地下车库通风与排烟系统设计.doc

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7

河南城建学院
《燃烧与爆炸学》课程设计任务书

班 级
专 业 安全工程
课程名称 燃烧与爆炸学
指导教师
学 号
姓 名

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河南城建学院
《燃烧与爆炸学》课程设计任务书

班 级
专 业 安全工程
课程名称 燃烧与爆炸学
指导教师
学 号
姓 名

目 录
一、设计目的......................................................2
二、设计题目......................................................2
三、设计内容......................................................2
1、车库概况.......................................................2
2、消防系统的工作原理.............................................2
3.地下车库消防方面概况............................................3
4.消防系统方案设计................................................3
5、消防附件的介绍.................................................4
6、火灾探测器的选择及平面布置.....................................7
7、火灾报警系统附件设计和布置.....................................8
8、车库机械通风排烟系统...........................................9
9.车库自动喷淋灭火系统...........................................10
10、消防事故广播和消防专用电话...................................11
11、电气控制.....................................................12
四 心得体会....................................................12
五、参考文献.....................................................12

某建筑地下一号车库电气消防设计
一、设计目的：
建筑消防工程课程设计，是配合《建筑消防工程》课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。其任务是使学生进一步熟悉建筑给消防工程各个系统的方案设计，掌握建筑电气消防工程的设计原理和方法。具体应达到以下目的：
1．通过课程设计加深对本课程基本知识的理解,提高综合利用本课程知识的能力；
2．掌握本课程工程设计的主要内容、步骤和方法；
3．提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算的方法；
4．提高独立分析问题，解决问题的能力，逐步增强对实际工程的认识和理解。
二、设计题目：
某建筑地下一号车库电气消防设计
三、设计内容：
1、车库概况：
此地下车库分为一号和二号两个车库，其中一号车库防火分区（一）面积为3567.98m2，防火分区（二）面积为2850.03m2，共6418.01 m2，停车位为181辆；二号车库防火分区（三）面积为2353.42m2，防火分区（四）面积为3308.33m2，共5661.75 m2，停车位为146辆。该车库总防火面积为12079.76㎡，停车位为327辆，属于一级保护对象车库的防火设计，必须从全局出发，做到安全适用、技术先进、经济合理。车库不应不置在易燃，可燃烧液体或可燃气体的装置和储存区内。
车库的防火分类为四类，并应符合表1-1的规定：
表1-1 车库的防火分类
类
别
数
量
名
称

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

汽车库
〉300辆
151—300辆
51—151辆
≤50辆

2、消防系统的工作原理 （见图1-1）

图1-1 火灾自动报警系统原理框图
3.地下车库消防方面概况
（1）.本工程防火分类为I类地下车库。
(2).地下室共2个防火分区，分区面积均小于3600m ² ,有两个人员疏散出口,其中与相邻住宅储藏室采用防火墙及甲级防火门将地下车库与储藏室进行隔开,分为不同防火分区车库内任一点至疏散出口的距离均小于60米，车库设有1个车道汽车疏散出口。
(3). 水电管井楼板.隔墙缝隙均采用不燃烧材料填充密实,管井门为甲级防火门。
（4）. 本设计中所有防火门均应满足相应等级的耐火极限要求. 本工程地下车库防火分类为I类地下车库,耐火等级为一级; 设有自动喷淋灭火系统,机械通风排烟系统和火灾自动报警系统。
4.消防系统方案设计
地下车库防火分区以感温探测器为主，储藏室以感烟探测器为主。
有配电间引引出防火电缆桥架，分别到两个防火分区，进行独立配电。按照把配电间作为消防总控制室，对各种信号进行监测。
各种感烟、感温、卷帘门等设备，全部采用智能型，采用总线式控制方式，以较低的成本做到对系统有效安全监测。

表1-2
房间高度（m）
感烟探测器
感温探测器
火焰探测器
一级
二级
三级
12＜h≤20
不合适
不合适
不合适
不合适
不合适
8＜h≤12
合适
不合适
不合适
不合适
不合适
6＜h≤8
合适
合适
不合适
不合适
合适
4＜h≤6
合适
合适
合适
不合适
合适
h≤4
合适
合适
合适
合适
合适

（1）探测器安装注意事项
1） 在有梁的顶棚上设置感烟探测器、感温探测器时，应符合以下规定：当梁突出顶棚高度小于200mm时，可不计梁对探测器保护面积的影响。
2） 当梁突出顶棚高度为200~600mm时应按《火灾自动报警系统设计规范》确定梁对探测器保护面积的影响。
3）当梁间净距小于1m时，可不计梁对探测器保护面积的影响。
4）在走廊内设置的探测器居中布置。感烟探测器的安装距离在15m以内，感温探测器的安装距离在10m以内，同时探测器到墙的距离在探测器安装距离的一半以内。探测器距墙的距离不应小于0.5m，保证探测器周围0.5m内，没有遮挡物。
（2）手动报警按钮安装注意事项
手动报警按钮是火灾自动报警系统中的手动触发装置，它具有在紧急的情况下人工手动通报火灾的功能。手动报警按钮在消防控制中心的控制盘上设有专用的独立的报警显示部位号，有明显的显示标志，当发生火灾的时候向消防控制中心发出火灾信号，消防中心的设备经过信息的分析处理，显示火灾的部位，启动有关的灭火设备。
每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时,其底边距地高度宜为1.3~1.5m，且应有明显的标志。
5、消防附件的介绍
1）火灾探测器
火灾探测器是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是消防报警系统的“感觉器官”。它的作用是监视环境中有没有火灾发生。一旦发生了火情，便将火灾的特征物理量如烟雾浓度、温度、气体和辐射光强等特征转换成电讯号，并向消防控制机发送及报警。
（一）火灾探测器的分类
（1）根据监测的火灾特性不同，火灾探测器可分为：感烟、感温、感光、复合和可燃气体等五种类型，每个类型又根据其工作原理的不同而分为若干种。
（2）根据感应元件结构构不同，可分为：
1.点型火灾探测器。对警戒范围中某一点周围的火灾参数作出响应。
2．线型火灾探测器。对警戒范围中某一线路周围的火灾参数作出响应。
（3）根据操作后是否能复位，可分为：
（a）．可复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。根据复位的方式不同，又可分为以下三种：
    ①自动复位火灾探测器。能自动地恢复到监视状态。
    ②遥控复位火灾探测器。通过遥控操作能恢复到监视状态。
    ③手动复位火灾探测器。通过手动调节能恢复到监视状态。
 （b）．不可复位火灾探测器。在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，需调换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。
（二）、火灾探测器的选用
 1）、根据火灾的特点选用探头时，应符合下述要求：
    (1)对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的，选用感烟探头；
    (2)对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合；
    (3)对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的，选用火焰探头；
    (4)对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟实验，根据实验选用适宜的探头。
2）手动报警按钮
手动报警按钮，亦称手动报警开关。
（1）手动报警按钮的作用
火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而手动火灾报警按钮是手动触发装置。它具有在应急情况下人工手动通报火警或确认火灾的功能。
当人们发现火灾后，可通过装于走廊、楼梯口等处的手动报警开关进行人工报警。手动报警按钮的紧急程度比探测器报警紧急，一般不需要确认。所以，手动按钮要求更可靠、更确切，处理火灾要求更快。
（2）手动报警按钮的设置
从安装的数量上看，规范要求报警区域内每个防火分区应至少设置一只手动报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动报警按钮的步行距离不应大于30m。应设置在明显和便于操作的部位，即设置在建筑物的大厅、过厅、只要公共活动场所出入口，餐厅、多功能厅等处的只要出入口，值班人员工作场所，主要通道门厅等经常有人通过的地方，安装在墙上距地（楼）面高度1.5m处明显和便于操作的部位。
（3）消火栓按钮
消火栓报警开关安装于消火栓内的。当发生火灾使用消火栓灭火时，手动操作消火栓报警开关，可以向消防控制中心发出报警信号，同时启动有关消防设备。其线制为：报警功能二总线，由二进制拨码开关设置地址码，直接启泵功能四线制，包括启泵和点亮启泵指示灯各二根线。
3）短路隔离器
短路隔离器，亦称总线隔离器。
（1）短路隔离器的作用
短路隔离器用在传输总线上，对各分支线作短路时的隔离作用。她能自动使短路部分两端呈高阻态或开路状态，使之不损坏控制器，也不影响总线上其它部件的正常工作，当这部分短路故障消除时，能自动恢复这部分回路的正常工作，这种装置叫短路隔离器。
（2）短路隔离器的适用场所
a) 一条总线的各防火分区；
b) 一条总线的不同楼层；
c) .总线的其它分支处；
d) 下接部件（手段开关、模块）接地址号个数小于等于30个；
e) 下接探测器个数小于等于40个；
f) 下接中继器不超过一个。
4）区域显示器
（1) 区域显示器的作用及适用范围
区域显示器显示来自报警器的火警及故障信息，适用于各防火监视分区或楼层。
（2）区域显示器的功能及特点
（一） 具有声报警功能。当火警或故障送入时，将发出两种不同的声报警（火警为变调音响，故障为长音响）。
（二） 具有控制输出功能。具备一对无源触电，其在火警信号存在时吸合，可用来控制一些警报器类的设备。
（三） 具有计时钟功能。在正常监视状态下，显示当前时间。
采用壁式结构，体积小，安装方便。
6、火灾探测器的选择及平面布置
1）火灾探测器数量的选择
一个探测区域内所设置探测器的数量应按下式计算：

式中 N—— 一个探测区域内所设置的探测器的数量，单位用“只”表示，N应取整数（即小数进位取整数）；
S—— 一个探测区域的地面面积（㎡）；
A—— 探测器的保护面积（㎡），指一只探测器能有效探测的地面面积。由于建筑物房间的地面通常为矩形，因此，所谓“有效”探测器的地面面积实际上是指探测器能探测到矩形地面面积。探测器的保护半径R（m）是指一只探测器能有效探测的单向最大水平距离；
K—— 安全修正系数。特级保护对象k取0.7～0.8，一级保护对象k取值为0.8～0.9，二级保护对象k取0.9～1.0。
Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。
2）根据保护面积A和保护直径D(D=2R)在探测器安装间距极限曲线D1～D11，查找列间距a和行间距b。
3）根据下列公式验算：
R

探测器安装说明见
对于一个探测器而言，其保护面积和保护半径的大小与其探测器的类型、探测区域的面积、房顶坡度有一定的联系。表1-3表示探测器保护面积、保护半径与其他参量的相互关系（感温探测器）
表1-3
火灾探测器的种类
地面
面积
S（㎡）
房间
高度 H（m）
探测器的保护面积A和保护半径R
房顶坡度θ
θ≤15°
15°﹤θ≤30°
θ﹥30°
A（㎡）
R（m）
A（㎡）
R（m）
A（㎡）
R（m）
感温探测器
S≤30
H≤8
30
4.4
30
4.9
30
5.5
S＞30
H≤8
20
3.6
30
4.9
40
6.3

4）探测器的计算和布置：
探测区域1：面积S=3567.98㎡, 探测区域2：面积S=2850.03㎡
由于该车库属于一级保护对象，K取0.9，车库高度为2.4m，屋顶坡度0°，根据表查2得探测器保护面积为20㎡，保护半径3.6m，所以两个探测区域探测器的个数分别为：
=，=，
取整得=200，=160，根据经验法布置探测器，采用矩形组合布置,区域1取10列20行，区域2取10列16行，因此： =4.85m，=4.85m b=3.18m，b=3.14m
校验： R=，R=2.90m＜3.6m，R=2.89m＜3.6m满足要求。
布置：由图4-2可查得一级感温探测器的房间极限值为8m，梁高限度为275㎜，该车库满足此要求，又根据以上计算探测器不会受到量的影响，故按以上计算安装。
5）探测器的连线方式
本系统中采用的是二总线制，树枝型接线，如图1-3所示：（G线为公共地线，P线则完成供电、选址、自检、获取信息等）

图1-3 树枝型接线（二总线制）
7、火灾报警系统附件设计和布置
1）手动报警按钮
《火灾自动报警系统设计规范》第8.3条规定，每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处；手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时,其底边距地高度宜为1.3～1.5m，且应有明显的标志。
本系统中选用FMB11Z-2手动报警按钮，其为二总线制，由二进制拨码开关设置地址码，带电话插孔。
在地下车库中对手动报警按钮的布置如下：在防火分区内，以30m为半径画圆，将防火分区划分，在圆心处安装手动报警按钮。具体布置位置见平面图。
2）消火栓按钮
线制为：报警功能二总线，由二进制拨码开关设置地址码，直接启泵功能四线制，包括启泵和点亮启泵指示灯各二根线。
在该地下车库中对消火栓按钮的布置同手动报警按钮。见平面图。
4）消防控制设备的功能
消防控制室的控制设备应有下列控制及显示功能；
a) 控制消防设备的启、停，并应显示其工作状态；
b) 消防水泵、防烟和排烟风机的启、停，除自动控制外，还应能手动直接控制；
c) 显示火灾报警、故障报警部位；
d) 显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图或模拟图等；
e) 显示系统供电电源的工作状态；
8、车库机械通风排烟系统
高层建筑和地下工程发生火灾时，由于燃烧装修材料、陈设等在燃烧过程中产生大量浓烟和有毒烟气，火灾产生的烟的主要成分是CO，易使人窒息；烟气遮挡人的视线，使人在疏散时难以辨别方向，致使烟气和毒气成为人死亡的主要原因。而在被火烧死的人当中，先中毒窒息晕倒后被火烧死的。
防排烟设施的作用是对烟气进行控制。其主要目的是：在建筑屋内创造无烟气或烟气含量极低的疏散通道或安全区。烟气控制的实质是控制烟气的合理流动，也就是使烟气不流向疏散通道、安全期、非着火点，而向室外流动。主要有以下三种方法：
(a) 隔断或阻挡
(b) 排烟
(c) 加压防烟
(1) 通风：通风风管应采用不燃烧材料制作，并不应穿过防火墙，防火隔墙，当必须穿过时，防火墙或防火隔墙上下应设置通风孔道，也不宜穿过其他管道（线）；当管道（线）穿过防火墙时，应采用不燃烧材料将孔洞周围的空隙紧密填塞，此外还应在穿过处设置防火阀。防火阀的动作温度宜为70℃。风管的保温材料应采用不燃烧或难燃烧材料；穿过防火墙的风管，其位于防火墙两侧各2m范围内的保温材料应为不燃烧材料。
(2) 排烟：面积超过2000㎡地下车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可与人防、卫生等排气、通风系统合用。设有机械排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000㎡，且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁、隔墙或从屋顶下突出不小于0.5m的梁划分。每个防烟分区应设置排烟口，排烟口宜设在房顶或附近的墙面上；排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m。排烟风机的排烟量应按换气次数不小于60次/h计算确定。排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。排烟风机应保证280℃时能连续工作30分。排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机。机械排烟管道风速，采用金属管道时不应大与20ｍ/ｓ；采用内表面光滑的非金属材料风道时，不应大与15ｍ/ｓ。排烟口的风速不宜超过10ｍ/ｓ。汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。
9.车库自动喷淋灭火系统
1）地下车库内喷头的布置
（1）．按车库设计防火规范规定：喷头布置在停车位的正上方，以保证灭火效果。
（2）．车库内结合梁为“井”字布置，为了避免上喷喷头与梁的交叉，喷头布置在“井”字梁的中间，多数柱间间距8m；喷头间距2．67m。
（3） ．矩型风管宽度超过1．2m处风管下增设喷头。人防车库高不小于2．4m（车道部分），由于受高度的限制，正对车道的风管下喷头以侧喷式喷头代替，并设集热板。其它非车道部分风管下喷头仍为上喷，保证喷头下净高不小于2.10m。
表 3-1 民用建筑和工业厂房的自动喷水灭火系统设计参数
火灾危险等级
净空高度
（ m ）
喷水强度
（ L/min.m 2 ）
作用面积
（ m 2 ）
轻危险级
≤ 8
4
160
中危险级
Ⅰ级

160
Ⅱ级
8
严重危险级
Ⅰ级
12
260
Ⅱ级
16
注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于 0.05Mpa 。

2 ）．预作用自动喷水灭火系统的控制：
正常状态时，管网中充有压缩空气，压力为0．03MPa，以监视管网中的工作状态；火灾初时，保护区内有的感温、感烟控测器发出的信号，火灾控制器收到双信号后发出指令，启动相应报警阀上的电磁阀，打开该系统的报警阀，使轻水泡沫混合液进入管网中，在短时间内充满管网，成为湿式系统；同时敲响水力警火。如火灾继续扩大，10分钟内泡沫混合液喷完，喷头继续喷水以进一步控制火灾。
由于管网大，防火分区多，为减少喷水后管网排水清洗的困难，方便管理维修，因此要求每个报警阀与相对应的保护区内感温、感烟深测器相配套联锁，火灾区相对应的报警阀打开，而其他报警阀仍是关闭的。每个报警阀负担喷头数为800，每个报警阀配备一套空气压力维持装置。
2）防火卷帘：
（1）作用
防火卷帘是指在一定时间内，连同框架能够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设施，平时卷起放在门窗上口的转轴箱中，起火时将其展开放开，用以阻止火势从门窗洞口蔓延。
（2）组成
防火卷帘由帘板、滚筒、托架、导轨及控制机构组成。整个组合体包括封闭在滚筒内的运转平衡器、自动关闭机构、金属罩及帘板等部分。帘板可阻挡烟火和热气流。
（3）动作过程
动作过程是：感温探测器报警 控制模块动作 电控箱发出卷帘门降半信号 感温探测器报警 监视模块动作 通过电控箱发出卷帘二步降到底信号。
10、消防事故广播和消防专用电话
（一)控制中心报警系统应设置火灾应急广播，集中报警系统宜设置火灾应急广播。
(二)、消防专用电话
1）消防专用电话布置应满足以下要求：
（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。
（2）消防控制室应设置消防专用电话总机，且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备。
2）电话分机或电话塞孔的设置，应符合下列要求：
（1）下列部位应设置消防专用电话分机：
　　　a) 消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房。
　　　b) 灭火控制系统操作装置处或控制室。
　　　c) 企业消防站、消防值班室、总调度室。
（2）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。电话塞孔在墙上安装
　　 时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5m。
（3）特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔。
3）消防控制室、消防值班室或企业消防站等处，应设置可直接报警的外线电话
11、电气控制：
（1）消防水泵、火灾自动报警、自动灭火、排烟设备、火灾应急照明、疏散指示标志等消防用电和机械停车设备用电应符合二级负荷供电要求。
（2）消防用电设备的两个电源或两个回路应在最末一级配电箱处自动切换。消防用电的配电线路，必须与其他动力、照明等配电线路分开设置。消防用电的配电线路，应穿金属管保护并敷设在不燃烧体结构内。当采用防火电缆时，应敷设在耐火极限不小于1.00h的防火线槽内。
（3）火灾应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，但其连续供电时间不应小与20分钟。火灾应急照明灯宜设在墙面上，其地面最低照度不应低于0.5lx。疏散指示标志宜设在疏散出口的顶部或疏散通道及其转角处，且距地面高度1m以下的墙面上。通道上的指示标志，其间局不宜大与20m。
（4）火灾自动报警系统采用气体灭火系统、开式泡沫喷淋灭火系统以及设有防火卷帘、排烟设施的汽车库应设置与火灾报警系统联动的设施。消防控制室宜独立设置，也可以与其他控制室、值班室组合设置。
四 心得体会
在本次设计当中，地下车库电气消防安全设计充分应用了消防、防火防爆等各个系统的专业课，特别是各种消防设备的布置，理论与实际相结合，自己也对工程及设计有了整体系统的概念，并对如何选择探测器和通风排烟系统及喷水灭火系统具有了更深一步的了解，另外，设计过程中使用了最新的消防设计规范、民用电气设计规范等，并且将新旧规范的一些重点部分进行对比，找出不同的地方分析、总结。地下车库消防安全设计在建筑设计中的地位也越来越重要，对设计人员的要求也越来越严格。准确的选择设备，合理的设计结构，整个地下车库的安全性仍是不容忽视的焦点问题。本设计是根据当前规范及远景规划，在保证安全可靠性的基础上完成的
五、参考文献：
《电气消防》 中国建筑工业出版社 孙景芝 编著
《防火与消防》 知识产权出版社 本书编委会 编著
《建筑电气设计图集》 中国建筑工业出版社 刘宝林 编著
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河南城建学院
《燃烧与爆炸学》课程设计任务书

班 级
专 业 安全工程
课程名称 燃烧与爆炸学
指导教师
学 号
姓 名

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