常大體育館消防組織工程設(shè)計(jì)

第第頁常州大學(xué)體育館消防工程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的消防設(shè)計(jì)是確保建筑安全性的重要方面。國內(nèi)外大量火災(zāi)事例說明，未做出科學(xué)合理的防火設(shè)計(jì)，或未按照防火設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，而留下火災(zāi)隱患，是日后造成火災(zāi)事故的起因。所以，從工程技術(shù)的角度來看，只是科學(xué)的防火設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的工程施工相結(jié)合，才能為建筑預(yù)防火災(zāi)與爆炸災(zāi)害及安全提供可靠保障。課程設(shè)計(jì)是綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對平時(shí)作業(yè)的一個(gè)補(bǔ)充，課程設(shè)計(jì)應(yīng)選擇課程的主要理論與計(jì)算問題，這些問題由于工作量大而不適合平時(shí)作業(yè)。通過課程設(shè)計(jì)可達(dá)到綜合性訓(xùn)練的目的。本課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生能認(rèn)識(shí)建筑火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，掌握建筑消防設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，了解建筑消防的新技術(shù)和新設(shè)備，提高建筑消防設(shè)計(jì)科學(xué)性、合理性和有效性意識(shí)。使學(xué)生融會(huì)貫通本課程所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)，學(xué)生分組完成指定章節(jié)，共同完成一個(gè)較完整的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，以加深對所學(xué)理論的理解與應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)來解決基本工程設(shè)計(jì)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(jì)算、繪圖和編寫設(shè)計(jì)文件的能力。1.體育場簡介常州大學(xué)武進(jìn)校區(qū)體育館位于常州市武進(jìn)區(qū)滆湖中路以南、常武路東側(cè)，科教城的西北角，是由常州大學(xué)與武進(jìn)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。本體育館屬于乙級中型體育館，可舉辦地區(qū)性和全國單項(xiàng)體育比賽，也可容納文藝演出、師生集會(huì)等功能。

建筑分東西兩個(gè)館，分別為主館和訓(xùn)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(jìn)行籃球、排球、羽毛球、乒乓球、跆拳道、擊劍、武術(shù)、手球等比賽。場地東側(cè)為主席臺(tái)，可臨時(shí)搭臺(tái)作為會(huì)議主席臺(tái)使用。場地周圍設(shè)置了貴賓接待、運(yùn)動(dòng)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(cè)，由西側(cè)大臺(tái)階進(jìn)入位于二層的入口平臺(tái)。主館可容納觀眾4998人，其中固定座位3622席，活動(dòng)坐席1376個(gè)，可舉辦會(huì)展面積3300m2。副館位于主館東側(cè)，副館的西側(cè)靠近主席臺(tái)為籃球訓(xùn)練館，東側(cè)為三層練習(xí)用房。副館中央為三層高采光中庭。副館北側(cè)為游泳館。游泳館在東側(cè)設(shè)有單獨(dú)門廳，開放時(shí)不影響學(xué)生鍛煉。游泳館一層為泳池機(jī)房層，二層設(shè)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(shè)健身房、斯諾克等鍛煉用房。建筑南、北側(cè)廣場機(jī)動(dòng)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(xùn)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(xùn)練區(qū)高三層，以一個(gè)室內(nèi)采光中庭作為空間核心組織各個(gè)訓(xùn)練用房?；@球訓(xùn)練館位于體育館中部，游泳館位于訓(xùn)練區(qū)二層的東北角，為25m短道泳池，有單獨(dú)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(dòng)態(tài)。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(cè)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(shè)計(jì)等級為二級，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)體系，屋面為大跨鋼結(jié)構(gòu)，局部為混凝土結(jié)構(gòu)。該體育館的建筑單層平面圖見CAD圖。2.體育館的消防設(shè)計(jì)2.1建筑平面防火設(shè)計(jì)2.1.1建筑分類及危險(xiǎn)等級按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對建筑物高度，用途，危險(xiǎn)等級進(jìn)行分類：①根據(jù)建筑高度和層數(shù)：體育館為多層建筑②根據(jù)用途：體育館屬于重要的公共建筑物③根據(jù)建筑物、構(gòu)筑物危險(xiǎn)等級的劃分：體育館屬于輕度危險(xiǎn)等2.1.2耐火等級與防火間距（1）根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)定》GB50016-2014可知，重要的公共建筑應(yīng)采用一、二級耐火等級的建筑，則常州大學(xué)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(shù)館等面積均小于2500平方米，都可以作為獨(dú)立的防火分區(qū)。如下圖表2—1。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(dāng)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(dòng)場所不應(yīng)超過三層或設(shè)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12001、托兒所、幼兒園的兒童用法和兒童游樂廳等兒童活動(dòng)場所、老年人建筑和醫(yī)院、療養(yǎng)院的住院部分不應(yīng)超過兩層層或設(shè)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(xué)校、電影院、劇院、禮堂、食堂、菜場不應(yīng)超過2層或設(shè)置在三層及三層以上樓層。四級2層600學(xué)校、食堂、菜場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應(yīng)設(shè)置在二層。地下或半地下建筑（室）一級500設(shè)備用房的防火分區(qū)最大允許建筑面積不應(yīng)大于1000防護(hù)區(qū)內(nèi)的聲光報(bào)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(jìn)入防護(hù)區(qū)，直至確認(rèn)火災(zāi)已經(jīng)撲滅，系統(tǒng)復(fù)位。2、手動(dòng)控制方式（手操電動(dòng)）手動(dòng)控制是指控制盤處在手動(dòng)工作模式下，在接到緊急釋放按鈕的指令后，控制盤自動(dòng)實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制并釋放滅火劑；或用設(shè)置于防護(hù)區(qū)外的緊急放氣按鈕手動(dòng)操作緊急放氣（電動(dòng)）。手動(dòng)控制方式一般用于：A當(dāng)就地控制盤處于手動(dòng)工作模式下，現(xiàn)場工作人員發(fā)現(xiàn)防護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)，而且是使用手動(dòng)式或移動(dòng)式等簡易滅火設(shè)備無法撲滅的，這時(shí)工作人員應(yīng)馬上打開緊急放氣按鈕的黃色保護(hù)面蓋，按下里面的紅色按鈕，強(qiáng)制控制盤實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制啟動(dòng)七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，而無需等待自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)，以節(jié)省時(shí)間，減少損失。B當(dāng)就地控制盤處于自動(dòng)工作模式下，現(xiàn)場工作人員發(fā)現(xiàn)防護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)，而且是使用手動(dòng)式或移動(dòng)式等簡易滅火設(shè)備無法撲滅的，這時(shí)工作人員亦可采用這種方式強(qiáng)制控制盤實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制并啟動(dòng)七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。這時(shí)系統(tǒng)反應(yīng)如下：i防護(hù)區(qū)內(nèi)的聲光報(bào)警器啟動(dòng)，通知區(qū)內(nèi)工作人員迅速撤離防護(hù)區(qū)至安全地點(diǎn)；ii控制盤輸出有源信號(hào)啟動(dòng)該區(qū)所對應(yīng)的選擇閥并關(guān)閉防護(hù)區(qū)防火閥；iii30（可調(diào)）秒延時(shí)結(jié)束后，控制盤輸出有源信號(hào)啟動(dòng)防護(hù)區(qū)對應(yīng)的主鋼瓶的電磁閥，七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)啟動(dòng)，氣體通過管網(wǎng)進(jìn)入防護(hù)區(qū)。此時(shí)，管路上壓力開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作并將氣體釋放的信號(hào)傳至數(shù)據(jù)中心火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及就地氣體滅火控制盤，由就地控制盤啟動(dòng)防護(hù)區(qū)外的氣體釋放指示燈箱。防護(hù)區(qū)內(nèi)的聲光報(bào)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(jìn)入防護(hù)區(qū)，直至確認(rèn)火災(zāi)已經(jīng)撲滅。3、緊急機(jī)械控制方式緊急機(jī)械操作是指自動(dòng)控制和手動(dòng)控制均失靈或有必要時(shí)采用的一種應(yīng)急操作。該功能的實(shí)現(xiàn)是通過在瓶頭閥上加裝一個(gè)機(jī)械啟瓶器，用人力來開啟瓶頭閥釋放滅火氣體。當(dāng)系統(tǒng)失靈或就地控制系統(tǒng)的自動(dòng)操作（雙回路探測）與手動(dòng)操作（緊急放氣按鈕）方式均失靈而又發(fā)生火災(zāi)時(shí)，現(xiàn)場工作人員可采取這種方式強(qiáng)制啟動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)：值班人員可先將發(fā)生火災(zāi)的防護(hù)區(qū)所對應(yīng)的釋放閥打開，然后扳動(dòng)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(huì)即刻啟動(dòng)施行滅火；此時(shí)，管路上壓力開關(guān)的觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作并將氣體釋放的信號(hào)傳至數(shù)據(jù)中心火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及就地氣體滅火控制盤。2.2.6系統(tǒng)技術(shù)接口：1、與建筑專業(yè)的接口：A、防護(hù)區(qū)及門、窗等的耐火極限不小于0.5h，B、防護(hù)區(qū)和氣瓶間的內(nèi)壓等級均不低于1200pa。C、防護(hù)區(qū)的各種開口均應(yīng)設(shè)置自動(dòng)關(guān)閉裝置。D、防護(hù)區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，并能自動(dòng)關(guān)閉，用于疏散的門必須能從防護(hù)區(qū)內(nèi)打開。E、氣瓶間的門應(yīng)采用甲級防火門并向外開啟，且應(yīng)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(yīng)提供AC220V/50HZ的雙路消防電源，接口位置設(shè)在各氣體滅火系統(tǒng)的雙電源控制箱的進(jìn)線開關(guān)處。B、氣瓶間內(nèi)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。3、與通風(fēng)空調(diào)專業(yè)的接口：A、當(dāng)火災(zāi)被確認(rèn)后，氣體滅火電控系統(tǒng)應(yīng)輸出DC24V有源節(jié)點(diǎn)信號(hào)，將防護(hù)區(qū)內(nèi)的防火閥關(guān)閉、停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行等，接口位置在防火閥的接線端子處及風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)的端子處。防火閥關(guān)閉后及風(fēng)機(jī)停運(yùn)后應(yīng)向氣體滅火電控系統(tǒng)輸出確認(rèn)信號(hào)。B、滅火后的防護(hù)區(qū)應(yīng)通風(fēng)換氣，有直接通向室外的外開窗和門的防護(hù)區(qū)，將其打開進(jìn)行通風(fēng)換氣；沒有直接通向室外的外開窗和門的防護(hù)區(qū)，則通過原有機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)換氣。打開窗和門時(shí)，應(yīng)使用空氣呼吸器，注意安全。C、在正常使用期間，應(yīng)保證儲(chǔ)瓶間有良好的通風(fēng)條件。D、氣體滅火控制屏旁或易于操作的地方，應(yīng)裝有開啟排氣機(jī)（扇）的按鈕，用于氣體釋放后，啟動(dòng)排氣機(jī)（扇）排出滅火氣體。4、與火災(zāi)報(bào)警專業(yè)的接口：氣體滅火系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是兩個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)，每個(gè)氣體滅火系統(tǒng)向火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送以下信號(hào)：a、系統(tǒng)氣瓶及電控主機(jī)故障等系統(tǒng)故障信號(hào)（1個(gè)）。b、每個(gè)防護(hù)區(qū)的第一路報(bào)警信號(hào)。c、每個(gè)防護(hù)區(qū)的第二路報(bào)警信號(hào)。d、每個(gè)防護(hù)區(qū)的氣體釋放信號(hào)。接口位置為滅火電控箱。2.2.7系統(tǒng)組成：七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)包括以下部分（但不限于）：1）儲(chǔ)存裝置——由七氟丙烷儲(chǔ)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(hù)區(qū)的釋放閥、噴頭。3）控制操作裝置——包括就地手動(dòng)控制箱、機(jī)械應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)。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(dāng)公稱直徑小于或等于80mm時(shí)，宜采用螺紋連接；大于80mm時(shí)，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(shè)計(jì)高度（相對房間地面）見各滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)透視圖。D、為了保證噴頭的噴射效果，噴頭的附近不得有任何遮擋物。E、防護(hù)區(qū)的泄壓口宜設(shè)在外墻上，應(yīng)位于防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上。泄壓口的設(shè)置大小見“技術(shù)參數(shù)表”，外墻的泄壓口開口請甲方完成，同時(shí)考慮有的防護(hù)區(qū)為恒溫恒濕保護(hù)，泄壓口處裝設(shè)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(shè)劃痕，并內(nèi)外再裝設(shè)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(jìn)行水壓強(qiáng)度試驗(yàn)，故采用氣壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)對系統(tǒng)進(jìn)行試壓，氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)壓力應(yīng)為7.705Mpa。G、在氣瓶間1內(nèi)有2個(gè)選擇閥的高度為2.18m，故在該氣瓶間內(nèi)應(yīng)放置1只小凳，以便在緊急情況時(shí)及時(shí)打開選擇閥。2.2.9空氣呼吸器配置每個(gè)防護(hù)區(qū)配置1套空氣呼吸器。2.2.10設(shè)計(jì)計(jì)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(hù)區(qū)體積房間防護(hù)區(qū)實(shí)際容積（m3）內(nèi)部構(gòu)件體積（m3）防護(hù)區(qū)凈容積（m3）配電室層高（m）3.5風(fēng)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(jì)算步驟1、確定滅火設(shè)計(jì)濃度依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50370-2005）（以下簡稱《規(guī)范》）中2.3.4條規(guī)定，取C=8%，設(shè)計(jì)溫度：20℃2、計(jì)算保護(hù)容積配電間1：V=136.08-6.92-3.2-2=123.96（m3）配電間2：V=139.93-6.92-3.2-2=127.81（m3）計(jì)算滅火劑設(shè)計(jì)用量依據(jù)《規(guī)范》中公式2.3.14，，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(shè)定噴頭布置與數(shù)量選用FL11型噴頭，其保護(hù)半徑R=6m。故設(shè)定噴頭為4只；按保護(hù)區(qū)域平均設(shè)置，兩個(gè)配電間單元系統(tǒng)各設(shè)置2個(gè)。5、選定滅火劑儲(chǔ)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(chǔ)存容器。W配電間2=81.03㎏，選用2只70L儲(chǔ)存容器，與配電間一共用。6、繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算圖，如下圖。7、計(jì)算管網(wǎng)平均設(shè)計(jì)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(chǔ)存容器出流管：81.03/1.5/8=7.72(kg/s)8、選擇管網(wǎng)管道通徑以管道平均設(shè)計(jì)流量，依據(jù)規(guī)范條文說明中第3.3.15條第6款圖取。9、計(jì)算充裝率系統(tǒng)存儲(chǔ)量：系統(tǒng)儲(chǔ)存量：Ws=W+△W1+△W2管網(wǎng)內(nèi)剩余量：△W2=0(㎏)(規(guī)范3.3.14條之5：均衡管網(wǎng)和只含一個(gè)封閉空間的非均衡管網(wǎng)，其管網(wǎng)內(nèi)的滅火劑剩余量均可不計(jì))。儲(chǔ)存容器內(nèi)剩余量：△W1=n×3.5=4×3.5=14(㎏)充裝率：n=（81.03+14）/(3×0.5)=63.35(kg/m3)10、計(jì)算管網(wǎng)管道內(nèi)容積11、選用額定增壓壓力依據(jù)規(guī)定，選用P0=4.3MPa12、計(jì)算全部儲(chǔ)存容器氣相總?cè)莘e13、計(jì)算“過程中點(diǎn)”儲(chǔ)存容器內(nèi)壓力14、計(jì)算管路損失15、計(jì)算高程壓頭16、計(jì)算噴頭工作壓力17、驗(yàn)算設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果經(jīng)計(jì)算△P12=0.057MPa，△P27=0.295MPa噴頭工作壓力:Pc=Po-Σ△P=3.37-(0.057+0.293)=3.018＞1.4(MPa)，滿足噴放要求18、計(jì)算泄壓面積總之，管網(wǎng)計(jì)算的關(guān)鍵點(diǎn)及建審核算工作的要點(diǎn):1）從流量開始，確定管徑、管長；2）管徑的選擇應(yīng)滿足管流形式和噴頭入口