建筑消防課程設(shè)計(jì)

1、建筑消防技術(shù)課程設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)為長春市服裝加工廠建筑消防工程設(shè)計(jì)及計(jì)算。工程地點(diǎn)為吉林省長春市。工程概況：占地面積約為 1250m2。有地下室， 地上部分共有 5 層，層高為 4.2m，建筑高度為 21m。室內(nèi)外高差為 0.45m.地下室內(nèi)有水泵房。 該建筑防火等級(jí)屬于中危險(xiǎn)級(jí)級(jí)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括消火栓系統(tǒng)，自動(dòng)噴灑系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)由水槍、水龍帶、消火栓、消防管道等組成。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能及時(shí)有效的滅火。 本設(shè)計(jì)中消火栓給水管網(wǎng)呈環(huán)狀布置， 各消火栓箱內(nèi)設(shè)消防水泵啟動(dòng)電鈕，能直接啟動(dòng)消防泵。室外設(shè)地下式水泵結(jié)合器，保證消防安全可靠。并進(jìn)行消火栓系統(tǒng)的水力計(jì)算及水泵的選型。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)， 是在

2、火災(zāi)發(fā)生的情況下， 能自動(dòng)開啟噴頭噴水滅火， 以保障人身和財(cái)產(chǎn)安全的一種滅火系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)中每層樓設(shè)閉式自動(dòng)噴水系統(tǒng)。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管道成枝狀管網(wǎng)布置。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由水源、加壓貯水設(shè)備、噴頭、管網(wǎng)、報(bào)警裝置等組成。并進(jìn)行自動(dòng)噴水系統(tǒng)的水力計(jì)算及水泵的選型。關(guān)鍵詞 ：建筑消防消火栓自動(dòng)噴水設(shè)計(jì)1目錄第一章工程概況.3第二章消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .42.1消火栓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) .42.1.1消火栓的選用 .42.1.2管材的選擇 .42.1.3消火栓系統(tǒng)的布置 .42.1.4消火栓的保護(hù)半徑 .42.2消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算及水泵選用 .52.2.1水力計(jì)算 .52.2.2水泵選用 .72.3消火栓

3、系統(tǒng)水泵接合器選用 .8第三章自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) .93.1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的選擇 .93.2管道的布置 .93.3噴頭的選擇與布置 .93.4自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水利計(jì)算及水泵的選用 .103.4.1水力計(jì)算 .103.4.2水泵的選用 .133.3自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵接合器選用 .13第四章消防水箱、穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì) .144.1消防水池水量計(jì)算 .144.2消防水箱的選擇 .144.3消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的計(jì)算 .144.3自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的計(jì)算 .154.4消火栓系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)氣壓水罐計(jì)算 .15參考文獻(xiàn).162第一章工程概況本次設(shè)計(jì)為長春市服裝加工廠建筑消防工程設(shè)計(jì)及計(jì)算。 工

4、程地點(diǎn)為吉林省長春市。夏季最高溫度為 38，冬季凍土厚度為 1.7m。本工程占地面積約為 1250m2。有地下室，地上部分共有 5 層，層高為 4.2m，建筑高度為 21m，室內(nèi)外高差為 0.45m。地下室內(nèi)有水泵房。該建筑防火等級(jí)屬于中危險(xiǎn)級(jí)級(jí)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括消火栓系統(tǒng)，自動(dòng)噴灑系統(tǒng)。城市給水管網(wǎng)管徑為 200 mm，管頂埋深 -1.800 m，城市可靠供水壓力 50Kpa。電源、城市可提供一路獨(dú)立電源。室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)一般由水源、 室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)、 室內(nèi)消火栓、系統(tǒng)附件、屋頂水箱及穩(wěn)壓設(shè)備組成。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是指由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置等組件以及管道、供水設(shè)施組成的自動(dòng)滅火

5、系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能自動(dòng)打開噴頭噴水滅火并同時(shí)發(fā)出火災(zāi)信號(hào)的消防滅火設(shè)施，系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生后能通過各種方式自動(dòng)啟動(dòng)，并能同時(shí)通過加壓設(shè)備將水送入管網(wǎng)維持噴頭灑水滅火一定時(shí)間。3第二章 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1消火栓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1.1消火栓的選用消火栓系統(tǒng)由消火栓給水泵、消火栓、消防管道、水泵接合器組成。室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)布置為環(huán)狀，與臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)相連。 當(dāng)其中一條進(jìn)水管發(fā)生故障時(shí)， 另一條仍能供給系統(tǒng)所需用水量。該廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類， 且體積大于 5000m3。根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 GB50974-2014，室內(nèi)消火栓消防用水量為 20L/s，每根豎管最

6、小流量為 15L/s，同時(shí)使用消防水槍數(shù)為 4 支。室內(nèi)消火栓水槍的充實(shí)水柱不應(yīng)小于 10m，取 10m。消火栓口徑應(yīng)為 65m，水槍口徑應(yīng)為 19m。消防水龍帶長度為 25m，為襯膠水帶，直徑 65 mm，長 25 m。室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)在明顯易于取用的地點(diǎn)，栓口離地面高度宜為1.1m，其出水方向宜與設(shè)置消火栓的墻面相垂直。2.1.2管材的選擇消火栓管道安裝要求與生活給水管基本相同，管材采用熱鍍鋅鋼管。 連接方式為溝槽連接。消火栓立管管徑為DN125mm，消火栓口徑為DN65 mm。2.1.3消火栓系統(tǒng)的布置室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)布置為環(huán)狀， 與臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)相連。 每層設(shè) 4 套消火栓，地下一層

7、設(shè) 1 套消火栓，頂層水箱間設(shè) 1 套試驗(yàn)用消火栓。 底層換裝管網(wǎng)與水泵接合器和給水泵相連，頂層換裝管網(wǎng)與水箱相連。2.1.4消火栓的保護(hù)半徑消火栓保護(hù)半徑按下式計(jì)算：4?= 0.8?+ ?45°=0.8 ×25 + 10 ×?45 °=27?式中 L 水帶長度， m，應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，水帶長度為 25m；Sk 水槍充實(shí)水柱長度， m，為 10m。在消火栓平面布置時(shí)，結(jié)合建筑平面圖，建筑防火分區(qū)，分別以27m 為消火栓保護(hù)半徑，室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)在明顯易于取用的地點(diǎn)。2.2消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算及水泵選用2.2.1水力計(jì)算( 1) 水帶阻力損失本設(shè)計(jì)中， 1

8、9mm 的水槍配 65mm 的水帶，襯膠水帶阻力較小，室內(nèi)消火栓水帶多為襯膠的。本設(shè)計(jì)中亦選擇襯膠水帶。水帶水頭損失為：2×25 ×4.62= 0.91? = ? = 0.00172? ? ?2式中H d 消防水帶阻力損失， mH2OAd 水帶阻力系數(shù)，查表得Ad =0.00172Ld 水帶有效長度， mqxh 水槍噴嘴出流量 , L/s，查表得 qxh =4.6 L/s( 2) 消火栓口所需水壓H Xh? = ? + ?+ ?= 0.91 + 13.5 + 2 = 16.41 ?2?式中H xh 消火栓口的水壓， mH2O；H q 水槍噴嘴處水壓， mH2O，查表得 H

9、q =13.5 mH2 OH d 水帶的水頭損失， mH2O；H sk 消火栓栓口水頭損失，mH2O，宜取 2mH2O( 3) 消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算5消火栓水力計(jì)算管段劃分如下圖2-1 所示。12 管段：沿程水頭損失：?1 = ?2- 1.3?= 0.0000107 ?式中h1 沿程水頭損失， MPa；i 管道單位長度的水頭損失，MPa/m；L 管道長度， m， 12 段為 4.2m；dj 管道的計(jì)算內(nèi)徑， m，取值應(yīng)按管內(nèi)徑減1mm 確定，該段為 124mm；v 管內(nèi)水的平均流速， m/s，該段為 0.41m/s。2- 1.3?= 0.0000107 ?= 0.0000107 ×0.

10、41 2 ×0.124- 1.3= 0.000028 ?/ ?1 = ?= 0.000028 ×4.2 = 0.00011633 ?= 0.011633 ?2?局部水頭損失：局部水頭損失為沿程水頭損失的20%。? = 20%×?= 20% ×0.011633 = 0.002327 ?212其余管段計(jì)算見下表 2-1。表 2-1消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算管段流量管長 L/m管徑流速i沿程水頭局部水頭水頭損失Q/L/sDN/mmv/m/s損失 h1/m損失 h2 /mh/m1254.21250.410.0000280.0116330.0023270.01396023

11、104.21250.830.0001110.0465330.0093070.05583934157.41251.240.0002490.1844690.0368940.221363451520.71251.240.0002490.5160150.1032030.619218562077.81251.660.0004433.4478560.6895714.137427672091251.660.0004430.3988520.0797700.47862389202.72000.640.0000360.0097530.0019510.01170491041.2810.82001.330.00015

12、40.1661980.0332400.199438合計(jì)4.7813100.9562625.737572消火栓系統(tǒng)總水頭損失為：6H =?+ ?+ ?0= 5.74 + 16.2 + 16.41 = 38?2式中? 管道沿程和局部的水頭損失累計(jì)值，mH2O；Z 高差， m, 為 16.2m；P0 最不利點(diǎn)出滅火設(shè)備的工作壓力，mH2O。圖 2-1 消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算分段2.2.2水泵選用水泵的安全系數(shù)取1.1 。水泵揚(yáng)程為：?= 1.1 ×?= 1.1 ×38 = 42?2?水泵流量為：? = 1.1?= 1.1 ×20 = 22?/ ?式中 Q 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所

13、需水量，L/s，為 20L/s。7消防泵的選用見下表2-1.表 2-1消防水泵的選擇型號(hào)流量 L/s揚(yáng)程 m轉(zhuǎn)速 r/min軸功率 kW汽蝕余量 m100-65-200A26442980163.92.3消火栓系統(tǒng)水泵接合器選用消火栓系統(tǒng)水泵接合器采用地下式水泵接合器。消火栓系統(tǒng)水量為20L/s，故水泵接合器水量選10L/s，型號(hào)為 SQX-100-A 。采用水泵接合器2 套。地下管道應(yīng)采取防腐措施。8第三章自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的選擇自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)特指由灑水噴頭、 報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置等組件，以及管道、供水設(shè)施組成的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能自

14、動(dòng)打開噴頭噴水滅火并同時(shí)發(fā)出火警信號(hào)的消防滅火設(shè)施，系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生后能通過各種方式自動(dòng)啟動(dòng)，并能同時(shí)通過加壓設(shè)備將水送入管網(wǎng)維持噴頭灑水滅火一定時(shí)間。設(shè)計(jì)中自動(dòng)噴滅火系統(tǒng)選用標(biāo)準(zhǔn)噴頭K=80，水流指示器采用ZSJZ 型，信號(hào)閥采用 AXD71-16 型，報(bào)警裝置采用ZSFZx100 型濕式自動(dòng)噴水報(bào)警閥成套安裝。噴頭安裝高度與吊頂平齊，其工作壓力0.1MPa。3.2管道的布置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)報(bào)警閥后的管道布置成枝狀管網(wǎng)，以減少管徑節(jié)約投資， 同時(shí)方便施工與維修。但每根配水支管或配水管的直徑不宜小于25 毫米。管道均采用熱鍍鋅鋼管，直徑小于等于50mm 的管道采用絲接，直徑大于50mm的管道采用

15、溝槽連接。 報(bào)警閥前采用內(nèi)壁不防腐鋼管時(shí)，可焊接連接。 設(shè)置吊架和支架位置以不妨礙噴頭噴水為原則，吊架距噴頭的距離應(yīng)大于0.3 m，距末端噴頭的距離小于 0.7 m。配水管道的工作壓力不大于 1.2 MPa，并不設(shè)置其它用水設(shè)施。配水管入口處壓力不大于 0.4 MPa3.3噴頭的選擇與布置本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)玻璃球噴頭，其動(dòng)作溫度為 68，公稱直徑為 15mm， K=80 。該建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn) I 級(jí)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為 6L/(min ·m2), 設(shè)計(jì)作用面積為 160 m2，最不利噴頭工作壓力為10mH2O。噴頭采用正方形布置，間距為 3.0m。離墻的距離為 1.5m 和 1.7

16、m。滿足 AB 12.5m2，2.4m A 4m，0.6ml 1.8m 的要求，且布置均勻。9每個(gè)噴頭的噴水量為：?= ? 10?= 80 × 10 ×0.1 = 1.33?/ ?式中： q 噴頭出水流量， L/s；p 噴頭工作壓力， MPa, 取 0.1 MPa；K 噴頭流量系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)噴頭 K=80。作用面積內(nèi)的流量為：?= ?= 16 ×1.33 = 21.28?/ ?式中： Q 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量， L/s；q 噴頭出水流量， L/s；n 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭個(gè)數(shù)，為16 個(gè)。3.4 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水利計(jì)算及水泵的選用3.4.1 水力計(jì)算自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

17、的管道分段如圖3-1、圖 3-2 所示。12 管段：沿程水頭損失：?1 = ?2- 1.3?= 0.0000107 ?式中h1 沿程水頭損失， MPa；i 管道單位長度的水頭損失，MPa/m；L 管道長度， m， 12 段為 3m；dj 管道的計(jì)算內(nèi)徑， m，取值應(yīng)按管內(nèi)徑減1mm 確定，該段為 24mm；v 管內(nèi)水的平均流速， m/s，該段為 2.94m/s。2- 1.3?= 0.0000107 ?= 0.0000107 ×2.94 2 ×0.024- 1.310= 0.011809 ?/?= ?= 0.011809 ×3 = 0.035427 ?= 3.542

18、823 ?12局部水頭損失：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)局部水頭損失為沿程水頭損失的30%。?= 30% ×? = 30% ×3.542823 = 1.062847 ?212其余管段計(jì)算見下表3-1。表 3-1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水力計(jì)算管段流量管長管徑流速i沿程水頭局部水頭水頭損Q/L/sL/mDN/mmv/m/s損失 h1/m損失 h2/m失 h/m121.333252.940.0118093.5428231.0628474.605670232.663323.530.0121673.6501611.0950484.745209343.993325.290.0273768.2128622

19、.46385910.676721455.321.5404.460.0144152.1623030.6486912.810994569.313801.900.0010470.3142260.0942680.4084936718.6231251.540.0003840.1152370.0345710.1498077821.28421501.220.0001900.7960670.2388201.0348878921.2819.51501.220.0001900.3696030.1108810.48048391021.283.81501.220.0001900.0720250.0216080.093

20、633101121.2814.71251.760.0005020.7375140.2212540.958768121321.282.11501.220.0001900.0398030.0119410.051744131441.288.72001.330.0001540.1338820.0401650.174046合計(jì)20.1465056.04395226.190457總阻力為：?= ?+?+?+ ?1?= 10 + 18.6 + 26.19 + 4 + 2 = 61?2式中H1 最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力，mH2O，為 10mH2O；? 管道沿程和局部的水頭損失累計(jì)值， mH2O； HZ 高差，

21、 m, 為 18.6m；Hk 濕式報(bào)警閥的壓力損失及水流指示器的壓力損失， mH2O，濕式報(bào)警閥取4mH2O，水流指示器取 2mH2O。11圖 3-1 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管段劃分圖 3-2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管段劃分123.4.2 水泵的選用水泵的安全系數(shù)取1.1 。水泵的揚(yáng)程為：? = 1.1 ×?= 1.1 ×61 = 67?2?水泵流量為 :? = 1.1?= 1.1 ×21.28 = 24?/ ?式中 Q 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所需水量，L/s，為 21.28L/s。消防泵的選用見下表3-2。表 3-2水泵的選擇型號(hào)流量 L/s揚(yáng)程 m轉(zhuǎn)速 r/min軸功率 kW汽

22、蝕余量 m100-65-250A26702980273.63.3自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵接合器選用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵接合器采用地下式水泵接合器。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水量為21.28L/s，故水泵接合器水量選15L/s，型號(hào)為 SQX-150-A 。采用水泵接合器2 套。地下管道應(yīng)采取防腐措施。13第四章 消防水箱、穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)4.1消防水池水量計(jì)算消火栓的用水量為20 L/s，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)為16，每個(gè)噴頭的流量為 1.33 L/s，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的用水量為21.28L/s。該建筑為丙類廠房，根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB50974-2014，消火栓系統(tǒng)需要滅火的時(shí)間為

23、3 個(gè)小時(shí)；根據(jù)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50084-2001，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)需要滅火的時(shí)間是1 個(gè)小時(shí)。消防用水量為：?=20 ×3 ×3600 + 21.28 ×1 ×3600= 293?31000則消防水池的體積取300m3 ，尺寸為 10× 7.5× 4 m3 。4.2消防水箱的選擇根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 GB50974-2014，多層民用公共建筑水箱有效容積不應(yīng)小于 18m3。選擇水箱尺寸為 5×3×2 m3，容積為 30 m3，滿足要求。4.3消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的計(jì)算? 15 -? = 11.4?12且? +?2+ 10 = 15.3?11式中 ?1 出水管中心線到水箱水面的距離，m，為 1.7m；?2 出水管中心線到最不利點(diǎn)消火栓的距離，m，為 3.6m；故 H1 取 15.3m。?2 =?115.3= 19?0.80.8水泵的揚(yáng)程為：?= ?1 + ?2 = 15 + 19 = 17?222? = 1.1?= 1.1 ×17 = 18.7?214根據(jù)消防給水及消