致远楼防火防爆技术课程设计.docx
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致远楼防火防爆技术课程设计
课程设计
课题名称致远楼防火防爆课程设计
专业名称安全工程
所在班级安全B104班
学生姓名陈健
学生学号201010044414
指导教师马辉
【摘要】：
本文通过对中区致远楼进行实地考察，找出中区致远楼内存在的火灾爆炸隐患，发现在消防安全上的问题，并结合自己所学的知识和了解到的，应用古斯塔夫建筑火灾危险性分析方法对致远楼进行火灾危险性分析，在此基础上提出应采取的消防安全措施。
【关键词】：
致远楼火灾爆炸隐患古斯塔夫消防安全措施
1.前言
随着我国经济和城市化的快速发展，各类大型建筑物越来越多，功能也越来越复杂，火灾形势也日趋严重。
近年来，国内外发生了许多重特大建筑物火灾，不但给家庭和社会带来沉重的精神和经济负担，而且在国际上产生了很大的不良影响。
建筑物火灾已经成为城市中最为严重的公共灾害之一。
因此，对建筑物进行火灾危险性分析，对减少建筑物火灾具有重要意义。
2致远楼简介
我校致远楼位于我校中区，是学校教学楼的重要组成部分，华北科技学院的大部分学生的上课活动都在这里进行。
致远楼位于学校中区，北边是海邮大街，东边为华北科技学院图书馆，西边为防灾科技学院。
南面为华北科技学院运动场。
具体情况见图1.
图1致远楼地理位置图
致远楼一共十二层，占地面积约为2125m2，建筑高度约为45m。
致远楼建筑一层、二层、三层、四层的平面图分别见附图二、三、四、五。
主楼梯位于致远楼的中央处，电梯分布于致远楼的东西两侧。
一层南面为大厅，其中东面为保卫处值班室，东南面为会议室，北门的西侧为第六阶梯教室，北门的东侧为第十一阶梯教室。
一层楼梯的西侧有报告厅和合教一和合教二，还有管理室和男女卫生间以及辅助行人的楼梯；一层楼的东侧除了保卫室和会议室还有监控室、辅助楼梯以及男女卫生间。
二楼的楼梯和电梯布置和一、三、四层的是完全相同的。
在一层保卫室和监控室的上方就是管理系工商管理教研室，一层会议室的上方是ERP实验室，东侧男女卫生间的位置没有改变；在主楼梯的西侧增加了现代管理实验室中心机房，在一层大厅的上方改为休息廊；在一层西侧的男女卫生间的上方是现代管理中心机房，男女卫生间布置在了电梯的西侧，其中一层报告厅的上方是现代管理实验中心，合三和合四的分别在合一、二的上方。
三层布局与二层不相同的是二层的东侧管理系工商管理教研室上方是男女卫生间，二层男女卫生间的上方是教室20307和文法系法学教研室，二层主楼梯西侧的现代管理实验中心在三层为教室20308；二层正西的现代管理实验中心在三层是文法系文秘档案实验室，南侧的现代管理实验中心机房被在三层是教室20305；靠南的合三、合四的上方分别对应合五、合六并且在教室的东面增加了多媒体室。
致远楼每层有安全出口三个分别是中间与两边楼梯。
致远楼四层到十层的布置是一样的，东西走向的走廊将致远楼分为南北两个部分，其中北侧东西两侧分别是男女卫生间，卫生间的内侧就是电梯，电梯的内侧分别是辅助楼梯，辅助楼梯的内侧分别是教室20408和教室20407，东侧的是20407，西侧的是20408；南边的都是教室，从西往东分别是20406、20405、20403、20402、和20401。
一楼大厅正门有五个个安全出口，东侧楼梯旁有一个安全出口，合教的东侧有一个南门，在大厅的北侧也就是北门有六个安全出口。
这些就是中区致远楼情况的一些简介。
图2致远楼一楼平面图
图3致远楼2楼平面图
图4致远楼3楼平面图
图5致远楼4楼平面图
3、现有的消防设施
地下一层有消火栓3个，灭火器30个，分别分布在走廊的两侧。
致远楼首层有消火栓12个，灭火器22个，东门正对的柱子旁边有一个灭火箱辅助楼梯的入口处有一个灭火箱，南门的入口处左侧有一个灭火箱，卫生间的旁边有一个灭火箱，西侧辅助楼梯的入口处，有一个灭火箱，在北门的两侧分别有一个灭火箱；消火栓分别分布在走廊的两侧（共4个），两个辅助楼梯的旁边（各1个）,两个阶梯教室门口（各2个），两个合教室门口（各1个）。
致远楼的二层有消火栓10个，灭火器24个，分别分布在走廊的两侧，阶梯教室的门口，合教的门口或旁边。
消火栓同样也是分布在走廊的两侧（共四个），两个阶梯教室的门口（各2个），合教的门口（各1个）。
致远楼三层有消火栓7个，灭火器27个。
灭火器分别分布在走廊的两侧，以及合教的门口，而消火栓分布在走廊的两侧（共4个），两个合教室（各1个），东侧楼梯口（1个）。
致远楼四层及以上，每层灭火器有消火栓5个，灭火器15个，灭火器分布在走廊的两侧，消火栓除去布在走廊两侧的4个，在东侧楼梯口还有一个。
总体来说，由于致远楼建成的时间比较短，投入使用的年份较晚，消防设施都比较新，能够完成消防灭火的任务。
从灭火器的标识上可以看出，灭火器都是刚刚更换不就的，灭火器的压力都能够达到要求的标准。
消火栓的橡胶管，没有出现老化等不符合灭火器标准的标志。
同时，在致远楼的一、二、三层除了灭火器和消火栓外还有防火帘，这些防火帘能够有效的防止大火的蔓延，在发生大火时能够有效的起到防火的作用。
在一楼大厅分别有首层，二层，三层，四层及以上的整体布置图，同时有在发生紧急情况时，引导人们迅速撤离的紧急疏散路线图。
4、高层建筑物的特点和危险隐患
教学楼消防设计改进
4.1消防设施与器材，教学楼消防设施与器材主要包括灭火器消火栓消防栓箱应急灯消防报警装置等。
经实际考察上述器材的数量及配置方位都符合设计要求。
但是也存在一些问题。
如消防栓箱不易打开、消防报警装置和应急灯无法正常工作或被认为损毁。
改进措施学校应加强对消防设施的日常维护并加强学生的消防消防器材保护意识。
4.2安全疏散，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定结合第三教学楼实际教学楼共设有6个安全出口。
但是经实地考察只有教学楼西侧的三个出口是正常打开的。
一旦发生火灾从位于教学楼一层的消防控制室至教学楼南北两侧的安全出口各只有一条通道值班人员短时间内无法开启所有出口。
教学楼始建于2008年如今学校的在校生人数已经翻倍。
第三教学楼作为学校最主要的教学楼是学生及教师日常活动的主要场所人员密集。
仅靠三个出口是无法快速疏散的。
改进措施学校应打开所有的安全出口并定期开展相关的应急疏散活动。
4.3管理措施改进建议
1）建立相关组织明确责任随着高校的发展以前松散的管理模式已经不能适应现代高校消防安全管理的要求必须按照《中华人民共和国消防法》和《高等学校消防安全管理规定》的要求建立健全相关组织确定各级、各岗位消防安全责任人落实逐级消防安全责任制和岗位消防安全责任制明确逐级和岗位消防安全职责。
如成立防火安全委员会定期召开会议分析学校防火工作中存在的问题研究解决相关事项安排部署下阶段的防火工作。
成立义务消防组织定期组织消防专业知识培训、开展消防业务训练不断提高组员的消防业务能力。
明确消防安全责任人、消防安全管理人、专职消防人员和兼职消防人员逐级签订《消防安全责任书》落实层层管理做到消防安全工作有人抓、有人管、有人负责。
2）健全相关制度加强管理高校要按照《中华人民共和国消防法》和（《高等学校消防安全管理规定》的要求结合学校的发展情况有预见性地建立健全适合本校的消防安全管理制度并切实落实是做好学校防火工作的基础。
如建立数据准确、内容全面、分类科学的防火档案是拉动防火工作有序开展的重要措施。
建立并落实《教学楼管理规定》是做好学生宿舍消防安全的重要保障。
建立针对学生宿舍、图书馆、食堂（餐厅）、教学楼、体育场（馆）、会堂等人员密集场所的（《应急疏散预案》并定期开展演练是确保上述场所发生火灾时减少人员伤亡的有效措施。
建立并实施《消防设施设备检查、维护保养制度》能确保消防设施设备的完整有效。
建立并执行《消防安全检查制度》、《防火巡查制度》和《火灾隐患整改制度》能及时发现和消除火灾隐患确保校园安全。
3）加强消防培训提高意识高校应结合自身情况定期、分批组织全体教职员工、学生开展消防安全教育培训不断提高全校师生员工的消防安全意识增强其防火、灭火和火场自救逃生的能力。
如将消防安全教育培训的内容纳入教学计划增加一定课时的消防知识课程系统讲解消防理论知识培养学生的消防安全素质。
聘请消防专家开展专题消防知识讲座通过对典型案例的分析对平时容易忽略的致灾因素的解析让广大师生员工脑海中紧绷消防安全这根弦。
定期组织志愿消防队等消防组织进行防火知识和灭火技能培训不断提高相关人员发现火灾隐患和扑救初期火灾的能力。
定期组织消防演练在实战中检验相关人员对消防知识的掌握情况。
开展多种形式的消防宣传随时提醒广大师生员工遵守消防安全规定
5、建筑物的火灾危险程度GR分析和建筑物内火灾危险度IR分析
可燃物折合标准木材重量估算值：
桌椅门包含木质结构，一套桌椅折合木材重约10kg，一套门重约为15kg，一扇厕所门板10kg。
地下室：
地下室有风机房、学上档案室、高压配电室、低压配电室和变电所配电室，配电室里面主要是一些电气设备，每个单位可燃材料折合为木材约400kg。
档案室里面主要是一些书籍资料折合木材重约350kg。
其中可移动燃烧物总量为2350kg。
一楼：
分别是会客室、贵宾室、保卫室、管理室和接待室，每个单位可燃材料折合为木材约400kg。
教室合教一和合教二，合教一和合教二分别有桌椅72套、89套，阶梯教室—阶六、阶十一，每个有桌椅120套，报告厅有桌椅240套。
厕所门40扇。
其中可移动燃烧物总量为8810kg。
二楼：
二楼有三个ERP实验室，每个单位可燃材料折合为木材约400kg，教室合三、合四，合三教室有桌椅44套，合四教室有桌椅66套，阶梯教室八、九，每个有桌椅120套。
厕所共有22套门板。
二楼可移动燃烧物1200+1100+2400+220=5920kg。
三楼：
有文秘档案室、计算机资料阅览室、法学教研室，每个单位可燃材料折合为木材约400kg，教室合五、合六，301桌椅40，302桌椅36，305桌椅36，307桌椅36，308桌椅44。
厕所门24扇。
三楼可移动燃烧物总量为1200+400+360+360+360+440+240=3360kg。
四楼：
有思想政治教研室、教师休息室，每个单位可燃材料折合为木材约400kg，401桌椅32，402桌椅36，403桌椅48，404桌椅48，405桌椅40，406桌椅36，407桌椅44，408桌椅40，厕所门24扇，四楼可移动燃烧总量为800+320+360+480+480+400+360+440+400+240=4280kg
五楼：
有文法系实验室，501桌椅32，502桌椅36，503桌椅48，504桌椅48，505桌椅40，506桌椅36，507桌椅44，508桌椅40，厕所门24扇。
五楼可移动燃烧物总量为3830kg。
六楼：
有新闻室，新闻教研室，601桌椅32，602桌椅36，603桌椅48，604桌椅48，605桌椅40，606桌椅36，607桌椅44，608桌椅40，厕所门24扇。
六楼可移动燃烧物总量为4280kg。
七楼：
教室休息室，汉语言教研室，701桌椅32，702桌椅36，703桌椅48，704桌椅48，705桌椅40，706桌椅36，707桌椅44，708桌椅40，厕所门24扇。
十一楼可移动燃烧物为4280kg。
八楼：
801桌椅32，802为日语系办公室，803桌椅48，804桌椅48，805桌椅40，806为大学英语第二教研室，807桌椅44，808桌椅40，厕所门24扇。
八楼可移动燃烧物总量为4360kg。
九楼：
901桌椅32，902为语音实验室，903为语音实验室，904为语音实验室，905桌椅40，906桌椅36，907桌椅44，908为副院长室，厕所门24扇。
九楼可移动燃烧物为4160kg。
十楼：
有大学英语第一教研室，大学英语第三教研室，文法系主任室，外语系学生管理科1001桌椅40，1004桌椅40，1005桌椅40，1006桌椅40，厕所门24扇。
十楼可移动燃烧物为1600+400+400+400+400+240=3440kg。
十一楼：
有办公自动化实验室，主任室，文法系会议室，文法系办公室，语音实验室，文法系资料室学生管理科，法律援助中心，1105桌椅40，厕所门24扇。
十一楼可移动燃烧物为2800+400+240=3440kg。
十二楼：
会计教研室，市场营销教研室，主任室，管理系办公室，副主任室，党总支书记室，管理系资料室、会议室，电子商务教研室，经济管理研究所，管理系团总支，管理系学生管理科，国际经济与贸易教研室，工商管理教研室，现代管理实验中心，商务（中加）教学调度室，旅游专业办公室。
厕所门24扇。
十二楼可移动燃烧物为6640kg。
5.1建筑物火灾危险度GR分析
根据古斯塔夫（GustavPurr）提出的有关公式，GR可用式
（1）计算：
（1）
式中Qm——可移动的火灾负荷因子；
C——易燃性因子；
Qi——固定的火灾负荷因子；
B——火灾区域及位置因子；。
L——灭火延迟因子；
W——建筑物耐火因子；
Ri——危险度减小因子。
上述各参数的取值方法如下：
Qm表示建筑物室内可移动的燃烧物对GR的影响，家具、衣物等都归入此类，通常采用折合标准木材的方法来表示。
5.1.1致远楼建筑面积为2125*12大约为25500平方米。
移动可燃物的量为M=56240kg/25500m2=2.205kg/m3。
查阅移动可燃物与Qm的关系表可知，移动可燃物两在0-15之间，所以Qm取值为1.0。
表１给出了移动可燃物与Qm关系：
移动可燃物量
（kg·m-2）
0～15
16～30
3l～60
6l～120
121～240
Qm
1.0
1.2
1.4
1.6
2.0
移动可燃物量
（kg·m-2）
241～480
48l～960
96l～1920
l921～3840
>2340
Qm
2.4
2.8
3.4
3.9
4.0
表１移动可燃物与Qm关系
5.1.2固定的火灾负因子Qi取值
每层建筑物构建可燃物有平均有20扇门，重约2400kg。
电线若干，重约800kg。
厕所平均每层有24套门板，主要是木材重约2880kg。
一共有十二层楼，所以致远楼固定可燃烧物总量约为6000kg。
所以Qi=6000kg/25500m2=0.0.235kg/m2。
由于支撑结构材料和墙壁材料均是混凝土、砖、钢，天花板材料是混凝土、钢，因此对照Qi的取值表可得出Qi=0。
Qi表示建筑物构件中的可燃材料，一般也用折合木材量表示。
表4给出相应木材量与Qi的取值关系及其相应的建筑物特点。
表2Qi的取值
可燃物量
（kg/m2）
支撑结构材料
天花板材料
墙壁材料
Qi
0～20
21～45
46～70
71～100
混凝土、砖、钢
钢
木材、钢
木材
混凝土、钢
木材
木材
木材
混凝土、钢、砖
混凝土、钢
混凝土、砖
木材、瓦、铁皮
0
0.2
0.4
0.6
5.1.3易燃性因子C取值
易燃性能分为4个等级，每一个等级对应这一个C值。
根据混合可燃物C确定原则，致远楼内混合材料中高危险等级材料含量小于10%，所以危险等级是由质量占90%以上的可燃物决定。
致远楼内主要可燃物为木材，可燃物等级为二级，所以查阅易燃性能取值表可知C应当取1.2。
表3易燃性能C取值
可燃物等级
可燃物名称
C
l
黄油、花生油、润滑油、切削油、醋酸纤维素、漂白粉、氯化氢、碳酸氢铵、氧化铝
1.0
2
柴油、沥青、原棉、碳、活性炭、甲酸、樟脑等
1.2
3
乙醇、粉末铝、地板蜡、华弹、冰醋酸、丁醇等
1.4
4
汽油、烷类、碱金属、无水氨、纯乙醇、清漆等
1.6
当可燃物混合存在时，c确定原则见表3
表4混合可燃物C确定准则
混合材料中高危险等级材料含量
％
相应的危险等级
<10
lO～25
>25～50
由质量占90％以上的可燃物决定
由质量占75％以上材料的危险等级加1决定
由质量占25％以上的高危险等级的材料决定
5.1.4火灾区域及位置因子B取值
由于致远楼的火灾区域在大于10000m2之间,层数为12层，高度为45米，所以B值取2.0。
B表示建筑物火灾区域对灭火活动难易程度的影响。
一般分为4级。
表5给出特征因素对B取值的影响。
表5B的取值
等级
建筑物特征
B
l
2
3
4
火灾区域小于1500㎡，层数小于3层，高度小于10m
火灾区域l500～3000㎡，层数4—8层，高度10．25m，地下1层
火灾区域3000～10000㎡，层数大于8层，高度大于25m．地下2层以上
火灾区域大于10000㎡
1.0
1.6
1.8
2.0
5.1.5灭火延迟因子L取值
在燕郊的消防机构主要是三河市公安消防大队燕郊消防特勤站共配备有5辆消防车，人员20余人地理位置位于汉王路和汇丰大街交汇处，距离华北科技学院3.5km,可以在十分钟内到达火场。
燕郊开发区紧邻北京市通州区，当火势迅猛难以扑灭，火警级别升高时，可以根据实际情况请求通州区消防支队支援，所以根据灭火设施以及其他和人有关的因素，L对照表可得L=1.1。
L表示灭火设施以及其他和人力有关的因素，见表6：
表6灭火设施以及其他和人力有关的因素
等级
消防队性质
距消防队直线距离
lkm
1～6km
6—1lkm
>llkm
1
2
3
4
5
职业消防队、职工消防队
预备消防队、职工消防队
预备消防队
有后备队的乡镇消防队
无后备队的乡镇消防队
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.1
1.2
1.3
1.4
1.7
1.3
1.4
1.6
1.7
1.8
1.5
1.6
1.8
1.9
2.0
5.1.6建筑耐火能力W取值
致远楼的墙壁材料为无防护的钢筋混凝土墙及侧抹灰墙，天花板材料是几厘米厚的混凝土天花板，耐火时间长于60分钟，所耐火等级为3级，所以建筑物耐火能力W应取1.5。
W指建筑的耐火能力，根据耐火时间长短分为7级。
表7给出耐火等级与W的取值表。
表7 耐火等级与W的取值表
耐火等级
耐火时间min
墙壁材料
天花板材料
火灾荷载
kg·m-2
W
1
<30
无防护木质、钢结构墙
无防护的木结构、钢结构天花板
1
2
30
有石灰水泥防护层的木质及砖墙
有石棉保护层的木质天花板或钢板
37
1.3
3
60
无防护的钢筋混凝土墙及侧抹灰墙
1．5cm厚的混凝土天花板
60
1.5
4
90
3cm厚石棉防护或水泥石灰层的钢墙
有2．5cm厚石棉层的混凝土天花板
80
1.6
5
120
12cm厚烧砖土制墙
115
1.8
6
180
155
1.9
7
240
25cm厚烧砖土制墙
180
2.0
5.1.7Ri的参考值确定
致远楼的可燃物较多，多为桌椅、堆积的木材、电脑、实验仪器、发射台等设备，着火性一般，堆放较为分散，在一定程度上阻碍了火势的蔓延，所以火灾危险性度较小，对照Ri的参考值可得Ri=1.3。
上述6个因子计算出来的是最大危险度，实际要考虑使火灾危险度下降的因素，可参考表8取值。
表8Ri的参考值
等级
主要状态
R
1
2
3
4
可燃物多、易于着火、堆放松散、面积大，对火蔓延有利
可燃物较多、着火性一般、堆放松散
可燃物品难以着火、散热条件好、面积小于3000㎡
货物存放在容器中，包装紧凑、不易着火
1
1.3
1.6
2.0
5.1.8GR的计算
GR=（Qm*C+Qi）*B*L/W*Ri=（1.0*1.2+0）*2*1.1/1.5*1.3=1.353
5.2、建筑物内火灾危险度IR的分析
根据古斯塔夫建议的有关公式，IR的计算采用如下公式：
（2）
式中：
H——人员危险因子；
D——财产危险因子；
F——烟气因子。
5.2.1人员危险因子H的取值确定
致远楼每层共有四个楼梯两个电梯，一方面，由于致远楼构造较为简单，每层的结构都几乎相同，所以人员能够准确地沿逃生路线撤离。
另一方面，致远楼是学校的主教学，平时人员比较集中，楼道较窄，在一定程度上增加了逃生的难度，对人员的生命有危险，但是人员能够自救，所以对照H取值表可得：
危险等级为2级，H=2
H的取值受人员多少、对建筑物疏散通道的熟悉程度、出口位置及数量等因素影响，概括起来由表9给出。
表9 H的取值
等级
危险程度
H
l
2
3
对人员的生命没有危险
对人员生命有危险，但不限制人员的活动（能自救）
对人员生命有危险，限制了人员活动（不能自救）
1
2
3
5.2.2财产危险因子D的取值
致远楼内部大多为桌椅，电脑，财产密度小，单体价值不高，所以对照财产危险因子取值表可得：
危险等级为1级，D=1
D的取值受财产本身的价值、数量、易损情况等条件影响，见表10。
表10D的取值
等级
危险程度
D
l
2
3
建筑物内的财产不易损坏或价值不大
建筑物内的财产密度较大
建筑物内的财产价值很高，损坏后无法赔偿
1
2
3
5.2.3烟气F的取值确定
致远楼内部的易燃物主要是桌椅，电脑，实验仪器等。
危险物品很少，在燃烧时会产生浓烟，但是烟气不存在间接腐蚀性，有毒性较弱。
但是楼道宽度较窄，整体空间较小，加之通风条件不是很好，不利于烟气的及时排出，所以对照烟气因子取值表可得：
危险等级为2级，F=1.5。
F为烟气因子，主要考虑烟气的毒性、烟气浓度、哪些材料容易产生烟、烟的各种间接腐蚀性等。
取值依据见表11。
表11 烟气因子F的取值
等级
给定状态
F
1
2
3
烟气的危害性不大
可燃物总量的20％在燃烧时放出浓烟及有毒气体，建筑物内通风条件不好
可燃物总量的50％在燃烧时放出浓烟或有毒气体，或可燃物总量的20％在燃烧时放出严重污染性浓烟
1
1.5
2.0
所以IR=H*D*F=2*1*1.5=3
五确定建筑物保护系统
B
自动灭火
D
双重保护
A
不需保护
C
自动报警
图1 火灾危险度分布图
对GR和IR计算完成后，可绘制建筑物火灾危险度分布图，如图1所示。
期中IR的临界值为1.9，GR的临界值为2。
GR和IR不同的区域，其防火措施是不同的。
当GR较大时（超过2），建议该区域采用自动灭火系统，以加强建筑物的自救能力；当IR较大时（超过1.9），建议采用火灾早期报警系统。
当两者都较大时（都超过临界值），应采取双重保护系统。
通过计算可知GR=1.353，IR=3对照火灾危险度分布图可得GR未超过临界值而IR超过临界值，所以落在C区域，需要安装自动报警系统。
6、消防安全改进措施
教学楼消防设计改进4.1消防设施与器材教学楼消防设施与器材主要包括灭火器消火栓消防栓箱应急灯消防报警装置等。
经实际考察上述器材的数量及配置方位都符合设计要求。
但是也存在一些问题。
如消防栓箱不易打开、消防报警装置和应急灯无法正常工作或被认为损毁。
改进措施学校应加强对消防设施的日常维护并加强学生的消防消防器材保护意识。
4.2安全疏散
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