办公楼消防设计
1 课程设计的目的
消防设计是确保建筑安全性的重要方面。国内外大量火灾事例说明，未做出科学合理的防火设计，或未按照防火设计进行施工，而留下火灾隐患，是日后造成火灾事故的起因。所以，从工程技术的角度来看，只有科学的防火设计和严格的工程施工相结合，才能为建筑预防火灾与爆炸灾害及安全提供可靠保障。
课程设计是综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计应选择课程的主要理论与计算问题，这些问题由于工作量大而不适合平时作业。通过课程设计可达到综合性训练的目的。
本课程设计的目的是让学生能认识建筑火灾发生和发展的规律，掌握建筑消防设计的基础知识和基本技能，了解建筑消防的新技术和新设备，提高建筑消防设计科学性、合理性和有效性意识。使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，学生分组完成指定章节，共同完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力。
2 课程设计内容
2.1 办公楼平面防火设计
2.1.1建筑分类及危险等级划分
建筑物的火灾危险等级可划分为：轻危险级、中危险级、严重危险级三个等级。文正楼用火较少，火灾危险性较小，可燃物较少，起火后蔓延缓慢，根据表格确定为轻危险级。
2.1.2耐火等级与防火间距设计
办公楼属于一般民用建筑，六层且办公人员不是很多，所以属于二级耐火等级的建筑。
办公楼防火间距确定
民用建筑的防火间距
耐火等级
一、二级
三 级
四 级
一、二级
6
7
9
三 级
7
8
10
四 级
9
10
12
根据表格得出文正楼的防火间距为6m。
2.1.3消防车道
办公楼周围是环形车道，附近有河流可供消防车取水
2.2 安全疏散设计
2.2.1安全疏散设计的基本原则
（1）在建筑物内的任意一个部位，宜同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。
（2）疏散路线应力求短捷通畅，安全可靠，避免出现各种人流、物流相互交叉，杜绝出现逆流。
（3）在建筑物的屋顶及外墙上宜设置可供人员临时避难使用的屋顶平台、室外疏散楼梯和阳台、凹廊等，因为这些部位与大气连通，燃烧产生的高温烟气不会在这里停留，这些部位可以基本保证人员的人身安全。
（4）疏散通道上的防火门，在发生火灾时必须保持自动关闭状态，防止高温烟气通过敞开的防火门向相邻防火分区蔓延，影响人员的安全疏散。
（5）在进行安全疏散设计时，应充分考虑人员在火灾条件下的心理状态及行为特点，并在此基础上采取相应的设计方案。
2.2.2安全分区与疏散路线设计
办公楼的安全疏散路线如图2
2.2.3安全疏散时间与距离
2.2.3.1允许疏散时间
办公楼属于二级耐火等级公共建筑，所以允许疏散时间通常有6min。
2.2.3.2安全疏散距离
安全疏散距离是指建筑物内最远处到外部出口或楼梯最大允许距离。安全疏散距离直接影响疏散所需时间，距离过长对安全疏散是十分不利的。
2.2.4安全出口设计
凡符合国家有关消防技术法规规定的疏散楼梯或直通室外地平面的门都是安全出口。
2.2.4.1安全出口数量设计
办公楼是一栋六层建筑，两个楼梯间中有一个楼梯间通向楼顶，且该楼梯位于建筑中间。有两个安全出口，工作时间保持打开状态。由于文正楼的人员密度0.0086人/m2，人员过于稀疏，所以安全出口数量和疏散楼梯都符合要求。
2.2.4.2安全出口宽度设计
安全出口的宽度如果不足，会延长疏散时间，影响安全疏散。学校、商店、办公楼、候车室等民用建筑的底层疏散门外、楼梯和走道的各自总宽度应按下表计算确定。
楼梯、门和走道的宽度指标
耐火等级
宽度指标（m/百人）
一、二级
三 级
四 级
一、二层
0.65
0.75
1.00
三 层
0.75
1.00
—
≥四层
1.00
1.25
—
办公楼的楼梯、门和走道的宽度如下表
楼梯、门和走道的宽度
安全疏散设施
楼梯
正门
后门
楼梯间门
办公室门
走道
宽度/m
1.5
3.2
1.5
3.0
0.8
1.2
办公楼的楼梯、门和走道宽度与指标对比，符合要求。
2.2.5安全疏散预测
根据办公楼时间情况设计的疏散路线，计算出办公楼的疏散时间如下表
办公楼一楼疏散时间表
房间
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A
10
A
11
A
12
A
13
A
14
A
15
A
16
合计
时间/s
0.128
0.146
0.195
0.206
0.278
0.228
0.215
0.186
0.196
0.218
0.226
0.271
0.281
0.188
0.176
0.
111
3.254
文正楼二楼疏散时间表
房间
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B 10
B 11
B 12
B 13
B 14
B 15
B 16
B17
B18
时间/s
0.166
0.166
0.108
0.098
0.133
0.238
0.225
0.183
0.148
0.176
0.200
0.251
0.273
0.205
0.195
0.208
0.203
0.195
2.2.6疏散楼梯的设计
文正楼有两个疏散楼梯每层都有防烟窗户和应急救援，其疏散楼梯如图2.
2.3 建筑内部装修防火设计
2.3.1建筑材料的分类与分级
文正楼的装修材料燃烧性能等级如下表
多层建筑内部各部位装修材料的燃烧性能等级
建筑物及场所
建筑规模、性质
装修材料燃烧性能等级
顶棚
墙面
地面
隔断
固定家具
装饰织物
其他装饰材料
窗帘
帷幕
文正楼
设有中央空调系统的办公室
A
B1
B1
B1
B2
B2
B2
其他办公室
B1
B1
B2
B2
B2
办公楼的装修材料符合要求
2.3.2建筑内装修设计防火标准
办公楼的建筑构件的燃烧性能和耐火极限符合要求。
2.2.3建筑内装修设计防火设计通用要求
2.4 建筑防排烟设计
《高层民用建筑设计防火规范》规定，凡建筑高度超过24M的新建、扩建和改建的高层民用建筑（不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层民用建筑中的人民防空地下室）及其相连的且高度不超过24m的裙房设有防烟楼梯及消防电梯均应进行防烟、排烟设计。
办公楼不属于高层建筑，且通风效果良好，无需进行防、排烟设计。
2.5 建筑消防灭火系统设计
2.5.1室内消防栓灭火系统
办公楼的消火栓布置图如图3
2.5.2自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统，简单的说，就是在火灾情况下，能自动喷水灭火，以保障人身和财产安全的一种灭火系统。其特征是：通过加压设备将水送入管网至带有热敏元件的喷头处，喷头在火灾的热环境中自动开启喷水灭火。通常根据系统中所使用的喷头形式的不同，分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类。对于装有闭式喷头的系统，只有那些受火灾影响的喷头才开启喷水扑灭下方的火灾。通常喷头下方发热覆盖面积大约为12m2.
办公楼采用闭式自动喷水灭火系统。
2.5.3灭火器
灭火器是指在其内部压力作用下，将所充装的灭火剂喷出以扑救初起火灾的灭火器具。
2.5.3.1灭火器的类型和选择
文正楼选择1211灭火器。
2.5.3.2灭火器设置要求
（1）灭火器应设置在明显和便于取用的地点。
（2）灭火器不得设置在潮湿、强腐蚀性得部位。
（3）手提式灭火器宜设置在灭火器箱内、挂钩或托架上。顶部距地面不大于1.5米，底部距地面不小于0.15米。设置灭火器不得阻挡安全疏散通道。
（4）设置在室外的灭火器应有防日晒雨淋的保护措施。
文正楼的灭火器分布图如图3
2.6 火灾自动报警与监控系统设计
我国建筑设计防火规范规定的火灾监控系统设置原则：根据建筑物的使用性质、火灾危险性划分、疏散和火灾扑救难度所确定的建筑分类和耐火等级的要求，结合建筑的不同情况、火灾监控系统的设计特点和消防工程实际需要，有针对性地采取相应的防护措施和配置火灾监控系统。
2.6.1火灾自动报警系统保护对象分级
火灾自动报警系统保护对象分级见下表
火灾保护对象分级
等级
保护对象
特级
建筑高度超过100m的高层民用建筑
一级
建筑高度不超过100m的高层民用建筑
一类建筑
建筑高度不超过24m的民用建筑及建筑高度超过24m的单层公共建筑
1、200床及以上的病房楼，每层建筑面积1000m2及以上的门诊楼；
2、每层建筑面积超过3000 m2的百货楼、商场、展览楼、高级旅馆、财贸金融楼、电信楼、高级办公楼；
3、藏书超过100万册的图书馆、书库；
4、超过3000座位的体育馆；
5、重要的科研楼、资料档案楼；
6、省级（含计划单列市）的邮政楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼；
7、重点文物保护场所；
8、大型以上的影剧院、会堂、礼堂
工业建筑
1、甲、乙类生产厂房；
2、甲、乙类物品库房；
3、占地面积或总建筑面积超过1000 m2的丙类物品库房；
4、总建筑面积超过1000 m2的地下丙、丁类生产车间及物品库房
地下民用建筑
1、地下铁道车站；
2、地下电影院、礼堂；
3、使用面积超过1000 m2的地下商场、医院、旅馆、展览厅及其他商业或公共活动场所；
4、重要的实验室、图书、资料、档案库
二级
建筑高度不超过100m的高层民用建筑
二类建筑
建筑高度不超过24m的民用建筑及建筑高度超过24m的单层公共建筑
1、设有空气调节系统的或每层建筑面积超过2000m2、但不超过3000 m2的商业楼、财贸金融楼、电信楼、展览楼、旅馆、办公室、车站、海河客运站、航空港等公共建筑及其他商业或公共活动场所；
2、市、县级的邮政楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼；
3、中型以下的影剧院；
4、高级住宅
5、图书馆、书库、档案楼
工业建筑
1、丙类生产厂房
2、建筑面积大于50 m2，但不超过1000 m2的丙类物品库房
3、总建筑面积大于50 m2，但不超过1000 m2的地下丙、丁类生产车间及地下物品库房
地下民用建筑
1、长度超过500m的城市隧道
2、使用面积不超过1000 m2的地下商场、医院、旅馆、展览厅及其他商业或公共活动场所
根据表格得知文正楼属于二级火灾自动报警保护对象。
2.6.2火灾探测器的选择
根据火灾特点选择探测器：
(1)火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或没有火焰辐射，应选用感烟探测器。
(2)火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温控测器、火焰探测器或其组合。
(3)火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟与热，应选用火焰探测器。
(4)火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。
(5)对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。
文正楼选择感烟探测器。
2.6.3火灾探测器保护面积的确定
常用的感烟、感温探测器的保护面积及保护半径如下表
感烟、感温探测器的保护面积及保护半径
火灾探测器种类
地面面积
S
/m2
房间高度
h
/m
探测器的保护面积和保护半径
屋顶坡度θ
θ≤15°
15°≤θ≤30°
θ＞30°
A/m2
R/m
A/m2
R/m
A/m2
R/m
感烟探测器
S≤80
h≤12
80
6.7
80
7.2
80
8.0
S＞80
6＜h≤12
80
6.7
100
8.0
120
9.9
h≤6
60
5.8
80
7.0
100
9.0
感温探测器
S≤30
h≤8
30
4.4
30
4.9
30
5.5
S＞30
h≤8
20
3.6
30
4.9
40
6.3
查表得出文正楼的感烟探测器保护半径为6.7m，保护面积为80m2
图T、由探测器保护面积A和保护半径R确定探测器的安装间距a,b的极限曲线
word/media/image1.png
2．6．4火灾报警器和监控系统的选择和系统布线以及工程应用
2.6.4.1 火灾探测器数量的确定
探测区域内的每个房间应至少设置一只火灾探测器。一个探测区域内所需设置的探测器数量，按下试计算：
word/media/image2.png
式中：N为一个探测区域内所需设置的探测器数量(只)，取整数；
S为一个探测区域的面积，m2；A为一个探测器的保护面积，m2；
K为修正系数，重点保护丝建箕取0.7～0.9，非重点保护的建筑取1.0。
办公楼每个办公室的面积如下表：
一楼：
房间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
面积
13.8
42
29
37
24
41.5
50
15
37
37
23.3
85
41.8
二楼：
房间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
面积
36
29
37
24
41.5
50
15
37
37
21
66
53
会议室的面积：（17.2+17.8）× 2.4/2=42m2
（1）查表得出文正楼的感烟探测器保护半径为6.7m，保护面积为80m2 ，K取1.0。因此，最大的办公室需要安装的探测器数量为：
85
N ≧word/media/image3.wmf———— = 1.06
1.0×80
66
N ≧word/media/image3.wmf———— = 0.825
1.0×80
(2)根据探测器的保护面积和保护半径查图T，极限曲线为D7，(D=2R=13.4 m)，由极限曲线D7的曲线段yz上选取探测器的安装间距a、b的数值。根据现场实际，选a=8m，b=10m。
综上，办公楼会议室的最大面积为50m2，因此每个房间只需要布置一个感烟探测器，一楼12处设2个感烟探测器。又因为探测器的保护半径为6.7m,会议室长17.5m，所以设3个。探测器的布置图如图4。
参考资料
[1]程远平，消防工程学，中国矿业大学出版社
[2]黄浩忠，火灾自动报警系统简明设计手册，中国建材工业出版社
[3]杨昌智等，暖通空调工程设计方法与系统分析，中国建筑工业出版社
[4]陈南，智能建筑火灾监控系统设计，清华大学出版社
[5]张树平等， 建筑防火设计， 中国建筑工业出版社
[6]陈保胜， 城市与建筑防灾，同济大学出版社
[7]建筑安全防火设计手册，河南科学技术出版社
[8]张树平等，现代高层建筑防火设计与施工，中国建筑工业出版社
. .
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