高校消防工程的施工和改造

某高校消防工程的施工和改造摘要:伴随着经济的发展，社会的进步，越来越多莘莘学子的走进大学，造成高校的人流量增大，国家对教育的大力支持，很多贵重的学习实验物品，存放在学校里。个人认为现在人们的消防意识还是比较薄弱，所以，造成很大的损失和影响。比如：1998年1月22日凌晨2时，在济南某医院实习的某医学院10名学生，因用电炉不慎起火，烧死5人，烧伤5人。2002年1月15日晚8:20左右，北京某大学应用物理学院98级女生宿舍一房间失火，造成经济损失1800元。经查，是由于学生购买的低质量电源插座通电过热燃烧引起的。这全是缺乏安全意识造成的，然而，我们要做的却这能是，做好安全消防的工作，做好安全消防的措施，所以对高校进行消防工程的安装和在原有的基础上进行改造。我以综合楼为例，主要介绍自动喷水的施工和部分建筑。关键词：关键词：综合楼、给水方式、耐火等级1、工程概况及功能1.1、该楼位于上海市区，地上十七层，地下一层，为人防地下室。地上十七层为教学楼。十七层设有水箱间。该教学楼层高65.1m左右，共有17层，楼底层长48.8m，宽40.5m，占地面积约为1978m2，常年可资用水头0.28Mpa,楼体为钢筋混凝土框架剪力墙结构。1.1.2、给水方式本建筑属于高层建筑，市政给水管网水压只能满足建筑5层以下的供水需求，为了有效利用室外管网的水压，该建筑采用分区给水方式，系统竖向分为两区。低区采用由市政管网供水的直接给水方式，高区采用水泵的直接给水方式。给水方式有以下几种，择优选取。1.1.2.1、并列给水方式在各分区独立设水箱和水泵，水泵集中设置在建筑底层或地下室，分别向各区供水。优点：各区是独立的给水系统，互不影响，当某区发生事故时，不影响全局，供水安全可靠；水泵集中，管理维护方便；运行动力费用低。缺点：水泵台数多，压力高，管线长，设备费用增加；分区水箱占用楼层空间，给建筑房间布置带来不便，使经济效益下降。1.1.2.2、串联给水方式即分区串联给水方式，水泵分散设置在各区的楼层或技术层中，低区的水箱兼作上一区的水池。优点：无高压水泵和高压管道；运行动力费用低。缺点：水泵分散设置，连同水箱所占楼层空间较大；水泵设在楼层，对防振隔音要求高，水泵分散，管理维护不方便；若下区发生事故，则其上部数区供水受影响，供水可靠性降低。.1.1.2.3、减压水箱给水方式整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各区水箱，分区水箱起减压作用。优点：水泵数量最少，设备费用低，管理维护简单；水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。缺点：水泵运行动力费用高；屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗震不利；建筑物高度较大、分区较多时，下区减压水箱中阀门承压过大，导致关不严或经常维修；供水可靠性差。1.1.2.4、减压阀给水方式工作原理与减压水箱给水方式相同，其不同之处在于以减压阀来代替减压水箱。减压阀的最大优点是占用楼层空间较小，使建筑面积发挥最大的经济效益，简化了给水系统。其缺点是水泵运行动力费用较高。饿根据提供的建筑条件，通过方案比较，采用第4种方案，即，此方案可以充分利用条件，减少投资。1.3、耐火等级耐火等级，Fireproofendurancerating，是衡量建筑物耐火程度的分级标度。它由组成建筑物的构件的燃烧性能和耐火极限来确定。按照我国国家标准《建筑设计防火规范》，建筑物的耐火等级分为四级。建筑物的耐火等级是由建筑构件（梁、柱、楼板、墙等）的燃烧性能和耐火极限决定的。一般说来：一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢筋混凝土结构组成的混合结构；二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；四级耐火等级是木屋顶、难燃烧体墙壁组成的可燃结构。该综合楼属于一类建筑。关键词：室内消防、主要内容、2、室内消防主要内容2.1高层建筑室内消防的主要内容有:消火栓系统，自动喷水灭火系统，二氧化碳灭火系统，干粉灭火系统，卤代烷灭火系统(现已不让采用)，蒸汽灭火系统，烟雾灭火系统等。以水作为灭火剂的主要有消火栓系统和自动喷水灭火系统.自动喷水灭火系统又分:闭式系统(有湿式、干式、预作用、重复启闭预作用四种系统)，雨淋系统，水幕系统，自动喷水一泡沫联用系统。其中闭式系统中的湿式自动喷水灭火系统最为常用。2.2消火栓给水系统消火栓给水系统设计包括消防用水量的确定:消防给水方式确定:消防栓的位置、消防栓的个数和型号确定;消防水池、水箱的容积确定;消防管道的水力计算及消防水压的计算;消防水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;消防控制系统的确定:消火栓给水系统的施工图绘制及施工要求。自动喷水灭火系统设计包括:方案确定;供水方式确定:喷头布置;喷头型号的确定;管网水力计算;报警阀、水流指示器的选型;自喷水泵的流量、扬程、型号和稳压系统的确定;自动控制系统的确定;自喷系统的施工图绘制及施工要求.2.2.1水池有效容积本设计高区为设水泵水箱的给水方式，因为市政给水管不允许水泵直接从管网抽水，故地下设有生活、消防共用贮水池。水池有效容积按下式计算V=Vs+Vx+Vp+VbVs：生活调节水量。视建筑等级、使用要求等决定；Vx：消火栓系统消防贮水量。一般按2~3小时消防贮水量；Vp：喷淋系统消防贮水量。一般按一小时喷淋时间计算；Vb：安全备用水量。自定。1.生活调节水量Vs的计算，由于本建筑为教学楼，故采用当量计算法，高区6-15层的洁具当量经计算gN为392.5，设计秒流量qgNg36.0=7.13L/S,取调节时间为两个小时，则生活调节水量Vs=7.13x3600x2/1000=51.34m3。2.消火栓系统消防贮水量Vx，Vp的计算，按满足火灾延续时间内消防用水量计算，根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定，室外消火栓用水量为30L/s，室内消火栓用水量为40.0L/s，火灾延续时间Tx=3h，自喷用水量为30L/s，火灾延续时间Tx=1h。则消防贮备水量为314033600301360054010001000Vm。3.安全备用水量Vb，取30m3。即水池有效容积V=51.34+540+30=621.34m32.2.2、地下室集水井及排污泵排污泵选择：消防井电梯排水，发生火灾1h内有1/2消防流量Q1=sL/3520.300.40流入集水井；发生火灾1h后，按2/3消火栓流量Q2=sL/7.263/20.44流入集水井。采用3台排水泵用于消防电梯井排水，每台水泵设计流量为Q=10L/s。采用DN110PVC压水管，v=0.93m/s，1000i=7.28，L=25m。选用PWAC型污水泵，转速n=1450r/min，流量Q=36m3/h，Hp=10m，电机功率为4kW，效率η=54%，设于集水井中。集水井用于贮存15min的一台潜污泵流量，集水井容积V=10×60×15=9m3户外排水管道根据《室外排水设计规范》，选用DN300，坡度一律采用0.7%2.2.3、消火栓的用水量该综合楼属于一类建筑，建筑高度为65.1m，根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定，室内消火栓用水量为40L/s，室外消火栓用水量为30L/s。每根竖管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5.0L/s。底层消火栓所承受的静水压力小于0.80MPa，消火栓系统没有分区，故消火栓系统应设减压阀。选择口径为65mm的消火栓，喷口直径df=19mm，麻织水龙带长度Ld=25m。2.3.1消火栓布置根据规范要求，消火栓的布置间距应保证同一层任何部位有2支消火栓的水枪充实水柱同时到达。1、水枪充实水柱长度取水枪的上倾角α=45°，则充实水柱长度按下式计算：45sin21HHHm其中，1H——室内最高着火点离地面的高度，m；mH2.412H——水枪喷嘴离地面的高度，m；mH1.12则有，mHm38.445sin1.12.4由于该建筑的建筑高度小于100m，根据规范要求，其水枪充实水柱长度Hm不应小于10m。故Hm取为10m。2、消火栓保护半径消火栓保护半径按下式计算：hLCRd其中，C——水带展开时的弯曲折减系数，取8.0CdL——水带长度，dL＝25mh——水枪充实水柱倾斜45°时的水平距离，该建筑层高为4.2m，故h=Hm·sin45°=10×sin45°≈7.07m则有，mR07.2707.7258.03、消火栓的布置根据以上数据，应在一至四层布置5个消火栓，五至十六层布置3个消火栓（见图2-1），方能满足规范要求。2.2.4、消火栓系统的水力计算消火栓系统水力计算草图见图2-11、消火栓栓口处所需压力的计算消火栓栓口处所需压力按下式计算：kdqxhHhHH其中，qH——水枪喷嘴处压力，kPa；dh——水龙带水头损失，kPa；kH——消火栓栓口水头损失,按Hk=20kPa计算1）qH的计算根据水枪喷口直径df=19mm，充实水柱长度Hm=10m，查《建筑给水排水工程》表4-6、4-7得=0.0097，f=1.20，则有2101.2251310188.318.83110.00971.22513fmqfmHHkPamHOH按公式mfmfqHHH110kPa计算其中，f——实验系数——与水枪喷嘴口径有关的阻力系数2）dh的计算先按公式qxhBHq计算水枪的射流量，其中B为水枪的水流特性系数，查《建筑给水排水工程》表4-8得B=1.577，则有sLsLqxh/0.5/63.458.13577.1再按公式102xhdzdqLAhkPa计算dh，其中zA为水带的阻力系数，查《建筑给水排水工程》表4-10得麻织水带Az=0.00430，则有9.2669.20.52500430.022OmHhdKpaOmHHxh227.18269.258.132、消防立管管径的确定考虑到着火时，最不利消防立管上出水水枪数为3支，故消防立管的流量为sLQ/0.1530.5消防立管选用DN100钢管，查钢管水力计算表得流速v=1.73m/s，1000i=60.129。3、消防环管径的确定该建筑室内消防用水量为40L/s，故考虑着火点处需要8股水柱同时作用，则消火栓用水量为sLQ/0.4080.5消防环状给水管选用DN150钢管，查钢管水力计算表得流速v=2.12m/s，1000i=54.271。2.2.5、总水头损失的计算屋顶试验消火栓到贮水池最低水位的管道长度为mL2.700.58.34.61底环环管长度为mL6.1298.28188.280.36则管路的沿程水头损失为kPaOmHhy5.11225.116.1291000271.542.701000129.602管路的局部水头损失按沿程水头损失的10%计，则总水头损失为kPaOmHhhy8.12338.1225.111.11.122.2.7、闭式自动喷水灭火系统1、设计基本数据根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB500084-2001)，此建筑的火灾危险等级属于中危险二级，故其设计喷水强度为8L/min·m2,设计作用面积为160m2，系统喷头的工作压力为0.10MPa。2、喷头的选用和布置本设计采用作用温度为68℃闭式玻璃球喷头，考虑到建筑美观，采用吊顶型玻璃球喷头。喷头的水平间距一般为3.2m，不大于3.6m。个别喷头受建筑物结构的影响，其间距会适当增减，但距墙不小于0.5m，不大于1.8m3、水力计算按特性系数法计算：1)最不利喷头工作压力为0.10MPa，其喷头出水量为pkq对于标准喷头k=1.33P:喷头处的实际工作压力（单位：大气压或0.1Mpa）对于理论秒流量为sLQl/47.236016081.12）沿程水头损失计算2hALQ其中，A——管道比阻值，查《高层建筑设计手册》表2.3-17L——计算管道长度，