：
报警阀是自动喷水灭火系统中接通或切断水源，并启动报警器的装置。
在自动喷水灭火系统中，报警阀是至关重要的组件，其作用有三：
接通或切断水源、输出报警信号和防止水流倒回供水源、以及通过报警阀可对系统的供水装置和报警装置进行检验。
监测器：
监测器用来对系统的工作状态进行监测并以电信号方式向报警控制器传送状态信息。
其主要包括水流指示器、阀门限位器、压力监测器、压力监测器、气压保持器和水位监测器等。
报警器：
报警器是用来发出声响报警信号的装置，包括水力警铃和压力开关。
2.2、设计过程
2.2.1、确定构建物的火灾危险等级
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。
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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（其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级）、严重危险级（其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级）、及仓库危险级（其中又分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级）。
具体如下表：
设置自动喷水灭火系统场所火灾的危险等级的划分
表3.1设置场所火灾危险等级举例
火灾危险
设置场所举例
等级
轻危险级
建筑高度为
24m
及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等。
1）高层民用建筑：
旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼（塔）等
2）公共建筑（含单多高层）：
医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览馆（厅）；影剧院、音乐厅和礼堂（舞台除外）及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；
Ⅰ级总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等
3）文化遗产建筑：
木结构古建筑、国家文物保护单位等
中危
4）工业建筑：
食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋
险级架等建筑构件
1）民用建筑：
书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的
商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场、净空高度不超过
3.5m的自选商场等
8m、物品高度不超过
Ⅱ级
2）工业建筑：
棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间
Ⅰ级
印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过
8m、物品
高度超过3.5m的自选商场等
严重
危险
级
Ⅱ级
易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂清洗、喷涂油漆、
沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部
根据上表火灾危险等级举例可知，该四海酒家自动喷水灭火系统火灾的危险
由上表可以确定该馆火灾危险等级为中危险级Ⅰ级。
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2.2.2、确定设计的技术数据
表3.2民用建筑和工业厂房的系统设计参数
该图书馆火灾危险等级为中危险级Ⅰ级可从下表得出：
净空高
喷水强
度
作用面积
度
火灾危险等级
（m2）
（m）
（L／
min﹒m2）
轻危险级
4
Ⅰ级
6
160
中危险级
≤8
8
Ⅱ级
严重危险
Ⅰ级
12
260
级
16
Ⅱ级
注：
系统最不利点处喷头的工作压力不应低于
0.05MPa。
2
（1）喷水强度：
W=6（L／min﹒m）
2
（2）作用面积：
F=160m
（3）喷头的工作压力：
P=0.1MPa
2.2.3、系统类型
根据该图书馆的实际情况，本设计采用侧边末端型系统。
2.2.4、喷头布置
应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于下表的规定，且不宜小于2.4m。
矩形或
一只
喷头与端
喷水强度
正方形布
平行四边形
喷头的最
墙的最大距离
2
置的边长（m）
布置的长边
大保护面
（L/minm）
（m）
边长（m）
积（m2）
4
4.4
4.5
20.0
2.2
6
3.6
4.0
12.5
1.8
8
3.4
3.6
11.5
1.7
消防工程课程设计
≥123.03.69.01.5
注：
1仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。
2喷水强度大于8L/min﹒m2时，宜采用流量系数K＞80的喷头。
3货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。
同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距
根据该馆平面图，本设计采用标准玻璃头喷头，公称直径为K=4.2。
15mm，喷头的特性系数为
（1）理论作用面积尺寸确定。
自动喷水灭火系统的喷头按正方形布置，正方形布置的边长点处划定矩形作用面积，其长边长度按下式计算：
3.5m，在下图最右侧节
l
＝1.2
F
式中
L——矩形作用面积的长边（
m）；
F——计算作用面积（
m2）；本设计
F＝160m2。
代入得理论长边
L＝15.2m。
支管上动作喷头数的确定：
设计矩形宽度为16m，直管两端的喷头距墙面两个喷头之间距离为3.5m，14/3.5=4，因此每支管上设5个喷头。
1.0m，相邻
离为
支管排数的确定：
设计矩形长度为
3.5m，即28/3.5=8,因此取9排。
30m，两端的喷头距墙面
1.0m，相邻两支管之间距
从最不利喷头所在支管算起，相邻三排支管的喷头作用面积确定：
喷头靠近墙面每排支管作用宽度为3.5m，因此作用宽度为11.5m，从而得到：
1m，
16*11.5=184m2。
2.2.5、喷头设计图（如下）
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2.2.6、系统水力计算
自动喷水系统管网轴测图：
从最不利点喷头1（右上角）开始，逐段计算流量，水头损失，逐点计算工作压力，作用面积后
的管段流量不再增加，最不利点喷头I的工作压力为P=0.1mpa
计算过程：
逐点法计算原理图如下：
⑴用喷头流量系数法求支管上各喷头的流量。
现在以上图为例说明计算过程。
管道的局部水头损失，采用当量长度法计算（参照表）。
计算公式如下：
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H=i×（L+L/）
1.支管Ⅰ尽端的喷头1为整个系统的最不利点，在规定的最小工作压力
H1的作用下，喷头1的流量为：
q1KH1=4.20.10=1.33L/s
公式中：
Q---喷头出水量
K---喷头流量特性系数，其数值为4.2。
2.喷头2的流量为：
h1-2
=i*（L+L
/）=0.01×4=0.04Mpa
q2
K[（H1
h12）]1/2
K
H2==4.2×（0.14）1/2=2.9L/s
式中h1~2为各自管段的水头损失。
3.节点6处的流量为：
q6Q56*（
H6
1）
H5
4.其后各段，再依次逐段进行计算，直到将作用面积内的所有支管的喷水量全部计算完成。
水力计算结果：
节点/管
特性
水压H
节点流
管段流
管径
流速
管长
单位长
当量长度
水头损失
段
系数
（MPa）
量
量
（DN
（m/s）
（m）
度水头
L′（m）
h（MPa）
q（L/s）
Q（L/s）
）
损失i
1
0.100
1.33
1-2
4.2
1.33
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