安全工程火災與爆炸學地下車庫電氣消防設計

/地下車庫電氣消防設計一、設計目的：建筑消防工程課程設計，是協(xié)作《建筑消防工程》課程學習的實踐性質的教學內容，是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其任務是使學生進一步熟悉建筑給消防工程各個系統(tǒng)的方案設計，駕馭建筑電氣消防工程的設計原理和方法。具體應達到以下目的：1．通過課程設計加深對本課程基本學問的理解,提高綜合利用本課程學問的實力；2．駕馭本課程工程設計的主要內容、步驟和方法；3．提高制圖實力，學會應用有關設計資料進行設計計算的方法；4．提高獨立分析問題，解決問題的實力，逐步增加對實際工程的相識和理解。二、設計題目：地下車庫電氣消防設計三、設計內容：1、車庫概況：此地下車庫分為一號和二號兩個車庫，其中一號車庫防火分區(qū)（一）面積為3567.98m2，防火分區(qū)（二）面積為2850.03m2，共6418.01m2，停車位為181輛；二號車庫防火分區(qū)（三）面積為2353.42m2，防火分區(qū)（四）面積為3308.33m2，共5661.75m2，停車位為146輛。該車庫總防火面積為12079.76㎡，停車位為327輛，屬于一級愛惜對象車庫的防火設計，必需從全局動身，做到平安適用、技術先進、經濟合理。車庫不應不置在易燃，可燃燒液體或可燃氣體的裝置和儲存區(qū)內。車庫的防火分類為四類，并應符合表1-1的規(guī)定：表1-1車庫的防火分類類類別數(shù)量名稱ⅠⅡⅢⅣ汽車庫〉300輛151—300輛51—151輛≤50輛2、消防系統(tǒng)的工作原理 （見圖1-1）圖1-1火災自動報警系統(tǒng)原理框圖3、消防附件的介紹1）探測器一般說來，物質燃燒前往往是先產生煙霧，接著四周溫度漸漸上升，同時產生一些可見光和不行見光。而物質由起先燃燒到火勢漸大釀成火災總是有個過程的。探測器的功能就是“捕獲”、“觀查”物質剛剛起先燃燒時產生的“信號”。它把捕獲到的火災信號轉變?yōu)殡娦盘枺⒖坦獞獔缶拗破?。由于場所的不同，燃燒物的不同，燃燒時產生的信號也不同。同樣，在不同的場合須要不同的探測器?；馂奶綔y器的種類許多，主要有如下幾種：感溫式火災探測器感煙式火災探測器光電式火災探測器可燃氣體探測器復合式火災探測器探測器種類的選擇應依據(jù)探測區(qū)域內的環(huán)境條件、火災特點、房間高度、安裝場所的氣流狀況等，選用其所適宜類型的探測器或幾種探測器的組合。依據(jù)火災特點、環(huán)境條件及安裝場所確定探測器的類型感煙探測器作為前期、早期報警是特殊有效的。對火災初期有陰燃階段，產生大量的煙和少量的熱，很少或沒有火焰輻射的場所，應選擇感煙探測器。對于有猛烈的火焰輻射而僅有少量煙和熱產生的火災，應選用光電探測器，但不宜在火焰出現(xiàn)前有濃煙擴散的場所及探測器的鏡頭易被污染、遮擋以及受電焊、X射線等影響的場所中運用。感溫型探測器作為火災形成早期(早期、中期)報警特殊有效。因其工作穩(wěn)定，不受非火災煙霧氣塵等干擾。凡無法應用感煙探測器、允許產生確定的物質損失、非爆炸性的場合都可接受感溫型探測器。特殊適用于經常存在大量粉塵、煙霧、水蒸氣的場所及相對濕度經常高于95%的房間，但不宜用于有可能產生陰燃火的場所。依據(jù)房間高度選擇探測器：對不同高度的房間點型火災探測器的選擇如下：表1-2房間高度（m）感煙探測器感溫探測器火焰探測器I級II級三級12<h≤20不適合不適合不適合不適合不適合8<h≤12適合不適合不適合不適合適合6<h≤8適合適合不適合不適合適合4<h≤6適合適合適合不適合適合h≤4適合適合適合適合適合探測器安裝時留意事項：1）在有梁的頂棚上設置感煙探測器、感溫探測器時，應符合下列規(guī)定：當梁突出頂棚的高度小于200mm時，可不計深對探測器愛惜面積的影響。當梁突出頂棚的高度為200～600mm時，應按本規(guī)范附錄B、附錄C確定梁對探測器保護面積的影響和一只探測器能夠愛惜的梁間區(qū)域的個數(shù)。當梁突出頂棚的高度超過600mm時，被梁隔斷的每個梁間區(qū)域至少應設置一只探測器。2）當梁間凈距小于1m時，可不計梁對探測器愛惜面積的影響。3）在寬度小于3m的內走道頂棚上設置探測器時，宜居中布置。感溫探測器的安裝間距不應超過10m；感煙探測器的安裝間距不應超過15m；探測器至端墻的距離，不應大于探測器安裝間距的一半。4）探測器至墻壁、梁邊的水平距離，不應小于0.5m。5）探測器四周0.5m內，不應有遮擋物。6）房間被書架、設備或隔斷等分隔，其頂部至頂棚或梁的距離小于房間凈高的5%時，每個被隔開的部分至少應安裝一只探測器。7）探測器至空調送風口邊的水平距離不應小于1.5m，并宜接近回風口安裝。探測器至多孔送風頂棚孔口的水平距離不應小于0.5m。8）當屋頂有熱屏障時，感煙探測器下表面至頂棚或屋頂?shù)木嚯x，應符合表8.111的規(guī)定。9）鋸齒型屋頂和坡度大小15°的人字型屋頂，應在每個屋脊處設置一排探測器，探測器下表面至屋頂最高處的距離，應符合本規(guī)范8.111的規(guī)定。10）探測器宜水平安裝。當傾斜安裝時，傾斜角不應大于45°。11）在電梯井、升降機井設置探測器時，其位置宜在井道上方的機房頂棚上。本系統(tǒng)中選擇差定溫火災探測器。2）手動報警按鈕手動報警按鈕，亦稱手動報警開關。（1）手動報警按鈕的作用火災自動報警系統(tǒng)應有自動和手動兩種觸發(fā)裝置。各種類型的火災探測器是自動觸發(fā)裝置，而手動火災報警按鈕是手動觸發(fā)裝置。它具有在應急狀況下人工手動通報火警或確認火災的功能。當人們發(fā)覺火災后，可通過裝于走廊、樓梯口等處的手動報警開關進行人工報警。手動報警按鈕的緊急程度比探測器報警緊急，一般不須要確認。所以，手動按鈕要求更牢靠、更精確，處理火災要求更快。（2）手動報警按鈕的設置從安裝的數(shù)量上看，規(guī)范要求報警區(qū)域內每個防火分區(qū)應至少設置一只手動報警按鈕。從一個防火分區(qū)內的任何位置到最近的一個手動報警按鈕的步行距離不應大于30m。應設置在明顯和便于操作的部位，即設置在建筑物的大廳、過廳、只要公共活動場所出入口，餐廳、多功能廳等處的只要出入口，值班人員工作場所，主要通道門廳等經常有人通過的地方，安裝在墻上距地（樓）面高度1.5m處明顯和便于操作的部位。3）消火栓按鈕消火栓報警開關安裝于消火栓內的。當發(fā)生火災運用消火栓滅火時，手動操作消火栓報警開關，可以向消防限制中心發(fā)出報警信號，同時啟動有關消防設備。其線制為：報警功能二總線，由二進制撥碼開關設置地址碼，干脆啟泵功能四線制，包括啟泵和點亮啟泵指示燈各二根線。4）短路隔離器短路隔離器，亦稱總線隔離器。（1）短路隔離器的作用短路隔離器用在傳輸總線上，對各分支線作短路時的隔離作用。她能自動使短路部分兩端呈高阻態(tài)或開路狀態(tài)，使之不損壞限制器，也不影響總線上其它部件的正常工作，當這部分短路故障消退時，能自動復原這部分回路的正常工作，這種裝置叫短路隔離器。（2）短路隔離器的適用場所一條總線的各防火分區(qū)；一條總線的不同樓層；總線的其它分支處；下接部件（手段開關、模塊）接地址號個數(shù)小于等于30個；下接探測器個數(shù)小于等于40個；下接中繼器不超過一個。5）區(qū)域顯示器（1)區(qū)域顯示器的作用及適用范圍區(qū)域顯示器顯示來自報警器的火警及故障信息，適用于各防火監(jiān)視分區(qū)或樓層。（2）區(qū)域顯示器的功能及特點具有聲報警功能。當火警或故障送入時，將發(fā)出兩種不同的聲報警（火警為變調音響，故障為長音響）。具有限制輸出功能。具備一對無源觸電，其在火警信號存在時吸合，可用來限制一些警報器類的設備。具有計時鐘功能。在正常監(jiān)視狀態(tài)下，顯示當前時間。接受壁式結構，體積小，安裝便利。4、火災探測區(qū)域的劃分將報警區(qū)域按探測火災的部位劃分的單元稱為探測區(qū)域。探測區(qū)域可以是一只探測器所愛惜的區(qū)域，也可以是幾只探測器共同愛惜的區(qū)域，但一個探測區(qū)域在限制器上只能占有一個報警部位號。依據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》第4.2條規(guī)定，探測區(qū)域應按獨立房(套)間劃分。一個探測區(qū)域的面積不宜超過500m2；從主要入口能看清其內部，且面積不超過1000m2的房間，也可劃為一個探測區(qū)域。放開或封閉樓梯間；防煙樓梯間前室﹑消防電梯前室﹑消防電梯和防煙樓梯間合用的前室；走道﹑坡道﹑管道井﹑電纜隧道；建筑物悶頂、夾層等均單獨劃分探測區(qū)域。結合以上規(guī)定和實際狀況，將該綜合樓的每個房間﹑樓梯間及其前室，每條走道均設為一個探測區(qū)域。依據(jù)所給的車庫施工圖可以知道，2號車庫的每個防火分區(qū)作為一個探測區(qū)域計算。5、火災探測器的選擇及平面布置1）火災探測器數(shù)量的選擇一個探測區(qū)域內所設置探測器的數(shù)量應按下式計算：式中N——一個探測區(qū)域內所設置的探測器的數(shù)量，單位用“只”表示，N應取整數(shù)（即小數(shù)進位取整數(shù)）；S——一個探測區(qū)域的地面面積（㎡）；A——探測器的愛惜面積（㎡），指一只探測器能有效探測的地面面積。由于建筑物房間的地面通常為矩形，因此，所謂“有效”探測器的地面面積事實上是指探測器能探測到矩形地面面積。探測器的愛惜半徑R（m）是指一只探測器能有效探測的單向最大水平距離；K——平安修正系數(shù)。特級愛惜對象k取0.7～0.8，一級愛惜對象k取值為0.8～0.9，二級愛惜對象k取0.9～1.0。Y、Z——極限曲線的端點（在Y和Z兩點的曲線范圍內，愛惜面積可得到充分利用）。圖2-圖圖1-2探測器安裝間距的極限曲線對于一個探測器而言，其愛惜面積和愛惜半徑的大小和其探測器的類型、探測區(qū)域的面積、房頂坡度有確定的聯(lián)系。表1-3表示探測器愛惜面積、愛惜半徑和其他參量的相互關系（感溫探測器）表1-3火災探測器的種類地面面積S（㎡）房間高度H（m）探測器的愛惜面積A和愛惜半徑R房頂坡度θθ≤15°15°﹤θ≤30°θ﹥30°A（㎡）R（m）A（㎡）R（m）A（㎡）R（m）感溫探測器S≤30H≤8304.4304.9305.5S＞30H≤8203.6304.9406.32）探測器的計算和布置：探測區(qū)域1：面積S=2353.42㎡,探測區(qū)域2：面積S=3308.33㎡由于該車庫屬于一級愛惜對象，K取0.9，車庫高度為2.4m，屋頂坡度0°，依據(jù)表查2得探測器愛惜面積為20㎡，愛惜半徑3.6m，所以兩個探測區(qū)域探測器的個數(shù)分別為：N1=，N2=，取整得N1=131，N2=184，依據(jù)閱歷法布置探測器，接受矩形組合布置,a=4.1m，a1=2.05mb=4.63m，b1=2.32m校驗：R2=a12+b12R=3.04m＜3.6m，滿足要求。布置：由圖4-2可查得一級感溫探測器的房間極限值為8m，梁高限度為275㎜，該車庫滿足此要求，又依據(jù)以上計算探測器不會受到量的影響，故按以上計算安裝。3）探測器的連線方式本系統(tǒng)中接受的是二總線制，樹枝型接線，如圖1-3所示：（G線為公共地線，P線則完成供電、選址、自檢、獲得信息等）圖1-3樹枝型接線（二總線制）6、火災報警系統(tǒng)附件設計和布置1）手動報警按鈕《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》第8.3條規(guī)定，每個防火分區(qū)應至少設置一個手動火災報警按鈕。從一個防火分區(qū)內的任何位置到最鄰近的一個手動火災報警按鈕的距離，不應大于30m。手動火災報警按鈕宜設置在公共活動場所的出入口處；手動火災報警按鈕應設置在明顯的和便于操作的部位。當安裝在墻上時,其底邊距地高度宜為1.3～1.5m，且應有明顯的標記。本系統(tǒng)中選用FMB11Z-2手動報警按鈕，其為二總線制，由二進制撥碼開關設置地址碼，帶電話插孔。在地下車庫中對手動報警按鈕的布置如下：在防火分區(qū)內，以30m為半徑畫圓，將防火分區(qū)劃分，在圓心處安裝手動報警按鈕。具體布置位置見平面圖。2）消火栓按鈕線制為：報警功能二總線，由二進制撥碼開關設置地址碼，干脆啟泵功能四線制，包括啟泵和點亮啟泵指示燈各二根線。在該地下車庫中對消火栓按鈕的布置同手動報警按鈕。見平面圖。7、消防聯(lián)動限制1）一般規(guī)定（1）消防限制設備應由下列部分或全部限制裝置組成：火災報警限制器；自動滅火系統(tǒng)的限制裝置；室內消火栓系統(tǒng)的限制裝置；防煙、排煙系統(tǒng)及空調通風系統(tǒng)的限制裝置；常開防火門、防火卷簾的限制裝置；電梯回降限制裝置；火災應急廣播的限制裝置；火災警報裝置的限制裝置；火災應急照明和疏散指示標記的限制裝置。（2）消防限制設備的限制方式應依據(jù)建筑的形式、工程規(guī)模、管理體制及功能要求綜合確定，并應符合下列規(guī)定：單體建筑宜集中限制；大型建筑群宜接受分散和集中相結合限制。消防限制設備的限制電源及信號回路電壓宜接受直流24V。2）消防限制室消防限制室的門應向疏散方向開啟，且入口處應設置明顯的標記。消防限制室的送、回風管在其穿墻處應設防火閥。消防限制室內嚴禁和其無關的電氣線路及管路穿過。6.2.4消防限制室四周不應布置電磁場干擾較強及其他影響消防限制設備工作的設備用房。3）消防限制室內設備的布置應符合下列要求：設備面盤前的操作距離：單列布置時不應小于1.5m；雙列布置時不應小于2m。在值班人員經常工作的一面，設備面盤至墻的距離不應小于3m。設備面盤后的修理距離不宜小于1m。設備面盤的排列長度大于4m時，其兩端應設置寬度不小于1m的通道。集中火災報警限制器或火災報警限制器安裝在墻上時，其底邊距地面高度宜為1.3～1.5m，其靠近門軸的側面距墻不應小于0.5m，正面操作距離不應小于1.2m。4）消防限制設備的功能消防限制室的限制設備應有下列限制及顯示功能；限制消防設備的啟、停，并應顯示其工作狀態(tài)；消防水泵、防煙和排煙風機的啟、停，除自動限制外，還應能手動干脆限制；顯示火災報警、故障報警部位；顯示愛惜對象的重點部位、疏散通道及消防設備所在位置的平面圖或模擬圖等；顯示系統(tǒng)供電電源的工作狀態(tài)；5）消防限制室應設置火災警報裝置和應急廣播的限制裝置，其限制程序應符合下列要求：二層及以上的樓房發(fā)生火災，應先接通著火層及其相鄰的上、下層；首層發(fā)生火災，應先接通本層、二層及地下各層；地下室發(fā)生火災，應先接通地下各層及首層；含多個防火分區(qū)的單層建筑，應先接通著火的防火分區(qū)及其相鄰的防火分區(qū)；消防限制室的消防通信設備，應符合本規(guī)范5.6.2～5.6.4條的規(guī)定。消防限制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散標記燈；消防限制室在確認火災后，應能限制電梯全部停于首層，并接收其反饋信號。6）消防限制設備對室內消火栓系統(tǒng)應有下列限制、顯示功能：限制消防水泵的啟、停；顯示消防水泵的工作、故障狀態(tài)；顯示啟泵按鈕的位置。7）消防限制設備對自動噴水和水噴霧滅火系統(tǒng)應有下列限制、顯示功能：限制系統(tǒng)的啟、停；顯示消防水泵的工作、故障狀態(tài)；顯示水流指示器、報警閥、平安信號閥的工作狀態(tài)。8）消防限制設備對管網氣體滅火系統(tǒng)應有下列限制、顯示功能：顯示系統(tǒng)的手動、自動工作狀態(tài)；在報警、噴射各階段，限制室應有相應的聲、光警報信號，并能手動切除聲響信號；在延時階段，應自動關閉防火門、窗，停止通風空調系統(tǒng)，關閉有關部位防火閥；顯示氣體滅火系統(tǒng)防護區(qū)的報警、噴放及防火門(簾)、通風空調等設備的狀態(tài)。9)消防限制設備對防火卷簾的限制，應符合下列要求：疏散通道上的防火卷簾兩側，應設置火災探測器組及其警報裝置，且兩側應設置手動限制按鈕；疏散通道上的防火卷簾，應按下列程序自動限制下降；(1)感煙探測器動作后，卷簾下降至距地(樓)面18m；(2)感溫探測器動作后，卷簾下降原委；用作防火分隔的防火卷簾，火災探測器動作后，卷簾應下降原委；感煙、感溫火災探測器的報警信號及防火卷簾的關閉信號應送至消防限制室。10)火災報警后，消防限制設備對防煙、排煙設施應有下列限制、顯示功能：停止有關部位的空調送風，關閉電動防火閥，并接收其反饋信號；啟動有關部位的防煙和排煙風機、排煙閥等，并接收其反饋信號；限制擋煙垂壁等防煙設施。11）防排煙系統(tǒng)高層建筑和地下工程發(fā)生火災時，由于燃燒裝修材料、陳設等在燃燒過程中產生大量濃煙和有毒煙氣，火災產生的煙的主要成分是CO，易使人窒息；煙氣遮擋人的視線，使人在疏散時難以辨別方向，致使煙氣和毒氣成為人死亡的主要緣由。而在被火燒死的人當中，先中毒窒息暈倒后被火燒死的。防排煙設施的作用是對煙氣進行限制。其主要目的是：在建筑屋內創(chuàng)建無煙氣或煙氣含量極低的疏散通道或平安區(qū)。煙氣限制的實質是限制煙氣的合理流淌，也就是使煙氣不流向疏散通道、平安期、非著火點，而向室外流淌。主要有以下三種方法：隔斷或阻擋排煙加壓防煙通風：通風風管應接受不燃燒材料制作，并不應穿過防火墻，防火隔墻，當必需穿過時，防火墻或防火隔墻上下應設置通風孔道，也不宜穿過其他管道（線）；當管道（線）穿過防火墻時，應接受不燃燒材料將孔洞四周的空隙緊密填塞，此外還應在穿過處設置防火閥。防火閥的動作溫度宜為70℃。風管的保溫材料應接受不燃燒或難燃燒材料；穿過防火墻的風管，其位于防火墻兩側各2m范圍內的保溫材料應為不燃燒材料。排煙：面積超過2000㎡地下車庫應設置機械排煙系統(tǒng)。機械排煙系統(tǒng)可和人防、衛(wèi)生等排氣、通風系統(tǒng)合用。設有機械排煙系統(tǒng)的汽車庫，其每個防煙分區(qū)的建筑面積不宜超過2000㎡，且防煙分區(qū)不應跨越防火分區(qū)。防煙分區(qū)可接受擋煙垂壁、隔墻或從屋頂下突出不小于0.5m的梁劃分。每個防煙分區(qū)應設置排煙口，排煙口宜設在房頂或旁邊的墻面上；排煙口距該防煙分區(qū)內最遠點的水平距離不應超過30m。排煙風機的排煙量應按換氣次數(shù)不小于60次/h計算確定。排煙風機可接受離心風機或排煙軸流風機，并應在排煙支管上設有煙氣溫度超過280℃時能自動關閉的排煙防火閥。排煙風機應保證280℃時能連續(xù)工作30分。排煙防火閥應聯(lián)鎖關閉相應的排煙風機。機械排煙管道風速，接受金屬管道時不應大和20ｍ/ｓ；接受內表面光滑的非金屬材料風道時，不應大和15ｍ/ｓ。排煙口的風速不宜超過10ｍ/ｓ。汽車庫內無干脆通向室外的汽車疏散出口的防火分區(qū)，當設置機械排煙系統(tǒng)時，應同時設置進風系統(tǒng)，且送風量不宜小于排煙量的50%。送風豎井和排煙豎井具體布置見平面圖。12）防火卷簾：（1）作用防火卷簾是指在確定時間內，連同框架能夠滿足耐火穩(wěn)定性和耐火完整性要求的卷簾。防火卷簾是一種活動的防火分隔設施，平常卷起放在門窗上口的轉軸箱中，起火時將其綻開放開，用以阻擋火勢從門窗洞口擴散。（2）組成防火卷簾由簾板、滾筒、托架、導軌及限制機構組成。整個組合體包括封閉在滾筒內的運轉平衡器、自動關閉機構、金屬罩及簾板等部分。簾板可阻擋煙火和熱氣流。（3）動作過程動作過程是：感溫探測器報警限制模塊動作電控箱發(fā)出卷簾門降半信號感溫探測器報警監(jiān)視模塊動作通過電控箱發(fā)出卷簾二步降原委信號。8、消防事故廣播1）限制中心報警系統(tǒng)應設置火災應急廣播，集中報警系統(tǒng)宜設置火災應急廣播。2）火災應急廣播揚聲器的設置，應符合下列要求：民用建筑內揚聲器應設置在走道和大廳等公共場所。每個揚聲器的額定功率不應小于3W，其數(shù)量應能保證從一個防火分區(qū)內的任何部位到最近一個揚聲器的距離不大于25m。走道內最終一個揚聲器至走道末端的距離不應大于12.5m。在環(huán)境噪聲大于60dB的場所設置的揚聲器，在其播放范圍內最遠點的播放聲壓級應高于背景噪聲15dB。客房設置專用揚聲器時，其功率不宜小于10W。3）火災應急廣播和公共廣播合用時，應符合下列要求：火災時應能在消防限制室將火災疏散層的揚聲器和公共廣播擴音機強制轉入火災應急廣播狀態(tài)。消防限制室應能監(jiān)控用于火災應急廣播時的擴音機的工作狀態(tài)，并應具有監(jiān)控遙控開啟擴音機和接受傳聲器播音的功能。床頭限制柜內設有服務性音樂廣播揚聲器時，應有火災應急廣播功能。應設置火災應急廣播備用擴音機，其容量不應小于火災時需同時廣播的范圍內火災應急廣播揚聲器最大容量總和的1.5倍。9、消防專用電話1）消防專用電話布置應滿足以下要求：（1）消防專用電話網絡應為獨立的消防通信系統(tǒng)。（2）消防限制室應設置消防專用電話總機，且宜選擇共電式電話總機或對講通信電話設備。2）電話分機或電話塞孔的設置，應符合下列要求：（1）下列部位應設置消防專用電話分機：a)消防水泵房、備用發(fā)電機房、配變電室、主要通風和空調機房、排煙機房、消防電梯機房及其他和消防聯(lián)動限制有關的且經常有人值班的機房。b)滅火限制系統(tǒng)操作裝置處或限制室。c)企業(yè)消防站、消防值班室、總調度室。