河南工院新区图书馆气体灭火设计本科论文.docx

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河南工院新区图书馆气体灭火设计本科论文

河南工业职业技术学院

HenanPolytechnicInstitute

毕业设计（论文）

题目＿＿河南工院新区图书馆气体灭火设计

班级＿楼宇1202＿＿＿＿＿＿＿＿＿

姓名＿＿＿＿＿＿＿

指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

说明：

一、毕业设计（论文）要求：

1.毕业设计（论文）必须打印或者用钢笔书写，且符合下列次序：

（1）毕业设计（论文）题目

（2）目录（3）内容提要（200字左右，提倡用英文书写）（4）引言（5）正文（6）参考文献（7）附录。

2.文字通顺，语言流畅，书写工整，无错别字。

3.绘图要求整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须用工程字书写，提倡用计算机绘图。

4.曲线图表要求用曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。

5.毕业设计说明不少于15000字，毕业论文不少于6000字。

二、毕业设计（论文）成绩评定：

毕业论文和答辩成绩采用五级分制：

优秀、良好、中等、及格、不及格。

毕业设计成绩由答辩小组结合毕业论文、答辩成绩采用五级分制综合评定。

引言

图书馆是高校教学、科研、专业学科建设等的重要平台，是高校文献信息中心和重要的学术机构图书馆是大学生成长的必不可少重要基础之一。

图书馆是全人类知识、文化遗产的宝库，是传播、交流知识和信息的中心，它被人们誉为“智慧和知识的海洋”、“没有围墙的大学”、“无言的教师”、“永恒的朋友”……许多有学问的名人都是通过在图书馆自学苦读而成为博学多识的学者、专家、名人、伟人的，如马克思、列宁……等等，河南工业职业技术学院图书馆分新、老校区两馆，面积39000余平方米的新校区图书馆建成于2008年7月，9月即投入使用。

各书库、阅览室实现了藏、借、阅、学为一体的综合服务，营造出良好的育人环境。

馆藏资源以机械、电气、电子、建筑、化工等自然科学文献为主体，兼顾有经济管理、人文社科等多种文献和载体，实现了文献的数字化、检索的网络化。

新、老校区两馆馆藏80万余册；中外文纸质1000余种，电子期刊12000余种，还有光盘电子读物3000种7000余盘；可以使用的各类阅览室10个，阅览座位2800多个，其中多媒体阅览座位100个。

本设计对我校图书馆进行了二氧化碳气体灭火系统设计

第一章新区图书馆概况

1.1基本情况

一、馆舍概况、馆藏状况

图书馆是高校教学、科研、专业学科建设等的重要平台，是高校文献信息中心和重要的学术机构。

目前，我院图书馆分新、老校区两馆，面积39000余平方米的新校区图书馆建成于2008年7月，9月即投入使用。

各书库、阅览室实现了藏、借、阅、学为一体的综合服务，营造出良好的育人环境。

管理机构有采编部、流通部、阅览部等。

馆藏资源以机械、电气、电子、建筑、化工等自然科学文献为主体，兼顾有经济管理、人文社科等多种文献和载体，实现了文献的数字化、检索的网络化。

新、老校区两馆馆藏80万余册；中外文纸质1000余种，电子期刊12000余种，还有光盘电子读物3000种7000余盘；可以使用的各类阅览室10个，阅览座位2800多个，其中多媒体

阅览座位100个。

新校区图书馆馆舍布局

楼层

房间号

部门

职能

一楼

1106

读者服务部

信息咨询、技术服务、借阅证办理

1108

会议室

1112

分编室

图书分编

1113

典藏室

加工后图书暂存

1116

采编书库

新书暂存

1142

书记办公室

1145

馆长办公室

1148

副馆长办公室

二楼

1206

自然书库一

计算机、数理化等类图书借阅，

1217

自然书库二

其它自科类图书借阅

1203

好学生书屋

1202

电子阅览室

电子阅览

三楼

1306

社科书库一

其它社科类图书借阅

1323

社科书库二

文学类图书借阅

1303

阅览室一

报刊阅览

1302

阅览室二

报刊阅览

1322

多媒体报告厅

图书讲座、报告

四楼

1421

工具书库

工具书、样本书及其它特色图书阅览

1406

社科书库三

语言类图书借阅

1420

过刊书库

过刊、过报存放

五楼

1520

下架书库

剔旧图书存放

二、日常服务、特色资源

两区图书馆能够为广大师生提供馆纸质图书的全开架借阅、期刊阅览、电子阅读、文印复印、信息咨询、文献检索、文献传递、馆际互借等服务。

实现了馆藏数字资源的24小时的网上阅读、下载等服务。

特色资源：

在新校区图书馆建有“国防军工类图书架”、“大学生职业生涯规划图书架”、“我院教师主参编教材、专著图书架”等，为读者提供个性化服务。

目前正在规划筹建“河南国防科技工业陈列馆”，建设后，将会成为突出军工办学特色的一大亮点，也将成为开展国防科技工业教育活动的重要基地。

通过引进出版社、图书经销商开展的图书展销活动，将为读者提供更加灵活方便的服务。

已重建的图书馆新网页，不仅可以为读者提供“入馆指南”、“信息检索”、“电子资源阅读”等服务，还为读者开设有“馆长信箱”、“网上续借”、“新书推荐”、“图书网上订购”等多种服务功能。

三、远离网吧、走进图书馆

首先，图书馆是大学生成长的必不可少重要基础之一。

图书馆是全人类知识、文化遗产的宝库，是传播、交流知识和信息的中心，它被人们誉为“智慧和知识的海洋”、“没有围墙的大学”、“无言的教师”、“永恒的朋友”……许多有学问的名人都是通过在图书馆自学苦读而成为博学多识的学者、专家、名人、伟人的，如马克思、列宁……等等，年轻时曾在图书馆做过两年图书管理员的毛泽东同志，正是利用这段宝贵的经历，博览群书，为他思想的成熟、事业的辉煌奠定了重要的理论基础。

要想成为名人、伟人，要想取得事业的成功与辉煌，请远离网吧走进图书馆吧！

其次，图书馆是学会、利用信息检索的重要平台。

当今世界已进入知识经济时代，各种知识浩如烟海；当今社会已进入信息化时代，掌握信息、处理信息、驾驭信息的能力已成为衡量新一代人才的重要标志之一。

面临知识、信息的爆炸，是否能够学会检索、收集、利用信息，获得自己所需要的知识，是对当代学子的一个重大挑战。

到网吧去，只能学会玩几个游戏；到图书馆去，你将离成功的目标越来越近。

第三，图书馆是大学生自主学习的重要阵地。

高校图书馆对于大学生来说至关重要。

高等教育与中小学教育有着很大的不同。

某种意义上，中小学是教师要教导学生学会做题，大学却是教授要教会学生学会学习，这个阶段更注重培养方法和能力，其它时间需要学生到图书馆去，充分利用相关参考书，根据自己掌握的学习方法和学习能力自主学习，从而实现课堂学习的进一步延伸和深化。

更为重要的图书馆又是大学生素质教育的重要阵地。

悠闲无聊的人去网吧，情操高尚的人到图书馆。

1.2设计原因

河南工院新区图书馆建筑面积较大,可以满足万名学生日常的阅读和学习需求,校图书馆每天都有大量的人流量,每个馆舍内都陈列着很多木质的书架，桌椅，以及大量的纸质图书，还有窗帘等等设施。

这些都是易燃品，所以做好图书馆的消防设计就显得非常重要，对图书馆进行二氧化碳气体灭火系统设计时，宜选用气体灭火剂，从气体灭火介质的灭火效率高、环保、洁净、技术成熟、投资适度以及对人体安全等因素来考虑，本设计选用二氧化碳气体灭火剂对图书馆进行气体灭火系统设计

第二章系统方案详细设计

2.1二氧化碳气体灭火系统设计

2.1.1防护区的划分

二氧化碳气体灭火系统可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统[3]。

全淹没灭火系统是指在一定时间内，喷放一定量的灭火剂，均匀的充满整个防护区的灭火方式，应用于无法预料火灾发生地点的防护区。

局部应用灭火系统是指在一定时间内，持续的对保护对象喷放灭火剂的灭火方式，应用于可预计火灾发生地点的防护区。

对于藏书众多、人员集中的河南工业职业技术学院图书馆，无法预计起火地点，因此本设计应采用全淹没灭火系统。

全淹没灭火系统防护区的面积要求小于800m2。

根据要求可将河南工业职业技术学院图书馆划分为21个防护区，各防护区的划分及其面积和容积如表2.1所示：

楼层

房间号

防护区名称

防护区面积

一楼

1106

读者服务部

80m2

1108

会议室

100m2

1112

分编室

50m2

1113

典藏室

100m2

1116

采编书库

2000m2

1142

书记办公室

60m2

1145

馆长办公室

60m2

1148

副馆长办公室

60m2

二楼

1206

自然书库一

200m2

1217

自然书库二

200m2

1203

好学生书屋

200m2

1202

电子阅览室

200m2

三楼

1306

社科书库一

200m2

1323

社科书库二

200m2

1303

阅览室一

200m2

1302

阅览室二

200m2

1322

多媒体报告厅

200m2

四楼

1421

工具书库

200m2

1406

社科书库三

200m2

1420

过刊书库

200m2

五楼

1520

下架书库

200m2

根据一套二氧化碳瓶组保护8个防护区的原则，结合理论，根据实际，把河南工业职业技术学院图书馆的各防护区划分为三套二氧化碳系统。

二氧化碳系统一包括：

二层各防护区和一层的各防护区。

二氧化碳系统二包括：

三层各防护区。

二氧化碳系统三包括：

四层的各防护区和五层的各防护区。

这样划分即能充分保护各防护区，又能省即省

2.2二氧化碳用量计算

2.2.1二氧化碳设计灭火浓度

由极限氧含量理论可知，按下式可求得二氧化碳灭火浓度。

（2-1）

式中：

C——二氧化碳灭火浓度（临界值），体积百分比；

21——空气含氧量，体积百分比；

[O2]——二氧化碳与空气混合气中某物质维持燃烧的极限氧含量，体积百分比。

《二氧化碳灭火系统设计规范》要求，二氧化碳灭火浓度C的1.7倍不应大于设计灭火浓度，且要求设计灭火浓度最小为34%[4]。

K1——面积系数，K1=0.2kg/m2；

。

（m2）

楼层

房间号

防护区名称

各系统防护区折算面积

一楼

1106

读者服务部

1510

1108

会议室

1510

1112

分编室

1510

1113

典藏室

1510

1116

采编书库

1510

1142

书记办公室

1510

1145

馆长办公室

1510

1148

副馆长办公室

1510

二楼

1206

自然书库一

1510

1217

自然书库二

1510

1203

好学生书屋

1510

1202

电子阅览室

1510

三楼

1306

社科书库一

1000

1323

社科书库二

1000

1303

阅览室一

1000

1302

阅览室二

1000

1322

多媒体报告厅

1000

四楼

1421

工具书库

800

1406

社科书库三

800

1420

过刊书库

800

五楼

1520

下架书库

800

根据中华人民共和国二氧化碳灭火系统设计规范及相关公式利用公式，结合上表统计面积可获得各防护区的二氧化碳设计用量，计算结果如表2.4所示。

表2.4各防护区的二氧化碳设计用量

（kg）

楼层

房间号

防护区名称

各系统防护区折算面积

一楼

1106

读者服务部

3233

1108

会议室

3233

1112

分编室

3233

1113

典藏室

3233

1116

采编书库

3233

1142

书记办公室

3233

1145

馆长办公室

3233

1148

副馆长办公室

3233

二楼

1206

自然书库一

3233

1217

自然书库二

3233

1203

好学生书屋

3233

1202

电子阅览室

3233

三楼

1306

社科书库一

2009

1323

社科书库二

2009

1303

阅览室一

2009

1302

阅览室二

2009

1322

多媒体报告厅

2009

四楼

1421

工具书库

1208

1406

社科书库三

1208

1420

过刊书库

1208

五楼

1520

下架书库

1208

（备注：

计算结果保留致个位）

2.3二氧化碳储存量和储存容器个数计算

根据组合分配系统的设计原则[6]，结合各防护区的二氧化碳设计用量，得出各系统的二氧化碳最大设计用量为：

系统一：

3233kg；系统二：

2009kg；系统三：

1208kg。

2.3.1二氧化碳储存量计算

二氧化碳设计用量、管网内和储存容器内的二氧化碳剩余量之和等于高压二氧化碳灭火系统中的二氧化碳储存量[7]，其中二氧化碳剩余量一般按设计用量的8%计算，即：

（2-4）

式中：

Mc——二氧化碳储存量，kg

根据公式（2-4），得出的各系统的二氧化碳储存量如表2.5所示。

表2.5各二氧化碳系统的二氧化碳储存量

（Kg）

序号

二氧化碳系统

二氧化碳储存量

1

系统一

3491

2

系统二

2169

3

系统三

1304

2.3.2二氧化碳储存容器个数计算

目前我国二氧化碳气体储存容器的贮存压力均为5.17MPa，储存容器由钢瓶、虹吸管、容器阀组成，它为无缝钢质容器，其耐压值为22.05MPa。

高压二氧化碳灭火系统的储存容器规格有：

32L、40L、45L、50L、82.5L[8]，其相应的最大充装量如表2.6所示。

本设计选用储存容积为82.5L规格，其额定充装量为55kg。

表2.6二氧化碳高压系统容器规格及最大充装量

储存容器容积（L）

32

40

45

50

82.5

最大充装量（kg）

20

25

28

31

55

二氧化碳储存容器个数，根据下式计算：

（2-5）

式中：

Np——储存容器个数，个；

Mc——二氧化碳储存量，kg。

根据公式（2-5），得出的各系统的储存容器个数如表2.7所示。

2.4灭火时间的确定

对于气体灭火剂喷放时间的确定，《二氧化碳灭火系统设计规范》中有如下要求：

全淹没灭火系统扑救表面火灾时，二氧化碳喷放时间不应大于1min；扑救固体深位火灾时，二氧化碳喷放时间不应大于7min，并应在前2min之内使防火区的浓度达到30%。

图书馆中的图书发生的火灾属于固体深位火灾，因此，本设计的二氧化碳喷放时间不应大于7min，并应在前2min之内使防护区的浓度达到30%

表2.7各二氧化碳系统储存容器个数

序号

二氧化碳系统

储存容器个数

1

系统一

33

2

系统二

33

3

系统三

50

2.5管网计算

2.5.1喷头保护半径的选择

全淹没灭火系统喷灌喷头的喷洒半径及应用高度如表2.8所示。

上海师范大学图书馆各防护区的层高分别为2.5m和3.8m。

根据表2.8，各防护区应选用保护半径均为1.7m的喷头，本设计共用1632个喷头,布置情况见附录。

表2.8全淹没灭火系统喷灌喷头的喷洒直径及应用高度

保护半径（m）

应用高度（m）

1.7

4

2.2

5

2.5

6

2.5.2管网布置

对大学图书馆的21个防护区进行了均衡管网布置，各层管网布置图见附录。

2.5.3管网设计流量计算

1）管网中干管的设计流量

根据前文叙述，二氧化碳喷放时间不应大于7min，并应在前2min之内使防护区的浓度达到30%。

二氧化碳喷放浓度到达30%时的物质系数为：

根据计算出的物质系数Kb’和利用公式（2-3），算出达到30%浓度所需的喷放二氧化碳灭火剂用量M，。

得出的各系统喷放二氧化碳灭火剂用量的计算结果如表2.9所示。

表2.9达到30%浓度所需的喷放二氧化碳灭火剂用量（kg）

序号

二氧化碳系统

喷放二氧化碳灭火剂用量

1

系统一

626.768

2

系统二

626.768

3

系统三

970.355

用求出的喷放二氧化碳灭火剂用量M，除以2min，就可得出各系统所需的干管设计流量。

如系统一的干管设计流量：

Qg=M，/2=626.768÷2=313.384kg/min，得出的各系统的干管设计流量如表2.10所示。

表2.10干管设计流量（Kg/min）

序号

二氧化碳系统

干管设计流量

1

系统一

313.384

2

系统二

313.384

3

系统三

485.178

2）管网中喷嘴的设计流量

对采用均衡布置的管网，均衡管网中喷嘴的设计流量可按下式计算：

（2-6）

式中：

Qi——单个喷嘴的设计流量，kg/min；

N——喷嘴总数，个；

Qg——管网中干管的设计流量，kg/min。

（2-7）

式中：

Q——干管的设计流量，kg/min；

Ng——安装在计算干管下游的喷嘴数量，个。

根据公式（2-6）和公式（2-7）计算得出各防护区的各管段流量如表2.11-2.13所示。

表2.11系统一中各防护区的各管段流量（kg/min）

防护区名称

管段

采购编目

典藏

开架阅览室1

开架阅览室2

开架阅览室3

开架阅览室4

会议室、展览室

（1）—

（2）

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

（2）—（3）

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

（3）—（4）

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

（4）—（5）

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

（5）—（6）

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

（6）—（7）

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

（7）—（8）

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

/

表2.12系统二中各防护区的各管段流量（kg/min）

防护区名称

管段

采购编目

典藏

开架阅览室1

开架阅览室2

开架阅览室3

开架阅览室4

开架阅览室5

开架阅览室6

（1）—

（2）

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

313.384

（2）—（3）

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

156.692

（3）—（4）

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

78.346

（4）—（5）

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

39.173

（5）—（6）

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

19.587

（6）—（7）

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

9.793

（7）—（8）

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

4.897

表2.13系统三中各防护区的各管段流量（kg/min）

防护区名称

管段

开架借阅室1

开架借阅室2

书库1

书库2

书库3

专业阅览室

（1）—

（2）

485.178

485.178

485.178

485.178

485.178

485.178

（2）—（3）

242.589

242.589

242.589

242.589

242.589

242.589

（3）—（4）

121.295

121.295

121.295

121.295

121.295

121.295

（4）—（5）

60.647

60.647

60.647

60.647

60.647

60.647

（5）—（6）

30.324

30.324

30.324

30.324

30.324

30.324

续表2.13系统三中各防护区的各管段流量（kg/min）

（6）—（7）

15.162

15.162

15.162

15.162

15.162

15.162

（7）—（8）

7.581

7.581

7.581

7.581

7.581

7.581

（8）—（9）

3.79

3.79

3.79

3.79

3.79

/

2.6初定管径

可利用下式进行管径选取。

（2-8）

式中：

D——管道内径，mm；

Kd——管径系数，在1.41-3.78之间取值，本设计取2.5；

Q——流量，kg/min。

利用公式（2-8）对各防护区的管径进行计算，根据计算结果结合标准管径进行管径初定，具体结果如表2.14-2.16所示。

表2.14系统一中各防护区的各管段管径（mm）

防护区名称

管段

采购编目

典藏

开架阅览室1

开架阅览室2

开架阅览室3

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表2.15系统二中各防护区的各管段管径（mm）

防护区名称

管段

采购编目

典藏

开架阅览室1

开架阅览室2

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开架阅览室6

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