气体消防设计计算书.doc

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目录

1课程设计目的和要求 2

1.1设计目的 2

1.2设计任务 3

1.3设计要求 3

2课程设计题目及内容 3

2.1设计题目 3

2.2设计内容 3

3设计原始资料 4

3.1建筑概况 4

3.2建筑设计条件 4

4教材及主要参考资料 4

4.1教材 4

4.2主要参考资料 4

5设计内容 5

5.1防护区灭火方式的确定 5

5.2系统设计和管网计算 5

1课程设计目的和要求

1.1设计目的

本课程设计是配合《建筑消防设备工程》课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。

其任务是使学生进一步熟悉建筑消防工程各个系统的方案设计，掌握建筑消防工程设计原理和方法。

具体应达到以下目的：

（1）通过课程设计加深对本课程基本知识的理解,提高综合利用本课程知识的能力；

（2）掌握本课程工程设计的主要内容、步骤和方法；

（3）提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算的方法；

（4）提高独立分析问题，解决问题的能力，逐步增强对实际工程的认识和理解。

1.2设计任务

（1）设备间灭火方式的选择、气体种类的选择，系统方式的选择；

（2）设备间气体灭火系统设计和管网计算；

（3）设备间气体灭火系统平面图、系统图的绘制；

（4）建筑消防设备工程课程设计计算说明书编写

1.3设计要求

通过本设计，学生应该能够达到以下几点要求：

（1）进一步了解气体灭火系统的工作原理；

（2）熟悉气体灭火系统的设计规范；

（3）熟练掌握气体灭火系统的设计方法；

（4）熟练掌握气体灭火系统的设计思路。

2课程设计题目及内容

2.1设计题目

深圳某综合楼设备间七氟丙烷气体灭火系统设计（设计分五个小组，每小组负责一个房间的设计。

我们第五组负责同步网监控中心房间的设计。

）

2.2设计内容

（1）根据所给的原始资料，选定灭火方式（全淹没式和局部灭火方式）和系统方式（有管网系统和无管网系统）；

（2）根据选择的系统方式，拟定增压方式，确定系统组件；

（3）进行系统设计和管网计算；

3设计原始资料

3.1建筑概况

深圳某综合楼地上二十三层，地下两层，裙房三层，辅房三层。

建筑面积38000平米，建筑高度为93.8米。

七层到十七层层高3.7米，其中第八层的电池室、大电力室、小电力室，第十一层的主机室、同步网络监控中心需要用气体灭火系统进行保护。

3.2建筑设计条件

深圳地势平坦，地处热带气候，全年最低气温不低于0℃，海拔高度大约为1m左右。

根据《高层民用建筑防火设计规范》该建筑为一类建筑，耐火等级为一级，危险等级为中危险等级Ⅰ级。

七层到十七层需要气体保护的区域，设有防静电地板，地板高0.5米，工作区高为3.2米。

4教材及主要参考资料

4.1教材

（1）《建筑消防工程》徐志嫱，李梅.主编

（2）《高层建筑给水排水工程》王春燕，张勤.主编

4.2主要参考资料

（1）《建筑消防设备工程》.李天荣主编，重庆大学出版社

（2）《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）

（3）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

（4）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）

（5）《建筑给水排水制图标准》（GB/T50106-2010）

5设计内容

5.1防护区灭火方式的确定

关于防护区，主要参考《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》以下规定：

（1）防护区宜以固定的单个封闭空间划分；当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；

（2）当采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500m2；容积不宜大于2000m3；

（3）当采用预制灭火装置时，一个防护区的面积不宜大于100m2；容积不宜大于300m3；

由于同步网监控中心的房间的面积为：

14.4×22.2=319.68＜500m2；体积为：

14.4×22.2×3.2=1022.976m3＜2000m3，依据规范，本设计可采用管网灭火系统。

5.2系统设计和管网计算

（1）系统设计主要技术参数的确定

该建筑同步网监控中心房仅一个防护区，设计采用七氟丙烷单元独立全淹没灭火系统。

灭火设计浓度：

8%；

防护区海拔高度修正系数：

1.0；

防护区最低设计温度：

0℃；

灭火剂设计喷发时间：

8s；

灭火侵渍时间：

5min。

（2）防护区面积（F）、容积（V）计算

；

（3）计算保护空间实际容积

防护区实际容积的计算公式：

式中,V——防护区净容积，m3；

Vv——防护区容积，m3；

Vc——防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积，m3；

（4）七氟丙烷灭火设计用量计算

防护区最低环境温t=0℃时，七氟丙烷的蒸气比容：

式中，T——温度（℃）

K1——0.1269

K2——0.0005

防护区灭火设计用量：

kg

式中，W——防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）

C——七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度（%）

S——七氟丙烷过热蒸气在101KPa和防护区最低环境温度下的比容（m3/Kg）

V——防护区的净容积（m3）

K——海拔修正系数，取0.8。

（5）七氟丙烷灭火剂储存量及储存瓶数量计算：

选用120L储气瓶，每瓶最大充装量为114.5kg，其中，瓶加气重130kg,空瓶重15.5Kg。

由于空瓶重量已包括瓶内剩余量，则系统灭火剂的储瓶数：

瓶

设计采用6个储气瓶，双排钢瓶储存装置。

将储气瓶分为2组（A组和B组），其中，A组有2个储气瓶，B组有4个储气瓶。

灭火剂实际储存量为：

114.5×6=687kg

（6）喷头设计布置

如平面附图所示，喷嘴布置：

横向喷嘴布置间距为7.4m，竖向喷嘴间距为7.6m，喷嘴至墙面的距离均为3.5m。

防护区一共需要布置6个喷头。

（7）单个喷头的设计量：

（8）计算充装率：

其中，，管网内剩余量W1=0，储瓶剩余量W2=3.5Kg

（9）计算管网管道管径

干管流量：

；

各支管流量为Qc=13.938kg/s

根据下面的图表，管径与流量在一定设计范围内（图中2条虚线之间）的关系，可以得到管网管道的管径（管道标号可见附图）：

CD管径取DN80，AB、ED、DF三条管径均取DN65，各支管管径均取DN50。

图1镀锌钢管阻力损失与七氟丙烷流量关系

（10）计算管网管道内容积

本设计有两组管网系统，分为A组（2个储气瓶）和B组（4个储气瓶）两个管网系统。

A组：

B组：

（11）选用储瓶增压压力

额定增压压力分为两级，应符合下列规定：

一级:

2.5±0.125Mpa（表压）

二级:

4.2±0.125Mpa（表压）

本设计选用二级，选用P0=4.3Mpa（绝对压力）

（12）计算全部储瓶气相总容积

式中，V0——喷放前，全部储存容器内的气相总容积（m3）；

n——储存容器的数量（个）

Vb——储存容器的容量（m3）

η——七氟丙烷充装率（Kg/m3）

γ——七氟丙烷液体密度（Kg/m3）,（20℃时，为1407）；

A组：

B组：

（11）计算“过程中点”储瓶内压力：

式中，Pm-----喷放“过程中点”储存容器内压力（绝压，MPa）,（绝压=表压+0.101MPa）；

P0——储存容器额定增压压力（绝压，Mpa）；

V0——喷放前，全部储存容器内的气相总容积（m3）；

W——防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）；

γ——七氟丙烷液体密度（Kg/m3），取1407；

Vp——管网管道的容积（m3）。

A组：

B组：

（12）计算管路阻力损失：

A组：

A—B段：

以及DN=65，查图1得，，计算长度L=0.9+15+3.02+1.4=20.32m，

B—1段：

以及DN=50，查图1得，，计算长度L=3.8+0.4+0.2=4.4m，

管路总损失：

B组：

C—D段：

以及DN=80，查图1得，，计算长度L=1.4+1.4+15.1+1.52+0.9+5.6=25.92m，

D—E段：

以及DN=65，查图1得，，计算长度L=1.28+0.73+2.4=4.41m，

D—1段：

以及DN=50，查图1得，，计算长度L=3.8+0.4+0.2=4.4m，

管路总损失：

（13）计算高程压头：

A组：

喷头高程相对“过程中点”储瓶液面的位差H=2.6m，

。

B组：

喷头高程相对“过程中点”储瓶液面的位差H=2.8m，

。

（14）计算喷头工作压力：

A组：

1.1416-0.2018-0.0359=0.9039MPa

B组：

1.1348-0.3156+0.0386=0.8578MPa

（15）验算设计计算结果：

A组：

，合格。

B组：

，合格。

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