建筑防火分析.docx
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建筑防火分析
第1章建筑防火分析
1.1工程概况:
本设计为濮阳市某机关办公楼的消防给水系统设计,此建筑是一栋地下2层地上24层的办公楼,其属于一类高层公共建筑。
总建筑高度为96.6m。
地上共二十四层,地下两层,负二层层高3.9m,建筑面积4101.16平方米,设有风机房,弱电机房,水泵房,消防水池等,负二层战时为人防工程,非战时为停车库。
负一层层高4.8m,建筑面积3910.36平方米,负一层为停车库。
一楼到四楼设有展厅和办公室,地上五层至地上二十四层为办公室区域和敞开式办公室区域,一层层高4.8m,,设置有消防控制室。
二至四层层高为4.2m,五~七层层高为3.9m,八层层高4.8m,九~二十四层层高为3.9m。
建筑共设有两部楼梯,五部电梯,其中一部为消防电梯。
1.2建筑分类和耐火等级:
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014对建筑进行分类
名称
高层民用建筑
单、多层民用建筑
一类
二类
住宅建筑
建筑高度大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)
建筑高度大于27m,但不大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)
建筑高度不大于27m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)
公共建筑
1.建筑高度大于50m的公共建筑;
2.建筑高度24m以上部分任一层楼层建筑面积大于1000㎡的商店、展览、电信、邮政、财政金融建筑和其他多种功能组合的建筑;
3.医疗建筑、重要公共建筑;
4.省级及以上的广播电视和防灾指挥调度建筑、网局级和省级电力调度建筑;
5.藏书超过100万册的图书馆、书库
除一类高层公共建筑外的其他高层公共建筑
1.建筑高度大于24m的单层公共建筑;
2.建筑高度不大于24m的其他公共建筑
该综合楼建筑总高度为9606m,可知该建筑为一类高层公共建筑。
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014,一类高层公共建筑耐火等级不应低于一级,故该建筑耐火等级为一级。
1.3防火分区和防烟分区的划分
1.3.1防火分区的划分
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014,耐火等级为一级的高层民用建筑其防火分区的最大允许面积为1500㎡。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017,高层民用建筑综合楼火灾危险等级为中危一级。
表2.2每个防火分区的允许最大建筑面积
名称
耐火等级
防火分区的最大允
许建筑面积(m2
)
高层民用建筑
一、二级
1500
单、多层民用建筑
一、二级
2500
三级
1200
四级
600
地下或半地下建筑
(室)
一级
500
表2.3汽车库防火分区的允许最大建筑面积(㎡)
耐火等级
单层汽车库
多层汽车库
地下汽车库或高层汽车库
一级、二级
3000
2500
2000
三级
1000
建筑内设有自动灭火系统时,最大允许建筑面积可按上述表中增加一倍,局部设置时,增加面积可按局部面积一倍计算。
由于该建筑配置有自动灭火系统,故地上部分建筑防火分区最大允许建筑面积为3000平方米,地下室防火分区最大允许建筑面积为5000平方米。
地下室一层建筑面积为3910.36平方米,可划分为一个防火分区。
地下室二层,建筑面积为4101.16平方米,可划分一个防火分区。
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014,当建筑内设有自动灭火系统时,最大允许面积可增加一倍,故防火分区的最大允许面积为3000㎡,其一至四层面积均为1062㎡,五至十五面积均为629.28㎡,故每个楼层划分为一个防火分区。
1.3.2防烟分区的划分
本办公楼地上建筑部分,九至二十四层为标准层,一至八层为开敞式办公区域,单个防烟分区最大允许保护面积为500平方米。
负一层及负二层为地下室,其中,负一层为机动车库,地下机动车库单个防烟分区最大允许保护面积为2000平方米,故地下一层应划分为三个防烟分区。
地下二层为机动车库及人防共设,故地下二层应划分为三个防烟分区。
1.4人员疏散分析
1.4.1安全出口
安全出口是提供人员安全疏散用的楼梯间、室外楼梯的出入口或直通室内外安全区域的出口。
该建筑一至四层共3个安全出口,五至二十四层每层分别2个安全出口。
符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第5.5.9条规定,建筑面积在1000㎡以上的防火分区,直接通往室外的安全出口最少要有2个;建筑面积在1000㎡以下的防火分区,最少有一个直通室外的安全出口。
1.4.2楼梯间
该建筑共有3部楼梯,1部普通楼梯,通往1至9层,2部防烟楼梯间,通往负1至24层。
符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第5.5.12条规定,一类高层公共建筑和建筑高度大于32m的二类高层建筑的疏散楼梯要为防烟楼梯间。
1.4.3疏散门
疏散门是直接通向疏散走道的房间门、直接开向疏散楼梯间的门或室外的门,不包括套间内的隔间门或住宅套内的房间门。
由规范《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)中第5.5.15条规定,除托儿所、幼儿园、老年人建筑、医疗建筑、教学建筑内的位于走到尽端的房间外,符合屋子在走道尽头且建筑面积小于50,且疏散门的净宽度不小于0.90m,或由房间内任一点至疏散门长度不大于15m、建筑面积小于等于200㎡且疏散门的净宽度不小于1.40m条件的房间可设置1个疏散门。
根据上述规范分析,该建筑内疏散门的数量满足规范要求。
1.4.4防火门
根据规范要求防烟楼梯间选用乙级防火门、消防控制室、水泵房选用乙级防火门。
1.4.5安全疏散距离
直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的距离应符合下表的规定。
直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离(单位:
m)
名称
位于两个安全出口之间的疏散门
位于袋形走道两侧或尽端的疏散门
耐火等级
耐火等级
一、二级
三级
四级
一、二级
三级
四级
托儿所、幼儿园、老年人建筑
25
20
15
20
15
10
歌舞娱乐放映游艺场所
25
20
15
9
—
—
医疗建筑
单、多层
35
30
25
20
15
10
病房部分
24
—
—
12
—
—
其他部分
30
—
—
15
—
—
教学建筑
单、多层
35
30
25
22
20
10
高层
30
—
—
15
—
—
高层旅馆、展览建筑
30
—
—
15
—
—
其他建筑
单、多层
40
35
25
22
20
15
高层
40
—
—
20
—
—
注:
当建筑内全部设置自动喷水灭火系统时,其安全疏散距离可按本表增加25%。
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)5.5.17规定,房间内任一点至房间直通疏散走道的疏散门的直线距离,不应大于上表规定的袋形走道两侧或尽端的疏散门至最近安全出口的直线距离。
该建筑设有自喷,经计算,直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离为75m,经测量,房间内任一点至房间直通疏散走道的疏散门的直线距离均小于75m,故安全疏散距离满足规范要求。
1.4.6疏散宽度
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014),高层公共建筑的疏散楼梯和首层楼梯间的疏散门、首层疏散外门和疏散走道的最小净宽度应符合下表(单位:
m)
建筑类别
楼梯间的首层疏散门、首层疏散外门
走道宽度(m)
疏散楼梯
单面布房
双面布房
高层医疗建筑
1.30
1.40
1.50
1.30
其他高层公共建筑
1.20
1.30
1.40
1.20
根据上述规范,疏散宽度满足要求
1.5墙体楼板分析
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014),耐火等级为一级的高层为3.00h,非承重外墙耐火极限为1.00h,柱子的耐火极限为3.0h,梁的耐火极限为2.00h,楼板的耐火极限为1.50h,屋顶承重构件耐火极限为1.50h,疏散楼梯耐火极限为1.50h,吊顶燃耐火极限为0.25h。
1.6功能区域分析
地下二层为水泵房、配电室、发电机房、地下车库、战时人防;地下一层为空调机房、锅炉房、地下车库;一层消防控制室负责对整座楼的消防系统的监控与联动控制,展示大厅及办公室;二楼到四楼设有展厅和办公室,地上五层至地上二十四层为办公室区域和敞开式办公室区域,
第2章消火栓系统设计
1、选定消火栓、水枪、水带型号:
该综合楼属于一类高层公共建筑,所以选用喷嘴直径为d=19mm的水枪,消火栓的口径为65mm、水带长20m,胶质衬里。
水带一头与消火栓出口连接,另一头与水枪连接。
2、确定消火栓的水枪充实水柱、设计喷嘴压力和水枪设计流量。
(1)
的确定:
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)规定,高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8m的民用建筑场所,消防水枪充实水柱应不小于13m,该建筑96.6m,大于24m,属于高层建筑,故该建筑的水枪充实长度不应小于13m,则
=13m
(2)设计喷嘴压力:
d/mm
13
16
19
0.0165
0.0124
0.0097
H/m
6
8
10
12
16
1.19
1.19
1.20
1.21
1.24
查表得,水枪充实水柱长度为13m时,
=1.2175,查表得水枪喷嘴口径为19mm时,
,则
(3)水枪设计流量:
喷嘴口径/mm
13
16
19
22
β
0.0346
0.0793
0.1577
0.2834
查表得,水枪喷嘴直径为19mm时,β=1.577:
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)规定,水枪的设计流量不应大于5.0L/S,满足要求。
3、确定室内消火栓系统的消防用水量。
查《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)得:
本建筑室内消防用水量为40L/S,要求同时出8支水枪,且必须有2支水枪的充实水柱同时到达室内同一灭火点,每支水枪的最小流量为5.43L/S。
4、计算消火栓的保护半径。
保护半径
则消火栓的保护半径应取27.2m。
5、绘制室内消火栓系统平面图和轴侧图、系统图。
6、选择最不利点消火栓并确定最不利点计算管路。
简化系统图,去掉上部水平横管,则1号消防竖管为最不利竖管,2号消防竖管为次不利竖管。
1号消防竖管上的节点1为最不利消火栓,最不利竖管和次不利竖管应满足3支水枪同时作用,考虑着火层2支水枪灭火,上一层2支水枪保护本层门窗、地板、楼梯间、疏散通道,下一层2支水枪保护本层门窗、地板、楼梯间、疏散通道。
7、计算最不利点消火栓栓口处的水压。
根据题意,水带为胶质衬里水带,直径为65mm,长20m
水带阻力系数
(单位:
mm)
水带材料
水带直径/mm
50
65
麻质无衬
0.01501
0.0430
胶质衬里
0.0677
0.0172
查表可得水带阻力系数为0.00172,代入下式得:
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)规定,高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8m的民用建筑,消火栓栓口动压不应小于0.35MPa,且水枪充实水柱应按13m计算,其他场所,消火栓栓口动压不应小于0.25MPa,其他场所,消火栓栓口动压不应小于0.25MPa,且水枪充实水柱应按10m计算。
则取
8、确定消防给水管网管径。
消防给水管径根据流量和流速确定,消火栓给水管径流速不应大于2.5m/s。
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)规定,高层建筑消防竖管管径应上下一致,因该建筑总消防用水量为40L/s,发生火灾时同时出8支水枪灭火,最不利竖管和次不利竖管出3支水枪灭火,则每根竖管流量为。
若取最大流速为2.5m/S,则管径为:
根据管道标准直径,确定消防竖管的直径为100mm,当消防流量达到16.29L/s时,管内流速为:
满足要求。
9、计算最不利管路的水头损失。
节点2处消火栓栓口的水压为:
水枪射流量为:
同理可得节点3处消火栓栓口处的压力为:
水枪射流量为:
近似认为3号竖管的流量与4号竖管相等
则3号竖管流量
4号竖管流量
则根据管道系数K由
可得
m
m
则带入可求得
则消防水泵流量
底部水平干管流速取2.5m/s,则管径为:
根据管道标准直径,确定水平干管的直径为200mm,则当消防流量达到61.7704L/s时,管内流速为
10、消防扬程的计算。
查得在10摄氏度时水的运动粘度
查表得
沿程损失为:
地下车库管道的沿程损失为
查表可得
沿程损失为:
所以总的沿程损失为:
3.88+1.98=5.86m
局部沿程损失取沿程损失的30%,则局部损失为:
总的损失为:
5.86+1.76=7.62m
水池最低水位与最不利点消火栓高层差为
11、增压稳压设备
根据规范规定,消防水箱最低水位应满足最不利点消火栓静水头7m的要求,该消防水箱最低水位为56.1m,最不利点消火栓标高为53m。
则消防水箱最低水位与最不利点消火栓静水头为:
56.1-53=3.1m,不满足要求,需设增压设施。
12、消防水箱和消防水池
消防水箱储存火灾初期10min的室内消防用水量,根据消防水箱容积公式得消防有效容积为:
13.室外消火栓和水泵接合器
查《消防给水及消火栓系统技术规范》知,该建筑室外消防用水量为30L/s,每个消火栓的出水量为10~15L/s。
在此取15L/s,需要设置2个室外消火栓。
水泵接合器设置数量根据室内消防用水量确定
第三章自动喷水系统设计
1、确定设置场所的火灾危险等级
该综合楼建筑总高度为55.5m,一类高层公共建筑,其火灾危险性为中危险I级。
2、选择系统类型
根据其环境温度,
,选择湿式系统。
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