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1、摘要高层建筑是现代社会经济、技术和文化的综合体。由于其楼层高、空间跨度大、功能复杂，且一旦发生火灾，扑救困难，损失巨大，后果惨重。因此，随着高层建筑的不断涌现，高层建筑的安全疏散及消防体系的安全可靠性近年来受到了越来越多的关注。本文主要对包头宁鹿综合办公楼进行安全疏散设计及对该楼的消防系统进行可靠性分析。通过建筑物火灾现场勘察表明，造成火灾中人员伤害的重要原因之一是建筑物的疏散路线设计不合理，本文严格按照高层民用建筑防火设计规范中关于安全疏散的相关规定及根据建筑实际情况设计了包头宁鹿综合办公楼的安全出口、疏散楼梯及楼梯间等内容。该楼的消防系统主要包括：消火栓系统、自动喷水系统及火灾报警系统，本
2、文主要使用可靠度的计算方法对该楼的消防系统进行可靠性分析。关键词：安全疏散 消火栓系统 自动喷水系统 火灾自动报警系统 可靠性目录摘要I第一章 绪论11.1火灾概述11.1.1火灾定义及分类11.1.2火灾原因分析11.1.3火灾的特征21.1.4燃烧机理31.2高层建筑火灾的特点61.2.1火势蔓延快61.2.2疏散困难71.2.3扑救困难81.3高层建筑防灭火的主要措施81.3.1消火栓灭火系统81.3.2防火分区81.3.3火灾自动报警系统91.3.4自动喷水灭火系统9第二章 设计说明132.1建筑概况132.2设计任务及设计依据132.2.1设计的任务132.2.2设计的依据13第三章
3、 安全疏散设计143.1安全疏散的目的和原则143.1.1安全疏散的目的143.1.2安全疏散的原则143.2允许疏散时间143.2.1建筑物耐火等级的划分143.2.2 允许疏散时间的确定153.3安全疏散距离163.3.1从房间内的最远点到房门或住宅户门的距离163.3.2从房门（或住宅户门）到最近安全出口的距离173.4安全出口203.4.1安全出口的设计原则203.4.2安全出口的数量213.4.3安全出口的宽度213.5楼梯间233.5.1疏散楼梯和楼梯间的概念233.5.2楼梯间的基本类型及适用范围233.5.3本建筑楼梯间的选择253.5.4封闭楼梯间防火要求263.6避难层26
4、3.6.1避难层的定义263.6.2避难层的类型263.6.3避难层的设置条件273.7消防电梯273.7.1设置消防电梯的必要性273.7.2消防电梯的设置范围273.8疏散时间计算273.8.1疏散时间273.8.2人员数目的确定293.8.3疏散时间的确定30第四章 消火栓系统可靠性分析424.1消火栓系统概述424.1.1系统基本组成及工作过程424.1.2室外消火栓给水系统424.1.3室内消火栓给水系统424.2消火栓系统供水方式可靠性分析434.3消防水池分格对提高系统可靠性的研究454.4消防水泵吸水管布置方式的可靠性分析46第五章 自动喷水系统可靠性分析485.1自动喷水系统
5、的组成485.2自动喷水系统的选择485.3自动喷水灭火系统喷头布置对系统可靠性影响485.3.1喷头布置位置485.3.2喷头布置间距485.3.3喷头布置出现的安全度问题51第六章 火灾自动报警系统可靠性分析536.1火灾探测报警系统的设计原则和基本要求536.1.1设计原则536.1.2基本要求536.2火灾自动报警系统的组成546.2.1简单的火灾自动报警系统546.2.2复杂的火灾自动报警系统546.2.3简单系统与复杂系统的区别556.3火灾探测器的分类与选择566.3.1火灾探测器的分类566.3.2火灾探测器的选择566.4火灾自动报警系统的可靠性分析566.4.1火灾探测器的
6、可靠性分析586.4.2传输线路的可靠性606.4.3报警控制器的可靠性61参考文献62附录63致谢74第一章 绪论1.1火灾概述1.1.1火灾定义及分类火灾是一种违反人们意志，在时间或空间上失去控制，并给人类带来灾害的燃烧现象。根据可燃物的燃烧特性，通常将火灾分为四类1：A类火灾：是指固体物质火灾。这种物质往往具有有机物的性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬，如木材、棉、毛、麻、纸张等引起的火灾。B类火灾：是指液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等引起的火灾。C类火灾：是指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、氢等引起的火灾。D类火灾：是指金属火灾，如钾、钠、铝镁合金
7、等引起的火灾等。此外，随着社会和经济的发展，现代科技学技术被广泛应用，带电火灾越来越普遍，这引起人们的普遍重视，目前我国部分消防技术规范对此类火灾的控制和扑灭也作了相应的要求。1.1.2火灾原因分析起火的原因是多种多样的，在生产和生活中，有因为使用明火不慎引起的，有因为化学或生物化学的作用造成的，有因为用电电线短路引起的，也有因为人为纵火引起的。生产和生活中，因使用明火不慎而引起的火灾是很多的。例如在厂房内，不顾周围环境随意动火的、烘烤物品过热的；在居住建筑内因打翻油灯、烛火、蚊帐的，炉火点燃旁边的柴草，小孩玩火等；在公共场所内乱扔烟头、乱放鞭炮、乱扔火柴而使火种混进废纸堆等，这些都是因为违反
8、操作规程、缺乏防火意识、思想麻痹大意等造成的。除明火外，暗火引起火灾的情况也很多。其中有的是因火源，如灶炉、烟囱的表面过热而烤着临近的木制材料；也有的是没有火源的，如大量堆积在库房里的物质，因为通风不好，内部发热，以致积热不散而发生自燃；把化学物质相互抵触的物品混在一起，发生化学反应起火或爆炸；化工生产设备失修，出现可燃气体，易燃、可燃液体跑、冒、滴、漏现象，一遇到明火便燃烧或爆炸；机械设备磨擦发热，使接触到的可燃物自燃起火等等。用电引起火灾的原因，主要是因为用电设备超负荷，导线接头接触不良，电阻过大发热，使导线的绝缘物或沉积在电气设备上的粉尘自燃；导线因老化引起短路的电弧能使充油的设备爆炸；
9、保险丝和开关的火花能使易燃、可燃的液体蒸汽与空气的混合物爆炸；易燃液体、可燃气体在管道内流动太快，摩擦产生静电，由于管线接地不良，在管道出口处出现放电火花，使管道内的液体或气体燃烧，发生爆炸。此外，突然的地震和战时的空袭，都会因为人们急于疏散而来不及断电、熄灭炉火以及处理易燃易爆生产装置和危险物品，待房屋受震，极易起火，便出现了地震火灾或战时火灾的不幸。因此迫使我们要有平战结合的观念，在防火设计中考虑地震和战时火灾的特点，采取防范措施，避免大的火灾损失。1.1.3火灾的特征不论是民用建筑，还是工矿企业室内火灾，一般都具有以下特点，即：火灾发生的突发性，火情发展的多变性，人员处理火情的瞬时性。(
10、1)突发性火灾的发生大多是随机和难以预料的，造成的危害给人的打击是突然袭击式的、多方面的，人们要保护自身安全，就必须要在没有任何精神准备的条件下，对眼前所发生的火灾做出相应的反应。一旦反应迟缓或判断失误，生命财产就会遭受重大损失。火灾的突发性是火灾中引起惊慌的重要原因。千变万化的灾害给遇难者的刺激是非常强烈的。(2)多变性火灾的多变性特点包含两个方面:一是指火灾之间的千差万别，引起火灾的原因多种多样，每次火灾的形成和发展过程都各不相同；二是指火灾在发展过程中瞬息万变，不易掌握。火灾的蔓延发展受到各种外界条件的影响和制约，与可燃物的种类、数量、起火单位的布局、通风状况、初期火灾的处置措施等有关。
11、火灾的多变性，既有人们扑救的因素，也有火场可燃物的因素，同时与天气条件有着密切的联系。火灾的多变性特点，要求人们更多地学习和了解消防常识，懂得火灾发展过程和燃烧特点，掌握自救逃生知识。一旦发生火灾，能运用所学知识，做到临危不乱，处险不惊，根据火灾的发展变化采取正确的逃生措施。(3)瞬时性大火来势迅猛，这是尽人皆知的浅显道理，由此，可以联想到火灾瞬时性特点。实践证明，火灾中受害者所表现出的行为多属于被动的反应性行为，这是因为火灾的突发刺激，迫使受灾者瞬时做出反应。瞬时性的行为反应，包括逃生手段与个体的应变能力，与每个人的知识素养是分不开的。往往瞬间的错误反应会铸成大错，造成终生的遗憾。在火灾中“
12、时间就是生命”，无论是灭火、救人还是自救逃生，都必须争分夺秒，准确把握稍纵即逝的灭火战机，选择逃生时机，尽最大努力，争取把火灾扑灭于初期阶段。当被大火围困时，要沉着冷静，尽快地判明情况，采取安全有效的逃生方法，撤至安全地区。无数事实证明，不掌握逃生知识，错过了逃生时机，就可能葬身火海。(4)严重性火灾事故一旦发生就会造成巨大的经济损失，造成人员的严重伤亡，打乱了企业的正常生产秩序，其损失是令人吃惊的。1.1.4燃烧机理（1）燃烧条件任何物质的燃烧并不是随便发生的，必须具备以下三个必要条件，即可燃物、氧化剂和温度2。人们通常以燃烧三角形3来表示这三个要素如图1.1所示。可燃物凡是能与空气中的氧或
13、其他氧化剂起化学反应的固体、液体、气体物质都称为可燃物。常见的可燃物有木材、纸张、汽油、酒精、氢气、乙炔气、钾等。氧化剂能帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂，如氧、氟、氯等。温度温度即为引火源，是指供给可燃物和氧化剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能，其他还有由化学能、电能、机械能等转变而来的热能。燃烧反应可以通过用明火点燃处于空气（或氧气）中的可燃物或加热处于空气（或氧气）中的可燃物来实现。在无外界引火源时，只有将可燃物加热到其着火点以上才能使燃烧反应进行。因此，物质的燃烧除了其可燃性和氧化性之外，还需要温度。由于各种可燃物的化学组成和化学性质各不相同，其
14、发生燃烧的温度也不同。 图1.1燃烧三角形 图1.2燃烧四面体具备了燃烧的必要条件，并不等于燃烧必然发生。在各种必要条件中，还有一个“量”的概念，这就是发生燃烧或持续燃烧的充分条件。一定的可燃物浓度可燃气体或蒸汽只有达到一定浓度才会发生燃烧。如车用汽油在-380以下，灯用煤油在40以下，甲醇在70以下时均不能达到燃烧所需的浓度，在这种条件下，虽有足够的氧气和明火，仍不会发生燃烧。一定的氧气含量各种不同的可燃物发生燃烧，均有本身固定的最低含氧量要求，低于这一浓度，虽然燃烧的其他条件已具备，燃烧仍不会发生，如汽油的最低氧含量要求为14.4%，煤油为15%。一定的点火能量各种不同的可燃物发生燃烧，均
15、有本身固定的最小点火能量要求，达到这一强度要求时才会引起燃烧反应，否则燃烧便不会发生，如汽油的最低点火能量为0.2mJ。不受抑制的链式反应对于无焰燃烧，以上三个条件同时存在，相互作用，燃烧即会发生。对于有焰燃烧，除了以上三个条件外，燃烧过程中存在不受抑制的游离基，形成链式反应，使燃烧能够持续下去，也是燃烧的充分条件之一。随着科学的发展，人们发现用燃烧三角形表示无焰燃烧的基本条件是确切的；而对有焰燃烧，因燃烧过程中存在未受抑制的游离基作为中间体，即前面所说的链式反应理论，所以表示有焰燃烧应增加一个必要条件一一链式反应，这样就形成了燃烧四面体4，如图1.2所示。（2）燃烧实质在日常生活和生产过程中所看到的燃烧现象，大多是可燃物质与空气（氧）或其他氧化剂进行剧烈反应而发生的发光、发热现象，其燃烧过程中的化学反应
