某图书馆七氟丙烷灭火系统设计

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毕业设计

题目哈尔滨图书馆七氟丙烷灭火系统设计院(系)别安全工程学院专业班级

姓名指导教师职称讲师

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摘要

图书馆储藏大量图书和文字资料，不仅具有经济价值，书籍本身更具有重大文化价值。图书馆本身作为大型公共场所，人员密度大，人口流动大，在火灾方面藏有巨大安全隐患。本次设计是根据国家相关法律法规，对哈尔滨图书馆进行七氟丙烷灭火系统设计和火灾自动报警系统设计。在七氟丙烷灭火系统设计中，将哈尔滨图书馆合理划分为22个防护区，对七氟丙烷灭火系统的设置进行了分析与计算。最终确定共需喷头种类JP—16、JP—18、JP—20、JP—22共4种，喷头数量总计88个。在火灾自动报警系统设计中，将该图书馆划分为4个报警区域和50个探测区域并进行合理设计。共选用了110个感烟探测器、311个感温探测器、58个手动报警按钮和54个声光报警器。在设计的结尾部分，对哈尔滨图书馆本身的设计进行了安全疏散验证且验证合格，最大限度保证建筑内人员及财产的安全。

关键词：七氟丙烷；火灾自动报警；安全疏散

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ABSTRACT

There is an enormous amount of books and documents in the library. Not only has it economic value, but also has it significant cultural value. Tremendous as the library is, full of population, there must have some hidden safety. The aim of this graduation is to design the FM-200 system and the automatic fire alarm system using a legal way in the Harbin library. In the FM-200 system, it has been divided into 22 protection parts. According to the accurate analysis and calculation, it has finally decided to choose JP-16, JP-18, JP-20, and JP-22 around 88 nozzles. In the automatic fire alarm system, it has been fallen into 4 firealarm areas and 50exploration areas, including 110 smoke detectors, 311 temperature detectors, 58 manual warning buttons, and 54 audible and visual alarms In the end, the design has maximized to ensure the safety of evacuation and property.

Keywords:Heptafluoropropane fire extinguishing system;The automatic fire- alarm system;Safety evacuation

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摘要 ......................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................. II 1 哈尔滨图书馆概况 ................................................................................................ 1 1.1 基本概况 ......................................................................................................... 1 1.2 自然气候条件 ................................................................................................. 1 2 七氟丙烷灭火系统设计 ........................................................................................ 2 2.1 七氟丙烷灭火系统 ......................................................................................... 2

2.1.1 气体灭火系统的一般规定 .................................................................. 2 2.1.2 七氟丙烷灭火系统的特点 .................................................................. 3 2.1.3 七氟丙烷灭火系统防火区的划分 ...................................................... 4 2.2灭火系统计算 .................................................................................................. 5

2.2.1灭火设计浓度 ....................................................................................... 5 2.2.2灭火剂设计用量 ................................................................................... 6 2.2.3灭火剂储瓶规格及数量的确定 ........................................................... 7 2.2.4设定灭火剂喷放时间 ........................................................................... 8 2.2.5喷头规格及数量的确定 ....................................................................... 8 2.2.6管道平均设计流量 ............................................................................. 10 2.2.7选择管网管道通径 ............................................................................. 15 2.2.8充装率的计算 ..................................................................................... 20 2.2.9 管网管道内容积 ................................................................................ 23 2.2.10 额定增压压力 .................................................................................. 25 2.2.11 计算全部储存容器气相总体积 ...................................................... 25 2.2.12 过程中点储存容器内压力 .............................................................. 28 2.2.13 计算管路损失 ................................................................................ 29 2.2.14 计算高程压头 .................................................................................. 31

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2.2.15 计算喷头工作压力 .......................................................................... 32 2.2.16 验算设计计算结果 .......................................................................... 33 2.2.17 计算喷头等效孔口面积及确定喷头规格 ...................................... 33 2.3 本章小结 ....................................................................................................... 36 3 火灾自动报警系统设计 ...................................................................................... 37 3.1 系统保护对象及火灾探测器设置部位 ....................................................... 37

3.11 系统保护对象分级 ............................................................................. 37 3.1.2 火灾探测器设置部位 ........................................................................ 37 3.2 报警区域和探测区域的划分 ....................................................................... 37

3.2.1 报警区域的划分 ................................................................................ 37 3.2.2探测区域的划分 ................................................................................. 38 3.3 系统构成与选择 ........................................................................................... 39

3.3.1系统构成 ............................................................................................. 39 3.3.2 火灾探测报警系统 ............................................................................ 39 3.4 探测报警的设计 ........................................................................................... 40

3.4.1 火灾探测报警系统的设计 ................................................................ 40 3.4.2 可燃气体探测报警系统的设计 ........................................................ 41 3.5 火灾探测器的选择 ....................................................................................... 41

3.5.1一般规定 ............................................................................................. 41 3.5.2火灾探测器的选用 ............................................................................. 42 3.6 探测器的平面布置 ....................................................................................... 42

3.6.1 探测器布置的基本原则 .................................................................... 42 3.6.2探测器数量的确定 ............................................................................. 43 3.6.3探测器数量及布置 ............................................................................. 44 3.7 手动报警按钮 ............................................................................................... 50 3.8 火灾声和（或）光报警系统的设置 ........................................................... 50

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3.9 本章小结 ....................................................................................................... 51 4 安全疏散验证 ...................................................................................................... 52 5 结论 .................................................................................................................. 72 6 致谢 .................................................................................................................. 73 7 参考文献 .............................................................................................................. 74 附录1 无缝钢管规格 ............................................................................................. 76 附录2 弯头规格 ..................................................................................................... 78 附录3 三通规格 ..................................................................................................... 78 附录4 变径接头 ..................................................................................................... 79 附录5 增压为5.6MPa（表压）时七氟丙烷灭火系统喷头等效孔口单位孔口单位面积喷射率 .......................................................................................................... 80 附录6 七氟丙烷喷头性能规格 ............................................................................. 81 附录7 火灾自动报警系统保护对象分级 ............................................................. 82 续火灾自动报警系统保护对象分级1 ................................................................... 83 续火灾自动报警系统保护对象分级2 ................................................................... 84 附录8 探测器的安装间距a、b的极限曲线 ...................................................... 85

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CONTENTS

ABSTRACT ............................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................. II 1 Harbin Library Overview .................................................................................... 1 1.1 Basic profile ..................................................................................................... 1 1.2 Natural-climatic conditions .............................................................................. 1 2 Design of heptafluoropropane fire extinguishing system .................................. 2 2.1 Heptafluoropropane fire extinguishing system ................................................ 2

2.1.1 General provisions of the gas extinguishing system ............................. 2 2.1.2 Characteristics ....................................................................................... 3 2.1.3 Division of fire protection district ......................................................... 4 2.2 Fire extinguishing system calculation .............................................................. 5

2.2.1 Fire-fighting design concentration ........................................................ 5 2.2.2 Fire-extinguishing desigh ...................................................................... 6 2.2.3 Fire-extinguishing cylinder specifications and quantity ....................... 7 2.2.4 Agent application .................................................................................. 8 2.2.5 Nozzle size and determine the number ................................................. 8 2.2.6 Pipeline design average flow .............................................................. 10 2.2.7 Select the network pipe size ................................................................ 15 2.2.8 Filling rate calculation ......................................................................... 20 2.2.9 Network pipes internal volume ........................................................... 23 2.2.10 Rated pressure ................................................................................... 25 2.2.11 Calculate the total storage container with gas volume ...................... 25 2.2.12 Point pressure in the storage container .............................................. 28 2.2.13 Calculating line loss .......................................................................... 29 2.2.14 Calculating elevation head ................................................................ 31

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2.2.15 Calculating of nozzle working pressure ............................................ 32 2.2.16 Checking design calculations results ................................................ 33 2.2.17 Equivalent nozzle orifice size and nozzle specifications .................. 33 2.3 Summary ........................................................................................................ 36 3 Design of automatic fire alarm system .............................................................. 37 3.1 System protection and fire detector settings parts .......................................... 37

3.11 System protection rating ....................................................................... 37 3.1.2 Fire detector settings parts .................................................................. 37 3.2 Division of alarm and detection ..................................................................... 37

3.2.1 Division of alarm areas ....................................................................... 37 3.2.2 Division of detection areas .................................................................. 38 3.3 System structure and select ............................................................................ 39

3.3.1 System structure .................................................................................. 39 3.3.2 Fire detection and alarm system .......................................................... 39 3.4 Design of detection and alarm ........................................................................ 40

3.4.1 Design of fire detection and alarm system .......................................... 40 3.4.2 Design of combustible gas detection and alarm system ...................... 41 3.5 Selection of fire detector ................................................................................ 41

3.5.1 General provisions .............................................................................. 41 3.5.2 Selection of fire detector ..................................................................... 42 3.6 Detector layout ............................................................................................... 42

3.6.1 The basic principles ............................................................................. 42 3.6.2 Determine the number of detectors ..................................................... 43 3.6.3 Arrangement of detector ...................................................................... 44 3.7 Manual alarm ................................................................................................. 50

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3.8 Fire and (or) optical alarm system set ............................................................ 50 3.9 Summary ........................................................................................................ 51 4 Safety evacuation time ........................................................................................ 52 5 Conclusion ............................................................................................................ 72 6 Thanks .................................................................................................................. 73 7 Bibliography ........................................................................................................ 74 Appendix 1 The size of Seamless steel tube ...................... 76 Appendix 2 The size of Elbow .................................... 77 Appendix 3 The size of Tee-junction ............................. 78 Appendix 4 The size of Adjustable joints ........................ 79 Appendix 5 5.6MPa (g) when the booster injection rate heptfluoride propane fire extinguishing system nozzle orifice orifice unit area equivalent unit

............................................................... 80 Appendix 6 FM200 nozzle performance specifications .............. 81 Appendix 7 Fire automatic alarm system protection object classification ................................................................. 82 Automatic fire alarm system protection object classification 1 .. 83 Automatic fire alarm system protection object classification 2 .. 84 Appendix 8 The installation of the detector spacing limit curve of a and b ............................................................ 85

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1 哈尔滨图书馆概况

1.1 基本概况

该建筑为哈尔滨图书馆，主要功能是提供保存了书籍、文档，同时为工作人员提供了工作休息的场所。共四层，每层面积1987.2m2，总面积7968.8m2；材料采用250mm厚加气砌块墙面，外立面外挂石材。地上有100mm厚钢筋混凝土墙，150mm厚加气砌块墙，100mm厚轻钢龙骨石膏板墙。

1.2 自然气候条件

哈尔滨位于最北端，是中国纬度最高、气温最低的大都市。四季分明，冬季漫长寒冷，而夏季则显得短暂凉爽。哈尔滨的集中降水期为每年7至8月，集中降雪期为每年11月至次年1月。年平均温度3.6℃。最冷的1月份，平均气温为零下13.2℃至零下24.8℃，最热的7月份，平均气温为18.1℃至22.8℃。3-5月份为春季，易发生春旱和大风，气温回升快而且变化无常，升温或降温一次可达10℃左右。6-8月份为夏季，炎热湿润多雨，7月份平均气温19-20℃，最高气温达38℃。平均降水量占全年的60%-70%，由于降水集中，间有暴雨，易发生洪涝灾害。9-11月份为秋季，降雨明显减少，昼夜温差变幅较大，9月份平均气温为10℃，10月份北部地区已到0℃，南部地区2-4℃。12-次年2月份为冬季，漫长而寒冷干燥，雪覆大地。1月平均气温零下15℃-零下30℃，最低气温曾达零下52.3℃。

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2 七氟丙烷灭火系统设计

根据《气体灭火系统设计规范》[1]和《七氟丙烷（HFC-227ea）气体灭火系统设计、施工及验收规范》中的相关规定[2]，对哈尔滨图书馆进行七氟丙烷气体灭火系统设计。

2.1 七氟丙烷灭火系统

2.1.1 气体灭火系统的一般规定

1）采用气体灭火系统保护的防护区，其灭火设计用量或惰化设计用量，应根据防护区内可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设计浓度经计算确定。

2）有爆炸危险的气体、液体类火灾的防护区，应采用惰化设计浓度；无爆炸危险的气体、液体类火灾和固体类火灾的防护区，应采用灭火设计浓度。

3）几种可燃物共存或混合时，灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火设计浓度或惰化设计浓度确定。

4）两个或两个以上的防护区采用组合分配系统时，一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个。

5）组合分配系统的灭火剂储存量，应按储存量最大的防护区确定。 6）灭火系统的灭火剂储存量，应为防护区的灭火设计用量与储存容器内的灭火剂剩余量和管网内的灭火剂剩余量之和。

7）灭火系统的储存装置72小时内不能重新充装恢复工作的，应按系统原储存量的100%设置备用量。

8）灭火系统的设计温度，应采用20℃。

9）同一集流管上的储存容器，其规格、充压压力和充装量应相同。

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10）同一防护区，当设计两套或三套管网时，集流管可分别设置，系统启动装置必须共用。各管网上喷头流量均应按同一灭火设计浓度、同一喷放时间进行设计。

11）管网上不应采用四通管件进行分流。

12）喷头的保护高度和保护半径，应符合下列规定：最大保护高度不宜大于6.5 m；最小保护高度不应小于0.3 m；

喷头安装高度小于1.5 m时，保护半径不宜大于4.5 m；喷头安装高度不小于1.5 m时，保护半径不应大于7.5 m。

13）喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面的最大距离不宜大于0.5 m。 14）一个防护区设置的预制灭火系统，其装置数量不宜超过10台。 15）同一防护区内的预制灭火系统装置多于1台时，必须能同时启动，其动作响应时差不得大于2 s。

16）单台热气溶胶预制灭火系统装置的保护容积不应大于160 m3；设置多台装置时，其相互间的距离不得大于10 m。

17）采用热气溶胶预制灭火系统的防护区，其高度不宜大于6.0 m。 18）热气溶胶预制灭火系统装置的喷口宜高于防护区地面2.0 m。 2.1.2 七氟丙烷灭火系统的特点

“七氟丙烷”是一种以化学灭火为主，兼有物理灭火作用的洁净气体灭火剂；它无色、无味、低毒、不导电、不污染被保护对象，不会对财物和精密设施造成损坏；能以较低的灭火浓度，可靠的扑灭B、C类火灾及电器火灾；储存空间小，临界温度高，临界压力低，在常温下可液化储存；释放后不含粒子或油状残余物，对大气臭氧层无破坏作用（ODP值为零），符合环保要求。

图书馆藏有大量的文字资料，七氟丙烷灭火剂可用于扑救固体表面火灾，在常温、常压条件下能全部挥发，灭火后无残留物，高效无毒，适用于要求不

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留痕迹或清洗残留物有困难的场所，可以保证在扑灭火灾后

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图书不被损坏。此外，七氟丙烷灭火剂的灭火浓度低，储瓶量少，占地面积小，可以节约资源，长期储存不泄漏，准确可靠，这样不仅可以保护火灾中的重要的设备，还可以保证人员的安全，减少不必要的损失。所以，为了保护图书，本设计选择七氟丙烷为灭火剂对哈尔滨图书馆进行灭火设计。 2.1.3 七氟丙烷灭火系统防火区的划分

1）防护区划分的规定

防护区应以固定的单个封闭空间划分；当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；当采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800 m2，且容积不宜大于3600 m3；当采用预制灭火装置时，一个防护区的面积不宜大于100 m2，且容积不宜大于400 m3。

2）图书馆防护区划分

根据上述基本要求，图书馆划分为22个的防护区，各防护区的划分如表2.1所示。

表2.1 防护区基本情况

防护区名称密集书库安全管理室2 密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室社会科学室1 社会科学室2 面积（m） 77.76 90.72 77.76 77.76 90.72 90.72 77.76 77.76 2高度（m） 3.6 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3 3 容积（m） 279.936 299.376 256.608 256.608 299.376 299.376 233.28 233.28 3精选文档

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文艺室1 文艺室2 90.72 90.72 3 3 272.16 272.16 续表2.1 防护区基本情况

防护区名称建筑室1 外语文献室1 计算机室采矿室1 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 机械室2 安全管理室面积（m） 90.72 90.72 90.72 90.72 77.76 77.76 90.72 90.72 90.72 90.72 90.72 90.72 2高度（m） 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 容积（m） 272.16 272.16 272.16 272.16 233.28 233.28 272.16 272.16 272.16 272.16 272.16 272.16 3 因一套灭火剂储存装置最多可供8个防护区使用，本设计的建筑物共有四层，该层防护区有22个，同时根据楼层布置，本设计共采用五套灭火剂储存装置。

2.2 灭火系统计算

2.2.1灭火设计浓度

依据《洁净气体灭火系统设计计算》[3]和七氟丙烷（FM-200）《气体灭火系统工程设计参数及计算方法的研究》[4]中规定，图书、档案、票据和文物资料库等防护区，灭火设计浓度宜采用10%。通讯机房和电子计算机房等防护区，

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灭火设计浓度宜采用8%。

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2.2.2灭火剂设计用量

防护区灭火设计用量应按下式计算：

VC WK（2-1） (kg)

S(100C)式中：W——灭火设计用量或惰化设计用量，kg； C——灭火设计浓度或惰化设计浓度，%； V——防护区的净容积，m3；

S——灭火剂过热蒸汽在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的比容，m3/kg；

K——海拔高度修正系数，取1。

灭火剂过热蒸汽在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的比容S可按下式计算：

S0.12690.000513T （2-2）本设计取温度T=20℃，于是计算S为0.13716(m3/kg) 将C=10%，K=1，S=0.13716代入公式（2-1）中可得W=0.8101V

于是根据各防护区净容积计算灭火剂设计用量如下：

279.936226.776kg 密集书库： W0.8101299.376242.5245kg 安全管理室2： W0.8101256.608207.8781kg 密集书库2： W0.8101精选文档

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256.608207.8781kg 建筑室2： W0.8101299.376242.5245kg 新到书籍室： W0.8101299.376242.5245kg 杂志室： W0.8101233.28188.9801kg 社会科学室1： W0.8101233.28188.9801kg 社会科学室2： W0.8101272.16220.7468kg 文艺室1： W0.8101272.16220.7468kg 文艺室2： W0.8101272.16220.7468kg 建筑室1： W0.8101272.16220.7468kg 外语文献室1： W0.8101272.16220.7468kg 计算机室： W0.8101272.16220.7468kg 采矿室1： W0.8101233.28188.9801kg 采矿室2： W0.8101233.28188.9801kg 自然图书室： W0.8101272.16220.7468kg 数理化室： W0.8101272.16220.7468kg 经管室1： W0.8101272.16220.7468kg 经管室2： W0.8101272.16220.7468kg 机械室1： W0.8101272.16220.7468kg 机械室2： W0.8101272.16220.7468kg 安全管理室： W0.81012.2.3灭火剂储瓶规格及数量的确定

通过上述计算确定了各防护区的设计用量，而设计用量决定了灭火剂储瓶数量，所有防护区的储瓶规格都采用JR-100/54，根据《高层建筑防火设计手册》

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[5]

进行相关计算可以得到防护区灭火剂储瓶数量，数量具体如下表2.2：

表2.2 各防护区灭火剂储瓶规格及数量

防护区名称密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室社会科学室1 社会科学室2 数量n 3 3 3 3 4 4 储瓶规格 JR-100/54 续表2.2 各防护区灭火剂储瓶规格及数量

防护区名称文艺室1 文艺室2 建筑室1 外语文献室1 计算机室采矿室1 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 机械室2 数量n 5 5 5 5 5 5 4 4 5 5 5 5 5 储瓶规格 JR-100/54 精选文档

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安全管理室 5 2.2.4设定灭火剂喷放时间

根据气体灭火系统设计规范中规定，取t=7s。 2.2.5喷头规格及数量的确定

根据《建筑消防技术与设计》[6]本设计选用JP型喷头，选择保护半径R=7.5m，根据防护区的长宽，设定各防护区的喷头数量，保证喷头在喷洒时房间不留死角，以下是各防护区喷头的数量：

表2.3 各防护区喷头的规格及数量防护区名称密集书库安全管理室2 密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室社会科学室1 社会科学室2 文艺室1 文艺室2 数量 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 JP 规格精选文档

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建筑室1 外语文献室1 计算机室采矿室1 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 续表2.3 各防护区喷头的规格及数量

防护区名称机械室2 安全管理室数量 4 4 规格 JP 2.2.6管道平均设计流量

密集书库：

W226.776232.3966(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/216.1983(kg/s)

主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/28.0992(kg/s) 储存容器出流管：Qp安全管理室2：

主干管： QwW242.524534.(kg/s)t7精选文档

W226.776210.79(kg/s) nt37可修改可编辑

支管1： Qg1Qw/217.3232(kg/s) 支管2： Qg2Qg1/28.6616(kg/s) 储存容器出流管：Qp密集书库2：

W207.878129.6969(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/214.8484(kg/s)

W242.524511.5488(kg/s) nt37 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.4242(kg/s) 储存容器出流管：Qp建筑室2：

W207.878129.6969(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/214.8484(kg/s)

W207.81819.9(kg/s) nt37 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.4242(kg/s) 储存容器出流管：Qp新到书籍室：

W242.524534.(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/217.3232(kg/s)

W207.81819.9(kg/s) nt37 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/28.6616(kg/s) 储存容器出流管：Qp杂志室：

W242.524534.(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/217.3232(kg/s)

W242.524511.5488(kg/s) nt37 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/28.6616(kg/s) 储存容器出流管：QpW242.524511.5488(kg/s)nt37精选文档

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社会科学室1：

W188.980126.9972(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/213.4986(kg/s)

主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/26.7493(kg/s) 储存容器出流管：Qp社会科学室2：

W188.980126.9972(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/213.4986(kg/s)

W188.98016.7493(kg/s) nt47 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/26.7493(kg/s) 储存容器出流管：Qp文艺室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W188.98016.7493(kg/s) nt47 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp文艺室2：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp建筑室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw精选文档

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支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp外语文献室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp计算机室：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp采矿室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp采矿室2：

W188.980126.9972(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/213.4986(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/26.7493(kg/s) 储存容器出流管：Qp自然图书室：

W188.98016.7493(kg/s) nt47精选文档

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W188.980126.9972(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/213.4986(kg/s)

主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/26.7493(kg/s) 储存容器出流管：Qp数理化室：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W188.98016.7493(kg/s) nt47 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp经管室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp经管室2：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp机械室1：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s)精选文档

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储存容器出流管：Qp机械室2：

W220.47686.2293(kg/s) nt57W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp安全管理室：

W220.476831.4967(kg/s) t7 支管1： Qg1Qw/215.7483(kg/s)

W220.47686.2293(kg/s) nt57 主干管： Qw 支管2： Qg2Qg1/27.8742(kg/s) 储存容器出流管：Qp2.2.7选择管网管道通径

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）[7]，初选管径可按管道设计流量，参照下列公式计算：

当Q6.0kg/s时，

D(12~20)Q （2-3）当6.0kg/sQ160.0kg/s时，

D(8~16)Q （2-4）设定6.0kg/sQ160.0kg/s D=12

密集书库：

主干管： Dw68.29(mm) 支管1： Dg148.3(mm)W220.47686.2293(kg/s) nt57精选文档

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支管2： Dg234.15(mm)

储存容器出流管： Dp39.434(mm) 安全管理室2：

主干管：Dw70.(mm)

支管1：Dg149.95(mm) 支管2：Dg235.31(mm)

储存容器出流管：Dp40.7802(mm) 密集书库2：

主干管：Dw65.39(mm) 支管1：Dg146.23(mm) 支管2： Dg232.7(mm)

(mm) 储存容器出流管：Dp37.7571 建筑室2：

主干管：Dw65.39(mm) 支管1：Dg146.23(mm) 支管2： Dg232.7(mm)

(mm) 储存容器出流管：Dp37.7571 新到书籍室：

主干管：Dw70.(mm)

支管1：Dg149.95(mm) 支管2：Dg235.31(mm)

储存容器出流管：Dp40.7802(mm) 杂志室：

主干管：Dw70.(mm)

支管1：Dg149.95(mm) 支管2：Dg235.31(mm)

储存容器出流管：Dp40.7802(mm) 社会科学室1：

主干管： Dw62.35(mm)精选文档

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支管1： Dg144.09(mm) 支管2： Dg231.18(mm) 储存容器出流管： Dp31.18(mm) 社会科学室2：

主干管： Dw62.35(mm)

支管1： Dg144.09(mm) 支管2： Dg231.18(mm) 储存容器出流管： Dp31.18(mm) 文艺室1：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 文艺室2：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 建筑室1：

(mm) 主干管：Dw67.3463 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm)

储存容器出流管：Dp30.12(mm) 外语文献室1：

(mm) 主干管：Dw67.3463 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm)

储存容器出流管：Dp30.12(mm) 计算机室：

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主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm)

储存容器出流管：Dp30.12(mm) 采矿室1：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm)

储存容器出流管：Dp30.12(mm) 采矿室2：

主干管： Dw62.35(mm)

支管1： Dg144.09(mm) 支管2： Dg231.18(mm) 储存容器出流管： Dp31.18(mm) 自然图书室：

主干管： Dw62.35(mm)

支管1： Dg144.09(mm) 支管2： Dg231.18(mm) 储存容器出流管： Dp31.18(mm) 数理化室：

(mm) 主干管：Dw67.3463 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 经管室1：

(mm) 主干管：Dw67.3463 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm)精选文档

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经管室2：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 机械室1：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 机械室2：

主干管：Dw67.3463(mm) 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm) 安全管理室：

(mm) 主干管：Dw67.3463 支管1：Dg147.62(mm) 支管2： Dg233.67(mm) 储存容器出流管：Dp30.12(mm)

结合上述计算结果，依据《消防工程学》[8]规定选取各管道通径。具体结

果如下表：

2.4表防护区管道通径（mm）防护区名称主管(mm) 80 80 80 一级管道(mm) 二级管道(mm) 40 40 40 储存容器出流管(mm) 40 50 40 密集书库安全管理室2 密集书库2 50 50 50 精选文档

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建筑室2 新到书籍室杂志室社会科学室1 社会科学室2 文艺室1 文艺室2 建筑室1 外语文献室1 计算机室采矿室1 采矿室2 80 80 80 65 65 80 80 80 80 80 80 65

50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 40 40 40 32 32 40 40 40 40 40 40 32 40 50 50 32 32 32 32 32 32 32 32 32 续表2.4防护区管道通径防护区名称自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 机械室2 主管(mm) 65 80 80 80 80 80 一级管道(mm) 50 50 50 50 50 50 精选文档

二级管道(mm) 32 40 40 40 40 40 储存容器出流管(mm) 32 32 32 32 32 32 可修改可编辑

安全管理室密集书库安全管理室2 密集书库2 80 80 80 80 50 50 50 50 40 40 40 40 32 40 50 40 2.2.8充装率的计算

系统灭火剂储存量应按下式计算：

W0WW1W2 （2-5）式中：W1——储瓶内灭火剂剩余量，W1n3.5，kg；

W2——管道内灭火剂剩余量（均衡管网或只含一个封闭空间的防护区的非均衡管网可不计该项），W20，kg。依据上述公式和表2.2中的数据计算系统存储量如下：密集书库：

W0226.776233.5237.2762(kg) 安全管理室2：

W0242.524533.5253.0245(kg) 密集书库2：

W0207.878133.5218.3781(kg) 建筑室2：

W0207.878133.5218.3781(kg) 新到书籍室：

W0242.524533.5253.0245(kg) 杂志室：

W0242.524533.5253.0245(kg)精选文档

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社会科学室1：

W0233.2843.5188.9801(kg) 社会科学室2：

W0233.2843.5188.9801(kg) 文艺室1：

W0220.476853.5237.9768(kg) 文艺室2：

W0220.476853.5237.9768(kg) 建筑室1：

W0220.476853.5237.9768(kg) 外语文献室1：

W0220.476853.5237.9768(kg) 计算机室：

W0220.476853.5237.9768(kg) 采矿室1：

W0220.476853.5237.9768(kg) 采矿室2：

W0233.2843.5188.9801(kg) 自然图书室：

W0233.2843.5188.9801(kg) 数理化室：

W0220.476853.5237.9768(kg) 经管室1：

W0220.476853.5237.9768(kg) 经管室2：

W0220.476853.5237.9768(kg) 机械室1：

精选文档

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W0220.476853.5237.9768(kg) 机械室2：

W0220.476853.5237.9768(kg) 安全管理室：

W0220.476853.5237.9768(kg) 储瓶充装率按照下式计算： （2-6）

式中：n——储瓶数量；

W0(kg/m3) nVb Vb——储存容器的容积，m3。

根据上述公式，可得各防护区储瓶充装率，结果如下：密集书库： 790.9207(kg/m3) 安全管理室2： 843.415(kg/m3) 密集书库2： 727.927(kg/m3) 建筑室2： 727.927(kg/m3) 新到书籍室： 843.415(kg/m3) 杂志室： 843.415(kg/m3) 社会科学室1： 472.4503(kg/m3) 社会科学室2： 472.4503(kg/m3)

(kg/m3) 文艺室1： 475.9536(kg/m3) 文艺室2： 475.9536 建筑室1： 475.9536(kg/m3)

(kg/m3) 外语文献室1： 475.9536(kg/m3) 计算机室： 475.9536 采矿室1： 475.9536(kg/m3)

(kg/m3) 采矿室2： 472.4503精选文档

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自然图书室： 472.4503(kg/m3) 数理化室： 475.9536(kg/m3) 经管室1： 475.9536(kg/m3) 经管室2： 475.9536(kg/m3) 机械室1： 475.9536(kg/m3) 机械室2： 475.9536(kg/m3) 安全管理室： 475.9536(kg/m3) 2.2.9 管网管道内容积

附录1为无缝钢管规格，根据此表可以确定各管径对应的单位容积。根据附录1计算管道内容积，具体如下：密集书库：

Vp(10.80.3663)4.905.41.967.61.1977.9282(m3) 安全管理室2：

Vp(7.23.30.3663)4.906.31.967.61.1978.2222(m3) 密集书库2：

Vp(7.20.3663)4.9039.61.967.61.19127.3202(m3) 建筑室2：

Vp(14.40.3663)4.905.41.967.61.1995.5682(m3) 新到书籍室：

Vp(3.30.3663)4.906.31.967.61.1942.9422(m3) 杂志室：

Vp(16.0820.3663)4.903.61.967.61.19100.282(m3) 社会科学室1：

Vp(7.20.3664)3.425.41.967.60.8546.6749(m3) 社会科学室2：

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Vp(14.40.3664)3.425.41.967.60.8571.29(m3) 文艺室1：

Vp(7.20.3665)4.96.31.967.61.1965.639(m) 文艺室2：

Vp(23.2820.3665)4.96.31.967.61.19144.4408(m3) 建筑室1：

Vp(16.0820.3665)4.93.61.96131.19110.2948(m3) 外语文献室1：

Vp(23.2820.3665)4.96.31.967.61.19144.4408(m3) 计算机室：

Vp(7.20.3665)4.96.31.967.61.1965.639(m) 采矿室1：

Vp(14.40.3665)4.96.31.967.61.19100.919(m3) 采矿室2：

Vp(7.20.3664)3.425.41.967.60.8546.6749m3) 自然图书室：

Vp(14.40.3664)3.425.41.967.60.8571.29(m3) 数理化室：

Vp(7.230.3665)4.96.31.967.61.1980.339(m3) 经管室1：

Vp(23.2820.3665)4.96.31.967.61.19144.4408(m3) 经管室2：

Vp(7.230.3665)4.96.31.967.61.1980.339(m3) 机械室1：

Vp(16.0820.3665)4.93.61.96131.19110.2948(m3) 机械室2：

Vp(23.2820.3665)4.96.31.967.61.19144.4408(m3)精选文档

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安全管理室：

Vp(14.430.3665)4.96.31.967.61.19115.619(m3) 2.2.10 额定增压压力

依据气体灭火系统设计规范中规定，选用P05.6MPa（绝对压力）。 2.2.11 计算全部储存容器气相总体积

根据公式（2-7）可计算储瓶喷放前气相容积：

3 V0nVb1(m)

（2-7）

式中：——七氟丙烷液体密度，20℃时1407kg/m3。 Vb——储存容器的容量，m3。

各防护区储瓶喷放前的气相容积如下：密集书库：

790.9207 V030.11(m3) 0.13141407安全管理室2：

843.415 V030.11(m3) 0.12021407密集书库2：

727.927 V030.11(m3) 0.14481407建筑室2：

727.927 V030.11(m3) 0.14481407新到书籍室：

843.415 V030.11(m3) 0.12021407杂志室：

精选文档

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843.415 V030.11(m3) 0.12021407社会科学室1：

472.45933 V040.110.2657(m)

1407社会科学室2：

472.45933 V040.110.2657(m)

1407文艺室1：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407文艺室2：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407建筑室1：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407外语文献室1：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407计算机室：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407采矿室1：

475.9536 V050.11(m3) 0.33091407采矿室2：

472.45933 V040.110.2657(m)

1407自然图书室：

472.45933 V040.110.2657(m)1407精选文档

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数理化室：

475.9536 V050.1114070.3309(m3) 经管室1：

V1475.9536050.114070.3309(m3) 经管室2：

V50.11475.9536014070.3309(m3) 机械室1：

V50.11475.9536014070.3309(m3)机械室2：

V50.1475.95360114070.3309(m3)安全管理室：

V0.1475.953605114070.3309(m3)2.2.12 过程中点储存容器内压力

过程中点储瓶内的压力可按如下公式计算： PP0V0m(MPa)

VW02VP 密集书库：安全管理室2：密集书库2：精选文档

（2-8）Pm2.5835(MPa)Pm2.3592(MPa)Pm2.3438(MPa) 可修改可编辑

建筑室2： Pm2.5804(MPa) 新到书籍室： Pm2.6998(MPa) 杂志室： Pm2.2(MPa) 社会科学室1：社会科学室2：文艺室1：文艺室2：建筑室1：外语文献室1：计算机室：采矿室1：采矿室2：自然图书室：数理化室：经管室1：

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Pm3.9205(MPa)

Pm3.6815(MPa) Pm3.902(MPa) Pm3.347(MPa) Pm3.5687(MPa) Pm3.347(MPa) Pm3.902(MPa) Pm3.6388(MPa) Pm3.9205(MPa) Pm3.6815(MPa) Pm3.7875(MPa) 可修改可编辑

Pm3.347(MPa)

经管室2： Pm3.7875MPa) 机械室1： Pm3.5687(MPa) 机械室2： Pm2.4575(MPa)

(MPa) 安全管理室： Pm2.982.2.13 计算管路损失

附录2是弯头规格，此表的作用是根据管道管径选择相应的当量长度。附录3是三通规格，此表的作用是根据管道管径选择相应的直路和分支路的当量长度。附录4是变径接头规格，此表的作用是根据变径选择相应的当量长度。

根据《气体灭火系统管网压力损失计算公式推导》[9]管网的阻力损失应根据管道种类确定。当采用镀锌钢管时，其阻力损失可按下式计算：

5.75105Q2L P（2-9） 25D(1.742lg)D0.12式中：ΔP——计算管段阻力损失，MPa；

L——管道计算长度，计算管段中沿程长度与局部损失当量长度之

和，m；

Q——管道设计流量，kg/s； D——管道内径，mm。

根据建筑气体灭火系统规定，查得弯头规格当量长度、三通规格当量长度、接头规格当量长度。根据以上公式，计算密集书库管路阻力损失如下：

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密集书库：1）储瓶出流管：Q10.79(kg/s) 及DN40(mm)

L3.63.50.57.6(m)

5.7510510.792 P7.60.1081(MPa)

2540(1.742lg)400.12 2）主干管：Q32.3966(kg/s) 及DN80(mm) L10.8(m)

5.7510532.39662 P10.80.034(MPa)

2580(1.742lg)800.12(kg/s) 及DN50(mm) 3）支管1：Q16.1983 L5.80.72.79.2(m)

25.7510516.1983 P9.20.0912(MPa)

2550(1.742lg)500.12(kg/s) 及DN40(mm) 4）支管2：Q8.0992 L40.31.82.80.29.1(m)

5.751058.09922 P9.10.07279(MPa)

2540(1.742lg)400.12 5）管路总损失：

P0.10810.0340.09120.072790.3085(MPa)

根据上述方法，同理可得其余房间管道损耗如表2.5

表2.5 管道损失

防护区名称储瓶出流管（MPa）主管（MPa）支管1（MPa）支管2（MPa）合计（MPa）精选文档

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密集书库安全管理室2 密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室社会科学室1 社会科学室2 文艺室1 文艺室2 建筑室1 0.1081 0.0383 0.0908 0.0908 0.0383 0.0383 0.1365 0.1365 0.11 0.11 0.11 0.034 0.0606 0.0204 0.0408 0.0127 0.0621 0.0501 0.1001 0.023 0.0947 0.0513 0.0912 0.1094 0.0766 0.0766 0.1094 0.0941 0.075 0.075 0.1035 0.1035 0.0909 0.07279 0.0833 0.0612 0.0612 0.0833 0.0956 0.1958 0.1958 0.0907 0.0907 0.1009 0.3085 0.2916 0.249 0.2694 0.2437 0.2901 0.4574 0.5074 0.3361 0.4078 0.362 续表2.5 管道损失

防护区名称外语文献室1 计算机室采矿室1 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 0.11 0.11 0.1365 0.1365 0.11 0.11 0.0286 0.046 0.0501 0.1001 0.0325 0.0937 0.0352 0.1035 0.075 0.075 0.1035 0.1035 0.0907 0.0907 0.1958 0.1958 0.0907 0.0907 0.2734 0.3591 0.4574 0.5074 0.3456 0.4068 储瓶出流管（MPa） 0.11 0.0947 0.1035 0.0907 0.4078 主管（MPa）支管1（MPa）支管2（MPa）合计（MPa）精选文档

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经管室2 机械室1 机械室2 安全管理室 0.11 0.11 0.11 0.11 0.0325 0.0513 0.0743 0.0555 0.1035 0.0909 0.1035 0.1035 0.0907 0.1001 0.0907 0.0907 0.3456 0.3612 0.3874 0.3686 2.2.14 计算高程压头

高程压力损失按下式计算：

Ph106Hg(MPa) （2-10）式中：H——喷头高度相对“过程中点”时储瓶液面的差，m； g——重力加速度，9.81m/s。

密集书库： Ph10614073.49.810.047(MPa) 安全管理室2：Ph10614073.19.810.043(MPa) 密集书库2： Ph10614073.19.810.043(MPa) 建筑室2： Ph10614073.19.810.043(MPa) 新到书籍室： Ph10614073.19.810.043(MPa) 杂志室： Ph10614073.19.810.043(MPa) 社会科学室1：Ph10614072.89.810.039(MPa) 社会科学室2：Ph10614072.89.810.039(MPa) 文艺室1： Ph10614072.89.810.039(MPa) 文艺室2： Ph10614072.89.810.039(MPa) 建筑室1： Ph10614072.89.810.039(MPa) 外语文献室1：Ph10614072.89.810.039(MPa) 计算机室： Ph10614072.89.810.039(MPa) 采矿室1： Ph10614072.89.810.039(MPa) 采矿室2： Ph10614072.89.810.039(MPa)精选文档

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自然图书室： Ph10614072.89.810.039(MPa) 数理化室： Ph10614072.89.810.039(MPa) 经管室1： Ph10614072.89.810.039(MPa) 经管室2： Ph10614072.89.810.039(MPa) 机械室1： Ph10614072.89.810.039(MPa) 机械室2： Ph10614072.89.810.039(MPa) 安全管理室： Ph10614072.89.810.039(MPa) 2.2.15 计算喷头工作压力

采用下式可计算喷头的工作压力：

PcPm(PPh)(MPa) （2-11）

密集书库： Pc2.58350.30850.0472.322(MPa) 安全管理室2： P(MPa) c2.35920.29160.0432.1106 密集书库2： Pc2.34380.2490.0432.1378(MPa) 建筑室2： Pc2.58040.26940.0432.354(MPa) 新到书籍室： Pc2.69980.24370.0432.4991(MPa) 杂志室： Pc2.20.29010.0431.9529(MPa) 社会科学室1： Pc3.92050.45740.0393.5021(MPa)精选文档

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社会科学室2 : Pc3.68150.50740.0393.2131(MPa)

文艺室1： Pc3.9020.33610.0393.6049(MPa) 文艺室2： Pc3.3470.40780.0392.9782(MPa) 建筑室1：外语文献室1：计算机室：采矿室1：采矿室2：自然图书室：数理化室：经管室1：经管室2：机械室1：机械室2：安全管理室：

Pc3.56870.3620.0393.2457(MPa) Pc3.3470.40780.0392.9782(MPa) Pc3.9020.27340.0393.6676(MPa) Pc3.63880.35910.0393.3187(MPa) Pc3.92050.45740.0393.5021(MPa) Pc3.68150.50740.0393.2131(MPa) Pc3.78750.34560.0393.4809(MPa) Pc3.3470.40680.0392.9792(MPa) Pc3.78750.34560.0393.4809(MPa) Pc3.56870.36120.0393.2465(MPa) Pc2.45750.38740.0392.1091(MPa) 精选文档

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Pc2.980.36860.0392.3202(MPa) 2.2.16 验算设计计算结果

计算结果应满足下列条件： 1）Pc≥0.7 MPa（绝压） 2）Pc≥Pm/2（绝压）

经过验算，本设计中的防护区均满足上述条件，合格。 2.2.17 计算喷头等效孔口面积及确定喷头规格

1）喷头等效孔口面积

喷头等效孔口面积可按公式（2-12）计算。 FcQc（2-12） (cm2)

qc式中：Qc——喷头设计流量，kg/s；

qc——喷头等效孔口单位面积喷射率，［（kg/s）/cm2］，根据喷

头工作压力对照附录5内喷头流量特性曲线表查得。

密集书库： Fc8.09921.7272(cm2)

4.61 安全管理室2： Fc8.66161.9921(cm2)

4.348 密集书库2： Fc7.42421.65(cm2)

4.3943 建筑室2： Fc7.42421.5667(cm2)

4.7387 新到书籍室： Fc8.66161.7485(cm2)

4.9537 杂志室： Fc8.66162.1279(cm2)4.0705精选文档

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社会科学室1： Fc6.74931.119(cm2)

6.0315 社会科学室2： F6.74931.1631(cm2)

文艺室1：文艺室2：建筑室1：外语文献室1：计算机室：采矿室1：采矿室2：自然图书室：数理化室：经管室1：经管室2：机械室1：机械室2：安全管理室：

2）喷头型号的选择

c5.8031F.87422c76.10251.2903(cm)

Fc7.87425.591.415(cm2)

F.8742c7.83571.3493(cm25)

Fc7.87425.591.415(cm2)

F7.8742c6.03151.3055(cm2)

F7.8742c5.90311.334(cm2)

F6.7493c6.03151.119(cm2)

F.7493c6.80311.1631(cm25)

Fc7.87426.01661.3087(cm2)

F.87422c75.56611.4147(cm)

Fc7.87421.3087(cm2)a

6.0166F.8742c75.83651.3491(cm2)a

F7.8742c1.812(cm2)a

4.3455F7.8742c4.68631.6803(cm2)

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根据各喷头等效孔口面积查附录6选择喷头规格如下：密集书库： JP-20 安全管理室2： JP-22 密集书库2： JP-20 建筑室2： JP-18 新到书籍室： JP-20 杂志室： JP-22 社会科学室1： JP-16 社会科学室2 JP-16 文艺室1： JP-18 文艺室2： JP-18 建筑室1： JP-18 外语文献室1： JP-18 计算机室： JP-18 采矿室1： JP-18 采矿室2： JP-16 自然图书室： JP-16 数理化室： JP-18 经管室1： JP-18 经管室2： JP-18 机械室1： JP-18 机械室2： JP-20 安全管理室： JP-20

2.3 本章小结

本章对哈尔滨图书馆合理进行七氟丙烷管网布置，共划分了22个防护区，

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设置5套灭火剂储存装置，确定了各防护区内喷头种类有JP-16、JP-18、JP-20、JP-22四种，喷头数量共计88个。

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3 火灾自动报警系统设计

根据《火灾自动报警系统设计规范》[10]和《火灾自动报警系统》[11]中的相关规定哈尔滨图书馆进行火灾自动报警系统设计。

3.1 系统保护对象及火灾探测器设置部位

3.11 系统保护对象分级

火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级、二级和三级，并宜符合附录7的规定。

根据附录7确定，本次火灾自动报警系统的保护对象，为二级建筑。 3.1.2 火灾探测器设置部位

火灾探测器的设置部位应于保护对象的等级相适应，且应符合国家现行有关标准、规范的规定。

火灾探测器的具体设置部位为图书馆的书库、档案室。

3.2 报警区域和探测区域的划分

3.2.1 报警区域的划分

报警区域应根据防火分区或楼层划分。一个报警区域宜由一个或同层相邻几个防火分区组成。

表3.1 每个防火分区的允许最大建筑面积建筑类别一类建筑每个防火分区建筑面积（m） 1000 2建筑类别地下室每个防火分区建筑面积（m） 500 2精选文档

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表3.1 每个防火分区的允许最大建筑面积建筑类别二类建筑每个防火分区建筑面积（m） 1500 2建筑类别 / 每个防火分区建筑面积（m） / 2 根据以上规定，哈尔滨图书馆共四层，每层单独划分为一个报警区域，所以该图书馆共分为四个报警区域。 3.2.2探测区域的划分

1）探测区域的划分应符合下列规定：

（1）探测区域应按房(套)间划分。一个探测区域的面积不宜超过500m2；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。

（2）红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m，缆式感温火灾探测器的探测区域的长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100m 之间。

2）符合下列条件之一的二级保护对象，可将几个房间划为一个探测区域。（1）相邻房间不超过5间，总面积不超过400m2，并在门口设有灯光显示装置。

（2）相邻房间不超过10 间，总面积不超过1000m2，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。

3）下列场所应分别单独划分探测区域：（1）敞开或封闭楼梯间。

（2）防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室。

（3）走道、坡道、管道井、电缆隧道。

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（4）建筑物闷顶、夹层。

由于图书馆每个图书室面积均不大于500m2，且从主要入口能看清其内部。所以将每一个图书室划分为单独一个探测区域，共22个探测区域。楼梯间、走道单独划分探测区域，每楼层有一个走道，四层楼共有4个探测区域。综上所述，哈尔滨图书馆共有26个探测区域。

3.3 系统构成与选择

3.3.1系统构成

1）火灾自动报警系统一般由火灾探测报警系统、消防联动控制系统、可燃气体探测报警系统和电气火灾监控系统等构成。

2）各类系统之间的系统兼容性应满足国家有关标准的要求。 3.3.2 火灾探测报警系统

1）火灾探测报警系统由火灾报警控制器、火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾显示盘、消防控制室图形显示装置、火灾声和（或）光警报器等全部或部分设备组成，完成火灾探测报警功能。

2）火灾探测报警系统应设有自动和手动两种触发装置。

3）任一台火灾报警控制器（含联动型控制器）的容量即所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的地址总数不应超过3200 点，每一总线回路连结设备的地址码总数，宜留有一定的余量，且不超过200 点。

4）火灾探测报警系统形式的选择应符合下列规定：（1）区域报警系统，宜用于二级和三级保护对象；（2）集中报警系统，宜用于一级和二级保护对象；（3）控制中心报警系统，宜用于特级和一级保护对象。

5）家用火灾报警系统适用于住宅、公寓等居住场所。其中A 类和B 类家

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用火灾报警系统宜用于有物业管理的住宅，C 类家用火灾报警系统宜用于没有物业管理的单元住宅，D 类家用火灾报警系统可用于别墅式住宅。

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由于此次保护对象为二级建筑，所以火灾探测报警系统形式选择区域报警系统。

3.4 探测报警的设计

3.4.1 火灾探测报警系统的设计

1）区域报警系统的设计，应符合下列要求：

（1）区域报警系统至少应由一台火灾报警控制器、一台图形显示装置及相应的火灾声和/或光警报器、手动火灾报警按钮、火灾探测器等设备组成，系统中的火灾报警控制器不应超过两台。

（2）火灾报警控制器和消防控制室图形显示装置应设置在有人值班的房间或场所。

（3）系统中可设置消防联动控制设备。

（4）当用一台火灾报警控制器警戒多个楼层时，应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位，设置识别着火楼层的灯光显示装置。

2）集中报警系统的设计，应符合下列规定：

（1）集中火灾报警系统至少由一台集中火灾报警控制器和两台区域火灾报警控制器(或由一台火灾报警控制器和两台以上的区域显示器)、一台图形显示装置、一台消防联动控制器及相应的火灾声和/或光警报器、手动火灾报警按钮、火灾探测器、消防专用电话等设备组成。

（2）集中火灾报警控制器和火灾报警控制器，应能显示火灾报警部位信号和控制信号，亦可进行联动控制。

（3）集中火灾报警控制器和火灾报警控制器，应设置在有专人值班的消防

控

制

室

或

值

班

室

内

。

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3.4.2 可燃气体探测报警系统的设计

1）可燃气体探测报警系统应至少由可燃气体控制器、可燃气体探测器和火灾声警报器组成。

2）可燃气体探测器不应接入火灾报警控制器的探测器回路，居住场所使用的式可燃气体探测器可接入火灾报警控制器，但在火灾报警控制器上的显示应与其他显示有区别。

3）可燃气体探测报警系统保护区域内有联动和警报要求时，可以由可燃气体控制器本身实现，也可以由消防联动控制器实现。

3.5 火灾探测器的选择

3.5.1一般规定

火灾探测器的选择，应符合下列要求：

1）对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。

2）对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。

3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器。

4）对火灾初期可能产生一氧化碳气体且需要早期探测的场所，宜选择一化碳火灾探测器。

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。

6）对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。 7）对设有联动装置、自动灭火系统以及用单一探测器不应有效确认火灾

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的场合，宜采用同类型或不同类型的探测器组合。

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8）对于需要早期发现火灾的特殊场所，可以选择高灵敏度的吸气式感烟火灾探测器，且应将该探测器的灵敏度设置为高灵敏度状态；也可根据现场实际分析早期可探测的火灾参数而选择相应的探测器。 3.5.2火灾探测器的选用

在选择火灾探测器时要根据警戒区域内初期火灾的形成和发展特点去选择有相应特点和功能的火灾探测器。火灾探测器在不同高度的房间的选择可以按表3.1选择。

表3.2 对不同高度的房间火灾探测器的选择

房间高度（m）感烟探测器 123.6 探测器的平面布置

3.6.1 探测器布置的基本原则

系统设计中，当一个保护区域被确定后，就要根据该保护区所需要的探测器进行平面布置。布置的基本原则是被保护区域都要处于探测器的保护范围之中，一个探测器的保护面积A是以它的保护半径R为半径的内接正四边形面积表示的，而它的保护区域又是保护半径为R的一个圆。探测器的安装间距又以

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a、b水平距离表示。A、R、a、b之间近似符合如下关系，即：

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Aab （3-1） R(a/2)2(b/2)2 （3-2） D2R （3-3）工程设计中为减小探测器布置的工作量，常常借助于附录6的“探测器安装间距a、b的极限曲线”，在适当的考虑式修正系数后，根据上式将A、R、a、b之间的关系用a、b的极限曲线图综合表示，这样就能很快的确定满足A、R的安装间距a、b。 3.6.2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，按下式计算：

S （3-4） KA式中：N —— 探测器数量，只，N应取整数； S —— 该探测区域面积，m2； A —— 探测器的保护面积，m2；

K —— 修正系数，一级保护对象宜取0.8～0.9，二级保护对象宜取0.9～ 1.0。

N探测区域内的每个房间内至少应设置一只火灾探测器，常用的感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径，应按表3.3确定。

多只感烟探测器、感温探测器的安装间距a、b是指某一探测器和左右上下的四个探测器之间的距离，而不是四周对角线上的探测器之间的距离。

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哈尔滨图书馆属于二级火灾自动报警系统保护对象，故此处K取1.0，因此可以确定该图书馆各个探测区探测器的数量。

表3.3 感烟、感温探测器的保护面积及保护半径

火灾探测器的种类地面面积S/m S≤80 感烟探测器 S＞80 S≤30 S＞30 2房间高度h/m h≤12 6＜h≤12 h≤6 h≤8 h≤8 一只探测器的保护面积A和保护半径R θ≤15° A/m 80 80 60 30 20 215°＜θ≤30° A/m 80 100 80 30 30 2θ＞30° A/m 80 120 100 30 40 2R/m 6.7 6.7 5.8 4.4 3.6 R/m 7.2 8.0 7.2 4.9 4.9 R/m 8.0 9.9 9.0 5.5 6.3 感温探测器 3.6.3探测器数量及布置

1）感烟探测器数量的确定密集书库：

① S77.76m2，h3.6m，0o；查表3.4，可得A80m2，R6.7m。

S② 由N式可得：

KAS77.76N0.972

KA1.080所以该房间应安装的感烟探测器数量N1只。

③ 由D2R26.713.4m，A80m2，查附录6可得极限曲线D6，从而认定：

a9.5 b8.42精选文档

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④ 校核：R(a/2)2(b/2)2(9.5/2)2(8.42/2)26.356.7 满足保护半径的要求。

综上计算可得：密集书库安装1 只保护面积为80m2，保护半径为6.7m，a为9.5m b为 8.42m的感烟探测器即可。

根据上述计算，同理可得其他房间探测器数量及布置如表3.4。

表3.4 感烟探测器数量及布置

防护区名称密集书库活动室1 活动室2 活动室3 办公室1 员工休息室1 安全管理室2 密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室活动室4 活动室5 活动室6 办公室2 办公室3 办公室4 感烟探测器量(个) 1 2 2 2 5 1 2 1 1 2 2 3 2 1 2 2 2 80 60 60 60 60 60 60 80 80 60 60 60 60 80 60 60 60 6.7 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 6.7 6.7 5.8 5.8 5.8 5.8 6.7 5.8 5.8 5.8 9.5 9 9 9 9 9 9 9.5 9.5 9 9 9 9 9.5 9 9 9 8.42 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 8.42 8.42 6.67 6.67 6.67 6.67 8.42 6.67 6.67 6.67 保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 精选文档

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办公室5 办公室6 办公室7 社会科学室1 社会科学室2 文艺室1 2 2 2 1 1 2 60 60 60 80 80 60 5.8 5.8 5.8 6.7 6.7 5.8 9 9 9 9.5 9.5 9 6.67 6.67 6.67 8.42 8.42 6.67 续表3.4 感烟探测器数量及布置

防护区名称文艺室2 建筑室1 外语文献室1 计算机室储瓶室采矿室1 活动室7 自习室1 自习室2 自习室3 自习室4 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 感烟探测器量(个) 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 80 80 80 60 60 60 60 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 6.7 6.7 6.7 5.8 5.8 5.8 5.8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9.5 9.5 9.5 9 9 9 9 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 8.42 8.42 8.42 6.67 6.67 6.67 6.67 保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 精选文档

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机械室2 安全管理室活动室8 自习室5 自习室6 自习室7 2 2 3 2 2 2 60 60 60 60 60 60 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 9 9 9 9 9 9 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 续表3.4 感烟探测器数量及布置

防护区名称自习室8 一楼走廊二楼走廊三楼走廊四楼走廊感烟探测器量(个) 1 5 6 6 6 80 60 60 60 60 6.7 5.8 5.8 5.8 5.8 9.5 9 9 9 9 8.42 6.67 6.67 6.67 6.67 保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 2）感温探测器数量的确定

密集书库：

① 探测区域面积 S77.76m2，h3.6m，0o；查表3.4，可得感温探测器保护面积A20m2，保护半径R3.6m。

S② 由N式可得：

KAS77.76N3.39

KA1.020所以该房间应安装的感温探测器数量N4只。

③ 由D2R23.67.2m，A20m2，查附录6可得极限曲线D1，从而认定：

a4.5 b4.4

④ 校核：R(a/2)2(b/2)2(4.5/2)2(4.4/2)23.153.6精选文档

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满足保护半径的要求。

综上计算可得：密集书库安装4 只保护面积为20m2，保护半径为3.6m，a为4.5m，b为4.4m的感温探测器即可。

根据上述计算，同理可得其他房间感温探测器数量及布置如表3.5。

表3.5感温探测器数量及布置防护区名称密集书库活动室1 活动室2 活动室3 办公室1 员工休息室1 安全管理室2 密集书库2 建筑室2 新到书籍室杂志室活动室4 活动室5 活动室6 办公室2 办公室3 办公室4 感温探测器量(个) 4 5 5 10 14 10 5 4 4 5 5 8 5 4 5 5 5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 精选文档

保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 可修改可编辑

办公室5 办公室6 办公室7 社会科学室1 社会科学室2 文艺室1 5 5 5 4 4 5 20 20 20 20 20 20 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 续表3.5 感温探测器数量及布置

防护区名称文艺室2 建筑室1 外语文献室1 计算机室储瓶室采矿室1 活动室7 自习室1 自习室2 自习室3 自习室4 采矿室2 自然图书室数理化室经管室1 经管室2 机械室1 感温探测器量(个) 5 5 5 5 5 5 8 5 5 5 4 4 4 5 5 5 5 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 精选文档

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机械室2 安全管理室活动室8 自习室5 自习室6 自习室7 5 5 8 5 5 5 20 20 20 20 20 20 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 续表3.5 感温探测器数量及布置

防护区名称自习室8 一楼走廊二楼走廊三楼走廊四楼走廊感温探测器量(个) 4 15 16 16 16 20 20 20 20 20 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 保护面积(m) 3保护半径(m) a(m) b(m) 3.7 手动报警按钮

根据《自动消防报警系统》[12]手动报警按钮在报警区域内的每个防火分区至少应设置一个，且从一个防火分区内的任何一个位置至最近一个手动报警按钮的距离不应大于30 m，手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作部位。当安装在墙上时，其底边距地高度宜为1.3～1.5 m，且应有明显的标志。

所以该图书馆每个探测区布置一个手动报警按钮，即共58 个手动报警按钮按钮。

3.8 火灾声和（或）光报警系统的设置

根据《建筑安全防火设计手册》[13]每个防火分区的安全出口处应设置火灾

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声光警报器，其位置宜设在各楼层走道靠近楼梯出口处。具有多个报警区域的保护对象，宜选用带有语音提示的火灾声警报器，语音应同步。同一建筑中设置多个火灾声警报器时，应能同时启动和停止所有火灾声警报器工作。

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该图书馆共需设置54 个声光报警器。

3.9 本章小结

本章对哈尔滨图书馆进行火灾自动报警系统设计。将哈尔滨图书馆合理划分为4个报警区域和26个探测区域，共选用110个感烟探测器和311个感温探测器。同时设置了58个手动报警系统和54个声光报警器。

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4 安全疏散验证

根据《安全疏散基础参数的量化》[14]和《大规模密集人群安全疏散策略探讨》[15]中规定各个房间允许疏散时间[T1]是由房间面积A1决定的，但房间高度不同，其蓄烟量也会发生变化，因此采用[T1]＝3A1式计算。当房间面积较小，并且所求得[T1]＜30s时，取[T1]=30s。

房间疏散时间按下式计算，并与房间允许疏散时间比较，确认其安全性。

N1(s) t11（4-1） 1.5B1LxLyt12(s) （4-2）

t11,t12)(s) （4-3） T1max(式中：t11 —— 疏散者通过疏散出口所需要的时间，s；

t12 —— 最后一名疏散者到达出口的时间，s； N —— 房间的人数，人；

B1 —— 房间出入口的有效宽度，m；

Lx＋Ly —— 房间最远点到疏散出口的直角步行距离，m； V —— 步行速度，m/s； 1.5 —— 流动系数，人/m·s。

当疏散人数一定时，房间的出口宽度越大，疏散时间就越短，当其宽度超过一定距离，则对疏散时间就没有影响了。当出入口狭窄时，会出现在出入口处等待的现象，此时，疏散时间取决于t11。反之，当出入口足够宽时，就不会发生等待现象，而是由房间内距出入口最远处的人员到达出入口的时间来决定，此时所需时间为t12，而T是取t11与t12中的大者。t12通常情况下，在矩形平面的房间内是沿直角路线的步行距离（L

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+Ly），当房间内未设家具时，取直线步行距离进行计算。

图书馆的人员密度ρ是0.125人/m2，其疏散人员的行走速度V是1.3m/s，运用上述计算方法，计算各个房间的疏散时间与允许疏散时间如下：

密集书库：

A177.76m2，0.125人/m，B12m，V1.3m/s，所以：[T1]3A1377.7626.4530 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A177.760.1259.72，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy7.11m；

N110t113.33s

1.5B11.52t12LxLyV7.115.5s 1.32 T1max(t11,t12)5.5[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1390.7228.5730 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A190.720.12511.34，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy16.46m； N112t114s

1.5B11.52t12LxLyV16.4612.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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办公室1：

A1272.16m2，0.125人/m2，B12m，V1.3m/s，

所以：[T1]3A13272.1649.4930 ，因此取[T1]49.49s；房间人数N1A1272.160.12534.02，因此取35人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy22.32m；

N135t1111.7s

1.5B11.52t12LxLyV22.3217.2s 1.3 T1max(t11,t12)17.2[T1]49.49s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室2：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1390.7228.5730 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A190.720.12511.34，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy16.57m； N112t114s

1.5B11.52t12LxLyV16.5712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室3：

A1181.44m2，0.125人/m，B12m，V1.3m/s，

所以：[T1]3A13181.4440.4130 ，因此取[T1]40.41s；房间人数N1A1181.440.12522.68，因此取23人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy23.04m；

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t11t12N1237.67s 1.5B11.52LxLyVLxLy23.0446.0835.45st1217.7s 1.3V1.3 T1max(t11,t12)17.7[T1]40.41s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

员工休息室1：

20.125人/m A1168.48m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A13168.483930 ，因此取[T1]39s；房间人数N1A1168.480.12521.06，因此取22人；

房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy33.129.4442.56m； N122t113.7s

1.5B11.54t12LxLyV42.5632.74s 1.3 T1max(t11,t12)t1232.74[T1]39s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

安全管理室2：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1390.7228.5730 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A190.720.12511.34，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy16.47m； N112t114s

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开 T1max(房间。

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密集书库2：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1377.7626.4530 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A177.760.1259.72，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy13.18m； N110t113.33s

1.5B11.52t12LxLyV13.1810.1s 1.3T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

建筑室2：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1377.7626.4530 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A177.760.1259.72，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距LxLy12.58m； N110t113.33s

1.5B11.5212.589.7s

V1.3t11,t12)9.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房 T1max(t12LxLy间。

新到书籍室：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1390.7228.5730 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A190.720.12511.34，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy16.47m；

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t11N1124s 1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

杂志室：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

办公室2：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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办公室3：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

办公室4：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

办公室5：

A190.72m2，0.125人/m，B12m，V1.3m/s，所以：[T1]3A1390.7228.5730 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A190.720.12511.34，因此取12人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy16.47m；

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t11N1124s 1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

办公室6：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

办公室7：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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活动室4：

20.125人/m A1155.52m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A13155.5237.4130 ，因此取[T1]37.41s；房间人数N1A1155.520.12519.44，因此取20人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy20.98m； N120t116.7s

1.5B11.52t12LxLyVLxLy20.9841.9632.28st1216.1s 1.3V1.3 T1max(t11,t12)16.1[T1]41.96s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室5：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室6：

A177.76m2，0.125人/m，B12m，V1.3m/s，所以：[T1]3A1377.7626.4530 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A177.760.1259.72，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy13.18m；

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t11t12N1103.3s 1.5B11.52LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

社会科学室1：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

2 所以：[T1]3A1377.7626.4530 ，因此取[T1]30s；房间人数N1A177.760.1259.72，因此取10人；房间最远点到疏散出口的直角步行距离LxLy13.18m； N110t113.3s

1.5B11.52t12LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

社会科学室2：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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文艺室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

文艺室2：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

建筑室1：

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t11N1124s 1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

外语文献室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

计算机室：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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采矿室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室2：

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t11N1124s 1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室3：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室4：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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活动室7：

20.125人/m A1155.52m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV20.9816.1s 1.3 T1max(t11,t12)16.1[T1]41.96s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

采矿室2：

20.125人/m A177.76m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自然图书室：

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t11t12N1103.3s 1.5B11.52LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

数理化室：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

经管室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

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经管室2：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

机械室1：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

机械室2：

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t11N1124s 1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

安全管理室：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室5：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间

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。

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自习室6：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室7：

20.125人/m A190.72m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV16.4712.7s 1.3 T1max(t11,t12)12.7[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

自习室8：

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t11t12N1103.3s 1.5B11.52LxLyV13.1810.1s 1.3 T1max(t11,t12)10.1[T1]30s，因此，火灾时房间内人员可以离开房间。

活动室8：

20.125人/m A1155.52m，，B12m，V1.3m/s，

1.5B11.52t12LxLyV20.9816.1s 1.3 T1max(t11,t12)16.1[T1]41.96s，因此，火灾时房间内人员可以离开房

间

。

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5 结论

此次毕业设计中，完成了对哈尔滨图书馆进行的七氟丙烷灭火系统的设计。其中，它包括七氟丙烷管网布置的设计、火灾自动报警系统的设计和安全疏散验证。

首先对该图书馆合理的划分了22防护区，对管径的尺寸、喷头数量以及放置位置进行了分析与计算。最终确定各防护区内所需喷头种类有JP—16、JP—18、JP—20、JP—22共4种，喷头数量总计88个。

其次对该图书馆合理划分了4个报警区域和26个探测区域，然后选择合适的火灾探测器；最后对每种探测器进行合理的平面布置，本设计共选用了110 个感烟探测器和311 个感温探测器。

最后对该图书馆进行了安全疏散验证。经过计算房间的疏散时间并与房间内的允许疏散时间比较，得知，火灾发生时房间的人员可以安全逃生。

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6 致谢

通过这段时间的努力，我的毕业设计终于完成。在此非常感谢我的指导老师，这篇设计从开题、资料查找、修改到最终定稿，每一步都离不开老师的精心教导。为了指导我们的毕业设计，老师牺牲了自己的休息时间，这种诲人不倦的精神值得我们每一个人学习。同时也感谢我的同学，在设计中，我们互相讨论学习互相鼓励，她们给予了我莫大的支持。这段宝贵的经历我会铭记于心，我会用在做毕业设计时学到的大胆质疑、小心求证的态度，迎接未来的挑战。

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7 参考文献

[1] 天津消防研究所.GB50370-2005.气体灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[2] 浙江省厅消防局.七氟丙烷（HFC-227ea）气体灭火系统设计、施工

及验收规范[S].杭州：2005.

[3] 宋旭东.洁净气体灭火系统设计计算[J].消防技术与产品信息（增刊），

1998：8-10．

[4] 张玉贤.七氟丙烷（FM-200）气体灭火系统工程设计参数及计算方法的研

究[D].天津：天津大学，2003．

[5] 蒋永琨.高层建筑防火设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000. [6] 李亚峰,马文学,张恒等.建筑消防技术与设计[M].北京：化学工业出版社，

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[7] 消防局.GB50016-2006.建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版

社，2006.

[8] 程远平,李增华.消防工程学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2002. [9] 气体灭火系统管网压力损失计算公式推导[J].消防技术与产品信息，

2001（6）：35－36．

[10] 中华人民共和国.火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计

划出版社，2008.

[11] 欧燕文.火灾自动报警系统[J].硅谷，2012，3：35-35.

[12] 张云明.安全疏散基础参数的量化[J].消防科学与技术，2011，30（6）：

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[13] 陶李华,徐亮.大规模密集人群安全疏散策略探讨[J].消防科学与技术，

2010，29：771-773.

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[14] 盛健.自动消防报警系统[M].天津大学出版社，1999，-91.

[15] 李引擎.建筑安全防火设计手册[M].郑州：河南科学技术出版社，1998.

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附录1 无缝钢管规格

公称直径(mm) 20 25 32 40 50 65 80 100 外径(mm) 壁厚(mm) 工作压力(MPa) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 连接形式 ZG0.75’’ ZG1’’ ZG1.25’’ ZG1.5’’ ZG2’’ ZG2.5’’ ZG3’’ ZG4’’ 内径(mm) 容积 (dm/m) 0.13 0.49 0.85 1.19 1.96 3.42 4.90 8.33 3质量 (kg/m) 2.03 3.27 4.17 4.84 6.78 8.79 10.41 14.79 27 34 42 48 60 76 114 3.5 4.5 4.5 4.5 5.0 5.0 5.0 5.0 20 25 33 39 50 66 79 103

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附录2 弯头规格

公称直径 (mm) 20 25 32 40 50 65 80 100 外径(mm) 36 43 54 62 72 92 108 138 螺纹直径(mm) ZG0.75” ZG1” ZG1.25” ZG1.5” ZG2” ZG2.5” ZG3” ZG4” 长度L1(mm) 20 35 42 46 55 67 75 94

长度L2(mm) 22 37 44 48 58 70 78 97 公称压力(MPa) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 当量长度(m) 1.5 1.8 2.2 2.8 3.5 4.5 5.2 6.4 精选文档

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附录3 三通规格

公称直径 (mm) 20 25 32 40 50 65 80 100 外径 (mm) 36 43 54 62 72 92 108 138 螺纹直径(in) ZG0.75” ZG1” ZG1.25” ZG1.5” ZG2” ZG2.5” ZG3” ZG4” 长度(mm) 40 70 84 92 110 134 150 188

公称压力(MPa) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 当量长度(m) 直路 0.5 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 分支路 1.7 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 5.8 7.3 精选文档

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附录4 变径接头

公称直径（mm） 40×20 40×25 40×232 50×25 50×32 50×40 65×32 65×40 65×50 80×40 80×50 80×65 100×50 100×65 100×80 （in） 1.5×0.75 1.5×1 1.5×1.25 2×1 2×1.25 2×1.5 2.5×1.25 2.5×1.5 2.5×2 3×1.5 3×2 3×2.5 4×2 4×2.5 4×3 螺纹直径（in） ZG1.5”×0.75” ZG1.5”×1” ZG1.5”×1.25” ZG2”×1” ZG2”×1.25” ZG2”×1.5” ZG2.5”×1.25” ZG2.5”×1.5” ZG2.5”×2” ZG3”×1.5” ZG3”×2” ZG3”×2.5” ZG4”×2” ZG4”×2.5” ZG4”×3” 55 六方120 4.0 50 六方95 4.0 45 六方80 4.0 40 六方65 4.0 38 六方55 4.0 长度扳手钳口(mm）（mm）公称压力（MPa）当量长度（m）缩 0.5 0.4 0.3 0.6 0.5 0.3 0.7 0.6 0.4 0.9 0.7 0.5 1.1 0.9 0.6 扩 0.9 0.6 0.3 1.0 0.7 0.3 1.3 0.9 0.4 1.6 1.1 0.5 1.9 1.3 0.6

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附录5 增压为5.6MPa（表压）时七氟丙烷灭火系统喷头等效孔口单位孔口单位面积喷射率

喷头入口压力（MPa）绝对压力 4.5 4.2 3.9 3.6 3.3 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 喷射率喷头入口压力（MPa）绝对压力 2.0 1.8 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 喷射率[kg/(s•cm2)] 6.49 6.39 6.25 6.10 5. 5.59 5.36 5.10 4.81 4.50 [kg/(s•cm2)] 4.16 3.78 3.34 2.81 2.50 2.15 1.78 1.35 0.88 0.40

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附录6 七氟丙烷喷头性能规格

规格型号 JP-6 JP-7 JP-8 JP-9 JP-10 JP-11 JP-12 JP-13 JP-14 JP-15 JP-16 JP-18 JP-20 JP-22 JP-24 JP-26 JP-28 JP-30 JP-32 JP-34 JP-36 接管尺寸 ZG0.5”（阴） ZG0.5”（阴） ZG0.5”（阴） ZG0.5”（阴） ZG0.75（阴） ZG0.75（阴） ZG0.75（阴） ZG0.75（阴） ZG0.75（阴） ZG0.75（阴） ZG1”（阴） ZG1”（阴） ZG1”（阴） ZG1.25（阴） ZG1.25（阴） ZG1.5”（阴） ZG1.5”（阴） ZG2”（阴） ZG2”（阴） ZG2”（阴） ZG2”（阴）当量标准号 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 喷口计算面积（cm2） 0.178 0.243 0.317 0.401 0.495 0.599 0.713 0.836 0.970 1.113 1.267 1.603 1.977 2.395 2.850 3.345 3.879 4.453 5.067 5.720 6.413 保护半径（m）应用高度 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 精选文档

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附录7 火灾自动报警系统保护对象分级

等级特级一级居住建筑建筑高度不超过100m 的高层公共建筑建筑高度不超过24m 的公共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、疗养院、老年人建筑、儿童活动场所； 2、任一层建筑面积超过3000m2或总建筑面积大于6000m2的商店、展览建筑、旅馆、财贸金融建筑、办公楼、教学楼、实验楼； 3、图书、文物珍藏库（馆），藏书超过100 万册的图书馆、书库，重要的档案库（馆）； 4、超过3000 座位的体育馆； 5、重要的科研楼； 6、省级及以上（含计划单列市）广播电视建筑、邮政楼、电信楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼； 7、设有大中型电子信息系统机房、记录介质库，特殊贵重或火灾危险性大的的机器、仪表、仪器设备室、贵重物品库房的建筑； 8、重点文物保护场所； 9、大型及以上影剧院、会堂、礼堂； 10、特大型、大型铁路旅客车站、航站楼、一级和二级汽车客运站、港口客运站。精选文档

保护对象建筑高度超过100m 的高层建筑十九层及以上的居住建筑一类建筑可修改可编辑

续火灾自动报警系统保护对象分级1

等级一级工业建筑保护对象 1、甲、乙类厂房； 2、甲、乙类库房； 3、占地面积或总建筑面积超过1000m2的丙类库房，占地面积超过500 m2或或总建筑面积超过1000m2的卷烟库房； 4、总建筑面积超过1000m2的地下丙、丁类厂房及库房； 5、任一层建筑面积大于1500m2或总面积大于3000m2的制鞋、制衣、玩具厂房地下公共建筑 1、城市轨道交通地下车站和区间隧道、长度超过1000m 的城市地下通道（隧道）； 2、地下或半地下影剧院、礼堂； 3、建筑面积超过1000m2的地下或半地下商场、医院、旅馆、展厅及其他公共场所； 4、重要的实验室，图书、资料、档案库二级居住建筑建筑高度不超过100m 的高层公共建筑十层至十八层的居住建筑二类建筑

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续火灾自动报警系统保护对象分级2

等级二级建筑高度不超过24m 的公共建筑保护对象 1、任一层建筑面积超过2000m2但不超过3000m2或或总面积不超过6000m2的商店、展览建筑、旅馆、财贸金融建筑、办公楼、教学楼、实验楼； 2、市、县级广播电视建筑、邮政楼、电信楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼； 3、中型及以下影剧院； 4、设置在地上四层及以上的歌舞娱乐放映游艺场所； 5、图书馆、书库、档案库（馆）； 6、中型铁路旅客车站，三级和四级汽车客运站、港口客运站、城市轨道交通地面和地上高架车站； 7、 200床以下的病房楼，每层建筑面积1000m2以下的门诊楼、疗养院、老年人建筑、儿童活动场所工业建筑 1、丙类厂房； 2、建筑面积大于50 m²但不超过1000m²的丙类库房； 3、总建筑面积大于50m²但不超过1000m²的地下或半地下商店、医院、旅馆、展厅及其他公共场所地下公共建筑 1、长度超过500m 的城市地下通道（隧道）； 2、建筑面积超过500m2但不超过1000m2的地下或半地下商店、医院、旅馆、展厅及其他公共场所； 3．地下或半地下歌舞娱乐放映游艺场所三级居住建筑建筑高度不超过24m的公共建筑十层一下的居住建筑一级和二级保护以外的公共建筑精选文档

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附录8 探测器的安装间距a、b的极限曲线正方形布置 A1=m2A2=30m2A3=40m2A4=60m2A5=80m2A6=100m2A7=120m2a A---探测器的保护面积,a 、b---探测器的安装间距，在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用 . . 精选文档

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某图书馆七氟丙烷灭火系统设计