消防工程毕业设计secret.docx
《消防工程毕业设计secret.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《消防工程毕业设计secret.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
消防工程毕业设计secret
二十五层住宅消防工程毕业设计
河池金都二十七层商品楼消防工程设计
本设计为河池金都房地产楼建筑给排水系统设计与消
防系统设计（地上二十五层，地下一、二层）。
消防给水系统：
包括消防栓用水量和湿式自动喷淋灭火系统；地下室消防贮水池贮备2小时室内消防栓用水量和1小时自动喷淋灭火系统用水量，火灾前10分钟消防用水由天面消防水箱供给。
关键词：
高层建筑消火栓给水系统；自动喷水灭火系统；
一、概述
该综合楼是一栋二十七层的综合住宅建筑。
地上二十五层，地下一、二层；地下室功能为平时汽车库、发电机房、消防水池。
水泵机组、水池设于地下一层。
四～二十五层为住宅，二十五层为复式住宅，具体构成及房屋布局见二十五层平面与四～二十四层平面相似。
天面层设有高位水箱。
根据建筑的性质、用途等要求，要求消防给水安全可靠，设置独立的消火栓系统及自动喷水系统。
每个消火栓箱的设按钮，消防时直接启动消防泵，生活用水泵要求自动启动，管道全部暗装敷设。
二、建筑消防系统
本建筑地下部分深7.2米，地面部分高84.60米，按高层民用建筑设计防火规范，自动喷水灭火系统设计规范规定：
消火栓用水量室外15L/S,室内30L/S，每跟竖管最小流量10L/S,每支水枪最小流量5L/S。
本建筑属于危险等级一级，设计喷水强度8L/min·m2，设计作用面积160m2。
火灾延迟时间：
消火栓系统以2h计；自动喷水灭火系统以1h计。
室内消防灭火总水量148.60m3，自动喷水灭火总水量为127.62m3，消防前十分钟储水量24.8m3。
1、室外消火栓系统
建筑附近120m内有市政消火栓可利用，故建筑不需要自己
设室外消火栓。
2、室内消火栓系统
建筑总高84.60m，规范规定静水压大于80m时系统需要分区，故本建筑室内消火栓系统采取分区。
管网竖向及水平形成环网，且保证相邻两支消火栓水枪充实水柱同时到达室内任何部位，系统消火栓水枪充实水柱不小于10m。
栓处静水压不大于80m；当动亚超过50m时，设减压消火栓。
大楼电梯前室设带自救水喉的消火栓箱（DN65mm消火栓），配25m长的麻质水龙带，水枪喷嘴口径19mm。
室内消火栓系统在建筑南面墙设地上式水泵接合器。
屋顶设试验消火栓。
3、自动喷水灭火系统
采用湿式自动喷水灭火系统，系统分两个区，上区为二层至二十一层；下区为地下室与首层。
每层（或每个防火分区）均设水流指示器，火灾发生时讲信号传至消防中心报警，并由湿式报警阀继电器自动控制洒水泵。
本建筑属于中危险等级一级，设计喷水强度8L/（min·m2）,设计作用面积160m2，每只喷头的保护面积等于7.625m2，喷头按矩形布置时喷头最大间距为3.6m。
喷头采用玻璃球闭式喷头，动作温度为68℃。
汽车库采用直立型喷头，障碍物（如梁、通气管等）采用下垂型喷头，特殊位置设边墙型喷头，住宅公共走道采用吊顶型喷头。
系统在-1~14层的蝶阀与水流指示器间设有减压孔板减压，以达到配水支管入口压力不超过0.40MPa的规范要求。
下区喷洒水泵扬程较低，配水支管入口压力不超过0.40MPa，因此配水支管处设减压孔板减压。
但火灾前十分钟由水箱喷淋直立管供水，其动压大于0.40MPa,因此在水箱喷淋直立管与该区湿式报警阀间设减压阀减压。
消火栓管和喷淋管采用镀锌钢管，DN≤100mm时，丝扣连接；DN＞100mm时焊接。
消防水箱给水立管XL采用加厚镀锌钢管。
4、前十分钟消防全自动供水设备
天面水箱贮水量为18，稳压设施为小流量、低扬程的稳压泵及一个450L的自动补气式气压罐。
设于顶层电梯检修间内。
水箱补水由生活高区管网供水。
选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:
流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。
第2章 建筑消防系统
2.1 室内消火栓给水系统
2.1.1 方案选择
根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防系统确定方案为：
1、设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统
室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和
水压要求时，宜设置水泵和水箱。
消防用水与生活、生产用水合并的室内消火栓给水系统，其消防泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内管网最不利点消火栓的水压。
水箱应贮存10min的消防用水量。
按照高层建筑的高度来考虑，室内消火栓给水系统有分区和不分区两种类型。
该建筑的建筑高度为70.2m，但由于有大型消防车的供水支援，故室内消火栓给水系统可不分区。
2、按消防给水压力，消火栓给水系统确定为：
临时高压给水系统
临时高压系统有两种情况：
一种是管网最不利点周围平时水压和水量不满足灭火要求，火灾时需启动消防水泵，使管网压力、流量达到灭火要求。
另一种是管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施来保证，在泵房内设消防水泵，火灾时需启动消防泵使管网压力满足消防水压要求。
临时高压给水系统需有可靠的电源，才能确保安全供水。
因此，该高层建筑火灾时需启动消防水泵，并且该建筑有可靠的电源，故该建筑采用临时高压给水系统。
3、根据消防给水系统的供水范围，室内消火栓给水系统分确定为：
独立的消火栓给水系统
即每幢高层建筑设置室内消火栓给水系统。
这种系统安全性高，但管理比较分散，投资也较大，在地震区、人防要求较高的建筑以及重要建筑物宜采用独立的室内消火栓给水系统。
综上，该建筑室内消火栓给水系统采用设消防泵、水箱不分区的临时高压独立给水系统。
2.1.2 消火栓布置
消火栓应设在明显易于取用的地点，如走廊过道等，消防电
梯前室、楼梯间都应设消火栓。
消火栓的保护半径为28.5m，在屋顶处设有检验用消火栓1个。
该建筑均采用同一规格的消火栓水枪和水带，选择口径为65mm的单出口消火栓，喷口直径df=19mm，麻织水龙带长度Ld=25m。
对于临时高压给水系统，每个消火栓处均设有远距离启动消防水泵的按钮，为防止误启动，按钮有保护措施。
消火栓水枪的充实水柱长度通过水力计算确定，但考虑该建筑高度为70.2m，为保证灭火效果，所以水枪充实水柱长度取为12m。
消火栓的出水方向与设置消火栓的墙面成90º，离地1.1m
2.1.3 消火栓系统用水量
本建筑属于一类高层普通住宅建筑。
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定，室内消火栓用水量为20L/s，每根竖管最小流量为10L/s，每支水枪最小流量5L/s。
室外消火栓用水量为15L/s。
水枪的充实水柱长度取12m，喷嘴流量为5.16L/s，该幢建筑发生火灾时能保证同时供应4股水柱，并能保证任何部位发生火灾时，同层都有每股流量不少于5L/s、充实水柱不
小于12m的两股水柱同时到达。
故消防立管管径为DN100，环管管径为DN150。
当消火栓栓口出水压超过0.5MPa时，使用减压消火栓。
根据消防用水量20.64L/s，设2组水泵结合器。
火灾初期10min消防用水量由屋顶水箱供应，10min后则由消火栓处启泵按钮直接启动地下室消防水泵供应。
2.1.4 消防水泵的选择
选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:
流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。
2.1.5 消火栓系统组成
系统由消防泵、消防管网、减压孔板、消火栓和水泵结合器等组成。
2.2 自动喷水灭火系统
2.2.1 方案选择
根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB500084-2001），此
建筑的火灾危险等级属于中危险ⅱ级，故其设计喷水强度为8L/min·m2,设计作用面积为160m2，系统喷头的工作压力为0.10MPa。
湿式自动喷水灭火系统
适用场所：
在常年温度不低于4℃且不高于70℃能用水灭火的建筑物、构筑物内。
系统特点：
结构简单，使用方便，可靠，便于施工管理，灭火速度快，控火效率高，使用范围广，它占整个自动喷水灭火系统的75%以上。
根据提供的建筑条件，采用湿式自动喷水灭火系统。
2.2.2 设置场所
考虑到该建筑火灾危险等级属于中危险级І级，除屋顶水箱间、加热间、器材室、电梯机房，地下室消防器材室、消防控制中心、水泵房、冷冻机房、变配电间、发电机房，各层住宅外均设置自动喷水灭火系统。
2.2.3 喷头布置及选用
本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。
喷头的水平间距一般为3.2m和3.6m，不大于4.0m。
个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.6m，不大于1.7m。
地下车库内为保证每个车位至
少有一个喷头作用，其喷头间距偏小。
2.2.4 系统设置
根据规范规定，湿式自动喷水灭火系统的每个报警阀控制的喷头数不宜超过800个，该系统中喷头数462个不超过800个，所以不用分区。
在地下层值班室外面设一个湿式报警阀，每层横干管上设微动开关闸阀及水流指示器，在消防中心显示系统的工作状态。
为定期进行安全检查，各层均设置末端试水装置，废水排入污水盆。
为加强供水在室外设有2个水泵接合器。
火灾初期
10min消防用水量由屋顶水箱供应，10min后则由湿式报警阀延时器后的压力开关自动启动消防水泵供应。
2.2.5 报警阀、水流指示器的选型
湿式报警阀选用ZSFZ型，水流指示器选用ZSJZ型，水力警铃选用ZSJL型。
2.2.6 喷洒泵的选择
选用上海凯泉KQDL80-20×8立式多级喷淋泵2台，一用一
备。
其参数为：
流量Q=32～65.0（L/s），扬程Hp=1.68～1.40（MPa），转速n=1480r/min,效率η=60%～72%，必需气蚀余量2.1～2.8米，电机功率为45kW。
2.2.7 系统组成
系统包括喷洒泵、喷洒管网、报警装置、水流指示器、喷头和水泵结合器等。
2.4 室外消火栓给水系统
室外消火栓系统为低压制，消火栓用水由街道上的消火栓提供。
生活水池和消防水池共用，（详见室内给水系统），设在地下室。
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定，室外消防用水量为15L/s，每个室外消火栓用水量为10~15L/s，在室外环状消防给水管网中设置3个室外地上式消火栓。
室外消火栓距该建筑外墙的距离不小于5.00m，并不大于40m，距路边的距离不大于2.00m。
3.2建筑消防系统设计与计算
根据设计条件，参照《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005年版）（以下简称《高规》）及《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）（2005年版），确定该建筑为一类建筑，火灾危险等级为中危险级。
根据《高规》，该建筑需要设置室内消火栓给水系统，室外消火栓给水系统及自动喷水灭火系统。
同一时间的火灾次数按一次计。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第5.0.1规定，自动喷水灭火系统的喷水强度为8L/min·，作用面积为160，经计
算自动喷水灭火系统消防用水量=21.33L/s.底层消火栓所承受的静水压力小于0.80MPa，故系统可不分区。
消防贮水量按满足火灾延续时间的室内消防用水量计算，消火栓用水量按2h计，自动喷淋按1h计
V消防水池=3.6Q+3.6Q×T
=3.6×35.45+3.6×20.64×2
=276.23m
V--消防水池贮水量，m；
Q --自动喷淋灭火系统消防用水量，L/s;
Q --室内消火栓系统消防用水量，L/s;
T --火灾延续时间，h,查表消火栓采用2h，喷淋采用1h.
消防水箱的储水容积按10min室内消防储水量计
室内消火栓流量取20L/S，自动喷淋系统流量取21.33L/S
V消防水箱=0.6（Q+Q）=24.8m
考虑到自动喷淋和消火栓一般不会同时使用，为避免水箱容积过大，按规范取消防水箱容积为18m.
根据标准图集（图集号02S10）：
消防水箱选用18#矩形给水箱L×B×H=3800×2600×2000，公称容积19.8m 。
为保证最不利点消火栓静水压力不低于0.08MPa水箱出口处设加压阀。
3.2.1消火栓系统的设计计算
1.消火栓间距确定
⑴ 消火栓保护半径：
Rf=C·Ld+Ls
—水带展开时的弯曲折减系数，取
Ld—水龙带的有效长度；
Ls—充实水柱的垂直长度。
Rf=0.8×25+12=28.5m
⑵ 消火栓的布置间距
L=
bf—消火栓最大保护宽度，再此取16m;
L==23.6m
故每层在走廊固定管槽处设置2个消火栓，单排布置，另外，消防电梯的前室也须设1个消火栓（电梯前室消防立管）。
⑶ 消防管道系统计算
① 选用DN65的消火栓，水枪口径为19mm,麻质水龙带长度L=25m，充实水柱长度L=12m。
② 水枪喷口压力
水枪造成12m充实水柱所需的水压Hq按下式计算：
Hq=
—与水枪喷口直径df有关的系数；
—实验系数；
HM—充实水柱长度，m
Hq==0.169Mpa=16.9mH2O
③ 水枪喷嘴射流量
qxh=
B—水流特性系数,当水枪口径19mm时，B=1.577；
qxh==5.16L/S>5L/s 满足要求，
故水枪喷射流量为5.16L/S。
④ 水龙带沿程水头损失
水龙带采用麻质水带，当直径为DN65时，Az=0.0043.
水龙带沿程水头损失：
hd=AzLdq2xh×10
Az—水龙带的阻力系数
hd—水龙带水头损失
hd=0.0043×20×5.162×10=0.0229Mpa=2.29mH2O
⑤最不利层消火栓出口所需水压
Hxh=Hq+hd=16.9+2.29+=19.2mH2O=0.19MPa
⑥消防给水管道水力计算
根据规范,该建筑发生火灾时需4支水枪同时工作,最不利消防立管水枪数为2支,相邻消防立管水枪为2支.从是理论上讲,20、19、18层消火栓处压力不同，如19层消火栓处压力为：
（20层消火栓处压力）＋（层高3.00m）+（20~19）层消防竖管的沿程水头损失，计算出19层消火栓水枪射流量比5.16Ｌ/s大．另外，每根消防立管消防射流量不可能相同，
但变化不大，可忽略这些增大因数，4支水枪射流量都按5.16L/s取值，则最不利消防立管
与相邻消防立管实际流量分别为10.4L/s，消火栓系统实际总流量为20.4L/s．
立管考虑2股水柱作用，采用DN100钢管，考虑该建筑发生火灾时消火栓环状给水管保证同时考虑4股水柱作用，采用DN100钢管。
供水系统按枝状管网计算，最不利计算管路（0-2-4）。
进行消火栓给水系统水力计算时，按图以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表：
消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
管段设计秒流量／（L/s）
管长／m
管径DN/mm
V/（m/s）
i/KPa/m）
沿程水头损失iL/KPa
0~1
5.16
3
100
0.60
0.079
0.238
1~2
10.32
3
100
1.19
0.286
0.857
2~3
10.4
53
100
1.19
0.286
15.234
3~4
20.8
12
150
1.22
0.191
2.3
总计
18.63
注：
局部水头损失按沿程水头损失10%计为1.863kPa,总水头损失为20.5kPa
2、消防水泵计算
1）最不利点处消火栓到消防水池最低水位高层差
59.0+1.10+4.80=64.90m=649kPa
2）消防水泵到最不利消火栓处的总水头损失为20.5kPa
3）消防水泵所需扬程
H=h+h+H=20.5+649+192
=104.6m
选择消火栓泵为XBD11.7/20-DDL型立式多级消防泵两台,一备一用.其设计参数:
流量Q=24L/s,扬程Hp=112m,转速n=2950r/min,η=70%，电机功率N=55kW。
3、水泵接合器
按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-1995）规定：
每个水泵接合器的流量应按10-15L/s计算，本建筑室内消防水泵的设计水量为20.64L/s,故设置二个水泵接合器，型号SQB100。
消防水泵接合器安装与建筑外墙上，以满足明显、使用方便的要求。
4、消火栓减压
当消防泵工作时，当消火栓处的压力超过0.5MPa时就应该采取减压措施。
十层以下采用SNJS65型稳压减压消火栓，十层以上采用SN65普通型消火栓（图集L03S004，36页）。
消防用水从4点入口时，20层1号消火栓是最不利点．
该处的压力为0.10MPa，流量5L/s．
19层2号消火栓的压力应等于＋（层高3.0m）+（19~20层的消防竖管的水头损失）
DN100钢管,当q=5.16L/s时,查水力坡降i=0.0079,则
19层消火栓的消防出水量为:
L/s
1点与4点之间的流量:
5.16+5.92=11.08L/s,DN100钢管,
水力坡降i=0.00372,管道长68m,则1～4点之间水头损失为:
68×0.0372×（1+10%）=2.7m=0.027MPa
消防给水管网入口4点所需水压为
58+19.2+（0.02+2.7）=80.02m=0.80MPa
从上计算可知,20层消火栓栓口动水压为0.192MPa,19层消火栓栓口压力为0.22MPa.同理,18层消火栓处的压力应等于＋（层高3.0m）+（18~19层的消防竖管的水头损失）,应为
22.20+3+3×0.0372×（1+10%）=25.32m=0.25MPa
同理,计算出从17层至底层的消火栓动水压力.各消火栓的剩余压力即为动水压力减去保证消火栓流量5.2L/s时栓口的水压为19.8m,将计算结果列于下表
层数
动水压强（Mpa）
剩余水压（Mpa）
减压后实际水压（Mpa）
20
0.19
0
19
0.22
0.03
18
0.25
0.06
17
0.28
0.09
16
0.31
0.12
15
0.34
0.15
14
0.37
0.18
13
0.4
0.21
12
0.43
0.24
11
0.45
0.27
10
0.48
0.30
9
0.51
0.21
8
0.54
0.24
7
0.57
0.27
6
0.6
0.30
5
0.63
0.33
4
0.66
0.36
3
0.69
0.39
2
0.72
0.42
1
0.77
0.47
-1
0.80
0.50
从表中看出﹣1~10层的消防栓动水压力超过0.5MPa,故应设置DN65的减压稳压式消防栓,进口压力为0.4~0.8MPa,出水口压力为0.3MPa稳压精度0.05MPa.
5、消防水箱设置高度确定及校核
设置的消防储水高位水箱最低水位67.70m，最不利消火栓几何高度H=60.1m,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为,水箱出水口至最不利消火栓沿程水头损失为
0.637×14.5=9.24kPa
总水头损失为
水箱满足最不利点最不利消火栓用水要求的最低水位为
水箱安装高度不能满足最不利消火栓所需压力,应设置稳压
泵增压.和气压罐。
6、增压与稳压设施的选用
发生火灾的10分钟内由屋顶消防水箱供水，但屋顶消防水箱安装高度一般很难保证高区最不利点消防设备的水压要求。
当水箱安装高度不能保证室内最不利点消防设备的水压
要求时，应采用气压给水设备或者稳压泵等局部加压设施来补充水压，所补充的水压应能满足消防时最不利点消防栓口的水压要求。
室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应该满足一个消火栓的用水量。
按照《高规》，第7.4.7.2条规定，需要设增压设施。
增压设施选用带小型气压罐的补压装置。
使用稳压泵增压的缺点在于启动频繁,用气压罐增压调节容积又很小，综合考虑两方面的因素，增压设施采用稳压泵和小型气压罐联合使用,将其设置在屋顶气压罐给水间里。
消防给水系统稳压泵是系统平时维持压力的水泵，对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。
稳压泵的压力可根据系统压力而确定，稳压泵的压力可根据系统压力而
确定，一般稳压泵的压力比主泵高0.1Mpa—0.2MPa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍—1.2倍。
气压给水罐消防调节水容量为为两支水枪和五个喷头30s的用水量，即
故选择SD600-6隔膜式自动气压罐给水设备，其容积为0.45m3。
室内消火栓给水系统的增压泵，其出水量应满足一个消火栓的用水量5.16L/s。
稳压泵的扬程为：
—（水箱最低消防水位—）=19.2-（67.70-60.1）=11.6m
选择XBD2.0/5-50L型稳压泵，其参数为：
Q=6L/S，H=16m，N=2.2KW，n=1450r/min，η=50%。
在屋顶设置一个试验消火栓，实验时只需一股水柱工作，流量减少，水泵扬程提高，完全能满足屋顶试验消火栓有10m水柱的要求，不再进行核算。
3.2.2闭式自动喷水灭火系统的设计计算
1、管系水力计算
设计基本数据
根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB500084-2001），此建筑的火灾危险等级属于中危险ⅱ级，故其设计喷水强度为8L/min·m2,设计作用面积为160m2，系统喷头的工作压力为0.10MPa。
此高层建筑70.20m,喷头总数不超过800个，静水压不超过1.2MPa，不用分区。
但由于2层以上喷淋部分
用塔楼布置方式计算最不利管段，地下层跟首层用面积法计算最不利面积。
2、喷头的选用和布置
首层设计采用作用温度为57℃闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。
喷头的水平间距一般不大于3.6m。
个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.5m，不大于1.8m.喷头采用3.05×2.7m矩形布置。
3、作用面积划分
首层作用面积选定为矩形，长边，
短边=。
在首层划分最不利作用面积，要求的喷水强度为8L/（min·m2）,作用面积：
15.2×10.5=160m2
由图可知1只喷头的保护面积等于7.625m2.因此作用面积内的喷头数应为160÷7.625=20.98只，取21只。
实际作用面积为21×7.625=160.125m2。
最不利作用面积中共布置21个喷头，其平均保护面积：
160/21=7.62m2
其中一只喷头最大保护面积：
3.05×2.5=7.625m2 其误差为9.9%，小于20%，因此喷头的布置间距符合规范要求。
4、水力计算
一，首层按作用面积保护法计算：
1）喷头1出水量为
升级会员 