高校学生寝室自动喷水灭火系统布置毕业设计(编辑修改稿)

高校学生寝室自动喷水灭火系统布置毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

力或无压气体的闭式喷水灭火系统组成，它具有湿式系统以及干式系统的特点。 在平时，系统显现出干式系统的特点，火灾时由火灾探测系统自动开启报警阀时管道中呈现湿式系统的特点，系统的转变包含预备动作功能，故称为预作用系统。 预作用系统平时管网内充以低压压缩空气或氮气，火灾发生时，火灾探测器探测到火灾的发生，通过报警控制器开式做作用系统，开启排气阀，向管网内充水，当火源处温度持续上升时，喷头动作喷水。 火灾报警器发生故障时，喷头开启，由于管网内排气之后气压下降，由压力开关探测到管网内压力骤降，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） 火灾前管网内没有水，故而不怕环境温度过高或者过低 —— 干式系统特点； （ 2） 水可以立即从喷头中喷出，不会延迟灭火的时间 —— 湿式系统特点； （ 3） 可以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； （ 5） 系统复杂，维护要求高，造价高。 研究对象 某大学学生公寓 5 栋（以下简称学生 5 舍）。 该栋宿舍共计六层楼，建筑高度 ，单层层高。 内部详细数据如下图所示： 图 内部主视图 11 图 内部侧视图 图 学生 5 舍内部俯视图 根据表 火灾危险等级的划分，学生 5 舍建筑高度超过 24m，并且不仅仅在走道设置喷头，所以在本次设计中将学生 5 舍划分为中危险级 Ⅰ 级。 火灾危险等级划分 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 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、广播电视楼（塔）等。 中危险级 Ⅱ 级 民用建筑：书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积 5000 ㎡及以上的商场、总建筑面积 1000 ㎡及以上的地下商场等。 喷头是自动喷水灭火 系统中的重要组成组件，其具有火灾检测和灭火两种功能。 火灾发生时，喷头首先探测到火灾的发生，然后在其保护面积上喷水来控制或扑灭火灾。 正确的选择和布置喷头是消防安全的重要保障。 12 喷头分为闭式喷头与开式喷头两种。 闭式喷头是配有热敏元件，能在火灾发生时探测火灾，喷水口则由热敏元件封闭；开式喷头则是不具有热敏元件，喷水口敞开的喷头。 表 各种类型喷头适用场所 喷头类型 适用场所 闭式 玻璃球洒水喷头 适用于宾馆等要求美观或者腐蚀性高的场所 易熔合金洒水喷头 适用于外观要求不高、腐蚀性不大的工厂、仓 库和民用建筑 直立型洒水喷头 适用于安装在管路下经常有移动物体，或尘埃较多的场所 下垂型洒水喷头 适用于各种场所 边墙型洒水喷头 适用于空间狭窄，通道型建筑场所 吊顶型洒水喷头 装饰型喷头，可安装于宾馆、客厅、办公室等建筑 普通型洒水喷头 可直立、下垂安装，适用于有可燃烧吊顶的房间 干式下垂型洒水喷头 专用于喷水灭火系统的下垂型喷头 开式 开式洒水喷头 适用于雨淋喷水灭火和其他开式系统 水幕喷头 需保护的门、窗、洞、檐口、舞台口等地方 喷雾喷头 用于保护石油化工装置、电力设 备等 特殊喷头 自动启闭洒水喷头 具有启闭功能，适用于需要降低水渍损失的场所 快速反应洒水喷头 具有短时间启动效果，适用于要求启动时间短的场所 大水滴洒水喷头 适用于高价库房等火灾危险等级高的场所 扩大覆盖面洒水喷头 保护面积大，可降低系统造价 报警阀组适用于湿式自动喷水灭火系统，其在自动喷水灭火系统中是至关重要的系统组件。 报警阀组由湿式报警阀、延时器、压力开关、水力警铃、水源蝶阀和压力表等组件构成。 其中，湿式报警阀是一个起止回阀和在开启时 又能报警两种作用的合为一体的 阀门，主要由阀体和阀瓣组成，在阀体座圈的密封面上，有通往延时器 和水力警铃的沟槽及小孔，阀瓣将消防喷自动喷水灭火系统分隔为系统侧和水源侧。 当火灾发生时，系统侧喷头 动作喷水，阀瓣在压差作用下自动开启，水流经座圈的沟槽及小孔流向延时器，再流向压力开关和水力警铃。 水力警铃发出报警声响的同时压力开关动作，输出电信号启动喷淋泵进行灭火。 根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》规定，配置报警阀组应满足以下要求： （ 1） 湿式系统中，一个报警阀组控制的喷头数不宜超过 800只； （ 2） 每个报警阀组供水的最高与最低位置的喷头，其高程差 不宜大于50m； （ 3） 报警阀组宜设计在安全易于操作的地点，其距地面的高度宜为 ，并且安装部位应设有排水设施； 13 （ 4） 水力警铃工作压力不小于 ，并且应设在有人值班附近。 水流指示器由微型开关、本体、法兰底座及桨片组成，竖直安装在系统配水管网的水平管路或各分区的分支管上，在发生火灾时，喷头开启喷水，有水流过装有水流指示器的管道时，流动的水推动桨片，使电接点接通，将水流信号转换成电信号，发出信号给消防控制中心。 其作用就是确定火灾发生的具体部位以及系统的运行情况。 水流指示器宜竖 直安装在水平管道上，不能倒装或侧装。 也可以安装在垂直管道上，但水流方向必须由下向上流动，不允许反向。 在实际的施工过程中，一些设计人员用水流指示器的动作信号直接启动喷淋泵，这是不可行的。 因为水流指示器是适用于监视一个区域的喷头的动作状态的，一旦某个喷头动作，就有动作信号报给主机报警启动泵，这样有可能导致泵频繁启动，给系统造成影响。 压力开关能对报警管路的水压进行实时监视，如果监测出压力发生波动，并确认是火灾信号，就能自动开式消防泵给系统供水进行灭火。 报警阀平时处于关闭状态，报警管路内没有 水故为无压状态，当火灾发生时，报警阀组被打开，压力水进入报警管路产生压力的变化，压力开关检测到压力的变化并被打开，向控制中心发出信号，当控制中心接收到压力开关发出的信号后便可启动消防阀。 末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成，其是安装在系统管网或分区管网的末端，检测系统启动、报警及联动等功能的装置。 根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》，每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置，其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设直径为 25mm的试水阀。 统 (1)消防水箱 消防水箱是自动喷水灭火系统中的重要组成部分，它具有两个作用，一是保证系统管网内的压力， 二 是保证火灾发生时第一时间供水。 因此，自动喷水灭火系统的消防水箱设置时必须保证有一定的高度，才能满足灭火时所需的流量和压力。 根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》，设置消防水箱时必须满足下列要求： 采用临时高压给自动喷水灭火系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。 消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。 建筑高度不超过 24m、并按轻危险级或中危 险级场所设置湿式系统、干式系 14 统或预作用系统时，如设置高位消防水箱确有困难，应采用 5l／ s流量的气压给水设备供给 10min初期用水量。 消防水箱的出水管，应符合下列规定： ，并应与报警阀入口前管道连接； 、中危险级场所的系统，管径不应小于 80mm，严重危险级和仓库危险级不应小于 100mm。 (2)消防水池 《民用建筑设计防火规范》中规定，当市政给水管道只有一条进水管或不能满足消防用水量时，就要设置消防水池。 为了在火灾中能及时有效地扑灭火灾，就要设置足够的消防设施，而消防水池是各种设施 中发挥作用的基础部件，保证充足的水源，才能有效地扑灭火灾。 另外根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》规定，系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。 15 第三章 自动喷水灭火系统设计 本次设计采用的是闭式系统，选用闭式喷头，因为闭式喷头具有热敏元件能够检测到火灾的发生，在灭火过程中起着重要的作用。 根据《自动喷水灭火系统设计规范 GB50084— 2020》规定（见表 ），民用建筑采用闭式系统场所的最大净空高度为 8米，此次研究对象学生 5舍最大净空高度为 ，符合规定，故可采用闭式 系统。 表 采用闭式系统场所的最大净空高度 设置场所 采用闭式系统场所的最大净空高度 民用建筑和工业厂房 8 仓库 9 采用快速响应早期抑制喷头的仓库 12 《 自动喷水灭火系统设计规范 》规定，闭式系统的喷头公称动作温度宜高于环境最高温度 30℃。 喷头的公称动作温度就是指火灾场所温度达到喷头的额定动作温度时，喷头的感温释放元件破裂，喷头动作喷水的温度。 本次设计不做吊顶，并将配水直管布置于梁下，根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》选用直立型喷头，学生 5舍的环境最高温度为 37℃ ，根据表 用 68℃的玻璃泡喷头，工作液色标为红色。 所以此次设计中采用的喷头为 ZSTZ15/68℃直立式洒水喷头，公称直径为 φ15mm，流量系数 K=80177。 4。 闭式喷头的公称动作温度 玻璃球喷头 玻璃球喷头 公称动作温度（ ℃ ） 工作液色标 公称动作温度（ ℃ ） 工作液色标 57 橙 163 淡紫 68 红 182 紫红 79 黄 204 黑 93 绿 227 黑 100 灰 260 黑 121 天蓝 343 黑 16 每只喷头的流量可按下式计算： q=K 10P （ ） 式中： q— 每只喷头的流量， L/min； K— 喷头流量特性系数； P— 喷头处的工作压力， MPa； 本设计中采用的喷头为 ZSTZ15/68℃ 直立式洒水喷头，公称直径为 φ15mm，流量系数 K=80，工作工作压力为 ，其流量q=K 10P =80 10  =80L/min。 每只喷头的保护面积是由四只喷头围成的正投影面积决定的，即图 ABCD的面积，可由下式计算得出： As=qI （ ） 式中： As— 每只喷头的保护面积， m2； q— 喷头流量， L/min； I— 喷水强度， L/(min•m2)。 将 q=80L/min， I=6L/(min•m2)，故每只喷头的保护面 积 As=806 m2=。 图 喷头矩形布置示意图 [7] 当矩形布置或平行四边形布置时喷头布置间距可由下式推算： As=SL （ ） 式中： S— 同一配水支管上喷头的间距， m； L— 相邻配水支管的间距， m。 正方形布置是一种特例，此时 S=L= sA。 喷头与墙的距离 是为了保证喷头洒水能够覆盖墙根地面而不留漏喷的空白点，由图 ，喷头与墙的距离应不大于相邻喷头间距的一半，即 S/2和 L/2。 17 设置喷头的目的就是在火灾初期控制火灾的蔓延，减少火灾造成的损失。 喷头应布置在顶板下容易接触到火灾热气流的地方，这样热敏元件才能及时感应到火灾的发出，在最短的时间内作出反应，动作喷水。 在布置喷头时，要考虑两方面的影响，一是喷头的布置对喷水强度的影响，而是喷头的布置对喷头响应时间的影响。 本次设计中采用的是闭式喷头，它既是感温元件，又是喷水动作元件，所以在设计时 要考虑以下因素： （ 1） 喷头动作响应时间。 对于闭式喷头，在火灾初期能够及时准确地勘测到火灾的发生，喷头的布置高度一定要在容易接触到火灾热气流的地方。 （ 2） 喷头喷水覆盖区域。 在火灾发生时，要保证喷头喷水能够完全覆盖火区，避免出现喷水喷不到的空白区域。 （ 3） 喷头喷水强度均匀。 要确保每一个喷头喷水强度均匀，避免在火灾中出现喷水强度疏密不均的现象。 （ 4）临墙式喷头的布置。 火灾发生时要确保临墙式喷头开放喷水时能连续地喷湿保护区全部墙面，就要确定临墙式喷头与端墙的距离。 根据《 自动喷水灭火系统设计规范 》规定（见表 ）， 本次设计自动喷水灭火系统喷水强度为 6L/(min•m2)，作用面积为 160m2，喷头工作压力为。 表 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数（节选） 火灾危险等级 喷水强度（ L/(min•m2)） 作用面积（ m2） 喷头工作压力（ MPa） 轻危险级 4 160 中危 险级 Ⅰ 级 6 Ⅱ 级 8 注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于。 根据表 ，本次设计喷头的布置正方形布置边长为 ，矩形或平行四边形布置的长边边长为 ，一只 喷头的最大保护面积为 ，喷头与端墙的最大距离为。 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷水强度（ L/(min•m2)） 正方形布置的边长（。