消防工程毕业设计.doc
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1、目录第章 绪论31.1 现代火灾的形成31.2 建筑火灾的发展过程31.3 高层智能建筑防火要求41.3.1 高层智能建筑特点41.3.2 智能建筑火灾特点41.3.3 智能建筑的火灾危险性61.4 本文的工作内容7第2章 工程概况及建筑平面设计82.1 工程概况82.2 防火分区82.2.1防火分区的定义及类型82.2.2防火分区的划分92.2.3防火分隔物构造及要求92.2.4 特殊部位和房间的防火分隔和布置112.3 本章小结12第3章 高层建筑灭火系统设计123.1 消火栓灭火系统123.1.1消火栓给水系统设计方案133.1.2消火栓给水系统设计133.2 自动喷水灭火系统设计193
2、.2.1自动喷水灭火系统概述193.2.2喷头的布置213.3 二氧化碳灭火系统253.3.1二氧化碳灭火系统综述253.3.2 单元独立系统的设计273.3.3无管网系统设计323.4 本章小结32第4章 高层建筑防排烟设计334.1 高层建筑机械防排烟综述334.2 高层建筑自然排烟344.3 高层建筑机械防烟加压系统设计354.3.1确定需要加压的空间354.3.2选定系统形式354.3.3确定加压送风量354.3.4加压送风设备的确定404.4 高层建筑机械排烟系统设计414.4.1机械排烟方式的类型414.4.2 划分防烟分区424.4.3排烟量计算424.4.4排烟设备的确定444
3、.5 本章小结46第5章 火灾报警控制系统设计475.1 火灾报警控制系统的基本原理475.2 火灾探测器485.2.1 探测器的类型485.2.2 火灾探测器的选择495.3 火灾报警控制器515.3.1 火灾报警控制器的分类515.3.2 火灾报警控制器类型的选用525.4 联动控制器525.4.1 联动控制的基本功能7525.4.2 其他系统设备元器件535.5 现场消防设施的设计545.5.1 联动控制点的设计545.5.2 联动控制点的确定及系统设备的选择565.6 本章小结58结 论59参考文献:60后附:河南医学科学院整体拆建项目消防施工图61第章 绪论1.1 现代火灾的形成“火
4、灾”,是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制,是文明进步的一个重要标志。火,给人类带来文明进步、光明和温暖。但是,失去控制的火,就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的,人们在用火的同时,不断总结火灾发生的规律,尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。对于火灾,在我国古代,人们就总结出“防为上,救次之,戒为下”的经验。随着社会的不断发展,在社会财富日益增多的同时,导致发生火灾的危险性也在增多,火灾的危害性也越来越大。据统计,我国70年代火灾年平均损失不到2
5、 .5亿元,80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入90年代,特别是1993年以来,火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元,年均死亡2000多人。实践证明,随着社会和经济的发展,消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括,包括了两层含义:一是做好预防火灾的各项工作,防止发生火灾;二是火灾绝对不发生是不可能的,而一旦发生火灾,就应当及时、有效地进行扑救,减少火灾的危害。现代建筑的起火原因有多种,主要有:生活和生产用火不慎、违反生产安全制度、电气设备设计安装使用及维护不当以及自燃现象引起等。1.2 建筑火灾的发展过程建筑火灾最初是发生在建筑内的某个房间
6、或局部区域,然后由此蔓延到相邻房间或区域,以至整个楼层,最后蔓延到整个建筑物。室内火灾的发展过程可以用室内烟气的平均温度随时间变化来描述.1.3 高层智能建筑防火要求1.3.1 高层智能建筑特点近年来,随着社会经济的飞速发展,城市化进程大大加快,人口增长的巨大压力、城市用地的匮乏和交通设施的紧张,促使城市由平面扩张为主,而迅转向立体空间发展。以功能分区为主趋向功能综合,导致高层的综合性建筑群体不断涌现,构成现代城市的独特风貌。我国规定,高度超过24m的建筑陈伟高层建筑,高度超过100m的建筑称为超高层建筑。而自1984年智能建筑理念提出至今,智能建筑的发展历史较短,目前尚无统一的概念。例如,美
7、国智能化建筑学会(AIBI)定义“智能建筑”是将结构、系统、服务、运营及其相关联系全面综合,达到最佳组合,获得高效率、高功能与高舒适性的大楼。而目前的建筑多是将智能建筑与高层建筑这两者结合起来,因为这样可以同时发挥两者容量大、综合性及舒适性等优点。本设计中的黑龙江省检察院综合楼就属于高层中的智能建筑,所以在设计消防系统时应考虑到智能建筑和高层建筑的双重性及特殊性。1.3.2 智能建筑火灾特点智能建筑火灾由其自身特点决定,概括起来讲有以下六个方面:(1)建筑结构跨度大、特性复杂智能建筑由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置,使建筑开间和隔墙布置复杂,随着建筑高度增加,在起火前室内外温差所形成的热
8、风压大,起火后由于温度变化而引起的烟气运动的火风压大,因而火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时,高层智能建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大,当建筑物高度为90m时,其顶层的风速高达15m/s;室外风速增大,则火灾烟气蔓延速度急剧加快。(2)建筑环境要求高、内部装饰材料多为了加强智能建筑室内空间的艺术效果和实现智能建筑的环境舒适性要求,满足在其中工作、生活的人们的生理和心理的多种需要,智能建筑中的贴墙面层、顶棚吊顶、地毯、灵活和空花割断、窗帘、家具等均大量采用易燃或可燃材料,且有不少是有机高分子材料,尽管一些可能经过了阻燃处理,但遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的CO、CO2
9、及少量的HCN、H2S、HCl、NH3、HF、SO2等有害的烟气和毒气,直接危害人的生命安全。(3)电气设备多、监控要求高在智能建筑中,大量使用各种电气设备,如照明灯具、电冰箱、电视机、电话、自动电梯和扶梯、电炉、空调设备、驱动电机、自备发电机组等,还有通讯、广播电视、大型电子计算机等电气设备,电气设备配电线路和信息数据通信布线系统密如蛛网,若有一处出现火花或线路绝缘层老化碰线断路而发生电气火灾,火灾会沿着线路迅速蔓延。(4)人员多且集中一般智能建筑容纳有成百上千甚至数以万计的人员,一旦发生火灾,人的慌乱心里加上建筑通道复杂及楼层多等,使人员疏散难度大,难以安全疏散逃离。(5)建筑功能复杂多样
10、智能建筑多数是多用途的综合性大楼,往往设有办公室、写字间、会议厅、商业贸易厅、饭店、旅馆、公寓、住宅、餐厅、歌舞厅、娱乐场、室内运动场等,以及建筑自身必要的厨房、锅炉房、变配电室、物资保管室、汽车库、各种库房、不同功能用房,从而造成安全疏散通道曲折隐蔽。(6)管道竖井多智能建筑内部必然设置有电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、垃圾井等,这些竖井若未加垂直和水平方向割断措施,一旦烟火窜入,则会产生“烟囱效应”,将使火灾迅速蔓延到上层楼房。1.3.3 智能建筑的火灾危险性智能建筑自身的上述特点,使其火灾危险性具有以下四个特征:(1)火势蔓延快、烟气扩散快智能建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、
11、电缆井、排气管道等竖向井道,如果防火分隔或防火处理得不好,发生火灾时会成为火势迅速蔓延的途径。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的办公楼、科研楼等智能建筑,一般室内可燃物比较多,有的智能建筑还有可燃物品库房,一旦起火,燃烧猛烈,容易蔓延。据测定,在火灾初起阶段,因空气对流,在水平方向造成的烟气扩散速度喂0.3m/s;在火灾燃烧猛烈阶段,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.53m/s;烟气沿楼梯间或其他竖向管道井扩散速度为34m/s。如一座高度为100m的智能建筑,在无阻挡的情况下,半分钟左右,烟就能沿竖向管道井扩散到顶层。此外,助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多,其中风对智能建筑
12、火灾的影响较大,风速增大,势必会加速火势的蔓延扩大。(2)人员疏散困难智能建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长、人员疏散到地面或其他安全场所的时间长,而发生火灾时由于各种竖井拔气力大,火势和烟雾蔓延快,增加了疏散的困难。(3)火灾扑救难度大高层智能建筑发生火灾时,从室外进行扑救相当困难,一般要立足于自救,即主要是依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限,建筑内部的消防设施维护保养还不是很完善,因此扑救智能建筑火灾往往遇到较大的困难。另外,高层智能建筑的消防用水量是根据我国目前的技术经济水平,按一般高层建筑的火灾规模考虑的,当形成大面积火灾时,其消防用水量显然不足,需要用消防车向高楼供水
13、,因而对消防技术装备提出了更高的要求。(4)火险隐患多、火灾损失重智能建筑综合性强、建筑功能复杂、可燃物多,火险隐患多,且容易造成消防安全管理不严,潜在的火险隐患多;一旦起火,易行成大面积火灾,火势蔓延快,扑救疏散困难,势必火灾损失严重。1.4 本文的工作内容鉴于高层智能建筑的自身特点和火灾危险性,遵循“预防为主、防消结合”的消防工作指导方针,我国高层民用建筑设计防火规范(GB5004595)规定了“立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全适用。技术先进、经济合理”的消防设计原则,提出了“以自防自救为主,及时、可靠防火,迅速、有效灭火”的高层智能建筑消防安全要求。故本文基于以上关于消防安全的
14、原则及要求,应完成对河南省医学科学院整体拆建项目消防系统设计。其中包括:对建筑进行防火分区;室内消防栓灭火系统的设计,自动水喷淋系统的设计以及消防给水系统的设计计算;建筑防排烟系统的设计;对建筑消防设备联动控制系统的设计。设计应本着科学严谨,实用有效的原则进行。第2章 工程概况及建筑平面设计2.1 工程概况河南省医学科学院整体拆建项目工程位于郑州新区,西侧临博学东路,南侧临学理路,北侧临金水东路。建筑面积:占地面积4294.97平方米,总建筑面积53994.03平方米,其中地上建筑面积44126.93平方米,地下建筑面积9867.10平方米。建筑功能:地下室为设备用房、停车库和人防工程;地上一
15、至四层为管理、会议等辅助用房,五至二十五层为科研实验及业务办公用房,四层设置应急指挥中心,屋顶设置电梯机房、冷却塔和水箱间。建筑层数、层高及高度:地下一层,层高为6.25米;地上25层,其中一至三层层高为4.5米,四层层高为4.85米,五至二十五层层高均为3.8米;室内外高差为145米,屋面面层最薄处厚度为185mm,最厚处厚度为440mm,建筑高度为99.99米。框架剪力墙结构,。 本建筑属于一类高层公共建筑,耐火等级为一级,以此为根据可进行防火分区,消防系统设计等工作。2.2 防火分区2.2.1防火分区的定义及类型所谓防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的
16、其余部分蔓延的局部区域(空间单元)。在建筑物内采用划分防火分区这一措施,可以在建筑物一旦发生火灾时,有效地把火势控制在一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。(1)竖向防火分区为了在建筑物发生火灾时把火灾控制在一定的楼层之内,防止火灾从起火层向其他楼层垂直蔓延,沿建筑高度方向划分的防火分区为竖向防火分区。竖向防火分区用耐火性能较好的楼板及窗间墙(含窗下墙),在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。(2)水平防火分区水平防火分区,用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。它可以阻
17、止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防火墙分隔。如确有困难时,可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统,或采用防火分隔水幕分隔。2.2.2防火分区的划分从防火的角度看,防火分区划分得越小,越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小,则势必会影响建筑物的使用功能,这样做显然是行不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。针对本工程防火分区的划分如下:地下室划分为三个防火分区,防火分区一为设备用房,其建筑面积为926.1平方米,防火分区二、三位地下停车库,其建筑面积均小于4000平方米;地上一层划分为三个防火分区
18、,二-四层每层划分为两个防火分区,五层及以上各层每层为一个防火分区,地上所有防火分区的建筑面积均小于2000平方米,每个防火分区均设置不少于两个安全出口用于疏散。2.2.3防火分隔物构造及要求防火分隔物是指能在一定时间内阻止火势蔓延,且能把建筑内部空间分隔成若干较小防火空间的物体。常用防火分隔物有防火墙、防火门、防火卷帘、防火水幕带、防火阀和排烟防火阀等。一防火墙防火墙是由不燃烧材料构成的,为减小或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延,设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙是防火分区的主要建筑构件。通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙
19、几种类型。二防火门防火门是指在一定时间内,连同框架能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的门。它是设置在防火分区间、疏散楼梯间、垂直竖井等且具有一定耐火性的活动的防火分隔物。防火门除具有普通门的作用外,更重要的是还具有阻止火势蔓延和烟气扩散的特殊功能 。它能在一定时间内阻止或延缓火灾蔓延,确保人员安全疏散。防火门的耐火极限和适用范围: (1)甲级防火门耐火极限不低于1.2h的门为甲级防火门。甲级防火门主要安装于防火分区间的防火墙上。建筑物内附设一些特殊房间的门也为甲级防火门,如燃油气锅炉房、变压器室、中间储油等。 (2)乙级防火门耐火极限不低于0.9h的门为乙级防火门。防烟楼梯间和通向前室的门,
20、高层建筑封闭楼梯间的门以及消防电梯前室或合用前室的门均应采用乙级防火门。 (3)丙级防火门耐火极限不低于0.6h的门为丙级防火门。建筑物中管道井、电缆井等竖向井道的检查门和高层民用建筑中垃圾道前室的门均应采用丙级防火门。三防火窗防火窗是指在一定的时间内,连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的窗。防火窗一般安装在防火墙或防火门上。防火窗的分类,按安装方法可分为固定窗扇防火窗和活动窗扇防火窗。按耐火极限可分为甲、乙、丙三级,耐火极限不低于1.2h的窗为甲级防火窗;耐火极限不低0.9h的窗为乙级防火窗,耐火极限不低于0.6h 的窗为丙级防火窗。防火窗的作用一方面在于隔离和阻止火势蔓延,此种窗多为
21、固定窗;二是采光,此种窗有活动窗扇,在正常情况下采光通风,火灾时起防火分隔作用。活动窗扇的防火窗应具有手动和自动关闭功能。四防火卷帘防火卷帘是指在一定时间内,连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的卷帘。防火卷帘是一种活动的防火分隔物,平时卷起放在门窗上口的转轴箱中,起火时将其放下展开,用以阻止火势从门窗洞口蔓延。防火卷帘设置部位一般有;消防电梯前室、自动扶梯周围、中庭与每层走道、过厅、房间相通的开口部位、代替防火墙需设置防火分隔设施的部位等。2.2.4 特殊部位和房间的防火分隔和布置各种坚井等特殊部位的防火分隔建筑中的各种竖向管井,不仅是火势上下蔓延的主要途径,而且是拨烟火的通道,若防火分
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