经典建筑消防优秀课程设计.docx

建筑消防技术课程设计摘要此次设计为长春市服装加工厂建筑消防工程设计及计算。工程地点为吉林省长春市。工程概况：占地面积约为1250m2。有地下室，地上部分共有5层，层高为4.2m，建筑高度为21m。室内外高差为0.45m.地下室内有水泵房。该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包含消火栓系统，自动喷洒系统。室内消火栓系统由水枪、水龙带、消火栓、消防管道等组成。在火灾发生时能立即有效灭火。本设计中消火栓给水管网呈环状部署，各消火栓箱内设消防水泵开启电钮，能直接开启消防泵。室外设地下式水泵结合器，确保消防安全可靠。并进行消火栓系统水力计算及水泵选型。自动喷水灭火系统，是在火灾发生情况下，能自动开启喷头喷水灭火，以保障人身和财产安全一个灭火系统。本设计中每层楼设闭式自动喷水系统。自动喷水灭火系统管道成枝状管网部署。自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。并进行自动喷水系统水力计算及水泵选型。关键词：建筑消防 消火栓 自动喷水 设计目录第一章 工程概况3第二章 消火栓系统设计42.1 消火栓系统方案设计42.1.1 消火栓的选用42.1.2 管材的选择42.1.3 消火栓系统的布置42.1.4 消火栓的保护半径42.2 消火栓系统水力计算及水泵选用52.2.1 水力计算52.2.2 水泵选用72.3 消火栓系统水泵接合器选用8第三章 自动喷水灭火系统设计93.1 自动喷水灭火系统的选择93.2 管道的布置93.3 喷头的选择与布置93.4 自动喷水灭火系统的水利计算及水泵的选用103.4.1 水力计算103.4.2 水泵的选用133.3 自动喷水灭火系统水泵接合器选用13第四章 消防水箱、稳压泵的设计144.1 消防水池水量计算144.2 消防水箱的选择144.3 消火栓系统稳压泵的计算144.3 自动喷水灭火系统稳压泵的计算154.4 消火栓系统及自动喷水灭火系统气压水罐计算15参考文献16第一章 工程概况此次设计为长春市服装加工厂建筑消防工程设计及计算。工程地点为吉林省长春市。夏季最高温度为38，冬季冻土厚度为1.7m。本工程占地面积约为1250m2。有地下室，地上部分共有5层，层高为4.2m，建筑高度为21m，室内外高差为0.45m。地下室内有水泵房。该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包含消火栓系统，自动喷洒系统。城市给水管网管径为200 mm，管顶埋深-1.800 m，城市可靠供水压力50Kpa。电源、城市可提供一路独立电源。室内消火栓给水系统通常由水源、室内消火栓给水管网、室内消火栓、系统附件、屋顶水箱及稳压设备组成。自动喷水灭火系统是指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件和管道、供水设施组成自动灭火系统。自动喷水灭火系统是一个在火灾发生时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火灾信号消防灭火设施，系统在火灾发生后能经过多种方法自动开启，并能同时经过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。第二章 消火栓系统设计2.1 消火栓系统方案设计2.1.1 消火栓选择消火栓系统由消火栓给水泵、消火栓、消防管道、水泵接合器组成。室内消火栓给水管网部署为环状，和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。该厂房火灾危险性为丙类，且体积大于5000m3。依据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-，室内消火栓消防用水量为20L/s，每根竖管最小流量为15L/s，同时使用消防水枪数为4支。 室内消火栓水枪充实水柱不应小于10m，取10m。消火栓口径应为65m，水枪口径应为19m。消防水龙带长度为25m，为衬胶水带，直径65 mm，长25 m。室内消火栓应设在显著易于取用地点，栓口离地面高度宜为1.1m，其出水方向宜和设置消火栓墙面相垂直。2.1.2 管材选择消火栓管道安装要求和生活给水管基础相同，管材采取热镀锌钢管。连接方法为沟槽连接。消火栓立管管径为DN125mm，消火栓口径为DN65 mm。2.1.3 消火栓系统部署室内消火栓给水管网部署为环状，和临时高压给水系统相连。每层设4套消火栓，地下一层设1套消火栓，顶层水箱间设1套试验用消火栓。底层换装管网和水泵接合器和给水泵相连，顶层换装管网和水箱相连。2.1.4 消火栓保护半径消火栓保护半径按下式计算：R=0.8L+Skcos45=0.825+10cos45=27m式中 L水带长度，m，应乘以折减系数0.8，水带长度为25m； Sk水枪充实水柱长度，m，为10m。 在消火栓平面部署时，结合建筑平面图，建筑防火分区，分别以27m为消火栓保护半径，室内消火栓应设在显著易于取用地点。2.2 消火栓系统水力计算及水泵选择2.2.1 水力计算(1)水带阻力损失本设计中，19mm水枪配65mm水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶。本设计中亦选择衬胶水带。水带水头损失为：Hd=AdLdqxh2=0.00172254.62=0.91mH2O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，查表得=4.6 L/s(2)消火栓口所需水压Hxh=Hd+Hq+Hsk=0.91+13.5+2=16.41mH2O式中 消火栓口水压，mH2O；水枪喷嘴处水压，mH2O，查表得=13.5 mH2O水带水头损失，mH2O； 消火栓栓口水头损失，mH2O，宜取2mH2O(3)消火栓系统水力计算消火栓水力计算管段划分以下图2-1所表示。12管段：沿程水头损失：h1=iLi=0.0000107v2dj-1.3式中 h1沿程水头损失，MPa； i管道单位长度水头损失，MPa/m； L管道长度，m，12段为4.2m； dj管道计算内径，m，取值应按管内径减1mm确定，该段为124mm； v管内水平均流速，m/s，该段为0.41m/s。i=0.0000107v2dj-1.3 =0.00001070.4120.124-1.3=0.000028MPa/mh1=iL=0.0000284.2=0.00011633MPa=0.011633mH2O局部水头损失：局部水头损失为沿程水头损失20%。h2=20%h1=20%0.011633=0.002327mH2O其它管段计算见下表2-1。表2-1 消火栓系统水力计算管段流量Q/L/s管长L/m管径DN/mm流速v/m/si沿程水头损失h1/m局部水头损失h2/m水头损失h/m1254.21250.410.0000280.0116330.0023270.01396023104.21250.830.0001110.0465330.0093070.05583934157.41251.240.0002490.1844690.0368940.221363451520.71251.240.0002490.5160150.1032030.619218562077.81251.660.0004433.4478560.6895714.137427672091251.660.0004430.3988520.0797700.47862389202.72000.640.0000360.0097530.0019510.01170491041.2810.82001.330.0001540.1661980.0332400.199438累计4.7813100.9562625.737572 消火栓系统总水头损失为：H=h+Z+p0 =5.74+16.2+16.41=38mH2O式中 h管道沿程和局部水头损失累计值，mH2O； Z高差，m,为16.2m； P0最不利点出灭火设备工作压力，mH2O。图2-1 消火栓系统水力计算分段 2.2.2 水泵选择水泵安全系数取1.1。水泵扬程为：Hb=1.1H =1.138=42mH2O水泵流量为：Qb=1.1Q=1.120=22L/s式中 Q自动喷水灭火系统所需水量，L/s，为20L/s。消防泵选择见下表2-1.表2-1 消防水泵选择型号流量L/s扬程m转速r/min轴功率kW汽蚀余量m100-65-200A26442980163.92.3 消火栓系统水泵接合器选择消火栓系统水泵接合器采取地下式水泵接合器。消火栓系统水量为20L/s，故水泵接合器水量选10L/s，型号为SQX-100-A。采取水泵接合器2套。地下管道应采取防腐方法。第三章 自动喷水灭火系统设计3.1 自动喷水灭火系统选择自动喷水灭火系统特指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件，和管道、供水设施组成自动灭火系统。自动喷水灭火系统是一个在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号消防灭火设施，系统在火灾发生后能经过多种方法自动开启，并能同时经过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。设计中自动喷灭火系统选择标准喷头K=80，水流指示器采取ZSJZ型，信号阀采取AXD71-16型，报警装置采取ZSFZx100型湿式自动喷水报警阀成套安装。喷头安装高度和吊顶平齐，其工作压力0.1MPa。3.2 管道部署自动喷水灭火系统报警阀后管道部署成枝状管网，以降低管径节省投资，同时方便施工和维修。但每根配水支管或配水管直径不宜小于25毫米。管道均采取热镀锌钢管，直径小于等于50mm管道采取丝接，直径大于50mm管道采取沟槽连接。报警阀前采取内壁不防腐钢管时，可焊接连接。设置吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为标准，吊架距喷头距离应大于0.3 m，距末端喷头距离小于0.7 m。配水管道工作压力小于1.2 MPa，并不设置其它用水设施。配水管入口处压力小于0.4 MPa3.3 喷头选择和部署本设计选择标准玻璃球喷头，其动作温度为68，公称直径为15mm， K=80。该建筑火灾危险等级为中危险I级，设计喷水强度为6L/(minm2),设计作用面积为160 m2，最不利喷头工作压力为10mH2O。喷头采取正方形部署，间距为3.0m。离墙距离为1.5m和1.7m。满足AB12.5m2，2.4mA4m，0.6ml1.8m要求，且部署均匀。每个喷头喷水量为：q=K10P=80100.1=1.33L/s式中：喷头出水流量，L/s；喷头工作压力，MPa,取0.1 MPa；喷头流量系数，标准喷头K=80。作用面积内流量为：Q=nq=161.33=21.28L/s式中：Q系统设计流量，L/s；喷头出水流量，L/s； 最不利点处作用面积内喷头个数，为16个。3.4 自动喷水灭火系统水利计算及水泵选择3.4.1 水力计算自动喷水灭火系统管道分段图3-1、图3-2所表示。12管段：沿程水头损失：h1=iLi=0.0000107v2dj-1.3式中 h1沿程水头损失，MPa； i管道单位长度水头损失，MPa/m； L管道长度，m，12段为3m； dj管道计算内径，m，取值应按管内径减1mm确定，该段为24mm； v管内水平均流速，m/s，该段为2.94m/s。i=0.0000107v2dj-1.3 =0.00001072.9420.024-1.3=0.011809MPa/mh1=iL=0.0118093=0.035427MPa=3.542823mH2O局部水头损失：自动喷水灭火系统局部水头损失为沿程水头损失30%。h2=30%h1=30%3.542823=1.062847mH2O表3-1 自动喷水灭火系统水力计算管段流量Q/L/s管长L/m管径DN/mm流速v/m/si沿程水头损失h1/m局部水头损失h2/m水头损失h/m121.333252.940.0118093.5428231.0628474.605670232.663323.530.0121673.6501611.0950484.745209343.993325.290.0273768.2128622.46385910.676721455.321.5404.460.0144152.1623030.6486912.810994569.313801.900.0010470.3142260.0942680.4084936718.6231251.540.0003840.1152370.0345710.1498077821.28421501.220.0001900.7960670.2388201.0348878921.2819.51501.220.0001900.3696030.1108810.48048391021.283.81501.220.0001900.0720250.0216080.093633101121.2814.71251.760.0005020.7375140.2212540.958768121321.282.11501.220.0001900.0398030.0119410.051744131441.288.72001.330.0001540.1338820.0401650.174046累计20.1465056.04395226.190457其它管段计算见下表3-1。 总阻力为：H=H1+HZ+h+Hk =10+18.6+26.19+4+2=61mH2O式中 H1最不利点处喷头工作压力，mH2O，为10 mH2O； h管道沿程和局部水头损失累计值，mH2O； HZ高差，m,为18.6m； Hk湿式报警阀压力损失及水流指示器压力损失，mH2O，湿式报警阀取4 mH2O，水流指示器取2 mH2O。图3-1 自动喷水灭火系统管段划分图3-2 自动喷水灭火系统管段划分3.4.2 水泵选择水泵安全系数取1.1。水泵扬程为：Hb=1.1H =1.161=67mH2O水泵流量为:Qb=1.1Q=1.121.28=24L/s式中 Q自动喷水灭火系统所需水量，L/s，为21.28L/s。消防泵选择见下表3-2。表3-2 水泵选择型号流量L/s扬程m转速r/min轴功率kW汽蚀余量m100-65-250A26702980273.63.3 自动喷水灭火系统水泵接合器选择自动喷水灭火系统水泵接合器采取地下式水泵接合器。自动喷水灭火系统水量为21.28L/s，故水泵接合器水量选15L/s，型号为SQX-150-A。采取水泵接合器2套。地下管道应采取防腐方法。第四章 消防水箱、稳压泵设计4.1 消防水池水量计算消火栓用水量为20 L/s，自动喷水灭火系统作用面积内喷头数为16，每个喷头流量为1.33 L/s，自动喷水灭火系统用水量为21.28L/s。该建筑为丙类厂房，依据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-，消火栓系统需要灭火时间为3个小时；依据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-，自动喷水灭火系统需要灭火时间是1个小时。消防用水量为：Q=2033600+21.28136001000=293m3则消防水池体积取300，尺寸为107.54。4.2 消防水箱选择依据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-，多层民用公共建筑水箱有效容积不应小于18m3。选择水箱尺寸为532 m3，容积为30 m3，满足要求。4.3 消火栓系统稳压泵计算H115-h2=11.4m且H1h1+h2+10=15.3m式中 h1出水管中心线到水箱水面距离，m，为1.7m； h2出水管中心线到最不利点消火栓距离，m，为3.6m；故H1取15.3m。H2=H10.8=15.30.8=19m水泵扬程为：H=H1+H22=15+192=17mH2OHb=1.1H=1.117=18.7mH2O依据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-，稳压泵泵流量宜按消防给水设计流量1%3%确定，且大于1L/s。Q消=3%Q=3%20=0.6L/s故消火栓稳压泵流量为1L/s。稳压泵选择见下表4-1。表4-1 水泵选择型号流量L/s扬程m转速r/min轴功率kW汽蚀余量m50-32J-25022014801.324.3 自动喷水灭火系统稳压泵计算自动喷水灭火系统稳压泵流量为1L/s，扬程估算为25m，稳压泵选择见下表4-2。表4-2 水泵选择型号流量L/s扬程m转速r/min轴功率kW汽蚀余量m65-40J-315B22414801.724.4 消火栓系统及自动喷水灭火系统气压水罐计算气压水罐容积为：V=V调1-=1.11501-0.75=660L式中 V调调整容积，L，取150L； 气压罐容积系数，取1.1； 气压罐内最低工作压力和最高工作压力之比，取0.75。 消火栓系统和自动喷水灭火系统均选择容积为800L气压水罐。参考文件1 建筑设计防火规范GB50016-S中国计划出版社.2 消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-S中国计划出版社.3 全国民用建筑工程设计技术方法-给水排水S中国建筑标准设计研究院.4 王增加.建筑给水排水（第六版），中国建筑工业出版社.5 给水排水工程快速设计手册,中国建筑工业出版社.19986 自动喷水灭火设计规范GB50084-，S中国计划出版社.7 建筑给排水设计规范，GB50015-. 上海市建设和管理委员会.8 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.