建筑消防课程设计--服装厂消防工程设计及其计算Word下载.doc
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4.2气压水罐的设计 19
4.3消防水箱设计 19
4.4消防水池设计 20
参考文献 21
第一章原始资料
1.1工程概况
该服装厂厂房占地面积约为1228平方米。
有地下室,地上部分公有4层,有地下室,地上部分共有5层。
地下室内有水泵房，五层为水箱间。
建筑高度为16.8m。
室内外高差为±
0.45，冻土深度为1.1m，当地环境最高温度为35℃。
1.2图纸资料
1、建筑首层平面图1：
100
2、建筑非标准层平面图，1：
100。
3、地下室平面图（地下有消防给水之层）。
4、顶层水箱平面图。
1：
1.3文字资料
1、建筑所在地区长春市。
2、建筑性质厂房
3、城市给水管网管径200mm，管顶埋深-1.800m，
4、城市可靠供水压力50Kpa.
5、电源、城市可提供一路独立电源。
第二章室内消火栓系统设计及计算
2.1消火栓系统的组成
消火栓系统:
消火栓用泵、消火栓、消防管道、水泵接合器，增压泵，屋顶消防水箱，消防水池等构件组成。
2.2室内消火栓的选用
1.室内消火栓给水管网布置为环状，与临时高压给水系统相连，当其中一条进水管发生故障时，另一条仍能供给系统所需用水量；
2．据《建筑防火设计规范》，厂房都属于低层建筑，确定室内消火栓消防用水量为10L/s，每根竖管最小流量为10L/s；
室内消火栓的布置间距最大不超过30m；
3．室内消火栓水枪的充实水拄不应小于10m，消火栓口径应为65ｍ，水枪口径应为19ｍ，保护半径不应超过25ｍ。
同层相邻室内消火栓的间距不应小于50ｍ，但高层汽车库和地下汽车库的室内消火栓的间距不应大于30ｍ。
4．室内消火栓应设在明显易于取用的地点，栓口离地面高度宜为1.1ｍ，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。
5.超过六层的塔式（采用双出口消火栓者除外）和通廊式住宅、超过五层或体积超过10000m³
的其他民用建筑、超过四层的厂房和库房，如室内消防竖管为两条或两条以上时，应至少每两根竖管相连组成环状管道。
每条竖管直径应按最不利点消火栓出水，并根据建筑设计防火规范中的表8.5.2规定的流量确定。
2.3消火栓管网的布置与安装
1．室内消防管网应布置成环状，向其供水的输水干管不应小于2条，其中1条发生故障时，其他输水干管仍然满足消防给水系统设计流量；
在室内消防管不能形成环状网时，可利用室外给水管网与进水管形成环状网。
2．室内消火栓给水管网布置为环状，与临时高压给水系统相连，当其中一条进水管发生故障时，另一条仍能供给系统所需用水量。
3．设有两台或两台以上消防泵的泵站，应有两条或两条以上的消防泵出水管与室内的消防管网连接。
4．当建筑物内同时设有消火栓给水系统和自动喷水消防系统时，可共用一个消防水泵房。
但应将自动喷水设备管网与消火栓给水管网分开设置。
5.室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。
6.室内消火栓的布置间距根据两支水枪同时到达室内任何部位为原则，经计算确定。
7.水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不小于7m，但超过6层的层用建筑、库房，人防工程，车库和建筑高度不超过100m的高层建筑，不应小于10m。
2.4管材选择
1.消火栓管道安装
本设计中,消火栓管道安装要求与生活给水管基本相同,管材采用热浸镀锌钢管。
2．消火栓立管管径为DN100mm，消火栓口径为65mm,水枪喷嘴直径为19mm，水龙带为衬胶，直径65mm，长25m；
3．消火栓口离地面高度为1.1m
2.5室内消火栓系统设计
消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵的型号等。
该建筑总长45m,宽27m.,高度16.8m.。
按《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）要求，消火栓间距应保证统称任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
选用DN65消火栓，水枪口径19mm，衬胶水龙带长L=25m。
2.6压力计算
根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有2支消火栓的水枪充实水柱同时到达。
1.水枪充实水柱长度
取水枪的上倾角α=45°
，则充实水柱长度按下式计算：
其中，——水枪充实水柱的长度，m；
——室内最高着火点离地面的高度，m；
取4.2m。
——水枪喷嘴离地面的高度，m；
一般取1m。
则有：
根据规范要求，其水枪充实水柱长度不应小于10m。
故取为12m
2.消火栓保护半径
消火栓保护半径按下式计算：
其中，——水带展开时的弯曲折减系数，取
——水带长度，＝25m
——水枪充实水柱倾斜45°
时的水平距离
则有，R=0.8×
25+0.71×
4.5=23.195m
在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，分别以23为消火栓保护半径，室内消火栓应设在明显易于取用的地点.
栓口离地面高度宜为1.1m，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。
消火栓口径DN65mm，配备水龙带长度为25m，水枪喷嘴口径19mm。
3.水带阻力损失：
本设计中，19mm的水枪配65mm的水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶的。
因此，本设计中亦选择衬胶水带，查表可知65mm的水带阻力系数值为0.00172。
因此，水带阻力损失为：
式中：
—消防水带阻力损失，mH2O；
—水带阻力系数，查表得=0.00172；
—水带有效长度，m；
—水枪喷嘴出流量，L/s
4.消火栓口所需水压：
—消火栓口的水压，mH2O；
—水枪喷嘴处水压，mH2O；
—水带的水头损失，mH2O；
—消火栓栓口水头损失，mH2O，宜取2mH2O
2.7消防水力计算
按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求,最不利点的水枪喷嘴出流量满足要求，则其他均满足要求。
进行消火栓给水系统水力计算时，按图2管路计算；
图2消火栓系统水力计算管路
配管水力计算见表（2-1）。
表2-1消火栓给水系统配管水力计算表
计算管段
流量q（L/S）
管长L（m）
管径DN（mm）
流速V（m/s）
i（‰）
i×
L（）
1-2
5
4.2
0.577
6.7
28.4
2-3
10
10.6
1.155
24.4
259.0
3-4
26.5
1.732
647.5
4-5
15
90
51.7
4552
5-6
3.8
51.7
196
6-7
2.8
144.8
7-8
1.5
150
0.884
150.7
8-9
36.28
7.8
2.138
51.4
401.6
9-10
1.3
66.9
10-11
3.5
180.2
6626.6
管路总的水头损失为
2.8消防泵的选用
消防水泵的扬程按下式计算
—消防水泵的压力，；
—最不利点消火栓所需压力，；
—管网的水头损失，；
—消防水池最低水位于最不利点的压力差，。
消防水池与最不利点消火栓之间的高度为17.8m。
=20.16+17.8+7.92=45.88取46
根据=，=46.选泵，选用消防泵型号为见下表
型号
流量L/S
扬程M
功率（KW）
汽蚀余量（M）
80DL
18.5
51.3
12.5
2.0
2.9消防水泵接合器
每个接合器的供水量10~15L/s计算，其间距不宜小于20m，有地上式、地下式和墙壁式3种
本设计采用型号为SQS100地上式水泵接合器2个，每个接合器的的供水量为10L/s，
第三章自动喷洒灭火系统设计及计算
3.1自动喷洒系统的组成
自动喷灭火系统选用标准喷头,水流指示器采用ZSJZ型,安全信号阀采用AXD71-16型,报警装置采用ZSFZx100型湿式自动喷水报警阀成套安装。
喷头安装高度平吊顶,其最大工作压力不超过1.2。
自动喷水灭火系统特指由洒水喷头、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、供水设施组成的自动灭火系统。
自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动启动，并能同时通过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。
3.2系统的选择
《高层民用设计防火规范》（GB50067-95）的规定：
建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.0m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。
3.3管道的布置
自动喷水灭火系统报警阀后的管道布置应合理，一般布置成枝状管网，以减少管径节约投资，同时方便施工与维修。
但每根配水支管或配水管的直径不宜小于25毫米。
而且每根配水支管设置的喷头数，轻、中危险级建筑物不应多于800个，严重危险级建筑物不应多于600个。
管道上的控制阀应设置在不会结冰和维护方便的房间里。
3.4管材及其安装
1．管道均采用热浸镀锌钢管，应采用沟槽式连接件或丝扣、法兰连接。
报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。
2．设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则，吊架距喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头的距离小于0.7m。
3．配水管道的工作压力不大于1.2MPa，并不设置其它用水设施。
配水管入口处压力不大于0.4MPa
4．供水干管在便于维修的地方设分割阀门，阀门经常处于开启状态。
5．水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m，立管上法兰间的距离不应跨越3个及以上楼层。
配水管两侧配水支管控制的标准喷头数不超过8个。
水平安装的管道宜有坡度，并坡向泄水阀，坡度设计为0.003，以便排空。
3.5设计计算
3.5.1自动喷水灭火系统基本设计数据
该建筑物火灾危险等级为中危险I级。
设计喷水强度为6L/（min×
m2）,
设计作用面积A=160m2，
最不利喷头工作压力0.1MPa,
喷头流量系数80，
喷头最大保护面积12.5m2
3.5.2选择与布置喷头
⑴喷头的选择
本设计选用标准玻璃球喷头，它的参数为：
其动作温度为68℃，公称直径为15㎜，喷头流量特性系数K=4.2。
⑵喷头的布置
该厂房为长方形，所以喷头可以采取正方形布置。
根据《消防工程学》书上表17-13可知它的布置间距为3.2m（标准中危险级的布置间距）。
喷头与边墙的距离不超过设计范中要求的1.8m，作用面积为160，一只喷头的保护面积为12.5，系统应有库存备用喷头。
确定最不利点喷头的位置为1号节点处的喷头（见图3-2），在节点处平行于配水支管划定矩形作用面积，其长边长度为：
每边支管上最多动作喷头数：
，本设计取4个
则边长的实际长度为，作用面积短边计算得：
则计算支管的数量=,取4排。
这样计算喷头为4x4=16个，则计算面积为，满足喷规规定的的160作用面积，不需要应增补喷头。
采用作用面积保护法进行设计计算
1.每个喷头的喷水量为：
—喷头出水流量，L/s；
—喷头工作压力，MPa,本设计取0.1MPa；
—喷头流量系数，标准喷头K=80。
2.作用面积内的流量为：
—系统设计流量，L/s；
—最不利点处作用面积内的喷头个数。
3.5.3水利计算
从系统最不利点开始编号，管段的流量仅计算在作用面积范围内的喷头，作用面积以外的喷头不计。
进行自动喷洒系统水力计算时，按图3管路计算
图3自动喷洒水力计算管路
配管水力计算见表（3-1）
喷头个数
1.33
1
3.2
25
2.50
524
1677
2-3
2.66
2
32
2.80
460
1472
3-4
3.99
3
937
3116
4-5
5.32
4
40
4.23
835
2674
5-6
0.614
7.6
24.3
6-7
10.64
8
1.229
27.4
87.6
7-8
15.96
12
1.843
58
185.6
8-9
21.28
16
2.458
98.7
316.2
9-10
11.2
125
1.254
19.1
214.9
10-11
21.28
8.4
161.2
11-12
19.9
25.3
185.7
12-13
9,7
1.6
39
370.3
13-14
2.7
19.1
510.1
14-15
5.8
51.4
298.6
15-16
1.3
16-17
3.5
11540.6
则管段总损失∑h=1.2*11.5=13.8
消防泵的供水压力按下式计算
—消防泵的供水压力，；
—最不利点喷头的工作压力，；
—最不利点与消防水池最低水位之间的高度压力差，；
—计算管路沿程水头损失与局部水头损失之和，；
--报警器的压力损失；
湿式报警阀的压力损失取得4，水流指示器的压力损失取值2
喷水泵的扬程=10+19.4+13.8+6=49.2，取50
根据Q=,=50，选泵见下表。
100DL
35
65
33.8
3.5
3.6水泵接合器的选择
每个接合器的供水量10~15L/s计算，其间距不宜小于20m，有地上式、地下式即墙壁式3种。
喷淋系统总流量Q=21.28L/s，采用型号为SQS150地上式水泵接合器2个，每个接合器的的供水量为15L/s，
第四章消防水池、水箱设计
4.1增压泵设计
消火栓给水的流量为5
—泵的供水压力，；
泵的扬程=20.16+2-3.6+0=18.56
自动喷淋系统给水的流量为5，进行水力计算，总损失为3，则
泵的扬程=10+3-1.7+6=17.3
则二者取其大，则=18.56，取20
根据Q=6L/S,=20，选泵见下表
65DL
8.34
32
4.75
4.2气压水罐的设计
消火栓系统和自动喷淋系统的总流量为15，要满足30秒，则气压水罐的容量为450L，由公式得；
———气压罐的总容积（m3）；
———气压罐的容积系数，立式气压罐宜为1.1；
卧式气压罐为1.05
———气压罐内最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计）；
一般宜采用0.65~0.85。
式中，本设计为立式气压罐取β=1.1，α=0.8
则V=450*1.1*5=2457L≈2.5
4.3消防水箱设计
水箱供水工况的计算主要是为了确定水箱的安装高度是否满足最不利点消火栓的压力的依据，消火栓的用水量为15，又因自动喷水系统作用面积内的喷头数为16，每个喷头的流量为,则自动喷水的用水量为21.28L/s。
—消防水箱容积，；
—室内消防用水总量，L/S；
—火灾初期时间，按10min计。
该建筑物室内自动喷水灭火系统用水量为21.28L/S，室内消火栓系统用水总量为15.0L/S，按公式计算消防水箱贮水量为：
V=（21.28+15）*10*60/1000=21.768
取水箱的容积为24
该水箱放于建筑区的最高点，底标高为17.9m。
水箱尺寸：
4.4消防水池设计
已知消火栓的用水量为15，需要灭火的时间是3个小时，又因自动喷水系统作用面积内的喷头数为16，每个喷头的流量为,则自动喷水的用水量为21.28L/s，需要灭火的时间是1个小时。
消防用水量可按下式计算
式中Q---消防用水量，
，----同时开启的灭火系统的消防用水量，；
----同时开启的灭火系统的延续时间，h。
则取240
则消防水池的体积至少为240.
参考文献
1、《建筑设计防火规范》GB50016-2006［S］中国计划出版社.
2、《高层民用建筑设计防火规范》GB50016－2006［S］中国计划出版社.
3、《2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》［S］中国建筑标准设计研究院.
4、王增长.《建筑给水排水》（第六版），中国建筑工业出版社.2010.
5、《给水排水工程快速设计手册》,中国建筑工业出版社1998
6、《自动喷水灭火设计规范》GB50084-2001，［S］中国计划出版社.2005年版.
7、《汽车库设计防火规范》GB50067-1997，［S］中国计划出版社
8、《建筑给排水设计规范》，GB50015-2003.上海市建设和管理委员会.2003.
9、《全国通用给水排水标准图集》S1、S2、S3，中国建筑标准设计研究所.2002.
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