金华国际高层商住楼消防设计评析 毕业论文x.docx
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中国人民武装警察部队学院
毕业论文（设计）
题目 金华国际高层商住楼消防设计评析
学 号
姓 名 系 队 专业（方向） 消防工程 指导教师 讲师
二○一一年五月
武警学院本科毕业论文（设计）
金华国际高层商住楼消防设计评析
摘 要：
随着人们对居住建筑和商业用房的需求不断增加，加之城市用地紧张，商住楼这种占地面积小、 使用功能多、经济效益好的建筑越来越多。
但高层商住楼的功能复杂，商业部分装修豪华，极易引发火灾。
因此对
高层商住楼的消防设计进行评析十分必要。
本文综合运用消防工程相关理论，采用处方式方法，依据相关消防技术规范和法律法规，以金华国际一期高层商住楼消防设计为对象，对建筑防火措施、建筑灭火设施、防排烟系统和消防电气系统等方面进行分析评价，并通过有关计算对室内消火栓系统及自动喷水灭火系统消防水泵选型、机械加压送风系统送风机选型、机械排烟风机选型等设计参数进行了复核，找出了该工程中不符合规范的消防设计并给出相应的整改意见。
经计算，机械加压送风系统送
风机和机械排烟风机的选型错误，剪刀楼梯间 的排风口设置错误。
此外，本文还对高层商住楼住宅部分建筑层数 的界定提出了新的计算方法。
关键词高层商住楼;火灾危险性;消防设计评析;水力计算
-IV-
TheAnalysisonFireDesignofJinhuaInternationalHigh-riseBusiness-livingBuilding
Abstract:
Withtheincreasingdemandforresidentialandcommercialbuilding,alongwiththeintenseneedforurbanland,business-livingbuilding,whichcoverssmallerarea,hasmorefunctionsandhighbenefits,becomescommonindailylife.Havingthecharacteristicsofcomplexfunctionandluxurydecoration,thiskindofbuildinghassomuchfirehazardthattheanalysisonfiredesignofhigh-levelbusiness-livingbuildingisessential.
Accordingtotherelevantcodesandtechnicalstandardsonfireprotection,thispapercomprehensivelyusesfireengineeringtheoriestoauditfirepreventiondesignofJinhuaInternationalHigh-riseBusiness-livingBuilding,tryingtofindouttheproblemsandgivesomerecommendationsintermsoffirepreventiondesign,fireinstallation,smokecontrolsystemsandextractionsystems.Pumpstylesofinternalfirehydrantsystemandautomaticsprinklersystemarechecked,airsupplysystemsofventilatorandmechanicalsmokeextractionfans.Aftercalculation,themainproblemsincludes:
thewrongstyleselectionofairsupplysystemsofventilatorandmechanicalsmokeextractionfans,theshortageofsmokeextractionventsinthescissorsstairwell.
Inaddition,newcalculationmethodisgiventodeterminethenumberoffloorinthelivingpartofthehigh-risebusiness-livingbuilding.
Keywordshigh-risebusiness-livingbuilding;firehazard;analysisonfiredesign;hydrauliccalculation
目 录
-IV-
摘要 I
Abstract II
目录 III
1绪论 1
1.1商住楼现状及火灾危险性 1
1.1.1发生火灾的可能性大 1
1.1.2可燃物资多，火灾荷载大 1
1.1.3楼层高，火灾易向上蔓延，人员疏散困难 1
1.2项目工程概况 2
2建筑防火设计评析 3
2.1建筑分类和耐火等级 3
2.2总平面布局 3
2.2.1防火间距 3
2.2.2消防车道 3
2.3建筑防火防烟分区 3
2.3.1建筑防火分区 3
2.3.2建筑防烟分区 4
2.4安全疏散和消防电梯 4
2.4.1安全出口 4
2.4.2安全疏散宽度 5
2.4.3安全疏散距离 5
2.4.4疏散楼梯间 6
2.4.5消防电梯 6
3建筑消防设施设计评析 8
3.1建筑灭火器配置 8
3.1.1灭火器配置场所危险等级和火灾种类 8
3.1.2灭火器配置设计 8
3.2室内消火栓系统 9
3.3自动喷水灭火系统 13
3.3.1场所火灾危险等级确定 13
3.3.2报警阀组确定 13
3.3.3喷头选择和布置 14
3.3.4系统设计流量 14
3.3.5水泵接合器 18
3.3.6消防水池 18
3.4防排烟设计 18
3.4.1排烟系统 18
3.4.2防烟系统 19
4消防电气系统设计评析 22
4.1消防电源及其配电 22
4.2火灾应急照明和疏散指示标志 22
4.2.1火灾应急照明 22
4.2.2疏散指示标志 22
4.3火灾自动报警系统 22
5关于商住楼住宅部分建筑层数的 思考 25
6 结论 26
参考文献 27
致谢 29
附录 30
武警学院本科毕业论文（设计）
1 绪论
1.1商住楼现状及火灾危险性
近年来，随着人民物质文化生活水平的不断提高，城市规模越来越大，各种各样大体量、功能复杂的建筑不断涌现，从各地城市建设实际来看，对居住建筑的大量需求和商业用房良好的经济效益，再加上城市用地的紧张，使多种形式的商住楼受到了越来越多的开发商的青睐。
这种形式的多样化和复杂化在促进经济发展，满足人们各种需求的同时，对商住楼的消防设计也提出了更高的要求。
目前商住楼火灾已经成为我国城市火灾，尤其是重特大火灾发生的重要场所。
因此，对商住楼进行消防设计评析非常必要。
商住楼是一类为满足商业和住宿需要修建的建筑类型，因为具有底部商业营业厅与上层住宅为一体的特点。
建筑的消防设计不再是针对单一功能的设计，还应考虑到建筑的商住两用对不同楼层消防设计的影响[1]。
这种形式的建筑存在着很严重的火灾危险性。
1.1.1发生火灾的可能性大
商住楼内通常因商业服务网点的需求而设有各种配电、通讯、控制线路和大功率用电设备，其电气线路和设备的敷设、安装都具有一定的火灾危险性。
此外，锅炉房、发电机房、厨房等部位使用气体、液体燃料频繁，增大了火灾发生的可能性。
1.1.2可燃物资多，火灾荷载大
商住楼内商业服务网点和住宅部分装修时使用大量可燃材料，如墙
纸、窗帘、地毯、木质家具、木地板等；建筑内部敷设的部分管道、电缆及外包材料和外围安装的大量招牌、广告、幕墙等也多为可燃材料。
这些可燃材料在燃烧过程中释放出大量的热、烟和有毒、可燃气体，其纵向蔓延速度快，严重影响了疏散逃生和灭火救援，具有极高的火灾危险性。
1.1.3楼层高，火灾易向上蔓延，人员疏散困难
高层商住楼还具有高层建筑特点， 楼层高导致烟囱效应极易形成。
内部的电梯井、电缆井、楼梯井、风管、气管、电线 管道等，能迅速导致火势和高温有毒烟气的垂直蔓延。
人员在浓烟中停留 1～2min就可能昏倒，4～5min就有死亡的危险。
烟气、毒气等燃烧产物极易造成人员窒息、
第17页共33页
中毒死亡[2]。
1.2 项目工程概况
金华国际广场一期为陕西省鸿业房地产开发有限公司开发，中国建筑西北设计研究院设计，地上二十五层，地下一层。
建筑主体高度 76.7m，建
筑总面积50243.64m2，其中地上建筑面积 44215.2m2，地下建筑面积
6028.46m2。
该建筑地上分为 A栋公寓式住宅和 B栋酒店式公寓，其建筑
面积分别为25833.97m2和18370.21m2。
首层和二层为商业用房；三层至
二十五层为单元式住宅；地下一层为车库及设备用房，可停车 173辆，兼做人防使用。
2建筑防火设计评析
2.1建筑分类和耐火等级
根据《高层民用建筑设计防火规范 》（GB50045-95，2005版）（以下
简称《高规》）第3.0.1条和第3.0.4条，该建筑高度超过50m，为一类高层建筑，耐火等级应为一级。
该建筑中采用的防火墙、承重墙、柱、梁等建筑构件燃烧性能和耐火极限满足《高规》中第3.0.2条的规定，确定其耐火等级为一级。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范 》（GB50067-97）（以
下简称《汽规》）第3.0.1条和第3.0.3条，该建筑地下汽车库停车数量介
于151辆和300辆之间，为Ⅱ类汽车库，耐火等级一级。
2.2总平面布局
2.2.1防火间距
该建筑位于陕西省西安市高新区，北侧、南侧和西侧均为规划道路，东侧为西安高新区创业服务中心。
根据 《高规》第4.2.1条，高层建筑之间及高层建筑与其他民用建筑之间的防火间距最 小为14m[3]。
由附录A可知，该建筑外墙距西安高新区创业服务中心最近 ，距离为40.5m，符合规范要求。
2.2.2消防车道
根据《高规》第4.3.1条，高层建筑的周围应设环形消防车道。
该建筑周围所设车道即为环形消防车道。
根据《高规》第4.3.4条，消防车道的宽度不应小于 4.00m，消防车
道距高层建筑外墙宜大于 5.00m，消防车道上空 4.00m以下范围内不应
有障碍物。
该建筑的环形消防车道的宽度为 6.00m，据建筑外墙 5.30m，符合规范要求。
2.3建筑防火防烟分区
2.3.1建筑防火分区
2.3.1.1防火分区面积
该建筑地上各层防火分区按自然层分区 ，地下室防火分区为两个，其面积分别为3249m2和2228m2。
根据《高规》第5.1.1条和第5.1.2条，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000m2。
该建筑A栋单层面积为2213.6m2，B栋一二层面积均
为2386.3m2，符合规范要求。
根据《汽规》第5.1.1条和第5.1.2条，设有自动灭火系统的一类高层
建筑和地下汽车库防火分区最大建筑面积分别不超过 4000m2。
该建筑防火分区的划分符合规范要求。
2.3.1.2防火分区分隔物
该建筑地下室隔墙均采用 240mm厚粘土实心砖墙，耐火极限大于 3h，满足防火墙耐火极限要求。
该建筑地下部分防火分区由防火墙与防火卷帘共同划分。
其设计未对防火卷帘的防火极限提出要求，此项应在图纸中表明。
2.3.2建筑防烟分区
2.3.2.1地上部分
根据《高规》第5.1.6条，每个防烟分区的建筑面积不宜超过 500
m2，且防烟分区不应跨越防火分区。
该建筑地上部分，由190mm厚非承重空心砖墙将每层划分为商铺、公寓和住户，且每个商铺、公寓和住户的建筑面积均小于500m2，符合规范要求。
2.3.2.2地下部分
根据《汽规》第8.2.2条，设有机械排烟系统的汽车库，每个防烟分区的
建筑面积不宜超过2000m2，且防烟分区不应跨越防火分区。
该建筑地下部
分两个防火分区面积均大于2000m2，第一防火分区的两个防烟分区面积分
别为1856.2m2和1392.8m2，第二防火分区的两个防烟分区面积分别为
1032m2和1196m2，符合规范要求。
2.4安全疏散和消防电梯
2.4.1安全出口
2.4.1.1地上部分
根据《高规》第6.1.1条，高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两
个。
第6.1.5条，高层建筑的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离
不应小于5.00m。
（1）商业部分
首层有6个安全出口，最近的两个安全出口的距离为 13.2m；商业部
分二层有5个安全出口，最近的两个安全出口的距离为 12.6m，符合规范要求。
（2）住宅部分
A栋西单元、东单元、B栋均有两个安全出口。
A栋西单元安全出口之间的距离为 5.20m，东单元为16.9m，B栋为25.7m，符合规范要求。
2.4.1.2地下部分
根据《人民防空设计防火规范》（GB50098-98）第3.1.9条，设在人防工程内的汽车库、修车库，其防火设计应按现行国家标准《汽规》的有关规定执行。
因此，对于地下汽车库的防火设计主要参照《汽规》执行。
根据《汽规》第6.0.2条，汽车库、修车库的每个防火分区内，人员安全出口不应少于两个。
该建筑地下部分的每个防火分区都有两个人员安全出口且均有两个汽车疏散出口，符合规范要求。
2.4.2安全疏散宽度
根据《高规》第4.1.7条，高层建筑内走道的净宽，应按通过人数每
100人不小于1.00m计算；高层建筑首层疏散外门的总宽度，应按人数最
多的一层每100个不小于1.00m计算。
（1）商业部分
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）中第5.3.17条的规定计
算：
2386.3´70%´0.85´0.65¸100=9.23m
其中2386.3为B栋首层商业用房的总面积， 70%为地上商店的面积折
算值，0.85为商店营业厅内的疏散人数换算系数 （人/m2），0.65为疏散
走道、安全出口、疏散楼梯和房间疏散门每 100人的净宽度（m）。
该建
筑商业部分首层疏散外门总宽度为 21.3m，二层疏散楼梯间的门的总宽度
为12.8m，疏散楼梯间的楼梯梯段总宽度为 9.75m；
（2）住宅部分
该建筑A栋东单元楼梯间前室门宽度为分别为1.0m和1.2m，西单元楼梯间前室门宽度均为1.0m，B栋楼梯间前室门宽度为1.1m和1.3
m，符合规范要求。
2.4.3安全疏散距离
2.4.3.1地上部分
（1）商业部分
根据《高规》第6.1.7条，高层建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，其室内任何一点至最近的疏散出口的直线距离，不宜超过30m。
该建筑内商业部分室内任意一点至安全出口的距离小于30
m，符合规范要求。
（2）住宅部分
根据《高规》第6.1.5条，位于两个安全出口之间的房间至最近楼梯间的
最大距离为40m，房间内最远一点至房门的直线距离不宜超过 15m。
该
建筑中位于两个安全出口之间的房间至最近楼梯间的最大距离为 15m，
房间内最远一点至房门直线距离最大为 14.3m，符合规范要求。
2.4.3.2地下部分
根据《汽规》第6.0.10条和第6.0.5条，两个汽车疏散出口之间的间距
不应小于10m，汽车库室内最远工作地点至楼梯间的距离不应超过 45
m，当设有自动灭火系统时，其距离不应超过 60m。
由图中可知，两个汽
车疏散出口之间间距为 11.36m，大于10m；地下汽车库任意一点至最近
的疏散楼梯间最大距离 54.3m，小于60m，符合规范要求。
2.4.4疏散楼梯间
2.4.4.1地上部分
（1）商业部分
该建筑裙房建筑高度为 13.8m，裙房首层及二层为商业用房，设置了 4
部封闭楼梯间用于疏散，符合 《高规》第6.2.2条规定。
楼梯的梯段宽度分
别为1.35m、1.7m、1.4m和1.7m，大于1.2m，符合《高规》第6.2.9条要求。
楼梯间的门均为乙级防火门，并向疏散方向开启，符合 《高规》第6.2.2.2条规定。
（2）住宅部分
根据《高规》第6.1.3A条，商住楼中住宅的疏散楼梯应独立设置。
该建筑住宅部分中A栋东单元设置两部防烟楼梯， A栋西单元设置一部剪刀楼梯， B
栋设置两部防烟楼梯，住宅部分的疏散楼梯独立设置，符合规范要求。
根据《高规》第6.2.1条，一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高
度超过32m的二类建筑以及塔式住宅，均应设防烟楼梯间。
根据 《高规》
第6.2.1.2条，前室的面积，公共建筑不应小于 6.00m2，居住建筑不应小
于4.50m2。
根据《高规》第6.3.3.2条，消防电梯间当与防烟楼梯间合用前
室时，其面积居住建筑不应小于 6.00m2，公共建筑不应小于 10m2。
该建筑A栋西单元有1个剪刀楼梯间，其前室与消防电梯合用 ，面积为
15.8m2。
A栋东单元合用前室的防烟楼梯间前室面积为 7.02m2，独立前室的防烟楼梯间前室的面积为 6.2m2。
B栋合用前室的防烟楼梯间前室面积为11.1m2，独立前室的防烟楼梯间前室的面积为 7.75m2。
楼梯间前室面积均符合规范要求。
根据《高规》第6.2.1.3条，前室和楼梯间的门均应为乙级防火门，并应向疏散方向开启。
该建筑防烟楼梯间和前室的门均采用乙级防火门，且向疏散方向开启，符合规范要求。
根据《高规》第6.2.5.1条，楼梯间及防烟楼梯间前室的内墙上，除开设
通向公共走道的疏散门和本规范第6.1.3条规定的户门外，不应开设其它门、窗、洞口。
该建筑未在防烟楼梯间和楼梯间前室的内墙上开设其他门窗、洞口，符合规范要求。
2.4.5消防电梯
2.4.5.1消防电梯数量
根据《高规》第6.3.2.1条，当每层建筑面积不大于 1500m2时，应设
1台消防电梯。
根据《高规》第6.3.3.1条，消防电梯宜分别设在不同的防
火分区内。
该建筑A栋东、西单元和 B栋每层面积均小于 1500m2，各设置有一台消防电梯，分别设在不同的防火分区内， 符合规范要求。
2.4.5.2其他设计
根据《高规》第6.3.3.3条，消防电梯间前室宜靠外墙设置，在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30m的通道通向室外。
A栋西单元和东单元首层合用前室分别通过距离为10.8m和11.7m的门厅通向室外，
B栋首层的合用前室直接通向室外， 符合规范要求。
3 建筑消防设施设计评析
3.1建筑灭火器配置
3.1.1灭火器配置场所危险等级和火灾种类
根据《建筑灭火器配置设计规范 》（GB50140-2005）（以下简称《建规》）附录D民用建筑灭火器配置场所的危险等级举例，确定该建筑公寓部分为严重危险级，其他部分为中危险级。
经综合考虑，该建筑存在不同种类的火灾，确定火灾种类为 ABC类。
3.1.2灭火器配置设计
根据《建规》第4.2.1条，第4.2.3条和第4.2.3条，磷酸铵盐干粉可扑救ABC类火灾，选择磷酸铵盐干粉灭火器为该建筑灭火器，符合规范要求。
3.1.2.1灭火器的最大保护距离
根据《建规》第5.2.1条和第5.2.2条，手提式灭火器的最大保护距离
为9m（严重危险级）。
在图纸上，以每具灭火器为圆心作圆，灭火器的布置能满足9m的最大保护距离。
附录B为公寓部分的灭火器布置。
3.1.2.2灭火器配置设计计算
根据《建规》第7.2条，将每个防火分区作为一个计算单元。
按照A类火灾场所灭火器的最低配置标准进行计算。
该建筑B栋灭火器实际配置情况如表3.1：
表3.1 B栋第一防火分区灭火器实际配置
层数
灭火器种类
具数（具）
灭火级别（A）
1
MF/ABC3
20
40
2
MF/ABC3
20
40
3-22
MF/ABC5
8
24
计算单元最小配需灭火级别计算公式 [4]：
Q=KS/U
（3.1）
式中Q是计算单元的最小配需灭火级别 （A或B）；K是修正系数；S
是计算单元的保护面积， m2；U是A类或B类火灾场所单位灭火级别最大
保护面积（m2/A，m2/B）。
查表可知，设有室内消火栓系统和灭火系统的计算单元， K取
0.5；A类火灾场所，严重危险级的单位灭火级别最大保护面积为 50
m2/A。
（1）B栋公寓部分（3～22层）
防火分区面积为774m2，代入式（3.1），可得灭火器配置场所需 要的
灭火级别为7.74A，取8A，实际为24A，符合规范要求。
（2）B栋商业部分（1~2层）
方法如上，单位灭火级别最大保护面积改为 75m2/A，一、二层防火分
区面积均为2386.3m2，计算所需灭火级别为 15.9A，取16A，实际灭火
级别为40A，符合规范要求。
3.2 室内消火栓系统
根据《高规》第7.2.2条，建筑高度超过50m的商住楼室内消火栓用
水量为40L/s，室外消火栓用水量为 30L/s。
根据《汽规》第7.1.5条和第
7.1.8条，地下车库室内消火栓用水量为 10L/s，室外消火栓用水量为 20
L/s。
消防水源为市政给水管网和消防水池。
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