3.王也_大型建筑物防火设计的研究

1附件3毕业设计（论文）课题名称大型建筑物防火设计的研究姓名樱桃小王也学号系(分院)专业（写全名如应用化工技术）班级指导教师（姓名及职称）企业指导教师2摘要火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。随着我国建筑领域的不断发展,城市各类建筑的建设规模也逐渐扩大。大型建筑物内如何科学、有效的建立防火体系,落实好火灾的预防工作,逐渐成为人们关注的一个话题。大型建筑的防护设计一直是设计者致力研究的一项重要课题。目前,我国大型建筑物的防火体系还存在一些不足,在一些方面亟待完善。本文将对目前我国大型建筑防火体系存在的一些问题进行分析,并探讨如何科学、有效的完善大型建筑的防火设计。关键词：火灾；大型建筑；防火体系；探讨；设计；3目录1前言…………………………………………………………………………51.1新时期火灾的成因………………………………………………………………………51.2大型建筑物的防火要求…………………………………………………………………51.3大型建筑物防火设计研究的内容………………………………………………………82工程概况及建筑平面设计…………………………………………………92.1大型建筑物概况…………………………………………………………………………92.2防火分区…………………………………………………………………………………92.3本章小结…………………………………………………………………………………123大型建筑物灭火系统设计………………………………………………133.1消火栓灭火系统的设计…………………………………………………………………133.2自动喷水灭火系统的设计………………………………………………………………143.3二氧化碳灭火系统的设计………………………………………………………………163.4本章小结…………………………………………………………………………………184高层建筑防排烟设计……………………………………………………194.1高层建筑机械防排烟概述………………………………………………………………194.2高层建筑自然排烟………………………………………………………………………204.3高层建筑机械防烟加压系统设计………………………………………………………214.4高层建筑机械排烟系统设计……………………………………………………………214.5本章小结…………………………………………………………………………………235火灾报警控制系统的设计………………………………………………245.1火灾报警控制系统的基本原理…………………………………………………………245.2火灾探测器工作原理……………………………………………………………………255.3火灾报警控制器…………………………………………………………………………275.4联动控制器………………………………………………………………………………2845.5现场消防设施的设计……………………………………………………………………295.6本章小结…………………………………………………………………………………31结论…………………………………………………………………………325第1章前言1.1新时期火灾的成因在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害称为火灾。火灾普遍地威胁公众安全和社会发展。火，给人类带来文明进步、光明和温暖的同时，一旦失去控制的火，就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。据统计，我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入21世纪以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。实践证明，随着社会和经济的发展，消防工作的重要性就越来越突出。“预防火灾和减少火灾的危害”是对消防立法意义的总体概括，包括了两层含义：一是做好预防火灾的各项工作，防止发生火灾；二是火灾绝对不发生是不可能的，而一旦发生火灾，就应当及时、有效地进行扑救，减少火灾的危害。现代建筑的起火原因有多种，主要有：生活和生产用火不慎、违反生产安全制度、电气设备设计安装使用及维护不当以及自燃现象引起等。1.2大型建筑物的防火要求1.2.1大型建筑物的特点近年来，随着社会经济的飞速发展，城市化进程大大加快，人口增长的巨大压力、城市用地的匮乏和交通设施的紧张，促使城市由平面扩张为主，而迅转向立体空间发展。以功能分区为主趋向功能综合，导致高层的综合性建筑群体不断涌现，构成现代城市的独特风貌。我国规定，高度超过24m的建筑陈伟高层建筑，高度超过100m的建筑称为超高层大型建筑。而自1984年大型建筑理念提出至今，大型建筑的发展历史较短，目前尚无统一的概念。例如，美国大型化建筑学会（AIBI）定义“大型建筑”是将结构、系统、服务、运营及其相关联系全面综合，达到最佳组合，获得高效率、高功能与高舒适性的大楼。6而目前的建筑多是将大型建筑与高层建筑这两者结合起来成为大型建筑物，因为这样可以同时发挥两者容量大、综合性及舒适性等优点。本设计就是在设计消防系统时应考虑到大型建筑和高层建筑的双重性及特殊性。1.2.2大型建筑火灾特点大型建筑火灾由其自身特点决定，概括起来讲有以下六个方面：（1）建筑结构跨度大、特性复杂大型建筑由于采用大跨度框架结构和灵活的环境布置，使建筑开间和隔墙布置复杂，随着建筑高度增加，在起火前室内外温差所形成的热风压大，起火后由于温度变化而引起的烟气运动的火风压大，因而火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时，高层大型建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大，当建筑物高度为90m时，其顶层的风速高达15m/s；室外风速增大，则火灾烟气蔓延速度急剧加快。（2）建筑环境要求高、内部装饰材料多为了加强大型建筑室内空间的艺术效果和实现大型建筑的环境舒适性要求，满足在其中工作、生活的人们的生理和心理的多种需要，大型建筑中的贴墙面层、顶棚吊顶、地毯、灵活和空花割断、窗帘、家具等均大量采用易燃或可燃材料，且有不少是有机高分子材料，尽管一些可能经过了阻燃处理，但遇火后这些易燃、可燃材料或有机高分子材料将分解出大量的CO、CO2及少量的HCN、H2S、HCl、NH3、HF、SO2等有害的烟气和毒气，直接危害人的生命安全。（3）电气设备多、监控要求高在大型建筑中，大量使用各种电气设备，如照明灯具、电冰箱、电视机、电话、自动电梯和扶梯、电炉、空调设备、驱动电机、自备发电机组等，还有通讯、广播电视、大型电子计算机等电气设备，电气设备配电线路和信息数据通信布线系统密如蛛网，若有一处出现火花或线路绝缘层老化碰线断路而发生电气火灾，火灾会沿着线路迅速蔓延。（4）人员多且集中一般大型建筑容纳有成百上千甚至数以万计的人员，一旦发生火灾，人的慌乱心里7加上建筑通道复杂及楼层多等，使人员疏散难度大，难以安全疏散逃离。（5）建筑功能复杂多样大型建筑多数是多用途的综合性大楼，往往设有办公室、写字间、会议厅、商业贸易厅、饭店、旅馆、公寓、住宅、餐厅、歌舞厅、娱乐场、室内运动场等，以及建筑自身必要的厨房、锅炉房、变配电室、物资保管室、汽车库、各种库房、不同功能用房，从而造成安全疏散通道曲折隐蔽。（6）管道竖井多大型建筑内部必然设置有电梯及楼梯井、上下水管道井、电线电缆井、垃圾井等，这些竖井若未加垂直和水平方向割断措施，一旦烟火窜入，则会产生“烟囱效应”，将使火灾迅速蔓延到上层楼房。1.2.3大型建筑的火灾危险性大型建筑自身的上述特点，使其火灾危险性具有以下四个特征：（1）火势蔓延快、烟气扩散快大型建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气管道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理得不好，发生火灾时会成为火势迅速蔓延的途径。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的办公楼、科研楼等大型建筑，一般室内可燃物比较多，有的大型建筑还有可燃物品库房，一旦起火，燃烧猛烈，容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度喂0.3m/s；在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5~3m/s;烟气沿楼梯间或其他竖向管道井扩散速度为3~4m/s。如一座高度为100m的大型建筑，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟就能沿竖向管道井扩散到顶层。此外，助长火势蔓延和烟气扩散的因素较多，其中风对大型建筑火灾的影响较大，风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大。（2）人员疏散困难大型建筑人员集中、楼层跨度大、垂直距离长、人员疏散到地面或其他安全场所的时间长，而发生火灾时由于各种竖井拔气力大，火势和烟雾蔓延快，增加了疏散的困难。8（3）火灾扑救难度大高层大型建筑发生火灾时，从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自救，即主要是依靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，建筑内部的消防设施维护保养还不是很完善，因此扑救大型建筑火灾往往遇到较大的困难。另外，高层大型建筑的消防用水量是根据我国目前的技术经济水平，按一般高层建筑的火灾规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水量显然不足，需要用消防车向高楼供水，因而对消防技术装备提出了更高的要求。（4）火险隐患多、火灾损失重大型建筑综合性强、建筑功能复杂、可燃物多，火险隐患多，且容易造成消防安全管理不严，潜在的火险隐患多；一旦起火，易行成大面积火灾，火势蔓延快，扑救疏散困难，势必火灾损失严重。1.3大型建筑物防火设计研究的内容鉴于高层大型建筑的自身特点和火灾危险性，遵循“预防为主、防消结合”的消防工作指导方针，我国《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95）规定了“立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用。技术先进、经济合理”的消防设计原则，提出了“以自防自救为主，及时、可靠防火，迅速、有效灭火”的高层大型建筑消防安全要求。本文基于以上关于消防安全的原则及要求，应完成对黑龙江省检察院综合楼全面的消防系统设计。其中包括：对建筑进行防火分区；室内消防栓灭火系统的设计，自动水喷淋系统的设计以及消防给水系统的设计计算；建筑防排烟系统的设计；对建筑消防设备联动控制系统的设计。设计应本着科学严谨，实用有效的原则进行。9第2章工程概况及建筑平面设计2.1大型建筑物概况例如一幢高层综合办公楼，大楼地下建筑面积约736m2，标准层面积约592m2，顶层面积约272m2。总高度约43.2m，地下层高4.8m，办公楼标准层高3.3m，首层层高3.6m。地下室设有空调机房，其中有消防电梯前室的加压送风机；还设有泵房，配电室等。屋顶设有水箱间，排烟机房等。2.2防火分区2.2.1防火分区的定义及类型所谓防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。（1）竖向防火分区为了在建筑物发生火灾时把火灾控制在一定的楼层之内，防止火灾从起火层向其他楼层垂直蔓延，沿建筑高度方向划分的防火分区为竖向防火分区。竖向防火分区用耐火性能较好的楼板及窗间墙，在建筑物的垂直方向对每个楼层进行的防火分隔。（2）水平防火分区水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。水平防火分区是指用防火墙或防火门、防火卷帘等防火分隔物将各楼层在水平方向分隔出的防火区域。它可以阻止火灾在楼层的水平方向蔓延。防火分区应用防火墙分隔。如确有困难时，可采用防火卷帘加冷却水幕或闭式喷水系统，或采用防火分隔水幕分隔。2.2.2防火分区的划分从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则