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1、-城市与环境科学系安全工程 防火防爆课程设计 自动喷水灭火系统设计 专业班级：安全工程 姓 名：肖逸 学 号：0170140 指导教师：郭亚芳 完成日期：11.6 -摘 要 这篇论文讲述的是自动喷水灭火系统的组成和闭式自动喷水灭火系统的设计，本论文设计的是某中危险级建筑物其中一部分的最不利作用面积为 20m2,约为(12);环境温度为 25，选用标准玻璃球喷头,喷头以正方形布置。最不利点处喷头的工作压力为 m2O。首先选择喷头和布置喷头，然后布置管网,最后根据计算各个喷头的压力和流速，最后计算出管道的直径大小,压力和流速。关键词：自动喷水灭火系统；工作压力;流速 This apr tls th
2、e tory of uomaic waer praing fir extinguisng systm and cloe automati sprinler sysem esi,te dsign s a dangeou biligs which pt of the most unfvoable fet are 20m2,abot(17 12m);ambient merature f 25 DE C,th seletion standd o la bll sprilr nozle are arraed i sqare orking rure of the nzle at the mos unfav
3、orabl point i 9 mHO.First select the nozle ad lyout,an then arrnge the pip etwor,n fially ccoing to the aculai f pressure and flo of each ozze,nd fnally caluat the damter of the ipe iaete,presue and flo ate.Key ds:automatic water sprg fe extiguishing tem；woring ressue;flw rae-目 录 摘 要.I 目 录0 1 自动喷水灭火
4、系统组成 2闭式自动喷水灭火系统设计2 2.1系统应用场所2 2.2 确定所设计的建、构筑物的火灾危险等级 2.3 设计题目的确定3 2.4 确定设计和计算所需的基本参数.3 3 喷头和管网布置错误!未定义书签。3.喷头的选择和布置.5 32系统管网的选择及其布置。.5 4 管网水力的计算.4.1 水力计算公式7 4.2水力的详细计算8 5核算管网设计参数12 5设计作用面积内的平均喷水强度为：12 52设计作用面积内各管道流速要求:错误!未定义书签。5.3 系统各管道管径要求12 管网平面透视图和管网布置图 3结束语.1 参考文献15 -正文 1 自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统由洒水喷头
5、、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。闭式系统 是指由水源、管网、喷淋水泵及控制柜、闭式喷头、报警控制装置等组成,是一种能够自动探测火灾并自动启动喷淋水泵灭火的固定灭火系统。可分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统。湿式系统 由喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。由于该系统在报警阀的前后管道内始终充满着压力水，故称湿式喷水灭火系统或湿管系统。湿式喷水灭火系统具有结构简单、施工和管理维护方便、使用可靠、灭火速度快、控火效率高等优点。但由于其管路在喷头中始终充满水，所以应
6、用受环境温度的限制,适合安装在室内温度不低于 4，且不高于 70能用水灭火的建、构筑物内。工作原理：火灾发生时，在火场温度的作用下，闭式喷头的感温元件温升达到预定的动作温度范围时,喷头开启,喷水灭火。水在管路中流动后，打开湿式阀瓣,水经过延时器后通向水力警铃的通道,水流中水力警铃发出声响报警信号,与此同时，水力警铃前的压力开关信号及装在配水管始端上的水流指示器信号传送至报警控制器控制室,经判断确认火警后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 闭式自动喷水灭火系统设计 2.1 系统应用场所 闭式自动喷水灭火系统常用于性质重要且火灾危险性大的场所。高层民用建筑 建筑高度不超过
7、0的一类高层民用建筑及其裙房的下列部位(除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外)舞台、观众厅、展览厅、多功能厅、门厅等公共活动用房;走道、办公室和旅馆的客房；可燃物品库房;高级住宅的居住用房；自动扶梯底部和垃圾道顶部。二类高层民用建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过 200m2的可燃品库房。高层民用建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室房间。建筑高度超过0m 的高层民用建筑内。工业厂房与低层民用建筑 等于或大于 50000 纱锭的棉纺厂的开包、清花车间；等于或大于00锭的麻纱厂的分级、梳麻车间；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;
8、泡沫塑料厂的预发、成型、切片、压花部位。每座占地面积超过 10002的棉、毛、丝、麻等及其制品库房；每座面积超过 6002的香烟、火柴库房;建筑面积超过 50m可燃品地下库房;可燃、难燃物品高架库房和高层库房(冷库、高层卷烟成品库房除外）；省级以上或藏书量超过 100 万册的图书馆书库。超过50个座位的剧院观众厅、舞台上部（屋顶为金属结构时）;超过2000个座位的会堂或礼堂的观众厅;超过300个座位的体育馆的观众厅吊顶上部、贵宾室、器材间、运动员休息室。省级邮政楼的邮袋库。每层面积超过 30m2或建筑面积超过 9000m2的百货商场、展览大厅。设有空气调节系统的旅馆、综合办公楼内的走道、办公室
9、、餐厅、商店、库房和无楼层服务台的客房。飞机发动机实验台的准备部位。国家级文物保护单位的重点砖木或木结构建筑。汽车停车库 地下停车库、多层停车库和低层停车库应设自动喷水灭火系统。-公称直径（m)控制的喷头数(只)轻危险级 中危险级 25 1 3 3 0 4 50 10 8 65 1 12 0 8 32 10-64 2.4当量长度表 三通管的当量长度一律算在总管上 2.4.流速系数表 管材 管径(mm)32 40 0 70 0 100 150 200 流速系数 钢管 1.883.05 0.8 0.7 0.23 0.24.15 0.05 管件名称 管件直径(mm）25 3 40 5 70 8 10
10、 50 450弯头 0.3 0.3 0.06 0.9 0.9 1.2 15 2.00弯头.6 0.1.2 1 1.8 3.1.7 4.3 三通或四通 1.5 1.8 2.4 3.1.7 4.6 61 76 9.2 蝶阀 1.8.1 3.7 2.7 1 闸阀 .3 0.3 0.3.6.6 0.止回阀 15 2.1 27 3.4.6.7 8.3 98 异径接头 32/25 0/32 50/40 70/0 80 70 00/0 12/00 150 125 500/150 0.2 0.3 0.3 0.5 0.6.8 1.1 1.1.6 注：1 过滤器的当量长度，由生产厂提供；2 当异径接头的出口直径不
11、变而入口直径提高一级时，其当量长度应增大 0.5 倍,提高级或 2 级以上时，其当量长度应增1.0 倍。-铸铁管 0.27.0566 0.018 3 喷头和管网布置 3.1 喷头的选择和布置 本次设计选用标准玻璃球洒水喷头,公称直径为 15mm，K=80.玻璃球洒水喷头是组成湿式系统的关键部件。该部件是由热敏感元件(玻璃球)及密封组件所组成的自动洒水喷头,在火焰温度的作用下，达到预定温度时启动，并按设计形状和水量在保护面积内喷水 灭火。该系统产品具有外形美观，动作灵敏,性能稳定,体积小、重量轻、结构紧凑,安全可靠,耐蚀性好，使用期长等特点。在系统中,玻璃球洒水喷头起探测火警、启动系统和喷水灭火
12、的作用。广泛应用于一切能用水进行灭火的场所。喷头矩形布置计算公式为:AX (-1）式中:A喷头的最大保护面积 S喷水支管之间的距离，m；当正方形布置时,S=X同一支管上两相邻喷头之间的间距,m 公式 21 中 S 和 X 不应超出“喷规”规定的各种喷头的最大间距,不应小于“喷规”规定的喷头最小间距。NFP规定:标准喷头与墙的最小间距为 10m 喷头布置时，应按照表 24.所规范进行布置。本设计选用中危险级,最不利面积为*122，正方形。计算结果如下:S=3.5m,短长边与墙之间距离分别为 0.5m 和 1m,R=47m.短边上的应装喷头数为（12/3.+1)=4.4,取整为 4 个,余下为短边
13、墙距。长边上的应该喷头数为(1/5+1）5.3,取整为 5 个,余下为长边墙距。最终确定该区域的喷头数为个,以正方形布置，布置情况如下图 2.1 所示。3.2 系统管网的选择及其布置。根据有关规范（表 24.2）预选管径，本设计系统共布置了 20 个喷头,系统报警器和水流指示器各一个。对管径进行估算预选，根据设计规范0005，管道内的水流-速度宜采用经济流速,必要时可超过m/s,但不可超过0m;配水管的入口压力不应大于040Ma。支管全部选取为0mm 管径的管道，其布置平面图如下2.2 所示。图.5.喷头布置图 -图.5.2 管网布置图 4 管网水力的计算 4.1 水力计算公式 本文通过沿程计
14、算法进行管道水力计算,首先确定本设计所需的参数由表2;表 2.4 可查出所需参数。每个喷头的喷水量计算:q=kp10 式中:q每个喷头的喷水量 ，L/min P喷头处的工作压力，MP K流量特性系数，本文取用 K80 对管道水流速度的校核：VppQ（n1)n 式中：V管道流速，s Q(-)管段流量,L/s K流速系数,可由表.45 得出.沿程水头损失：i=000107 V2/(j）1.3 式中：i每米管道的水头损失，MPa/管道内水的平均流速,ms d管道的计算内径（)，取值应按管道的内径减 1m 确定。管道的直径应经水力计算确定。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口处的压力均不应大于 0.4
15、0。系统入口处所需压力 Hh+0Z 式中:水泵扬程或系统入口处所需压力，MPa h管道沿程和局部的水头损失的累计值（MPa)，湿式报警阀、水-流指示器取值.M，雨淋阀取值 0.7Pa；P0最不利点处喷头的工作压力,MP;最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中线之间的高程差,当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值,MPa。本文取 1m H2O.用管系特性系数（g）法：管系特性系数可根据总输出的节点流量和该节点的压力按下式计算,K=(n-）/Hn10 式中:K管系流量系数,反应管系的输水性能；Q（1)n管系总输出节点处的流量,/s Hn管系总输出节点处的压力，
16、Pa 当水力情况完全相同（喷头构造、数量、管段长度、管径、标高等)时，其管系特性系数也相同,即 K=Kgi,此式也可改写成:Q1/10 H12/10 H2 4.2 水力的详细计算 1)确定最不利点:如图可知，最不利点为 A和 D1,从理论上来说,支管 A，A 分别和支管 E,D 上得喷头各项数值相等。故选取其一开始计算,本文选取 A1 作为最不利点进行计算,在规定的最不利点工作压力为 0.0Pa。2)节点 A1A2 的水流量为：Qa1=K 10 P8*10 0.09=75.8 Lmin126 L/(下文全部自动换算 Lmin 为 L/S,取 K=1.333)选用公称直径为 d=25m的管道。管
17、道流速 V1为：V12=1*Q12=13*126=.37m/s 沿程损失为:H1 L*0.00107V2/(dj)1.3=5*.0000107*2.622（0 039)1.0.0350Ma 该管径为 90弯管,由表 2.4.3 可得,当管径为 25m时，当量长度为 0.6.管径由 25m 变为 32，当量长度为 02，计算其局部损失为:h2=L1*0.00002/（dj).,0.8*0.00007*6322/(0.03).0008 总损失 H1.035+0008.430MP 下文将沿程损失和局部损失统一计算。-3)节点 A的水压为:A2=p+HA2=0.10.04=0.1530Ma 则管段 a
18、2a的流量为：B1=K 10 P=3*10 0.15301.6493 L/S 选用公称直径为 d=32mm 的管道，管道流速 VBC为:Va2=Ka2a3Q2a=1.05*.64=1.7318ms 该管径为直流三通,由表.4.4 可得,当管径为 32mm 时，当量长度为 2.总损失为：Ha2a3=(3.5）*0.00107*1.73182/(0.031）.3=0103MPa 4)节点 A3 的水压为：PA3=PA2+H a2a=.1530+0.003=0163MP 则管段 a34 的流量为：Qa34=K 10 P=13*10 0.1633=1708 L/S 选用公称直径为 d=3m的管道，管道
19、流速 Vaa4为:Va3a=Ka3a4a3a=1.05*.08=89m/s 总损失为：Ha4（3.5)0010*732/(0.3)1.=0.81MPa 5)节点 A4 的水压为:A4=+H a3a4=0.1633.000.171Pa 则管段 a3a的流量为：a4a5=K 10 P1333*10 0.1714=.745 LS 选用公称直径为 d=32mm 的管道,管道流速 Vaa4为：Va4a5=Ka4*aa5=.5*.7457=1.833ms 总损失为:Ha4a=(0.5+2.4)*0.000107*183302(0.03)1.30.0012P 6)节点 A5 的水压为:A5=A+H a4a=
20、0.14+0.0012126Ma 则管段 a5b5的流量为：Qa5b=Q1+Q2+Q4+Q4=1.+1.6431.374574972 L/S-选用公称直径为 d=m 的管道,管道流速 Va5b为:V a55 a5b5*Q 5b5=.8*5.7781=5.97m 该管径为9弯管,由表.4.可得，当管径为0mm时,当量长度为1.2，由于管道由 32mm 变为0m,异径接头的当量长度为 0.3.总损失为:5b=(3.51.5)*0.0007*572/(0.9)1.3=0.081MPa 7)节点 B5 的水压为：PB5=PA5+5b=0.176+0981=0.707MPa 管段 BB4 的流量为：B5
21、B4=Qa*Pb5/Pa564972（0.270/0176）.5=.136/S 管段 B55 的流量为：QBC=QBB4+Q55=64972+8.61.633L/选用公称直径为 d=70m的管道，管段 BC5 的流速为:b5c5 b5Q b50.8*4.6333=4141ms 该管径为直流三通,由表 2.4.可得，当管径为0mm 时，当量长度为.7，由于使用 40/50 的异径接头的流速未能符合规范要求，因此使用 40/70 的异径接头,其当量长度为 0.3*2=.6.总损失为:H b5 c5（3.53.0.)0000007*.4122/(0.09）.3=0.0579MPa 8)节点 C5 的
22、水压为：P5=Pb5+bc5=0.2707+0079=3286Pa 管段 C5C4 的流量为：54Qb5Pc5/Pb5=81361(0.328/0.70)0.58.9640L/S 管段 C5的流量为该三通的三个出口流量之和:5cc4Qb55+D5C5=8.940+4.333+14.63333.231L/S 该管径为直流三通,由表.4.3 可得，当管径为 70mm 时，当量长度为 3.1 总损失为：H c5.100107*4.1412/（0.09).3=.014MP -9)节点 C5的水压为:PC5=P+H c5 0326+0.18=0.37Ma 选用公称直径为 d=80mm 的管道,管段 C0
23、 的流速为:V c5o=K c50*Q c5F=0.2*8.1=7.799m/s 管段处有管件规格为 70/80 的异径接头，取当量直径为 06,管件止回阀，取当量直径为.9;节点 F 处管径为 90弯管，当管径为 8m 时，当量长度为 2.1；总当量为.6 湿式报警阀、水流指示器取值 002MPa。总损失为:H cohh=（.6）0.0000107.79902/(79).+0022=0.201MPa 10)节点 O 的扬程为:H=hP0Z=5+H 5Z=0.347+0.201+011=0.65Ma=65.8m2 5 核算管网设计参数 5.1 设计作用面积内的平均喷水强度为:QZ38.231(
24、L/S)180(2）=.212（L/m2)=12.74（L/mi m2)(Lmin m2）符合表 2.4.1 的设计规范。-5.2 设计作用面积内各管道流速要求：本系统中各管道流速最大值为 9.4122(/s）0（ms）,符合设计规范 GB0084-00中规定的,管道内的水流速度宜采用经济流速,必要时可超过ms,但不可超过 10/;5.3 系统各管道管径要求 本系统中各支管的中32管径控制每条支管的最不利点处喷头1个,40管径控制另外 3 个喷头,符合表 2.4.轻危险级、中危险级场所配水支管、配水管控制的标准喷头数的要求。消防水箱的出水管规定，在轻危险级、中危险级场所的系统，管径不应小于80
25、m,严重危险级和仓库危险级不应小于 100m,本系统的出水管径为 8mm 符合规范要求。6 管网平面透视图和管网布置图 7 结束-语 在这次的课程设计中，通过课堂上学习到的知识，老师给的一些教程和参考，以及查找相关的书籍资料，还有结合同学的指导，完成了这篇课程设计,从这篇课程设计中，我了解到了关于消防安全知识的重要,也知道了关于消防安全设计有关的方法,同时也认识到自己有很多的不足之处,以后会更加努力的。-参考文献 1.防火防爆技术 作 者：崔政斌 石跃武 出版社：化学工业出版社 出版时间：010 年 0月 IB：9787122071095 2.建筑设计防火规范(G50016-201)3.安全管理学 作 者:田水承，景国勋 出版社：机械工业出版社 出版时间：2009-1 SBN：987112744