某高校学生宿舍楼消防系统改造设计

第29卷第4期2013年8月湖北理工学院学报

JOUＲNALOFHUBEIPOLYTECHNICUNIVEＲSITYVol．29Aug．No．42013

doi：10．3969/j．issn．2095－4565．2013．04．009

某高校学生宿舍楼消防系统改造设计

何明礼，李

摘

宁，刘娟，方月梅，王成

（湖北理工学院环境科学与工程学院，湖北黄石435003）

要：学生宿舍楼消防系统的改造是当前许多高校必须解决的问题。以某高校学生宿舍楼为例，

在充分考虑原有消防系统的基础上，结合相关法规、标准的要求，对原有消防系统的防火分区和防烟安全疏散通道、疏散照明及灭火器配置进行了改造设计，增设了自动喷水灭火系统。通过改造，分区、

新消防系统可以有效防止火灾蔓延，减少人员疏散时间，从而保障学生宿舍楼内人员和财产安全。

关键词：消防系统；防火分区；安全疏散；自动喷水灭火系统；灭火器

中图分类号：TU892文献标识码：A文章编号：2095－4565（2013）04－0032－04

ModificationDesignofFireFightingSystemin

aCollegeStudents'DormitoryBuildingHeMingli，LiNing，LiuJuan，FangYuemei，WangCheng

（SchoolofEnvironmentalScience，HubeiPolytechnicUniversity，HuangshiHubei435003）

Abstract：Firefightingingsystemmodificationofstudents'dormitorybuildingisaproblemformanyuniversi-

basedonthefullconsiderationstiestoaddress．Takingacollegestudents'dormitorybuildingasanexample，

oftheoriginalfirefightingsystemandrequirementsofrelevantlawsandregulations，themodificationdesignwasdoneforthefireandsmokecompartmentation，safetyevacuationpassageway，evacuationlightingandfirefirespreadingcanbeextinguisherallocation．Theautomaticsprinklersystemwassetup．Aftermodification，

prevented，evacuationtimecanbereduced，accordinglythesecurityofthepersonnelsandpropertieswereensured．

Keywords：firefightingsystem；firecompartmentation；automaticsprinklersystem；safetyevacuation；fireex-

tinguisher

0引言

筑年代久远，存在耐火等级低、消防设施陈旧、输

电线路老化等问题，为高校宿舍埋下了众多火灾隐患，一旦宿舍发生火灾，将会造成重大财产损

［3－4］

。因此，后果非常严重对高失和人员伤亡，

校宿舍，尤其是老宿舍进行消防系统改造是一件

刻不容缓的事情。本文以某高校学生宿舍楼为例，对原有消防系统的安全疏散通道、疏散照明、自动喷淋系统等进行了改造设计，以期为学生宿舍消防系统的改造提供参考。

经济的迅速发展使社会对人才的需求越来

越大，为了满足社会需要，全国各大高校逐年扩

［1－2］

。部分高校招，导致各高校宿舍越来越紧张

为解决这一问题，对原有学生宿舍进行改造，使

学生宿舍人员密度加大。然而，相应的消防系统

加之部分高校学生宿舍建却未能及时进行改造，

收稿日期：2013－03－25

基金项目：湖北理工学院自然科学类青年项目（项目编号：11yjz24Q）。作者简介：何明礼（1984—），男，四川绵阳人，助教，硕士。

第4期何明礼，李宁，刘娟，等：某高校学生宿舍楼消防系统改造设计

33

规范的标准要求

［8］

。

1

1．1

消防系统现状

宿舍基本情况

在首层左右两侧楼梯间设置了直通室外

2～5层左右两侧设置了通往下的安全出口，

层的楼梯，两楼梯间的距离为35．0m，位于此区域的房间至最近非封闭楼梯间的距离不大

于17．5m，走廊尽头至最近楼梯的距离分别

［8］

9．7m，均符合相关规范。为13．6m、

1～6层疏散本建筑房间疏散门为0．9m，

该宿舍楼长55．240m，宽7．030m，高

20．300m（一层标高为+0．500m，第1～6层

6层楼板厚0．200m），净空高均为3．100m，

共161间宿舍（除一楼26间，其他每层27

间），除一楼管理员宿舍和辅导员宿舍为一人一间外，其余每间宿舍均可容纳4名学生居住。整栋楼目前基本上处于饱和状态，属于人口密集区域。

走道均设为1．55m，疏散楼梯宽度为1．47m，

疏散出口的宽度为2．5m，经校核均符合设计为了更好地保障学生安及规范要求。另外，

在每层阳台等部位均设置金属栅栏，并在全，

阳台设置救生袋，供极少数从疏散楼梯逃生失

［9］

败的人员逃生使用。1．2．3

消火栓布置情况

3

根据规范，超过5层或体积大于10000m

1．2

1．2．1

消防系统情况

防火分区和防烟分区

1－2］此宿舍楼未设置防火分区，根据文献［

可知，如果建筑设置自动灭火系统，防火分区

2［5－6］

。该建的最大允许建筑面积为5000m

2

每层面积为940．74m，不必设置筑共6层，

水平防火分区。此建筑设置的是敞开式楼梯2

上下层相连通，总面积为5644．44m＞5000m2，故至少要进行一次防火分区。综合

的办公楼、教学楼、非住宅类居住建筑等其他

民用建筑应设置DN65mm室内消火栓给水系统，且管网要环状布置。宿舍楼中配备了DN65mm的单出口消火栓，直径为65mm的衬胶水带（每盘水带长为25m），口径为19mm的手提式直流水枪，符合规范要求。

考虑消防给水、人员疏散等因素，在4楼的楼

梯口设置甲级防火门，利用此防火门将1～34～6层设为一个防火层设为一个防火分区，

同时设置自动灭火系统。分区，

本宿舍楼在从楼梯间进入每层处均有一个下垂1m的横梁，已构成防烟分隔，具有隔烟功能

［7］

2

2．1

消防系统改造设计

疏散照明设计

。为防止某一楼层中某一宿舍发生

采用一路市电供电，所有应急灯自带蓄电

池组，市电断电时，应急照明自动点亮。作为疏散照明在疏散照明的备用电源采用蓄电池，正常电源断电后，其电源转换时间不大于15s，持续供电时间不少于20min。

在各层走廊距地面0．5m的墙面上设置安全出口标志灯，在每层安全出口的顶部设置一个安全出口标志灯，楼梯间的疏散标志灯则安装在休息平台板上方的墙壁上，并用箭头及阿拉伯数字清楚标明上、下层层号。

火灾后烟气迅速蔓延，在走廊转向两楼梯转角

处分别设置一个下垂1m的横梁，每隔2间宿防舍也设置一个下垂0．5m的横梁用以隔烟，烟分区如图1所示

。

图1防烟分区

2．2

2．2．1

自动喷水灭火系统设计

设计基本数据

1．2．2安全疏散通道情况

2

该大学生宿舍楼每层面积为940．74m，单层最多入住108人，整栋楼可入住638人，属于人员密集的公共建筑，且其设计耐火等级

该宿舍楼为中危险级I级，净空高度为

3．1m，设计时选用湿式自动喷水灭火系统。其理由有2：①该系统管网内充满水，一旦发生火灾，能迅速扑灭火灾，控火效率高；②系统结构简单，便于施工、管理，建设投资和日常管

为2级，有2个安全出口，符合建筑设计防火

34

理费用较省。

湖北理工学院学报2013年

2

设计喷水强度为i=6L/min·m，作用面

2

每只喷头的最大保护面积积最小为160m，2

为12．5m。

因而管道管径的确定比较随水压的不同而不同，

复杂。为简化计算，根据经验，按照不同管径配水管上最多允许安装的喷头数对管道管径进行估算。通过估算后，主管管径取100mm，支管管径取32mm。

2．2．5管网水力计算

在计算该工程所需的用水量之前，必须先确定它的最不利点。建筑消防给水工程所需压力值的大小，必须满足将所需的水量输送到建筑物内最不

［11］

利点用水设备处，并保证有足够的水压。在本设计中，最不利点是第6层的距给水管最远点。根据n和nL，确定设计作用面积的具体位置和形状。假定作用面积内喷头全部动作，进行管网水力计算得总损失 h=0．5639MPa。水泵可选用XBD6/10－（I）80×5立式多级管道消防泵，流量为36L/s，扬程为60m，设置2个水泵结合器，型号可选用SQ100，形式为地上式，公称直径为DN100mm，公称压力PN=1．6MPa，进水口为内扣式。

为确保自动喷水灭火系统中喷头的喷水

强度，本设计中的最不利点处喷头的工作压力为0．1MPa。

本设计采用公称口径为15mm，接头螺纹为ZG1/2，公称温度为68℃的玻璃球洒水喷

［10］

头，其流量特性系数为80。2．2．2

喷头的布置

本设计的喷头按矩形布置，综合考虑建筑墙体和横梁的布置特征、按矩形布置时的间距要求，长边S取单个宿舍的宽度，即3．65m，在走廊中间设一排喷头，两边则对称布置，短边D=2．5m。

2．2．3作用面积内的秒流量

设计作用面积内动作的喷头数为：

An=

A1

（1）

2．2．6消防水箱的设计

n—设计作用面积内的动作喷式（1）中，

2

头数，取整数；A—设计作用面积（m）；A1—

2

每只喷头的保护面积（m）。本设计中A=160m2，A1=10m2，代入式（1）可得n=16

1）水箱的选用和放置高度确定。

V10=17．84经计算，本建筑的Q室内=29．1L/s，m3，本设计选用矩形水箱，根据矩形钢板水箱的规选用水箱型号为KC－20，总容积为20．00格尺寸，

m3，长为4000mm，宽为2500mm，高为2000mm。屋顶有局部高为4m的屋顶水箱间，可将水箱直接设置于高出水箱间底板1m处，即水箱底标高为21．3m，则水箱水位最低点标高为21．35m。

2）水箱高度校核。水箱向消防栓系统供水时，水箱满足最不利消火栓用水要求的最低水位H1=20．9789m，小于水箱最低水位的实际值21．35m。

湿式自动喷水灭火系统的最不利点喷头的标高为20．3m，消防水箱与最不利点消火栓之间的竖直高度HX=1．05m。有水箱对最不利作用面积内的喷头供水时，水箱满足最不利自动喷水灭火系统用水要求的最低水位H1=37．731m，大于水箱最低水位的实际值21．35m，需增设加压装置。可选用XBD（I）型消防稳压泵，将稳压泵与水箱一起设置在屋顶水箱间，将其出水口的标高定为与水箱的最低水位相同，即21．35m，则稳压泵需提供的压力为0．1638MPa，流量为29．68L/s，选用消防稳压泵型号为XBD3．8/25－100L，流量为32L/s，压力为0．34MPa。

个。

=1．2设计面积的长边L=1．2=15．18m，设计面积的长边所包含的动作喷头数nL=

L15．18

=nL=4。=4．16，取整后，S3．65

（2）

单个喷头的流量为：q=Kpq—喷头出水流量（L/min）；P—喷头式（2）中，

工作压力（MPa）；Kp—喷头流量系数，标准喷头Kp=80。本设计中P=0．1MPa，代入式（2）可得q=1．33L/s。

设计面积内的秒流量Q设=n×q=21．3L/s，理论设计秒流量Q1=A×i=16L/s。设计秒流量为理论秒流量的1．33倍，符合自动喷水灭火系统的

［10］

设计规范。2．2．4

管道管径的选择

管道管径的选择在理论上应根据管道允许的流速和所通过的流量来确定，但实际工程中因闭式喷水灭火系统分支管路较多，每个喷头喷水量

第4期何明礼，李宁，刘娟，等：某高校学生宿舍楼消防系统改造设计

35

2．3

2．3．1

建筑灭火器配置设计计算

灭火器配置场所的保护面积

2

本设计为6层建筑，单层面积S=940．74m，

3）为保证人员疏散安全，进行了疏散照明设

计。

4）为有效控制火灾蔓延，增设了湿式自动喷水灭火系统。

5）对灭火器的配置进行了优化设计。

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（责任编辑

高

嵩）

将每层划分为一个计算单元，故各单元的保护面

2

积为940．74m。2．3．2

配置场所所需的灭火级别本设计的火灾种类为A类火灾，危险等级为

2

严重危险级，其最大保护面积为50m/A，所配灭

［12］

火器每具最小级别为3A。经计算可知，灭火

器配置场所所需的灭火级别Q=10A。2．3．3单元灭火器配置

根据建筑构造的布局结构，以及楼梯、消火栓的设置情况，该学生宿舍的灭火器基本布置图如图2所示，从图2中可以看出，①～③点位置较为合适

。

图2灭火器基本布置图（单位：mm）

本设计场所配置的每具灭火器的灭火级别为3A，参照手提式灭火器类型、规格和灭火级别表，本设计可选用磷酸铵盐干粉灭火器，类型规格代号为MFZI5。各单元所需的灭火级别为10A，故2点配2具，需配置4具灭火器，即在1点配1具，3点配1具。

4结论

在该宿舍楼原有消防系统的基础上，以消防系统设计的相关规定、标准为依据，以经济合理为前提，对原消防系统进行了改造。

1）在4楼的楼梯口设置甲级防火门，利用此4～6层设防火门将1～3层设为一个防火分区，为一个防火分区。

2）为更好地保障学生安全，在每层阳台等部位均设置金属栅栏，并在阳台设置救生袋，供极少数从疏散楼梯逃生失败的人员逃生使用。