常大體育館平面防火及氣體滅火系統(tǒng)設計

1、常州大學體育館消防工程設計課程設計的目的消防設計是確保建筑安全性的重要方面。國內(nèi)外大量火災事例說明，未做出科學合理的防火設計，或未按照防火設計進行施工，而留下火災隱患，是日后造成火災事故的起因。所以，從工程技術的角度來看，只是科學的防火設計和嚴格的工程施工相結合，才能為建筑預防火災與爆炸災害及安全提供可靠保障。課程設計是綜合性實踐環(huán)節(jié)，是對平時作業(yè)的一個補充，課程設計應選擇課程的主要理論與計算問題，這些問題由于工作量大而不適合平時作業(yè)。通過課程設計可達到綜合性訓練的目的。本課程設計的目的是讓學生能認識建筑火災發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，掌握建筑消防設計的基礎知識和基本技能，了解建筑消防的新技術和新設備，

2、提高建筑消防設計科學性、合理性和有效性意識。使學生融會貫通本課程所學專業(yè)理論知識，學生分組完成指定章節(jié)，共同完成一個較完整的設計計算過程，以加深對所學理論的理解與應用。培養(yǎng)學生綜合運用已學的基礎理論知識和專業(yè)知識來解決基本工程設計問題的初步技能，全面分析考慮問題的思想方法、工作方法以及計算、繪圖和編寫設計文件的能力。1.體育場簡介常州大學武進校區(qū)體育館位于常州市武進區(qū)滆湖中路以南、常武路東側，科教城的西北角，是由常州大學與武進區(qū)人民政府共建的一座現(xiàn)代化功能綜合性體育館。體育館用地面積為36800m2，總建筑面積18518m2，于2010年8月竣工投入使用，工程總投資約1億元人民幣。本體育館屬于

3、乙級中型體育館，可舉辦地區(qū)性和全國單項體育比賽，也可容納文藝演出、師生集會等功能。 建筑分東西兩個館，分別為主館和訓練館，建筑地上3層，局部地下1層（消防泵房等）。建筑高度為23.95m。主館場地長47.2m，寬38.4m，可進行籃球、排球、羽毛球、乒乓球、跆拳道、擊劍、武術、手球等比賽。場地東側為主席臺，可臨時搭臺作為會議主席臺使用。場地周圍設置了貴賓接待、運動員更衣以及各種賽事用房休息室。主館的觀眾入口位于建筑西側，由西側大臺階進入位于二層的入口平臺。主館可容納觀眾4998人，其中固定座位3622席，活動坐席1376個，可舉辦會展面積3300m2。副館位于主館東側，副館的西側靠近

4、主席臺為籃球訓練館，東側為三層練習用房。副館中央為三層高采光中庭。副館北側為游泳館。游泳館在東側設有單獨門廳，開放時不影響學生鍛煉。游泳館一層為泳池機房層，二層設置男女更衣室各一間，泳池為長25m、寬16m的溫水短池，三層附設健身房、斯諾克等鍛煉用房。建筑南、北側廣場機動車停車位300輛。 該體育館分為比賽區(qū)、比賽輔助用房區(qū)、訓練區(qū)。比賽區(qū)以比賽場地為核心空間采用“U”字形布局。訓練區(qū)高三層，以一個室內(nèi)采光中庭作為空間核心組織各個訓練用房?；@球訓練館位于體育館中部，游泳館位于訓練區(qū)二層的東北角，為25m短道泳池，有單獨出入口。體育館屋頂西高東低，檐口厚度不斷變化，呈現(xiàn)出一種線性的動態(tài)

5、。體育館南面從東到西有一通長坡道，連接了東西面的觀眾人行入口，使西側入口廣場和東南 部入口廣場取得連通。 該體育館建筑工程設計等級為二級，結構使用年限為50年。體育館地上建筑耐火等級為二級，地下建筑耐火等級為一級，主結構為框架結構體系，屋面為大跨鋼結構，局部為混凝土結構。該體育館的建筑單層平面圖見CAD圖。2.體育館的消防設計2.1建筑平面防火設計2.1.1建筑分類及危險等級按照我國國家標準建筑設計防火規(guī)范對建筑物高度，用途，危險等級進行分類：根據(jù)建筑高度和層數(shù)：體育館為多層建筑根據(jù)用途：體育館屬于重要的公共建筑物根據(jù)建筑物、構筑物危險等級的劃分：體育館屬于輕度危險等2.1

6、.2耐火等級與防火間距（1）根據(jù)建筑設計防火規(guī)定GB 50016-2014可知，重要的公共建筑應采用一、二級耐火等級的建筑，則常州大學體育館耐火等級為一、二級，主場館，羽毛球館，跆拳道館，瑜伽館，乒乓球館，游泳館，武術館等面積均小于2500平方米，都可以作為獨立的防火分區(qū)。如下圖表21。耐火等級允許建筑高度或?qū)訑?shù)防火分區(qū)的最大允許建筑面積（）備注一、二級按本規(guī)范第5.1.1條確定25001、體育館、劇院的觀眾廳，展覽建筑的展廳，其防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當放寬2、托兒所、幼兒園的兒童用法和兒童游樂廳等兒童活動場所不應超過三層或設置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內(nèi)三級5層120

7、01、托兒所、幼兒園的兒童用法和兒童游樂廳等兒童活動場所、老年人建筑和醫(yī)院、療養(yǎng)院的住院部分不應超過兩層層或設置在三層及三層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內(nèi)。2、商店、學校、電影院、劇院、禮堂、食堂、菜場不應超過2層或設置在三層及三層以上樓層。四級2層600學校、食堂、菜場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應設置在二層。地下或半地下建筑（室）一級500設備用房的防火分區(qū)最大允許建筑面積不應大于1000表21不同耐火等級建筑的允許建筑高度或?qū)訑?shù)、防火分區(qū)最大允許建筑面積（2）常州大學體育館其自身耐火等級為一二級，由下表可知，其與相鄰耐火等級一二級建筑物之間的距離應不少于6米。建筑類別高層民

8、用建筑裙房和其他民用建筑一、二級一、二級三級四級高層民用建筑一、二級1391114裙房和其他民用建筑一、二級9679三級117810四級1491012表22 民用建筑之間的防火間距（m）2.1.3消防車道1、建筑用地及周圍環(huán)境情況建筑用地位于常州市武進校區(qū)滆湖中路以南,常武路東側,武進東校區(qū)的西北角,體育館用地面積為3680平方米，建筑面積18155平方米，其位置相對獨立，周圍環(huán)境空曠，且與其他建筑物之間距離較遠，保證其相對的安全性和便于人員疏散。環(huán)繞體育館四周，有可供消防車道使用的道路。2、建筑紅線的確定以及消防車道的計算常州大學體育館外側道路為四級以上干道，公路兩側建筑紅線控制區(qū)的范圍不必

9、過寬，從交通安全角度考慮，公路紅線控制寬度在3-20米即可。建筑設計防火規(guī)范規(guī)定超過3000個座位的體育館、超過2000個座位的會堂和占地面積大于3000m2的展覽館等公共建筑，宜設置環(huán)形消防車道。消防車道應符合下列要求：車道的凈寬度和凈空高度均不應小于4.0m；轉(zhuǎn)彎半徑應滿足消防車轉(zhuǎn)彎的要求；消防車道與建筑之間不應設置妨礙消防車操作的樹木、架空管線等障礙物；消防車道靠建筑外墻一側的邊緣距離建筑外墻不宜小于5m；供消防車停留的空地，其坡度不宜大于8%。環(huán)形消防車道至少應有兩處與其他車道連通。盡頭式消防車道應設置回車道或回車場，回車場的面積不應小于12.0m×12.0m；供重型消防車使

10、用時,不宜小于18.0m×18.0m。消防車道路面,救援作業(yè)場地及其下面的管道和暗溝等，能夠承受重型消防車的壓力。消防車道可利用交通道路,但應滿足消防車通行、轉(zhuǎn)彎和停靠的要求。根據(jù)以上要求可知，常州大學體育館應設置環(huán)形消防車道，并且消防車道應有兩處與其他車道連通。消防車道的凈寬度應該為4米。供消防車停留的空地坡度小于8%。回車場面積不宜小于18.0m×18.0m。消防車的轉(zhuǎn)彎半徑應為12m,一些特種消防車的轉(zhuǎn)彎半徑在16m到20m之間。2.2氣體滅火系統(tǒng)設計2.2.1工程概況該工程為體育館氣體消防工程，首先明確建筑物本身的建筑特點和功能特點，了解該建筑一層的防火工程設計中其

11、它專業(yè)的設施及消防專業(yè)的設計要求，然后根據(jù)有關規(guī)范對建筑物定性，確定系統(tǒng)的總體結構。按照氣體滅火設計規(guī)范，該樓層配電室不能應用水噴淋，因此選用氣體滅火系統(tǒng)方案，以確保消防滅火系統(tǒng)的可靠性。2.2.2設計依據(jù)：1、建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2014）2014年版；2、氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范(GB50370-2005)；3、氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范（GB50263-2007）；2.2.3氣體滅火系統(tǒng)主要設計原則（1）滅火系統(tǒng)一般為全淹沒氣體滅火系統(tǒng)。（2）每個系統(tǒng)按同一時間只發(fā)生一次火災考慮。（3）組合分配系統(tǒng)保護區(qū)域數(shù)量最多8個。（4）組合分配系統(tǒng)的滅火劑儲存量，按最大的防護區(qū)的量確定。

12、（5）組合分配系統(tǒng)保護區(qū)域備用量充裝最長72h.（6）防護區(qū)最低環(huán)境溫度：20。2.2.4系統(tǒng)設計采用七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)組合分配系統(tǒng)；系統(tǒng)設計技術參數(shù)及詳細計算過程見設計計算書2.2.5系統(tǒng)啟動方式 控制系統(tǒng)有以下三種啟動方式：自動控制、手動控制（手操電動）、緊急機械控制；在有人值班時可采用手動控制形式，在手動/自動控制故障時采用機械應急控制方式。1、自動控制方式控制系統(tǒng)處于自動狀態(tài)時，系統(tǒng)自動完成火災探測、報警、聯(lián)動控制及滅火整個過程。動作步驟如下：第一步：防護區(qū)內(nèi)的一組探測回路探測到火災信號后，控制盤啟動防護區(qū)外的警鈴，同時控制盤向數(shù)據(jù)中心火災自動報警系統(tǒng)提供火災預報警信號。第二步：同一

13、防護內(nèi)的另一組探測回路探測到火災信號后，控制盤啟動防護區(qū)內(nèi)的聲光報警器，通知區(qū)內(nèi)工作人員迅速撤離防護區(qū)至安全地點，區(qū)外的人員切勿進入防護區(qū)。同時向數(shù)據(jù)中心火災自動報警系統(tǒng)提供火災確認信號并進入延時狀態(tài)（0-30秒可調(diào)）；在延時過程中，控制盤輸出有源信號啟動該區(qū)所對應的選擇閥并同時關閉防護區(qū)防火閥、空調(diào)、排風扇等設備，如在延時階段發(fā)現(xiàn)是系統(tǒng)誤動作或防護區(qū)內(nèi)確有火災發(fā)生但僅使用手提式滅火器和其他移動式滅火設備即可撲滅的情況下，工作人員可按下設在防護區(qū)門外的緊急停止按鈕以停止七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)的啟動；如需繼續(xù)啟動七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，則只需將手/自動轉(zhuǎn)換開關切換為自動或按下緊急啟動按鈕即可完成七氟

14、丙烷系統(tǒng)的噴放過程。第三步：30秒延時結束后，控制盤輸出有源信號啟動防護區(qū)對應的啟動鋼瓶的電磁閥，氣體滅火系統(tǒng)啟動，氣體通過管網(wǎng)進入防護區(qū)。此時，管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數(shù)據(jù)中心火災自動報警系統(tǒng)及控制盤，由控制盤啟動防護區(qū)外的氣體釋放指示燈箱。防護區(qū)內(nèi)的聲光報警器以及氣體釋放指示燈箱在滅火期間將一直工作，警告所有人員不得進入防護區(qū)，直至確認火災已經(jīng)撲滅，系統(tǒng)復位。2、手動控制方式（手操電動）手動控制是指控制盤處在手動工作模式下，在接到緊急釋放按鈕的指令后，控制盤自動實施聯(lián)動控制并釋放滅火劑；或用設置于防護區(qū)外的緊急放氣按鈕手動操作緊急放氣（電動）。手動控制方式一般用于

15、：A當就地控制盤處于手動工作模式下，現(xiàn)場工作人員發(fā)現(xiàn)防護區(qū)內(nèi)發(fā)生了火災，而且是使用手動式或移動式等簡易滅火設備無法撲滅的，這時工作人員應馬上打開緊急放氣按鈕的黃色保護面蓋，按下里面的紅色按鈕，強制控制盤實施聯(lián)動控制啟動七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，而無需等待自動啟動系統(tǒng)，以節(jié)省時間，減少損失。B當就地控制盤處于自動工作模式下，現(xiàn)場工作人員發(fā)現(xiàn)防護區(qū)內(nèi)發(fā)生了火災，而且是使用手動式或移動式等簡易滅火設備無法撲滅的，這時工作人員亦可采用這種方式強制控制盤實施聯(lián)動控制并啟動七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。這時系統(tǒng)反應如下：i防護區(qū)內(nèi)的聲光報警器啟動，通知區(qū)內(nèi)工作人員迅速撤離防護區(qū)至安全地點；ii控制盤輸出有源信號啟動該

16、區(qū)所對應的選擇閥并關閉防護區(qū)防火閥；iii30（可調(diào)）秒延時結束后，控制盤輸出有源信號啟動防護區(qū)對應的主鋼瓶的電磁閥，七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)啟動，氣體通過管網(wǎng)進入防護區(qū)。此時，管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數(shù)據(jù)中心火災自動報警系統(tǒng)及就地氣體滅火控制盤，由就地控制盤啟動防護區(qū)外的氣體釋放指示燈箱。防護區(qū)內(nèi)的聲光報警器以及氣體釋放指示燈箱在滅火期間將一直工作，警告所有人員不得進入防護區(qū)，直至確認火災已經(jīng)撲滅。3、緊急機械控制方式緊急機械操作是指自動控制和手動控制均失靈或有必要時采用的一種應急操作。該功能的實現(xiàn)是通過在瓶頭閥上加裝一個機械啟瓶器，用人力來開啟瓶頭閥釋放滅火氣體。當系

17、統(tǒng)失靈或就地控制系統(tǒng)的自動操作（雙回路探測）與手動操作（緊急放氣按鈕）方式均失靈而又發(fā)生火災時，現(xiàn)場工作人員可采取這種方式強制啟動氣體滅火系統(tǒng)：值班人員可先將發(fā)生火災的防護區(qū)所對應的釋放閥打開，然后扳動七氟丙烷鋼瓶瓶頭閥上的緊急操作手柄，七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)會即刻啟動施行滅火；此時，管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數(shù)據(jù)中心火災自動報警系統(tǒng)及就地氣體滅火控制盤。2.2.6系統(tǒng)技術接口：1、與建筑專業(yè)的接口：A、防護區(qū)及門、窗等的耐火極限不小于0.5h，B、防護區(qū)和氣瓶間的內(nèi)壓等級均不低于1200pa。C、防護區(qū)的各種開口均應設置自動關閉裝置。D、防護區(qū)的門應向疏散方向開啟，并能

18、自動關閉，用于疏散的門必須能從防護區(qū)內(nèi)打開。E、氣瓶間的門應采用甲級防火門并向外開啟，且應直接通向室外或疏散走道。2、與低壓配電專業(yè)的接口：A、低壓配電系統(tǒng)應提供AC220V/50HZ的雙路消防電源，接口位置設在各氣體滅火系統(tǒng)的雙電源控制箱的進線開關處。B、氣瓶間內(nèi)應設置應急照明。3、與通風空調(diào)專業(yè)的接口：A、當火災被確認后，氣體滅火電控系統(tǒng)應輸出DC24V有源節(jié)點信號，將防護區(qū)內(nèi)的防火閥關閉、停止風機運行等，接口位置在防火閥的接線端子處及風機控制箱內(nèi)的端子處。防火閥關閉后及風機停運后應向氣體滅火電控系統(tǒng)輸出確認信號。B、滅火后的防護區(qū)應通風換氣，有直接通向室外的外開窗和門的防護區(qū)，將其打開進

19、行通風換氣；沒有直接通向室外的外開窗和門的防護區(qū)，則通過原有機械排風系統(tǒng)進行通風換氣。打開窗和門時，應使用空氣呼吸器，注意安全。C、在正常使用期間，應保證儲瓶間有良好的通風條件。D、氣體滅火控制屏旁或易于操作的地方，應裝有開啟排氣機（扇）的按鈕，用于氣體釋放后，啟動排氣機（扇）排出滅火氣體。4、與火災報警專業(yè)的接口：氣體滅火系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)是兩個相對獨立的系統(tǒng)，每個氣體滅火系統(tǒng)向火災報警系統(tǒng)發(fā)送以下信號：a、系統(tǒng)氣瓶及電控主機故障等系統(tǒng)故障信號（1個）。b、每個防護區(qū)的第一路報警信號。c、每個防護區(qū)的第二路報警信號。d、每個防護區(qū)的氣體釋放信號。接口位置為滅火電控箱。2.2.7系統(tǒng)組成：七氟

20、丙烷氣體滅火系統(tǒng)包括以下部分（但不限于）：1）儲存裝置由七氟丙烷儲瓶、容器閥、引升管、單向閥和集流管等組成。其中還包括泄壓裝置、鋼瓶固定支架和噴放軟管等。2）釋放閥及噴頭各防護區(qū)的釋放閥、噴頭。3）控制操作裝置包括就地手動控制箱、機械應急操作機構。4）滅火管網(wǎng)包括管道、管件、管支架。2.2.8系統(tǒng)安裝：A、管材：滅火劑輸送管道及配套管件采用內(nèi)外鍍鋅無縫鋼管，鋼制管道附件采用內(nèi)外鍍鋅。B、連接：管道的連接，當公稱直徑小于或等于80mm時，宜采用螺紋連接；大于80mm時，宜采用法蘭連接。C、房間（或天花）滅火系統(tǒng)管道宜緊貼大梁下布置，設計高度（相對房間地面）見各滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)透視圖。D、為了保證噴

21、頭的噴射效果，噴頭的附近不得有任何遮擋物。E、防護區(qū)的泄壓口宜設在外墻上，應位于防護區(qū)凈高的2/3以上。泄壓口的設置大小見“技術參數(shù)表”，外墻的泄壓口開口請甲方完成，同時考慮有的防護區(qū)為恒溫恒濕保護，泄壓口處裝設玻璃。為了保證玻璃在1200Pa壓力以上破裂并不飛濺傷人，玻璃設劃痕，并內(nèi)外再裝設不銹鋼紗窗。F、試壓：由于本氣體滅火系統(tǒng)的特殊性決定管道不允許進行水壓強度試驗，故采用氣壓強度實驗對系統(tǒng)進行試壓，氣壓強度試驗壓力應為7.705Mpa。G、在氣瓶間1內(nèi)有2個選擇閥的高度為2.18m，故在該氣瓶間內(nèi)應放置1只小凳，以便在緊急情況時及時打開選擇閥。2.2.9空氣呼吸器配置每個防護區(qū)配置1套空

22、氣呼吸器。2.2.10設計計算書一、配電室的凈容積表（配電室1由兩相鄰配電室組成單元）防護區(qū)體積房間防護區(qū)實際容積（m³）內(nèi)部構件體積（m³）防護區(qū)凈容積（m³） 配電室層高（m）3.5風管6.92123.96/127.81面積（）38.88/39.98柱3.2體積（m）136.08/139.93梁2二、計算步驟1、確定滅火設計濃度依據(jù)氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范（GB50370-2005）（以下簡稱規(guī)范）中條規(guī)定，取C=8%，設計溫度：202、計算保護容積配電間1：V=136.08-6.92-3.2-2=123.96（m³）配電間2：V=139.93-6.92

23、-3.2-2=127.81（m³）3、 計算滅火劑設計用量依據(jù)規(guī)范中公式，其中k=1，S=0.1269+0.000513×20()=0.13716(/kg)W配電室1=78.59（） ；W配電室2=81.03（）采用組合分配系統(tǒng)取最大W=81.03（）4、設定噴頭布置與數(shù)量選用FL11型噴頭，其保護半徑R=6m。故設定噴頭為4只；按保護區(qū)域平均設置，兩個配電間單元系統(tǒng)各設置2個。5、選定滅火劑儲存容器規(guī)格及數(shù)量根據(jù)W配電間1 =78.59，選用2只70L的儲存容器。W配電間2=81.03，選用2只70L儲存容器，與配電間一共用。6、繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖，如下圖。7、計算管網(wǎng)平均設計流量依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，取t=8s1）主干管：81.03/8=10.13（/s）2）支管：/s）儲存容器出流管：81.03/1.5/8=7.72 (kg/s)8、選