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
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。
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
火灾危险
等级
设置场所举例
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。
中危
险级
Ⅰ级
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；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
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、钢屋架等建筑构件
Ⅱ级
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8m、物品高度不超过3.5m的自选商场等
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
严重
危险
级
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
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
表3.1设置场所火灾危险等级举例
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。
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
火灾危险等级
净空高度
（m）
喷水强度
（L／min﹒m2）
作用面积
（m2）
轻危险级
≤8
4
160
中危险级
Ⅰ级
6
Ⅱ级
8
严重危险级
Ⅰ级
12
260
Ⅱ级
16
注：
系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。
该图书馆火灾危险等级为中危险级Ⅰ级可从下表得出：
（1）喷水强度：
W=6（L／min﹒m2）
（2）作用面积：
F=160m2
（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。
喷水强度（L/min⋅m2）
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）
喷头与端墙的最大距离（m）
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
≥12
3.0
3.6
9.0
1.5
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15mm，喷头的特性系数为K=4.2。
（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3.5m，在下图最右侧节点处划定矩形作用面积，其长边长度按下式计算：
l＝1.2
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1.0m，相邻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。
支管排数的确定：
设计矩形长度为30m，两端的喷头距墙面1.0m，相邻两支管之间距离为3.5m，即28/3.5=8,因此取9排。
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1m，每排支管作用宽度为3.5m，因此作用宽度为11.5m，从而得到：
16*11.5=184m2。
2.2.5、喷头设计图（如下）
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
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：
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：
=4.2
=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
==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：
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/管段
特性系数
水压H（MPa）
节点流量q（L/s）
管段流量Q（L/s）
管径（DN）
流速（m/s）
管长（m）
单位长度水头损失i
当量长度L´（m）
水头损失h（MPa）
1
0.100
1.33
1-2
4.2
1.33
25
2.71
3.5
1002
0.6
0.040
2
0.14
2.90
2-3
4.2
2.90
32
3.61
3.5
1275
1.8
0.067
3
0.207
4.81
3-4
4.2
4.81
40
3.83
3.5
1065
2.4
0.063
4
0.27
6.99
4-5
4.2
6.99
50
3.56
3.5
683
3.1
0.045
5
0.315
9.35
5-6
4.2
9.35
50
4.76
0.8
1222
0.6
0.017
6
0.332
9.35
6-7
9.35
50
4.76
3.5
1222
3.7
0.088
7
0.42
19.87
7-8
19.87
80
3.96
3.5
455
4.6
0.037
8
0.457
40.60
水流指示器
0.02
湿式报警阀
0.02
9
0.497
40.60
2.2.7、系统入口处所需压力
式中：
H——系统入口处所需压力，MPa
∑h—管道沿程和局部的水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀、水流指示器取值0.02MPa.
P0——最不利点处喷头的工作压力0.1MPa；
Z——最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中线之间的高程差h=10m。
该教学楼的管道系统入口处所需压力（水泵扬程）为
=0.497+0.1=0.597MPa
水泵扬程为0.597MPa，流量为40.60m/s。
设计在作用面积内的平均喷水强度40.60/160=15.23L/（min.
）>6,满足规范要求。
三、参考文献
1、程远平李增华《消防工程学》.中国矿业大学出版社
2、中华人民和国国家标准GB50084-2001自动喷水灭火系统设计规范
中华人民和国公安部2005
3、姜文源.《建筑灭火设计手册》北京：
中国建工出版社.2004
4、可学谦刘万臣.《建筑防火设计手册》北京：
中国建工出版社，2004
5、中华人民和国国家标准GBJ38—99图书馆建筑设计规范中国建筑西北设计研究院1999
附西安科技大学临潼图书馆4层详图。
十你想过普通的生活，就会遇到普通的挫折。
你想过最好的生活，就一定会遇上最强的伤害。
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