自动喷淋灭火设计与实现毕业设计论文.pdf
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1、 I 毕业设计论文 某邮政大楼喷淋系统设计 II 摘要:随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,火灾隐患和危害也日趋严重,特大恶性火灾屡有发生,严重地威胁着人民的生命财产安全。在现在这个社会人们都有对安全的需求,对于火灾人们都希望能消除,而事实上很难被消除的,火灾的可能发生使人们生活在不安全的状态,所以我们要控制和预防火灾的发生。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灾报警信号的消防灭火设施。自动喷淋灭火系统具有自动喷水、自动报警和初期火灾降温等优点,并且可以和其他消防设施同步联动工作,因此能有效控制、扑灭初期火灾,现已广泛应用于建筑消防中。当前人们对火灾安全关
2、注的意识越来越强,国家对建筑消防设计的要求也越来越严格。邮政大楼作为建筑标准高的建筑,对其消防安全尤其重要,而自动喷水灭火系统,是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施。因此,对邮政大楼进行自动喷淋系统设计是非常必要的。本文针对邮政大楼的分析,并设计的自动喷淋系统,目的是如何在第一时间发现火灾并把火灾抑制在初始阶段,并及时采取有效措施,扑灭初期火灾,最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失。关键字:邮政大楼 喷头 自动喷水灭火系统 A post office sprinkler system design III Abstract:With the development of nation
3、al economy and the improvement of peoples living standards,fire hazards and damage is becoming more and more serious,serious fires have been taken place many times,and have been a serious threat to peoples lives and property.In society,people have the need for security,and fire is hoped to eliminate
4、 but in fact,fire is very difficult to eliminate.The fire makes people living in the state of insecurity,so we have to control and prevent fires.Automatic sprinkler system is the fire fighting facilities which can automatically open the nozzle sprinkler and also issued a fire alarm signal in case of
5、 fire.Automatic sprinkler system has the advantage of automatic sprinkler,automatic alarm and initial fire cooling,and can be synchronized linkage other fire-fighting facilities,and thus extinguished the initial fire.It has been widely used in building fire.People have become more and more conscious
6、 of fire safety,and countries have become increasingly stringent building fire.Post Office building as a high building standards,fire safety is especially important,and the automatic sprinkler system,is recognized in the world today as the most effective self-rescue and fire fighting equipment.There
7、fore,an automatic sprinkler system design of the post office is very necessary.In this paper,the purpose of the design of automatic sprinkler system against the analysis of the post office building is to discover the fire in the first time,and suppress the fire in the initial stages,to minimize loss
8、 of life and property caused by fire.Keywords:post office sprinklers sprinkler system 目 录 IV 1 绪论.1 1.1 工程背景资料.1 1.2 设计标准及依据.1 1.2.1 设计标准.1 1.2.2 设计依据.1 2 自动喷淋系统概述.2 2.1 系统发展简介.2 2.2 自动喷水灭火系统的分类.2 2.2.1 湿式自动喷水灭火系统.3 2.2.2 干式自动喷水灭火系统.6 2.2.3 预作用自动喷水灭火系统.7 2.2.4 雨淋灭火系统.7 2.2.5 水幕灭火系统.8 3 设计步骤.9 3.1 自动
9、喷水灭火系统的选择.9 3.2 设置场所火灾危险等级.10 3.3 喷头的选型.11 3.3.1 喷头选型的一般规定.10 3.3.2 确定喷头型号.11 3.3.3 喷头的布置.11 3.3.4 系统的设计参数.17 3.3.5 喷头的布置形式.16 3.4 管网布置形式.25 3.5 系统的设计计算.26 3.5.1 一般计算步骤.26 3.5.2 计算过程:.28 3.6 喷水强度校核.30 V 3.7 管网水力计算.32 3.8 喷洒泵选型.32 4 结论.33 致谢.34 参考文献.错误!未定义书签。附录.错误!未定义书签。1 绪论 目前,我国各地楼房火灾事故不断,给人民的生命财产带
10、来了很大的损失,消防设施的设计及配置是否合理是控制火灾的关键环节之一。消防喷淋系统是一种消防灭火装置,是目前应用十分广泛的一种固定消防设施,它具有价格低廉、灭火效率高等特点,根据功能不同可以分为人工控制和自动控制两种形式。系统安装报警装置,可以在发生火灾时自动发出警报,自动控制式的消防喷淋系统还可以自动喷水并且和其他消防设施同步联动工作,因此能有效控制、扑灭初期火灾。火灾虽然可怕,但是方法总比困难多,只要我们提高防火警惕性,懂得消防知识,并采取有效的预防措施,就可以杜绝或减少火灾的发生,做到防患于未然,更好地保卫社会主义现代化建设,保障公共财产和人民生命财产的安全。因此对酒店大楼进行自动喷水灭
11、火系统设计是十分必要的。其作为火灾的早期预报、对火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全,起到了不可替代的作用。1.1 工程背景资料 本邮政大楼为一类高层建筑,地上九层,地下一层,建筑总面积为55315.12m2,高度为 31.5m。本邮政大楼火灾危险等级为中危险级级,耐火等级为一级。1.2 设计标准及依据 1.2.1 设计标准 自动喷水灭火系统设计规范,(GB50084-2001)建筑设计防火规范,(GB50016-2006)本工程要求文件及建筑图纸 1.2.2 设计依据(1)邮政大楼施工平面图(2)设计任务书 2 自动喷淋系统概述 2.1 系统发展简介 自动喷水灭火系统设计属于建筑消防工程一部分
12、,近年来发展迅速,是当今 世界上公认的最为有效的自救灭火设施,是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。我国从 1978 年起开始对自动喷水灭火系统进行系统研究,相继推出了一批玻璃球喷头、报警阀门和相关组件,可组成湿式、干式、预作用式和雨淋等自动喷水灭火系统,逐渐改变了以往自动喷水灭火系统产品依靠进口的局面。同时开始建立了自动喷水灭火系统的产品质量检验标准:自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001)和自动喷水灭火系统施工及验收规范(GB50261-96),成立了“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心”、“国家消防装备质量监督检验中心”和“国家消防电子产品质量监督检验中心”,使我国的
13、自动喷水灭火系统的研究、生产和应用走上了正轨。目前在发达国家已实现用自动喷水灭火系统保护住宅,我国随着商品楼的改革,高层住宅的兴起,也伴随着消防设施的合理布置,提高防火能力,保障人身安全。自动喷水灭火系统具有可靠实用且简单经济的综合性能:启动快,以便及时控制火势;建筑高层火灾产生的烟很快向下沉积,妨碍人的视线和呼吸;快速启动喷水系统可以最大限度地保证人的生存环境;性能要可靠,防止误喷,避免不必要的损失,水量要小,以便减小系统规模,并尽量降低水渍危害;系统要简单经济,以便普通家庭能够负担起。2.2 自动喷水灭火系统的分类 鉴于我国的经济发展状况,自动喷水灭火系统仅在人员密集、不易疏散、外部增援灭
14、火与救生较困难的火灾危险性较大的场所中设置。根据被保护建筑物的性质和火灾发生,发展特性的不同,可以有多种不同系统。通常根据系统中喷头开闭形式的不同,分为闭式和开式喷水灭火系统两大类5。闭式系统装有闭式喷头,平时处于密闭状态,发生火灾后,由于热力作用,闭式喷头会自动打开喷水灭火。由于保护场所环境条件限定,要求平时闭式系统灭火管网内充有水或压缩空气,因此又具有湿式系统、干式系统、预作用系统、重复启闭预作用系统等多种系统类型。开式系统装有开式喷头,因此,灭火管网平时不会存水。当设置场所发生火灾时,由火灾探测控制装置启动系统,所有开式喷头会同时喷水灭火或阻止火势蔓延。开始系统根据其作用不同,又分为雨淋
15、系统、水幕系统和雨淋泡沫连用系统,如图 2-1 所示。图2-1 自动喷水灭火系统的分类 Fig.2-1 automatic sprinkler system 2.2.1 湿式自动喷水灭火系统 湿式自动喷水灭火系统是世界上使用最早、应用最广泛、灭火速度快、控火效率较高,系统比较简单的一种自动喷水灭火系统。2.2.1.1 系统组成及工作原理 湿式喷水灭火系统是由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警控制装置和给水设备等组成,详见图 2-2 和表 2-1 所示。图2-2 湿式自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统 闭式系统 开式系统 湿式系统 干式系统 预作用系统 重复启闭预作用系统 雨淋系统 水幕系统
16、雨淋泡沫连用系统 Fig.2-2 wet automatic sprinkler system 表2-1 主要部件表 Tab.2-1 main component 编号 名称 用途 1 高位水箱 储存初期火灾用水 2 水力警铃 发出音响报警信号 3 湿式报警阀 系统控制阀,输出水流报警 4 消防水泵接合器 消防车供水口 5 控制箱 接收电信号并发出指令 6 压力罐 自动启闭消防水泵 7 消防水泵 专用消防增压泵 8 供水管 提供消防用水 9 排水管 末端试水装置排水 10 末端试水装置 试验系统功能 11 闭式喷头 感知火灾,出水灭火 12 水流指示器 输出电信号,指示火灾区域 13 水池 储
17、存1h 火灾用水 14 压力开关 自动报警或自动控制 15 感烟探测器 感知火灾,自动报警 16 延迟器 克服水压波动引起的误报警 17 消防安全指示阀 显示阀门启闭状态 18 放水阀 试警铃阀 19 放水阀 检修系统时,放空用 20 排水漏斗(或管)排走系统的出水 21 压力表 指示系统压力 22 节流孔板 减压 23 水表 计量末端试水装置出水量 24 过滤器 过滤水中杂质 图2-3 湿式喷水灭火系统工作原理流程图 Fig.2-3 wet sprinkler systems principle chart 湿式喷水灭火系统工作原理,如图 2-3 所示,火灾发生时,高温火焰或高温气流使闭式喷
18、头的热敏元件炸裂或融化脱落,喷水灭火。此时,管网中的水由静止变为流动,则水流指示器就被感应送出信号。在报警控制器上指示某一区域已在喷水,持续喷水造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压,原来处于关闭状态的阀片自动开启。此时,压力水通过湿式报警阀,流向干管和配水管,同时进入延迟器,继而压力开关动作、水力警铃发出火警声号。此外,压力开关直接连锁自动启闭消防水泵或根据水流指示器和压力开关的信号,控制器自动启动消防水泵向管网加压供水,达到持续自动喷水灭火的目的。2.2.1.2 系统主要特点、适用范围及设计要求 湿式喷水灭火系统具有以下特点:(1)灭火速度快,控火率高;(2)系统结构简单,施工、管理方便;(
19、3)建设投资和经常管理费用较省;(4)虽受环境温度限制,但其相对于其他喷水灭火系统而言,其适用范围最广。适用范围:环境温度不低于 4且不高于 70的场所,应采用湿式系统。发生火灾 闭式喷头动作喷水 水流指示器动作 湿式报警阀动作 压力开关报警 消防控制室 启动水泵 值班室 末端试验装置 水力警铃报警 报告与传送指令 设计要求:设施系统喷头的安装方向,根据建筑形式或美观上的要求可向下或向上安装,但由于该系统水渍危险性较大,故在易被碰撞或损坏的场所,喷头应向上安装。2.2.2 干式自动喷水灭火系统 为满足在低于 4或高于 70的场所安装使用自动喷水灭火系统,在湿式系统的基础上,将报警阀后灭火管网内
20、的有压水改成充满用于启动系统的有压气体,以适应低温或高温场所的需要。而在报警阀前的管道内仍充以压力水,并将其设置在适宜的环境温度中。由于报警阀后的灭火管网内平时没有水,故称为干式系统。干式自动喷水灭火系统,在发生火灾时,在火源处温度上升,使火源上方喷头开启,首先排除管网中的压缩空气,致使灭火管网中的压力下降,干式报警阀阀前压力大于阀后压力,干式报警阀开启,水流流向喷水管网,开始喷水灭火。干式系统的主要特点:(1)不受环境温度的制约;(2)比湿式系统投资高;(3)施工和平时管理比较复杂;(4)灭火速度比湿式系统慢。2.2.3 预作用自动喷水灭火系统 预作用系统由火灾自动探测控制系统和在配水管道内
21、充以有压或无压气体的闭式喷水灭火系统所组成,它兼有湿式系统和干式系统的优点。系统平时呈干式,火灾时由火灾探测系统自动开启报警阀使管道呈临时湿式系统。系统的转变过程包含着预备动作功能,故称预作用系统。预作用系统平时管网内充以低压压缩空气或氮气,火灾时,由火灾探测系统自动开启预作用阀,使管道重水呈湿式系统。火灾时,由火灾探测系统探测到火灾,通过火灾报警控制器或手动开启预作用阀,开启排气阀,向管网充水,当火源处温度继续上升,喷头动作喷水。当火灾报警控制器发生故障时,喷头开启,由于管网内排气后气压下降,由压力开关探测到管网内压力骤降的情况,压力开关发出报警信号,预作用阀启动,供水灭火。预作用系统的主要
22、特点:1、具有干式系统的优点失火前管网是干的,因而不怕环境温度过高或过低。2、具有湿式系统的特点水可立即从动作的喷头中喷出,不延迟灭火时间。3、可有效避免因系统喷头破损而造成的水渍损失。4、能在喷头动作之前进行早期报警,以便及早组织扑救。5、可实现故障自动检测,从而提高了系统的安全可靠性。6、系统够早复杂,维护管理要求高,造价也高。2.2.4 雨淋灭火系统 雨淋灭火系统为开式自动喷水灭火系统的一种。系统所使用的喷头为开始喷头,发生火灾时,系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火,形似下雨降水。适用于面积较大的公共场所和生产危险性较大的场所。雨淋系统的主要特点:(1)灭火反应快,采用火灾探测传动装置
23、来控制系统的启动。(2)控制面积大,用水量大。2.2.5 水幕灭火系统 消防水幕系统是降水喷洒成水帘幕状,用以冷却防火分隔物,提高其耐火性能;或造成防火水帘,防止火焰穿过开口部位,防止火势扩大和蔓延的设施。水幕系统的动作方式和工作原理与雨淋系统相同。同样具有灭火反应快,控制面积大,用水量大等特点。3 设计步骤 3.1 自动喷水灭火系统的选择 设置闭式喷水灭火系统的建构筑物:(1)大于或等于 50000 纱锭的棉纺厂的开包,清话车间;大于或等于 50000纱锭的棉纺厂的分级;服装,针织高层厂房;面积超过 1500m2的木器厂房;火柴厂的烤梗,筛选部位;泡沫塑料厂的预发,成型,切片,压花部位;(2
24、)每座占地面积超过的 1000m2棉,毛,丝,麻,化纤,毛皮及其制品库房;每座占地面积超过 600m2的香烟,火柴库房;建筑面积超过 500m2的可燃物品的地下库房;可燃,难燃物品的高架库房和高层库房;省级以上或藏书量超过100 万册图书馆的书库;(3)超过 1500 个座位的剧院,观众厅,舞台上部,化妆室,道具室,储藏室,贵宾室;超过 2000 个座位的会堂或礼堂的观众厅,舞台上部,储藏室,贵宾室;超过 3000 个座位的体育馆,观众厅的吊顶上部,贵宾室,器材室,运动员休息室;(4)省级邮政楼的信函和包裹分检间,邮袋库;(5)每层面积超过 3000m2或建筑面积超过 9000m2的百货楼,展
25、览厅;(6)设有空气调节系统的旅馆,综合办公楼内的走道,办公室,餐厅,商 店,库房和无楼层服务台的客房;(7)飞机发动机实验台的准备部位;(8)国家级文物保护单位的重点砖木或结构建筑;(9)一类高层民用建筑的主体建筑和与主体建筑相连的附属建筑的下列部位:舞台,贯众厅,展览厅,多功能厅,门厅,电梯厅,舞厅,餐厅,厨房,商场营业厅和保龄球房等公共活动用房;走道,办公室和旅馆的客房;超过 25 辆的汽车停车库和可燃物品库房;自动扶梯底部和垃圾道顶部;避难层或避难区;(10)二类高层民用建筑中的商场营业厅,展览厅,可燃物陈列室;(11)建筑高度超过 100m 的超高层建筑;(12)高层民用建筑物顶层附
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