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济南工程职业技术学院毕业设计论文

济南工程职业技术学院

毕业论文

论文题目：

建筑物消防系统设计

姓学专

班

名号业

级

指导老师完成时间

济南工程职业技术学院毕业设计论文

摘

要

文中阐述了建筑物消防系统的设计依据，了保卫社会主义建设和公民生命财产的安全，贯彻“预防为主，防消结合”的方针，合理设计自动喷水灭火系统，减少火灾危害，特制定本规范，自动喷水灭火系统设计，应根据建筑物、构筑物的功能，如能利用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系统，可减少重复投入，降低消防工程总投资，这在经济上有实际意义；二是有些场所按规定仅设火灾自动报警系统，发生火灾后只能报警,不能及时自动灭火。

等消防来到后，已经形成较大的火势，给后续灭火工作带来诸多不利，并且造成大的经济损失和人员伤亡。

因此用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系统是非常有意义的。

自动喷水灭火系统本身具有报警功能，所以用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系统是可行的。

为实现这一目的，需要解决好两个问题：

一是最大限度地避免误报，因为误报就有可能造成误喷，产生不必要的水渍损失；二是报警时间要短，符合火灾自动报警的要求。

自动喷水灭火系统，一是要适应各种保护对象的需要，二是充分发挥其灭火、控火作用，同时可相应开发其它消防功能，利用自动喷水灭火系统辅助进行防排烟，配合现有的防排烟系统工作，可取得更好的防排烟效果。

自动喷水灭火系统具有除烟效果（这是我们所熟知的），如何能充分发挥这一特性，值得研究。

因为发烟点往往就是着火点，也是自动喷水灭火系统喷头喷水的目标，用其进行防排烟应该说是可行的。

美国消防协会近期已开始了水喷淋与通风排烟相互影响的研究课题。

使其在防护建筑安全中发挥更积极有效的作用。

火灾危险性以及当地气候条件等特点，合理选择喷水灭火系统类型，做保障安全、经济合理、技术先进。

从火灾自动报警系统的设备设置部位、火灾自动报警系统的消防动控制及火灾自动报警系统的布线等方面对建筑消防及火灾自动报警系统的设计分别进行阐述，并对标准与规范的理解和应用提出粗浅见解。

关键词：

建筑消防标准,消防系统设计方法与规范,报警系统

II

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目

录

摘要……………………………………………………………………………………Ⅱ第1章绪论

1.1概述………………………………………………………………………………1

第2章建筑物消防设计标准及规范

2.12.22.3设计依据…………………………………………………………………………2火灾报警系统基本形式的划分…………………………………………………2消防设备布置……………………………………………………………………2

2.3.1火灾探测器的置………………………………………………………………22.3.2手动火灾报警按钮的设置……………………………………………………32.3.3火灾应急广播扬声器的设置…………………………………………………32.3.4火灾警报装置的设置…………………………………………………………32.3.5消防专用电话的设置…………………………………………………………3

第3章灾火自动报警系统的消防联动控制

3.13.23.3联动控制设备……………………………………………………………………5消防设备控制权…………………………………………………………………5防火阀、排烟阀的控制及返回信号……………………………………………6

第4章喷头布置

4.1喷头布置…………………………………………………………………………74.1.1喷头布置原则与要求…………………………………………………………74.1.2喷水半径与喷头布置…………………………………………………………74.1.3不宜演绎集热板………………………………………………………………74.24.3水力计算…………………………………………………………………………8消防水箱与水泵接合器…………………………………………………………10

4.3.1消防水箱………………………………………………………………………104.3.2水泵接合器……………………………………………………………………12

第5章线路的敷设…………………………………………………………………13第6章全文总结……………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………………17后记……………………………………………………………………………………21

III

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第一章绪论概述

随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高以及其它各项事业的兴旺发达，城市用地日益紧张，促进建筑物正朝着高层化、密集化方向发展，建筑物的装修用料和方式也越趋多样化，并随着用电负荷及煤气耗量的加大，对建筑消防、火灾自动报警系统设计提出了更高、更严格的要求。

为确保人民生命财产的安全，建筑消防及火灾自动报警系统设计已成为建筑设计中最重要的设计内容之一。

建筑消防设计是一项与现行消防法规联系紧密、政策性很强，技术性较复杂的电气设计工作。

在建筑物消防及火灾自动报警系统的设计中，在严格执行现行国家有关标准及规范的基础上，还应结合建筑物的特点、功能及国内外消防技术和产品的发展动向，进一步的完善现行国家有关标准及规范欠明确或不完全相同的细节问题。

随着社会经济的发展,现代建筑设计日趋复杂,不仅对建筑本身的造型、功能布置、结构坚固、抗震等要求日趋提高,而且对消防设计的要求也愈加严格。

自从自动灭火系统应用以来,无论是气体消防还是水消防对保护人类生命和财产安全都是一种有效的手段近几年来，住宅成为房地产开发的主要产品，住宅小区的规模也由最初的几万平方米发展为现在的几十万平方米，住宅小区已不是单一的多层建筑而是由若干多层和高层建筑组合而成，同时还建有集中或相对集中的汽车库以及其他的配套设施。

住宅小区规划趋向于更具人性化的多层次住宅组合，不再仅仅追求立面和平面的美观和合理，而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念，在原来的建筑单体设计上增加了小区的整体设计概念。

如何使单体与整体更好地相结合，充分体现整个设计的合理性、完整性和经济性，是设计者首先应当考虑的问题，以下就住宅小区消防系统设计提出一些思路和问题报警阀集中还是分散设置应根据设置场所的空间环境和系统来设置。

如果空间高度充裕，可集中设置，若空间高度不充裕宜分散设置。

湿式系统可分散或集中设置，其它干式、预作用、雨淋、水喷雾、细水雾等系统有体积要求和响应时间要求的，应分散布置。

对湿式系统，报警阀的集中或分散布置，应根据工程具体情况，考虑管道汇总和工程投资而确定。

对于干式、预作用、雨淋阀组宜分散设置，以便减少报警阀后的容积。

为此在设计中，应根据工作实际情况，选择集中、分散或两组并联布置等方式，以简化给水管网，节省投资，便于管理，并确保系统供水的安全可靠。

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第2章

建筑物消防设计标准及规范

目前我国与建筑电气消防有关的设计规范主要有《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95以下简称“高规”、）《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98以下简称"报警规范）《民用建筑电气设计规范》（jgj/t16－92以下简称"民规"）等。

前两部是国、家标准，后者是国家建设部发布的行业标准。

三部规范对建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。

在实际应用中国标是带有强制性的，必须严格遵守，部标或行业标准应服从国标。

2.1设计依据建筑物消防设计的依据是建筑消防设计规范、系统设计规范、设备制造标准、安装施工验收规范及行政管理法规等五大方面的消防法规，并注意了解现行国家有关标准及规范中的正面词:

"必须"、"应"、"宜"、"可"和反面词:

"严禁"、"不应"、"不得"、"不宜"的含义。

要结合建筑物的功能、用途及属于哪级保护对象和消防等级，并认真执行现行国家有关标准及规范的宽严程度及公安消防监督部门的审批意见。

2.2火灾报警系统基本形式的划分火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定，在做规划设计方案时，应首先必须搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。

如表一所示,“报警规范”将火灾报警系统划分为三种基本形式:

区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。

而“民规”把报警系统分为四种基本形式:

区域系统、集中系统、区域——集中系统、控制中心系统。

随着新技术不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。

但在实际应用中的主导思想是:

报警系统设备的设置不宜复杂过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。

应该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的先进性，而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。

2.3消防设备布置2.3.1火灾探测器的设置敞开或封闭楼梯间应单独划分探测区域，并每隔2～3层设置一个火灾探测器。

前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和通道应分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及通道相通，在发生火灾时烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。

对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地，但该前室与电梯竖井相通，也是在发生火灾时烟气容易聚集或流过，宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。

电缆竖井应单独划分探测区域及装设火灾探测器。

一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道;

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二则是恐怕发生火灾时火势沿电缆延燃。

为防止竖井形成拔烟火的通道及防止发生火灾时火势沿电缆延燃，“高层民用建筑设计防火规范”及“民用建筑电气设计规范”分别在建筑上和在电线或电缆的选型上提出详细的具体规定，但考虑具体实施的难度及现状，对电缆竖井装设火灾探测器是十分必要，并配合竖井的防火分隔要求，每隔2～3层或每层安装一个。

电梯机房应装设火灾探测器。

其一电梯是重要的垂直交通工具;其二电梯机房有发生火灾的危险性;其三电梯竖井存在必要的开孔，如层门开孔、通风孔、与电梯机房或滑轮间之间的永久性开孔等；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。

为此，对电梯机房设置火灾探测器是必要的，并对电梯竖井之顶部宜设置火灾探测器。

2.3.2手动火灾报警按钮的设置针对各楼层的前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。

此外，对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。

在公共活动场所（包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等）及主要通道等处，都是人员很集中，并且是主要疏散通道。

故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮;其次在主要通道内按“从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30米"设置手动火灾报警按钮。

2.3.3火灾应急广播扬声器的设置走道、大厅、餐厅等公共场所都是人员很集中，并且是主要疏散通道。

故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米"及"走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米"设置火灾应急广播扬声器;其次在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。

针对前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声噪杂。

故应在这些前室设置火灾应急广播扬声器及对一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。

此外，疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声噪杂，就此间设置火灾应急广播扬声器用于火灾应急广播播放疏散指令是十分必要的。

2.3.4火灾警报装置的设置针对设置火灾应急广播的火灾自动报警系统，在具体实施中还应装设火灾警报装置，但在控制程序应是:

警报装置应在火灾确认后，采用手动或自动的控制方式统一对火灾相关区域发送警报，在规定的时间内停止报警装置工作，迅速联动火灾应急广播及向人们播放疏散指令。

火灾警报装置的设置位置，应与手动火灾报警按钮的设置位置相同，其安装高度应为距地面1.8米的墙壁上。

2.3.5消防专用电话的设置

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消防专用电话分机的设置，应按与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房（包括消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他）、灭火控制系统操作装置处或控制室、消防值班室、保卫办公用房等部位装设消防专用电话分机。

特别是对消防电梯和普通电梯之轿厢内都应设专用电话，要求电梯机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室等三者组成可靠的对讲通信电话系统，即通常在消防控制室设置电梯监控显示盘（包括位置指示器、方向指示灯、对讲通信电话、故障指示灯等功能对电梯的运行进行监视及控制紧急情况下的运行）。

消防专用电话塞孔的设置，在设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等位置也应装设消防专用电话塞孔。

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第3章火灾自动报警系统的消防联动控制

3.1联动控制设备消防联动控制设备对室内消火栓系统应控制消防水泵的启、停，且应显示启泵按钮的位置和显示消防水泵的工作、故障状态。

此外，对消火栓设有消火栓按钮等电气装置，其电气装置的工作部位也应显示消防水泵的工作状态（即设置消防水泵的工作指示灯）。

消防联动控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应控制系统的启、停，且应显示消防水泵的工作、故障状态和显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。

此外，对水池、水箱的水位也应进行显示监测;为防止检修信号阀被关闭和所造成不必要的损失，应采用带电气信号转换的控制信号阀进行显示监测系统的控制信号阀之开启状态。

3.2消防设备控制权消防水泵（包括消火栓泵、喷淋泵）是灭火手段中的重要设施，对消火栓系统而言，根据“高规”的要求，在消火栓处应能直接启动消火栓泵。

根据“报警规范”的要求，在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、停。

这两部规范从各自不同角度提出要求。

此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停，这样消火栓泵的启动就有三处地方可控制，因此，存在这样两个问题，一是消火栓泵的控制权，二是消火栓泵的启动方式。

消火栓泵的启动控制权即是消防中心控制室、消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。

一般来讲应以消防控制室为主。

目前很多大厦消火栓的控制方式是在泵房控制柜上设置手动、自动转换开关，通常情况下置于自动位置。

这样设置有一个好处，就是一旦自动控制失灵，工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置，直接起动消防泵，且就地维修也很方便。

但是，这样一来，将会带来负面影响。

在水泵房设置转换开关，容易引起人为的操作失误，因为一般情况下泵房是无人值班的，万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置，而消防中心未能及时发现，就会出现重大的消防隐患（此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵）。

为了有效解决以上矛盾，在实际设计中，消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关，而直接启动消防泵，既能解决直接起动问题，又便于消防中心统一监控。

消防控制室与消火栓动作按钮启动关系与消火栓泵的启动形式有关。

消火栓泵的启动方式一般分为两种，第一种启动方式是在总线制联控方式下，消火栓动作按钮的起动可通过设在消火栓旁的联动接口模块将其要求的启动信号送至消防控制室控制台，再从此处输出使消火栓启动的开关量触点。

第二种起动方式，是直接将消火栓动作按钮的开关量触点输出到消火栓泵启动箱。

这两种启动方式在实际设计中都可以运用，前一种方式接线省，但需在总线制下，对消火栓联动模块进行地址编码编程来达到监测大量消火栓的目的。

后一种启动方式简单可靠，但还需要把消火栓动作信号返给消防控制室室。

在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用，工程规模大、建筑形式复杂可采用前一种启动方式，规模小可采用后一种启动方式。

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喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎，引起管网水流流动，从而联动报警阀压力开关动作，达到自启动喷淋泵的目的。

通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室，消防控制室能准确反映其动作信号，同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。

3.3防火阀、排烟阀的控制及返回信号根据“报警规范”的要求，消防水泵启动后要返回其工作的信号，有两种做法。

其一是取电路信号即接触器的合闸辅助接点，其二是取物理量信号即取供水管网上的水流压力传感器，后者目前使用较少。

关于故障信号的返回，电源断电故障信号的反应比较清楚，其它故障信号的反应，“报警规范”“民规”都没有明确说明。

比如消防水泵过负、荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。

“报警规范”要求在消防控制室能够关闭防火阀。

在实际工程设计中，通常选用的是易熔环熔断的防火阀，建议将防火阀做成电磁阀的形式，至于信号返回是一对一返回还是成组返回要视具体工程情况来定。

“报警规范”也要求在消防控制室能够启动排烟阀。

以何种方式启动排烟阀也值得探讨。

所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块，由消防控制室联动控制器来达到控制启动排烟阀的目的。

其次还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动即可，消防控制室只接收其工作后返回的信号。

如要求先打开着火层排烟阀，再打开屋顶层排烟机，这种情况下采用后一种做法较妥。

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第4章喷头布置

4.1喷头布置合理布置喷头是自动喷水灭火系统设计安全与经济的关键。

《喷规》比较强调的是作用面积内的喷水强度和喷水的均匀性及喷头的适时开放。

对于每个喷头的半径，一是和生产厂家的产品及其技术参数有关，二是和喷头所在位置的水压有关，三是和喷砂的布置位置有关（结构柱网和各种障碍物的影响）《喷规》规定的喷头间距只是一个"限"，。

目的是为了更好地保证喷水强度和喷水的均匀性及适时开放。

4.1.1喷头布置原则与要求

（1）满足作用面积内的喷水强度、喷水的均匀性及喷头的适时开放（喷头的受热条件和开放时间）；

（2）喷头在喷水半径内灵活布置，不出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面积；（3）保证喷湿墙根及一定范围内的墙面；（4）喷间之间不应互相影响；（5）按规范和实际处理障碍物的遮挡，并积极与相关专业协调；（6）应满足其它相关规范对喷头布置的要求；（7）考虑火灾时烟羽流对喷头动作的影响；（8）结合实际，全面分析相关规范，吃准吃深规范中的字眼，综合考虑。

4.1.2喷水半径与喷头布置喷水半径是喷头布置的主要依据，它代表一个经济数值，在喷头工作时不致出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面积。

它与危险等级的喷水强度、喷头特性和工作压力有关。

工程设计中喷头布置视建筑平面，在喷水半径范围内，可灵活采用正方形、矩形或平形四边形。

喷水半径不同于喷头的计算半径，它是在计算半径的基础上，考虑喷水强度、喷水均匀性、喷头受热条件与适时开放，根据规范的规定而得出的数值。

具体见表1：

由于喷头的布置受其它因素影响较大，实际上常常出现喷头不能按一个固定的距离来布置，别说同一建筑中往往不会按一个间距布，就是同一层、同一防火分区也常常如此。

此外，作为土建设计，不同于装修设计，需要给二次装修留下有余地，喷头间距不宜按规范规定的最大距离要求设置，而且实际上这么做也不易达到规范要求的喷水强度和喷水的均匀性。

设计时必须根据工程实际情况，按设计选定的喷水强度、喷头的流量系数、工作压力确定，并考虑喷头的受热条件和开放时间，在满足规范要求的喷头强度条件下，按喷头的实际工作压力，结合建筑分隔与结构柱网灵活布置。

在布置中，喷头间距不应是个定数，应根据所在位置的条件来定，最终目的还是保证喷水强度和喷水的均匀性及适时开放。

4.1.3不宜演绎集热板

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《喷规》对集热板的要求，见7。

1。

7条，它是针对货架喷头布置而提出的，《喷规称为集热档水板。

当喷头上方有孔洞、缝隙，为防止喷头因热气流不停留或上部喷头淋水降温而不能启动时，规定应在喷头的上方设置集热板。

另外，《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》［2］中的7。

2。

3。

2条规定，对机械立体汽车库，复式汽车库按停车的托板位置分层布置的喷头，应在其上方设置集热板。

而在工程实践中，集热板的使用场合远不止于此，已在较多场合得到了演绎，但这一种做法不但没有规范依据，而且也往往与设置的初衷背着而驰。

根据美国FM公司的一项研究结果表明，喷头动作所需80%以上的热量都来自热对流，而传递给喷头的对流热量需要热空气流经喷头才能完成。

若起火点不是正对着喷头，那么上升的热对流就不会在集像一个倒扣的盒子，遮挡了热气流铁水平流动，火灾时在喷头处形成空气流动死角，而延误喷头响应时间。

因而，对集热板的设置及其演，应慎重考虑，并应依据现行规范，结合实际情况，分析论证后确定。

4.2水力计算水力计算将决定系统投入灭火的水量及对灭火水量的分配，是关系系统可靠性、合理性和经济性的一项重要设计内容。

根据对《喷规》的理解和大量相关资料及部分工程实例的分析，觉得水力计算应采用"矩形面积－逐点法"，也就是首先确定最不利作用面积在管网中的位置（必要时可由水力计算确定），作用面积的形状宜为矩形，仅在作用面积内所包含的喷头计算其喷头量；之后选定最不利计算路线，采用节点流量法将最不利作用面积内的每个喷头的压力值和出流是一一求出，当两个分支交汇时，根据两分支的压力差对压力较高的分支进行流量修正，然后将作用面积内经过流量修正之后的所有喷头出流量的总和作为整个自动喷水灭火系统的设计流量，在此以后的管段流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失，一直算到管网起点。

实际火灾发生时，一般都是火源点呈辐射状向四周扩大蔓延，而只有失火区上方的喷头才会开启喷水。

［3］。

因此采用作用面积保护方法及仅在作用面积内的喷头才计算喷水量是合理的。

同时由于火灾时对流及风的影响，作用面积的形状以呈矩更为合理，且矩形面积在管道水力计算时也是最不利的。

因而这种"矩形面积－逐点法"符合火场实际，科学严谨，并与欧美等国接轨，是合理的、安全的，也是《喷规》的推荐作法。

（1）矩形面积的确定：

作用面积的形状宜为矩形，其长边平行于配水支管，其长度不小于作用面积平方根的1。

2倍，喷头数若有小数就进位成整数。

当配水支管的实际长度小于边长的计算值时，作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。

（2）经济流速和最不利点处水压①经济流速：

自动喷水灭火系统最主要的组成部分是配水管道，而配