某仓库消防设计

某仓库消防设计Fire Protection Design for an Underground Garage of a High-rise Building 学生姓名 指导教师 学 院 专业班级 完成时间 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。仓库是物资高度集中的地方，可燃物多，建筑空间大、燃烧猛、蔓延快，火灾时易出现倒塌、落顶等危险，一旦发生火灾，经济损失往往十分严重。本次设计针对仓库结构的特殊性和火灾发生发展的特殊规律，借鉴国内外仓库消防设计的成功经验，结合国家颁布的各项相关消防法律法规，对苏州工业园区某仓库进行比较全面的消防设计。本次设计主要设计消防给水系统及灭火器的配置。1 绪论1.1工程概况及设计范围1.1.1工程概况依工净化（吴江）有限公司隶属于美国财富杂志两百强企业ITW集团，是一家净化产品制造厂，在中国从事航空航天，汽车，生物工艺学，食物处理，数据存储，医疗设备，配药等要求重要制造环境的半导体、电信和其他产业净化产品生产，如Devcon地面防滑材料、工业用胶粘剂、修补剂、灌封材料、清洁剂、润滑油，洁净室用防尘纺织产品，高档织物面料的后整理加工，工程用特种纺织品等。本工程为依工净化（吴江）有限公司仓库，为一层单体建筑，建筑面积3382.5，高度为5.8m。本仓库主要储存Devcon地面防滑材料，火灾危险性为丙类，结构为钢结构仓库，耐火等级为二级。根据建筑设计防火规范（GB 50016-2006）第3.3.2规定，该仓库应分为两个防火分区。1.1.2设计范围该仓库的消防设计主要包括三个部分：（1）仓库的消火栓系统设计；（2）自动喷水灭火系统设计；（3）灭火器配置设计。1.2 设计依据及规范1.2.1 规范将设计过程中所参照的规范列入表1-1中。表1-1 设计所参照的规范Tab.1-1 Referenced Code for design序号名称编号1建筑设计防火规范GB 50016-20062自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-20013自动喷水灭火系统施工及验收规范GB 50261-20054建筑灭火器配置设计规范GB 50140-20051.2.2 依据（1）仓库土建平面图（2）设计任务书1.3 消防给水系统概况水灭火系统是指以水为主要灭火介质的灭火系统，它包括消防给水系统和消防排水系统。水灭火系统的概念首先来自于上海市工程建设标准民用建筑水灭火系统设计规范（DGJ08-94-2001）。它是我国对水灭火概念认识的提高。水灭火系统的技术是将消火栓系统、自动喷水灭火系统等以水为主要介质的消防系统统筹考虑。这有利于专业的设计和施工安装，也有利于水灭火系统的发展。水灭火系统按照使用范围和水流形态的不同，可以分为消火栓给水系统（包括室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统）和自动喷水灭火系统（包括湿式系统、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、水喷雾系统）。水灭火系统主要是依靠水对燃烧物的冷却降温作用来扑灭火灾，但自动喷水灭火系统中的水喷雾灭火系统除了对燃烧物有冷却降温的作用外，细小的水雾粒子还能稀释燃烧物周围的氧气浓度，从而达到灭火的效果。1随着我国对水灭火系统的越来越重视，其技术和应用得到不断的发展，起在消防中的地位得到了确认。水灭火系统技术将在消防领域进一步发挥其作用，拓展其应用，促进其在我国的深入发展。（1）理念的转变，向系统为主线的方向发展水灭火系统不仅仅是在概念上的创新，它综合了用水灭火特点的共性，更主要的是它产生了理念的转变。水灭火系统从使用设备上分，可有消火栓、自动喷水、水喷雾等形式，从给水的压力上分有高压消防给水系统、临时高压消防给水系统、低压消防给水系统。因此，对水灭火系统的认识不在局限于某一设备形式，而是从消防给水的特点出发，强调“系统”和“功能”的理念。（2）合理选择系统，不同的场所区别对待水灭火系统技术的发展在于合理选择水灭火系统。一方面是，根据建筑物被保护场所的火灾特点和被保护对象的功能，合理确定水灭火系统的设置范围。自动喷水灭火系统是一种有效、可靠、经济的灭火技术，应逐步扩大该系统的应用范围。另一方面，确定采用何种消防给水方式。不同的给水方式各有其特点，室内三种高压消防给水系统的区别如表1-1。当采用临时高压消防给水系统的高位水箱设置高度不能满足要求时，系统应采用局部稳压设施。消防给水方式可采用独立消防给水系统，也可采用区域（集中）消防给水系统。表1-1 三种高压消防给水系统的区别 系统分类项目高压消防给水系统稳高压消防给水系统临时高压消防给水系统平时最不利处的水压满足满足不满足平时最不利处的流量满足不满足不满足消防泵的设置不设设设消防稳压泵的设置不设设不设（3）综合消防设计，统筹水灭火系统与其他消防措施间的关系建筑消防设计应进行综合设计，水灭火系统只是消防设计中的一部分。故在水灭火系统设计的同时，需要统筹与其他消防措施间的关系。其目的是使消防设计更可靠、更优化。（4）引入性能化设计，解决特殊场所的水灭火系统问题在推行“火灾安全工程设计方法”（Fire Safety Engineer Method）中，引入“以性能为基础的设计方法”（Performance-based Design）。其特点是先确定该建筑的安全目标，然后应用消防工程学原理和安全评估方法，对建筑物的火灾危险性进行定量的分析，再预测可能的火灾、烟雾的蔓延途径和人员疏散情况，再选择消防设施进行评估，校核设定的消防安全目标能否达到。性能化设计较传统的“处方式”规范设计更为科学合理，具有较大的灵活性，特别适合解决特殊场所的消防问题，如体育馆、机场候机楼、车站、厂房等。它也为建筑艺术的不断推陈出新和消防技术的进步提供了发展空间。随着我国水灭火系统技术认识的进一步加深和基础研究工作的开展，水灭火系统的地位在消防中得到确认。这必将完善水灭火的可靠性、延伸其应用的范围，进一步推广、发展水灭火系统的新技术。可以相信，我国的消防给水系统技术将会得到不断的发展。2 消火栓系统设计2.1室外消火栓系统设计室外消火栓又叫消防水龙，是指设置在市政给水管网和建筑外消防给水管网上的一种供水设施，其作用是供消防车（或其他移动灭火设备）从市政给水管网或室外消防给水管网取水或直接接出水袋、水枪实施灭火。室外消火栓是一个城市或一个建筑小区的公用基础消防设施，其设置优劣对城市、建筑的消防安全有着很大的影响，应引起足够重视。建灭2.1.1室外消火栓的类型选择室外消火栓按其结构不同可分为地上式消火栓和地下式消火栓两种，以适应设置环境的要求；按压力大小可分为低压消火栓和高压消火栓，以适应灭火的需要。（1）按设置条件，室外消火栓分为地上式和地下式消火栓。1）地上式消火栓地上式消火栓大部分露出地面，具有目标明显、易于寻找、出水操作方便等特点，适用于气温较高地区。但地上消火栓容易冻结、易损坏，在有些场合妨碍交通，容易被车辆以外撞坏，影响市容。在我国南方地区宜采用地上消火栓。地上消火栓是由本体、进水弯管、阀塞、出水口和排水口组成。目前地上消火栓有两种型号，一种是SS100，另一种是SS150。主要性能参数见表5-2。表5-2 地上消火栓主要性能参数Tab.5-2 The main performance parameters of ground hydrant型号公称直径（mm）进水口径（mm）出水口径（mm）公称压力（Pa）外形尺寸长宽高（mm） 质量（kg）SS100100100100/652161054003401515135140SS150150150150/6521610533545015901912）地下式消火栓地下消火栓设置在消火栓井内，具有不易冻结、不易损坏、便利交通等优点，适应于北方寒冷地区使用。但地下消火栓目标不明显，操作不便，特别是在下雨天、下雪天和夜间，因此，要求在地下消火栓旁设置明显标志。地下式消火栓是由弯头、排水口、阀塞、丝杆、丝杆螺母、出水口等组成。目前地下消火栓有三种型号，分别为SX65、SX100和SX65-10。（2）按压力分，室外消火栓分为低压消火栓和高压消火栓。设置在室外低压消防给水系统管网上的消火栓，称为低压消火栓。低压消火栓供消防车取水灭火使用；设置在室外高压消火栓或临时高压消防给水系统管网上的消火栓，称为高压消火栓。其技术要求见表5-3。表5-3 室外消火栓技术要求Tab.5-2 Technical requirements of outdoor hydrant序号名称流量（L/s）水枪支数保护半径（m）布置间距（m）安装要求1低压消火栓10152支150120给排水标图有关图纸2高压消火栓56.51支10060-注： 流量按充实水柱长度为1015m，水枪喷嘴按19mm考虑。 低压消火栓保护半径按消防车最大供水距离180m，留给水枪手10m机动水带。水带地面铺设系数按0.9计，则保护半径为153m，按150m计。 室外高压消火栓采用6条65mm水带干线，消防车最大供水距离120m，留给水枪手10m机动水带，水带地面铺设系数按0.9计，则保护半径为99m，按100m计。 在城市消火栓的保护半径150m以内，消防用水量不超过15L/s，可不再设室外消火栓。设置室外消火栓的主要目的就是为了在火灾时接消防车取水进行灭火，所以室外消火栓将采用低压消火栓系统。设计中选用地上式低压消火栓。2.1.2室外消火栓的数量室外消火栓的数量按下式计算： （5-1）式中： 室外消火栓数量（个）；室外消火栓用水量（L/s）；每个室外消火栓的设计流量（L/s）;水泵接合器数量（个）根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第8.2.2条规定：工厂、仓库和民用建筑一次灭火的室外消火栓用水量不应小于表8.2.2-2的规定；表8.2.2-2 工厂、仓库和民用建筑一次灭火的室外消火栓用水量(L/s)耐火等级建筑物类别建筑物体积V(m3)V15001500V30003000V50005000V2000020000V50000V50000一、二级厂房甲、乙类丙类丁、戊类101010151510202010252515303015354020仓库甲、乙类丙类丁、戊类15151015151025251025251535154520民用建筑101515202530三级厂房（仓库）乙、丙类1520304045丁、戊类101015202535民用建筑1015202530四级丁、戊类厂房（仓库）10152025民用建筑10152025注：1室外消火栓用水量应按消防用水量最大的一座建筑物计算。成组布置的建筑物应按消防用水量较大的相邻两座计算；2国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的建筑物，其室外消火栓用水量应按三级耐火等级民用建筑的消防用水量确定；3铁路车站、码头和机场的中转仓库其室外消火栓用水量可按丙类仓库确定。第8.4.2条规定：“高层厂房（仓库）、设置室内消火栓且层数超过4层的厂房（仓库）、设置室内消火栓且层数超过5层的公共建筑，其室内消火栓给水系统应设置消防水泵接合器。”故该仓库可不设水泵接合器。该设计中仓库为二级丙类，体积为19618.5m，所以选取室外消防用水量为=30L/s。根据表5-3，低压消火栓每个消火栓的用水量为=(1015)L/s。故 = （个）所以，据计算结果要设置2个室外低压地上式消火栓。2.1.3室外消火栓的布置要求根据建筑设计防火规范（GB 50016-2006）第8.2.8条规定，设计中的室外消火栓的布置需符合下列要求：（1）室外消火栓应沿道路设置，道路宽度超过60m时，宜在道路两边设置消火栓，并宜靠近十字路口；（2）消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m；（3）室外消火栓的间距不应超过120m；（4）室外消火栓的保护半径不应超过150m；（5）室外地上式消火栓应有一个直径为150mm或100mm和两个直径为65mm的栓口。2.2室内消火栓系统设计2.2.1 系统组成及主要设施室内消火栓给水系统由水枪、水带、消火栓、消防水喉、消防管道、消防水池、水箱、增压设备、和水源等组成。当室外给水管网的水压不能满足室内消防要求时，应当设置消防水泵和水箱。室内消火栓给水系统的主要设施4：（1）室内消火栓设备消火栓设备是由消火栓、水带、水枪和有玻璃门的消火栓箱组成。设置消防水泵的系统，其消火栓箱应设启动水泵的按钮。水枪一般采用直流式，喷嘴口径有13、16、19mm。喷嘴口径13mm水枪配50mm水带，16mm水枪可配50mm或65mm水带，19mm水枪配65mm水带。高层建筑室内消火栓给水系统，水枪喷口直径不应小于19mm。水带有麻织、化纤之分，口径一般为直径50mm和65mm。水带长度有15、20、25或30m四种。长度确定根据水利计算后选定。高层建筑水带长度不应大于25m。消防卷盘用于建筑物内一般人员自救扑灭A类初起火灾。室内消火栓有单出口和双出口之分，均为内扣式接口的球形阀式龙头。单出口消火栓直径有50mm和65mm两种，双出口消火栓直径为65mm。每支水枪最小流量2.5L/s时可选用直径50mm消火栓，最小流量5L/s时，宜选用65mm消火栓。高层建筑室内消火栓口径应选65mm。消火栓箱具有给水、灭火、控制、报警等功能。其中的材料设备配置如下表所示：表5-4 消火栓箱材料设备表Tab.5-4 Material equipment form of Hydrant cases 编号名称材料规格单位数量1消火栓箱铝合金、不锈钢或冷轧钢板由设计定个12消火栓铸铁SN50或SN65个1或23水枪铝合金或铜13、16或19只1或24水龙带有衬里或无衬里DN50或DN65条1或25水龙带接口铝合金KD50或KD65个1或26挂架钢由设计定套2或47消防软管卷盘由设计定套1或28暗杆楔式闸阀铸铁DN25个19软管或镀锌钢管DN25米110消防按钮由设计定个1设计中应根据计算确定其中设备的设置规格和数量。（2）屋顶消火栓为了检查消火栓给水系统是否能正常运行及使建筑物免受邻近建筑物的波及，在室内设有消火栓给水系统的建筑屋顶应设一个消火栓。（3）水泵接合器水泵接合器一端由室内消火栓给水管网底层引至室外，另一端进口可供消防车或移动水泵加压向室内管网供水。当室内消防泵发生故障或室内消防用水量不足时，消防车从室外消火栓、消防水池或天然水池取水，通过水泵接合器将水送至室内管网，供室内火场灭火。这种设备适用于消火栓系统和自动喷水灭火系统。水泵接合器有地上式、地下式和墙壁式3种。其接口为双接口，每个接口直径为65mm及80mm两种，它与室内管网的连接管直径不应小于100mm，并应设有阀门、止回阀和安全阀。室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设水泵接合器，并应符合下列规定： 水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定。每个水泵接合器的流量应按1015L/s计算。 消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。 水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为1540m。 水泵接合器宜采用地上式；当采用地下式水泵接合器时，应有明显标志。（4）消防管道建筑物内消防管道是否与其他给水系统合并或独立设置，应根据建筑物的性质和使用要求经技术、经济比较后确定。环状管网供水安全，当其中某段损坏时，应仍能供应全部消防用水量。因此，室内消防管道应采用环状管道或环状管网。环状管道应有可靠的水源保证，且至少应有2条进水管分别与室外环状管道的不同管段连结。消防管道上应设有消防阀门。环状管网上的阀门布置应保证管网检修时，仍有必要的消防用水。单层厂房（仓库）的室内消防管网上两个阀门之间的消火栓数量不能超过5个。（5）消防水池消防水池用于无室外消防水源情况下，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。消防水池可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。消防水池应设有水位控制阀的进水管和溢水管、通气管、泄水管、出水管及水位指示器等附属装置。根据各种用水系统的供水水质要求是否一致。可将消防水池与生活或生产贮水池合用，也可单独设置。（6）消防水箱消防水箱对扑救初期火灾起着很重要的作用，水箱应设置在建筑物一定的高度位置，采用重力流向管网供水，经常保持消防给水管网中有一定的压力。重要建筑和高度超过50m的高层建筑，宜设置两个水箱（并联），以备检修或清时仍能保证火灾初期消防用水。当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱的消防贮水量超过18m3时，仍可采用18m3。高层建筑的消防水箱的消防贮水量，一类建筑（除住宅）不应小于18m3，二类建筑（除住宅）和一类建筑的住宅不应小于12m3，二类建筑的住宅不应小于6m3。消防水箱设置在低层合多层建筑的最高部位；建筑高度不超过100m的高层建筑，水箱高度保证建筑物最不利消火栓静水压力不小于0.07MPa。（7）消防水泵在临时高压给水系统中，灭火时消防水泵保证建筑消防给水系统内所需水压和水量。消防水泵宜与其他用途的水泵一起布置在同一个水泵房内，水泵房一般设置在建筑物的底层。水泵房应有直通安全出口或直通室外的通道，与消防控制室应有直接的通讯设备。设有两台或多台消防泵的泵站，应有两条以上的消防泵出水管与室内管网连接。2.2.2 室内消火栓给水系统的给水方式1室内消火栓给水系统分类6（1）按系统分可分为室内外合用消火栓系统、室内独立消火栓系统与室内消火栓与生产、生活合并系统。高层建筑和消防系统最大工作压力超过0.6MPa的其他建筑，应采用独立消火栓系统。（2）按给水方式可分为分区、不分区两种给水方式。消火栓栓口静压力超过0.80MPa采用分区供水。分区的供水方式中又有串联和并联方式。（3）按给水压力可分为高压消火栓系统和临时高压消火栓系统。（4）按服务范围可分为独立消火栓系统和区域集中消火栓系统，前者使用于区域内独个或分散的高层建筑；后者使用于集中的高层建筑。2室内消火栓系统的几种给水方式6（1）由室外给水管网直接供水的消防给水方式宜在室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。该方式中消防管道有两种布置形式：一种是消防管道与生活（或生产）管网共用，此时在水表处应设旁通管，水表选择应考虑能承受短历时通过的消防水量。这种形式可以节省1根给水干管、简化管道系统；另一种是消防管道单独设置，可以避免消防管道中由于滞留过久而腐化的水，对生活（或生产）管网产生污染。（2）设水箱的消火栓给水方式宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或是由生活泵向水箱补水）采用。由水箱贮存10min的消防水量，灭火时由水箱供水。（3）设水泵、水箱的消火栓给水方式宜在室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用。水箱由生活泵补水，贮存10min的消防用水量，火灾发生时先由水箱供水灭火。3室内消火栓给水系统给水方式的选择正确选择给水方式是仓库室内消火栓给水系统设计的关键。消火栓系统分类、消火栓系统的给水方式有多种形式，对于该仓库将采用临时高压消火栓系统，选用设置消防水泵和消防水箱的系统给水方式。2.2.3 设计计算（1）消防用水量本仓库建筑面积3382.5，高度为5.8m。本仓库主要储存工业用胶粘剂，火灾危险性为丙类，结构为钢结构仓库，耐火等级为二级。根据建筑设计防火规范（GB 50016-2006，以下简称建规）第3.3.2规定，该仓库应分为两个防火分区。室内消火栓给水官网应设计成环状，保证供水安全。建筑内消火栓采用同一规格，设计采用单出口消火栓，消火栓口径为DN65mm，栓口装置距离地面1.1m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90角；栓口与消火栓箱内边缘的距离不应影响消防水带的连接。配备衬胶水龙带长度为25m，水枪喷嘴口径DN19mm。每个消火栓处，设置直接启动消防水泵的按钮，按钮设置在消火栓箱内，以防被人为误按。消火栓分散布置在楼层走道、楼梯、大厅出口附近等明显和经常有人走动且易于取用的地方。室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，应设置减压设施；静水压力大于1.0MPa时，应采用分区给水系统；设有室内消火栓的建筑，如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓。根据建规第8.4.1.1条规定， 建筑物内同时设置室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统或固定消防炮灭火系统时，其室内消防用水量应按需要同时开启的上述系统用水量之和计算；当上述多种消防系统需要同时开启时，室内消火栓用水量可减少50%，但不得小于10L/s；根据建规第8.4.1.2条规定，室内消火栓用水量应根据水枪充实水柱长度和同时使用水枪数量经计算确定，且不应小于表8.4.1的规定；表8.4.1室内消火栓用水量建筑物名称高度h(m)、层数、体积v (m3)或座位数n(个)消火栓用水量(L/s)同时使用水枪数量(支)每根竖管最小流量(L/s)仓库h24V5000V50005101251024h50h503040681515所以，本仓库的消火栓用水量不应小于10L/s，同时使用水枪数量不应小于2支，每根竖管最小流量不应小于10 L/s。本设计采用消火栓用水量为10 L/s。（2）水枪充实水柱水枪充实水柱是指由水枪喷嘴起到射流90%的水柱水量穿过直径38cm圆孔处的一段射流长度，是消防水流的有效射程，其计算可根据室内最高着火点距地面高度、水枪喷嘴距地面高度和水枪射流倾角按式（5-2）确定，但根据建规第8.4.3条规定，水枪的充实水柱应通过水力计算确定，且水枪的充实水柱不应小于7m 。 （5-2）式中：灭火所需的水枪充实水柱长度，； 室内最高着火点距地面高度，； 水枪喷嘴距地面高度，； 水枪射流倾角，一般取。本建筑的层高为6.0m，所以取。水枪灭火时是由灭火人员掌握，喷嘴大概在与灭火人员胸前平齐的位置，取。汽车库内汽车着火一般都在接近地面的位置，水枪喷射时，喷射倾角不会很大，所以取。将设计值带入式(5-2)可得为有效保护该仓库，取水枪充实水柱为11m。（3）水枪喷嘴处所需压力水枪喷嘴处所需压力按照下式计算 （5-3）式中： 实验的系数，当充实水柱高度为11m时，取1. 20； 充实水柱高度，； 与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，当喷嘴直径为19mm时，取0.0097；（4） 水龙带水头损失 （5-4）式中 ； 水带长度，； 水带阻力系数，见表5-5；水枪出流量，L/s。表5-5 水带比阻值Tab.5-5 A value of water band resistivity水带口径（mm）比阻值帆布、麻织水带衬胶水带500.015010.00677650.004300.00172（5） 消火栓口所需水压为保证水枪的充实水柱长度，消火栓口所需水压按式（5-5）计算： （5-5） （5-6）式中：消火栓口的水压，； 水枪喷嘴处的压力，； 水枪出流量，L/s，规定不小于5L/s； 消火栓口的水头损失，取20kPa； 水枪的水流特性系数，按表5-6取值。表5-6 水枪的水流特性系数B值Tab.5-6 B value of the water guns current characterization factor喷嘴直径（mm）91316192225B0.00790. 3460. 7931.5772.8344.727（6）消火栓流量 （5-7）式中：消火栓所需压力，；水带比阻；水带长度，；水枪水流特性系数。本次设计采用水枪口径为19mm，室内消火栓口径为65mm，水带口径也为65mm。帆布、麻织水带不耐高压，内壁粗糙，水流阻力大，容易漏水，易腐烂，适用寿命短，现以逐渐被淘汰。衬胶水带经久耐用，涂层紧密、光滑、不渗漏，水流阻力小，流量大。在比较之下，设计中选用衬胶水带，水带比阻。水枪的水流特性系数。（7）消火栓的保护半径消火栓的保护半径是以消火栓为中心，一定规格的消火栓、水枪、水龙带配套后，消火栓能充分发挥灭火作用的圆形区域的半径。可按式（5-8）计算： （5-8）式中：消火栓的保护半径，； 水龙带长度，取25； 充实水柱长度，取11； 水枪射流倾角，取45。将数值代入，消火栓的保护半径为：R=0.825m+11mcos45=27.78取消火栓保护半径为25m。（8）消火栓的布置间距室内消火栓的布置间距应由计算确定，并满足建规第8.4.3条规定，室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。本仓库面积较大，宜布置多排消火栓。按多排消火栓，两股水柱计算图可得：图5-1 多排消火栓两股水柱布置计算图Fig.5-1 Calculation chart of two segment watercolum whenthe Hydrants set in the form of multiple strand chain考虑到不影响仓库使用及布置方便，室内消火栓靠外墙布置。据此，消火栓的个数选择如下：图5-2 消火栓实际布置及保护半径示意图（6）管网水利计算图5-3 消火栓管网水利计算图Fig.5-3 Irrigation calculating chart of hydrant pipe-network根据仓库的布局选择最不利的消火栓进行编号，按照建规的要求进行管段流量分配。室内消防管网按照环状布置，设置室内消防泵供水，并将泵设置在消防泵房里面。根据仓库消防平面图画出消火栓管网水力计算图，如图5-3所示。图中1点消火栓为最不利消火栓。水枪喷嘴处所需压力当喷嘴直径为19mm时，取水枪出流量为5L/s，于是水枪喷嘴处压力的计算值为：1) 水枪射出流量水枪射出流量按照式（5-5）计算，查表（5-6），DN19mm口径水枪，得B=1.577，枪口压力，则水枪的出流量为：由于不满足每支水枪不小于5L/s射流量的要求，故需要提高压力，增大流量至5L/s，可得此时水枪的实际充实水柱长度为符合要求。2) 水龙带的水头损失水龙带的水头损失按照式（5-4）计算，查表5-5，得水龙带的阻力系数为=0.00107，则水龙带水头损失为：将设计值代入式（5-5）可得消火栓口所需水压显然1号节点所连接的消火栓是最不利消火栓，根据以上的计算结果，最不利消火栓口所需最小压力为:将代入式（5-7）可得节点1的消火栓出口流量为3) 次不利点消火栓压力由于该仓库中不存在楼层高差，各干管均在同一高度上，所以计算次不利消火栓压力时只考虑管道的水头损失。计算公式如下： （5-6）式中：最不利消火栓所需压力，mH2O；次不利消火栓所需压力，mH2O；两个消火栓之间的沿程、局部水头损失，mH2O。4) 流速 （5-7）式中：管段流量，L/s；管道的计算内径，m。将，代入上式可得=1.64.5) 水利坡降 （5-8）式中：每米管道的水头损失，；管道内水的平均流速，；管道的计算内径，。将速度=1.64代入上式可得=0.001.6) 水头损失(沿程损失和局部损失之和，其中局部损失按沿程损失的10%计算) (5-9)式中： 管道的总水头损失，；每米管道的水头损失，；管段长度，。将,代入上式可得。再将带入式（5-6）可得，=将=19.35代入式（5-7）可得7) 由式（5-7）可计算管段的流速为管段的水力坡度为，管段的水头损失为。节点的压力为节点的流量为8) 管段的流量为：管段的流速为：管段的水力坡度为管段的水头损失为节点的压力为节点的流量为9) 管段的流量为：管段的流速为：管段的水力坡度为管段的水头损失为节点6的压力为节点6的流量为10) 水力计算结果水泵供水时的水力计算表见5-7。消防水泵的扬程： （5-11）式中：消防水泵的扬程，mH2O；最不利消火栓口所需压力，mH2O；消防水池最低水位与最不利消火栓之间的高差，m；管网水头损失，mH2O。消防水池设于地下，消火栓相对地面高1.1m，所以消防水池最低水位与最不利消火栓之间的高差为4.6m。代入各数据得，该仓库消防水泵的扬程为：18.93+4.6+0.07=23.6 mH2O。地下一、二层消火栓系统流程图见附图7。表5-7 消火栓水力计算表Tab.5-7 Irrigation calculating table of hydrant节点管段节点压力(mH2O)节点流量（L/s）管段流量（L/s）管径（mm）流速（m/s）水力坡降i（/m）管长（m）水头损失（）118.935.45115.45651.640.0013.80.0042119.355.51125.51801.100.00035530.0204221.3910.96225.45651.640.0013.80.00422310.961001.400.0004180.0079322.1816.41335.45651.640.0013.80.00423616.411500.930.000112210.027624.8816.41总水头损失0.0679 mH2O5.3.5 消火栓泵的选择（1）水泵流量：16.41；（2）水泵扬程：23.6。（3）水泵选择消防泵的最大流量应为设计值的150%，扬程不小于选定的工作点的扬程的65%，封闭抽水机时的扬程不大于选定工作点的扬程的140%。选择水泵型号规格为XBD3.6/40-100的水泵两台，一用一备，相关参数如表5-8所示。表5-8 消火栓泵特性参数Tab.5-8 Characterization paremeters of hydrant pump型 号流 量Q(L/s)扬 程H (m)功率(kW)XBD3.6/40-100403618.53 自动喷水系统设计3.1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，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。3.2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3。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，又分为雨淋系统、水幕系统和雨淋泡沫连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雨淋泡沫连用系统用系统。建灭如图2-1所示。图2-1 自动喷水灭火系统的分类Figure2-1 automatic sprinkler system3.2.1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。3.2.1.1 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Figure2-3 wet automatic sprinkler system表2-1 主要部件表Table2-1 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。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图2-3 湿式喷水灭火系统工作原理流程图Figure2-3 wet sprinkler systems principle chart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。3.2.1.2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；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。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。建灭3.2.2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。建灭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。3.2.3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。建灭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。3.2.4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来控制系统的启动。2控制面积大，用水量大。3.2.5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。3.3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5：（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1500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）每座占地面积超过的1000棉，毛，丝，麻，化纤，毛皮及其制品库房；每座占地面积超过600的香烟，火柴库房；建筑面积超过500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3000或建筑面积超过9000的百货楼，展览厅；（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设的观众厅，会议厅；（13）、类地下停车库，多层停车库和底层停车库；（14）人防工程的下列部位：使用面积超过1000的商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅旱冰场、体育场、舞厅、电子游艺场、丙类生产车间、丙类和丁类物品库房等；超过800个座位的电影院、礼堂的观众厅，且吊顶下面至观众席地面的高度不超过8米，舞台面积超过200时。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。目前世界上已安装的自动喷水灭灰系统中有70%以上是采用了湿式自动喷水灭火系统，在国内外安装使用已有100多年的历史，具有较丰富的设计安装和管理经验，系统的可靠性好等优点。适用于室内温度为4-70C的建筑物、构筑物内（不能用水扑救的建筑物和构筑物除外）。比较闭式自动喷水灭火系统的几种类型的应用范围，苏州地区常年最高气温28.2，最低气温3.0，平均气温14.7C。本设计工程为单层仓库，有较高的系统可靠性要求，因此采用湿式喷水灭火系统。3.4设置场所火灾危险等级根据自动喷水灭火系统设计规范设置火灾危险等级举例见表3-2手册。根据表3-2设置场所火灾危险等级举例可知，本设计仓库火灾危险等级为中危险II级。表3-2 火灾危险等级的设置Table3-2 fire danger level setting火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等。中危险级I级（1）高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播