(一)消火栓消防工程设计
1.设计基本参数
根据GB50045—05《高层民用建筑设计防火规范》规定:
(1)高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。
(2)消防用水可由给水管网、消防水池和天然水源供给;利用天然水源用确保枯水期最低水位时的消防用水量,并应设置可靠的取水设施。
(3)室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统;当室内消防用水量达到最大时,其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。
本建筑为一类高层建筑,耐火等级为一级,属于建筑高度大于50m的综合楼,室外消火栓用水量为30L/s,室内消火栓用水量为40L/s,每根竖管最小流量15L/s,每支水枪最小流量5L/s。
2.室外消火栓给水系统
3.室内消火栓系统
(1)设计方案的比选。根据规范规定:当建筑高度在100m以内时,可采用一次供水的室内消火栓给水系统。发生火灾时,由高压消防泵向管网系统供水灭火。为了灭火时便于操作水枪,在主立管下部动水压力超过0.5 MPa的消火栓处设置减压装置。当建筑高度超过100m或消火栓处的静压超过1.0 MPa时,应进行分区,并按各分区分别组成本区独立的消防给水系统供水灭火。
1)方案一(图8-5)。本建筑高度大于50m而小于100m,可考虑不分区;但本建筑4层以下裙楼部分与4层及其以上塔楼部分的功能区别较大、平面结构差异较大,也可以采用分区后减压阀集中减压的供水方式。因此,以分区减压阀供水和不分区供水两种方案进行比选,如图8-5所示。优点:设备集中便于管理,占地少,投资省,没有水箱可少占空间,增加营业收入。缺点:减压阀容易坏,供水安全性较差。
2)方案二(图8-6)。优点:设备集中便于管理,占地少,投资省,没有水箱可少占空间,增加营业收入。不设置减压阀,供水安全性较好。缺点:需设置多个减压孔板。
根据对两种供水方式的比较,确定方案一分区减压供水方式为最优方案(图8-5)。
图8-5 分区减压阀供水(方案一)
图8-6 不分区供水(方案二)
(2)室内消火栓给水系统的组成。整个系统包括室外环网、消防水池、水泵、消防管道、消火栓、消防水箱、水泵结合器、控制阀门等。
消火栓系统流程图为:室外环网→消防水池→水泵→控制阀门→室内消火栓环网←控制阀门←消防水箱←水泵←室外环网。
整个室内消火栓系统分高区和低区,整个系统成竖向环状供水,有两个水源供水,分别为火灾发生前10分钟由高位水箱直接供水,10分钟后由消防水池通过消防泵提升供水。
(3)贮存、增压设备及管材的选用。
1)贮存设备。消防水池由钢筋混凝土制成,有效容积为670m3,层高为6.0m,取水池尺寸为15m×12m×4m,其中0.28m的保护高,水池高度为4.0m,水池底标高—4.20m,水池顶标高—0.20m。消防水箱容积18m3,其尺寸为4m×4m×1.5m,1.5m中包括0.3m的保护高度。取垫高为0.3m,则水箱底标高57.60m,水箱顶标高59.10m。
2)增压设备。按消火栓灭火总用水量Qx=41.6L/s,扬程Hb=93.39mH2O,选得消防水泵XBD10/50—DLX型两台,一用一备。各项参数见表8-4。
表8-4 消防水泵参数
根据室内消防用水量,应设置3套地上式水泵结合器,型号为SQ100。
3)管材及其他。消火栓给水系统采用热浸锌镀锌钢管,消防立管采用DN100mm,消火栓口径为65mm。水枪喷嘴口径为19mm,水龙带为麻织,直径65mm,长度20m。
4)施工要求。热浸镀锌钢管,管径大于DN100mm采用沟槽式连接,管径小于DN100mm采用丝扣连接。消火栓管道采用明装的形式装设在管道井内,横干管装设在吊顶内,并保证施工质量不得漏水。
(二)自动喷水灭火系统设计
1.设计的基本参数
根据GB50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定,自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生困难的重要性质或火灾危险性较大的场所设置。
自动喷水灭火系统的设计原则应符合:
(1)闭式喷头或启动系统的火灾探测器,应能有效探测初期火灾。
(2)湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动。
(3)作用面积内开放的喷头,应在规定时间内按设计选定的强度持续喷水。
(4)喷头洒水时,应均匀分布,且不应受阻挡。
环境温度不低于4℃且不高于70℃的场所应采用湿式系统。
本建筑物采用湿式自动喷水灭火系统,其中宾馆属于中危险级Ⅰ级,其设计参数见表8-5。
表8-5 民用建筑自喷给水系统设计参数表
注 系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05 MPa。
-1F有个堆垛储物仓库间,按仓库危险级Ⅰ级考虑,其设计参数见表8-6。
表8-6 仓库危险级Ⅰ级设计基本参数
2.自动喷水灭火系统的布置
根据GB50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定,自动喷水灭火系统应设报警阀组。湿式系统、预作用系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800只;干式系统不宜超过500只。每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头,其高程差不宜大于50m。
根据本设计中一、二层内面积较大,每层均分为三个防火分区,而且根据规范每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头,其高程差不宜大于50m,因此本设计中至少需要4组湿式报警阀组。
各层均设置水流指示器及信号阀,其信号均送入消防控制中心进行处理,火灾发生时,前10分钟由高位水箱供水,最不利点压力为0.05 MPa;10分钟后由自喷泵供水,最不利点压力为0.10 MPa。
3.喷头的布置
结合本建筑实际工程概况,各层均设自动喷水系统,除厨房喷头动作温度为93℃,其他喷头动作温度均为68℃。(www.daowen.com)
除客房采用边墙型扩展覆盖喷头(4.9m×7.4m)外,其余处均采用吊顶型喷头,喷头正方形布置边长3.6m,喷头间距不宜小于2.4m,喷头距离墙不小于0.5m、不大于1.8m;仓库喷头正方形布置边长最大3.4m,喷头距离墙不小于0.6m,不大于1.8m,根据实际情况调整喷头距离。
为定期进行安全检查,在各个湿式报警阀组控制的最不利层设置末端试水装置,其余层均设置泄水阀,废水排入专设的废水立管内,有组织排入室外雨水检查井内。
4.整个系统的组成
整个系统主要包括室外环网、消防水池、水泵、喷洒管道、喷头、消防水箱、控制阀门、信号阀、水流指示器、压力开关、水力警铃、湿式报警阀、管道泵、气压罐等。
自动喷水灭火系统流程图为:室外环网→消防水池→水泵→控制阀门→湿式报警阀→水力警铃→压力开关→喷水管道→信号阀→水流指示器→洒水喷头。
5.增压及贮存设备的选用
(1)贮存设备。消防水池由钢筋混凝土制成,有效容积为670m3,层高为6.0m,取水池尺寸为15m×12m×4m,其中0.28m的保护高,水池高度为4.20m,水池底标高—4.20m,水池顶标高—0.20m。消防水箱容积18m3,其尺寸为4m×4m×1.5m,1.5m中包括0.3m的保护高度,水箱高度为1.50m,水箱底标高57.60m,水箱顶标高59.10m。
(2)增压设备。按自动喷头灭火总用水量Q=22.56L/s,扬程Hb=86.01m,选得消防水泵型号为XBD9/30—100DN两台,一用一备。各项参数见表8-7。
根据自动喷水灭火用水量,应设置两套地上式水泵结合器,型号为SQ100。
表8-7 生活给水水泵参数
6.管材及其他
自动喷水灭火系统采用热浸锌镀锌钢管,并设有信号阀、水流指示器、压力开关、水力警铃、湿式报警阀、管道泵、气压罐等。
7.施工要求
热浸镀锌钢管,管径大于DN100mm采用沟槽式连接,管径小于DN100mm采用丝扣连接。
报警阀设在距地面1.2m处,且便于管理的地方,警铃应靠近报警阀安装,水平距离不超过15m,垂直距离不大于2m。
装置喷头的场所,应注意防止腐蚀气体的侵蚀,不得受外力碰击,定期消除尘土。
设置的吊架和支架位置以不妨碍喷头喷水为原则,吊架距喷头的距离应大于0.3m,距末端喷头距离小于0.7m。
自动喷水灭火管道采用明装的形式装设在管道井内,横干管和支管均装设在吊顶内。并保证施工质量不得漏水。
(三)气体灭火系统设计
1.气体灭火设置场所、气体类型及设计参数
在—1F变配电房、发电机房和1F的消防控制中心等电器室不宜采用水灭火的地方采用WLQF柜式无管网七氟丙烷灭火装置,各个电器室内均设置独立的七氟丙烷灭火装置。
WLQF柜式无管网七氟丙烷灭火装置是一种预制的、以全淹没方式灭火、独立成套、可移动的灭火设备,它安装灵活方便、外形美观、灭火剂无管网损失、灭火效率高。可以与消防控制中心相连接,由火灾报警灭火控制器驱动实施自动灭火;也可以单独配装自动灭火控制器,自成系统。
2.设计方案
本设计选用的气体灭火系统为WLQF柜式无管网七氟丙烷灭火装置,其优点如下:
(1)占地面积小、外形美观,可像空调一样摆放在保护区。
(2)重量轻,安装维修方便,可在保护区内任意挪动位置。
(3)灭火操作简单可靠:有自动、手动、机械应急启动等三种启动方式,确保在任何情况下都能可靠灭火。
(4)可根据用户需要,定制外形美观的喷嘴隐藏式结构。
3.设计步骤
(1)确定WLQF柜式无管网灭火装置系统的技术参数。
灭火形式:全淹没。
灭火剂贮瓶充装压力:(20℃)2.5 MPa。
最大压力:(20℃)3.4 MPa。
灭火剂最大充装密度:≤1150kg/m3。
灭火剂喷放时间:≤10s。
启动瓶充装氮气压力:6.0 MPa。
启动气源:氮气。
使用温度:0~50℃。
(2)选用隐藏式喷嘴灭火装置。其技术参数见表8-8。
表8-8 隐藏式喷嘴灭火装置技术参数
注 1.表中技术参数的前提条件是保护区为理想的密闭空间。
2.表中灭火剂设计浓度为8%,七氟丙烷灭火剂过热蒸汽比容为0.13716(20℃)。
3.储瓶残余量为储瓶虹吸管管口以下的残余灭火剂。
4.整个系统的组成
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