二氧化碳气体灭火剂具有较高的灭火效率和无污染等特点，针对在国内外禁止使用哈龙灭火剂及其灭火系统和国内越来越多的重要场所需要使用二氧化碳气体灭火系统进行保护的的情况，本设计以淮北市电信大楼为目标建筑物，对其进行了二氧化碳气体灭火系统设计。
依据《二氧化碳灭火系统设计规范》，对淮北市电信大楼进行了气体灭火防护区划分、二氧化碳灭火用量的计算、系统管网布置等方面的工作。在此基础上，结合目标建筑物的实际情况，对其进行了安全疏散校验，进而完成了本设计。
关键词: 电信大楼；二氧化碳；灭火系统；组合分配
I
ABSTRACT
Carbon dioxide gas extinguisher has high fire extinguishing efficiency and pollution-free characteristics,we aiming at Huaibei telecommunications building.Ha dragon extinguisher and extinguishingsystem have been banned at the home and abroad.
On the basis of the《Carbon dioxide fire system design code》,Huaibei telecommunications building have been Divisioned of gas fire-extinguishing protective area,calculated the amount of Carbon dioxide fire extinguishing and layouted System pipeline,etc.On this basis,combining with the actualsituation, the goal building on the safe evacuation check,and then finished the design.
Keyword: Telecommunications building；Carbon dioxide；Fire extinguishing agent system；Combined distribution
II
目 录
摘 要 ................................................................................................................ I ABSTRACT..................................................................................................... II 第1章 绪 论 ................................................................................................. 1 1.1 国内外气体灭火系统发展现状 ............................................................. 1 1.2 二氧化碳灭火系统的分类 ..................................................................... 2 1.3 二氧化碳灭火系统设计的目的及意义 ................................................. 2 第2章 淮北市电信大楼建筑物概况及设计依据 ......................................... 4 2.1 建筑物概况 ............................................................................................. 4 2.2 设计依据 ................................................................................................. 4 第3章 设计计算 ............................................................................................. 5 3.1 防护区的划分 ......................................................................................... 5 3.2 二氧化碳设计用量 ................................................................................. 6 3.3 二氧化碳的贮存量 ................................................................................. 9 3.4储存容器规格及数量确定 ...................................................................... 9 3.5 灭火时间的确定 ................................................................................... 10 3.6 管路布置 ............................................................................................... 10 3.6.1设定喷头布置和数量 ..................................................................... 10 3.6.2 管网平面布置图 ............................................................................ 13 3.7灭火系统管网计算 ................................................................................ 16 3.8 管网设计流量计算 ............................................................................... 16 3.8.1地下一层灭火系统管网设计流量计算 ......................................... 17 3.8.2一、二层灭火系统管网设计流量计算 ......................................... 18 3.8.3 三、四层灭火系统管网设计流量计算 ........................................ 19 3.8.4 五、六、七层灭火系统管网设计流量计算 ................................ 19 3.9 管径初定 ............................................................................................... 20 3.9.1地下一层灭火系统管径计算 ......................................................... 20 3.9.2 一、二层灭火系统管径计算 ........................................................ 21 3.9.3三、四层灭火系统管径计算 ......................................................... 21
3.9.4 五、六、七层灭火系统管径计算 ................................................ 22 3.10 管段长度的计算 ................................................................................. 23 3.10.1 地下一层灭火系统管段长度计算 .............................................. 23 3.10.2一、二层灭火系统管段长度计算 ............................................... 24 3.10.3三、四层灭火系统管段长度计算 ............................................... 25 3.10.4 五、六、七层灭火系统管段长度计算 ...................................... 27 3.11管道压力降计算和高程压力计算 ...................................................... 28 3.12喷嘴的选择计算 .................................................................................. 33 3.12.1喷头压力和等效孔口喷射率 ....................................................... 33 3.12.2喷头孔口尺寸计算 ....................................................................... 33 3.12.3喷嘴的确定 ................................................................................... 34 第4章 安全疏散计算 ................................................................................... 37 4.1疏散时间与允许疏散时间 .................................................................... 37 4.2 疏散计算的假设条件 ........................................................................... 38 4.3 房间疏散时间计算 ............................................................................... 38 4.4 各楼层防护区房间安全疏散计算评价 ............................................... 40 第5章 毕业设计心得体会 ........................................................................... 46 致 谢 ............................................................................................................. 48 参考文献 ......................................................................................................... 49 附 录 ............................................................................................................... 50
CONTENTS
ABSTRACT....................................................................... 错误!未定义书签。 ABSTRACT....................................................................... 错误!未定义书签。 Chapter 1 Introduction .................................................... 错误!未定义书签。 1.1 Gas fire-extinguishing systems development situation at home and
abroad ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 The classification of carbon dioxide fire system ....... 错误!未定义书签。 1.3 The purpose of the carbon dioxide fire extinguishing system design and significance ............................................................... 错误!未定义书签。 Chapter 2 Huaibei city telecom survey and design basis for tall buildings 4 2.1 Building profiles ....................................................................................... 4 2.2 Design basis ............................................................................................. 4 Chapter 3 Design calculation .......................................................................... 5 3.1 Protection zone partition .......................................................................... 5 3.2 Carbon dioxide design dosage ................................................................. 6 3.3 Carbon storage capacity ........................................................................... 9 3.4 Storage vessel specifications and determine the number ......................... 9 3.5 Fire-fighting time determination ............................... 错误!未定义书签。 3.6 Pipeline layout ........................................................... 错误!未定义书签。 3.6.1 Set the nozzle layout and quantity ...................... 错误!未定义书签。 3.6.2 Pipeline layout .................................................... 错误!未定义书签。 3.7 The hydraulic calculation extinguishing system ....... 错误!未定义书签。 3.8 Network design flow calculation .............................. 错误!未定义书签。 3.8.1 Fire-fighting system underground layer ............. 错误!未定义书签。 3.8.2 The first and second floor fire-extinguishing systems错误!未定义书签。
3.8.3 The thirdt and fourth floor fire-extinguishing systems错误!未定义书签。
3.8.4 Fifth, sixth and seventh layer fire-extinguishing systems错误!未定义书签。
3.9 Early diameter set ...................................................... 错误!未定义书签。 3.9.1 The first floor underground pipe diameter extinguishing system
calculation .......................................................... 错误!未定义书签。 3.9.2 First, second extinguishing system pipe diameter calculation错误!未定义书签。
3.9.3 Fifth, sixth and seventh layer extinguishing system pipe diameter
calculation .......................................................... 错误!未定义书签。 3.9.4 Fifth, sixth and seventh layer extinguishing system pipe diameter
calculation .......................................................... 错误!未定义书签。
3.10 Calculation of pipe length ....................................... 错误!未定义书签。 3.10.1 The first floor underground pipeline length calculation fire-fighting
system .............................................................. 错误!未定义书签。
3.10.2 First, second extinguishing system pipeline section length
computation ..................................................... 错误!未定义书签。
3.10.3 The third and fourth layer extinguishing system pipeline section
length computation .......................................... 错误!未定义书签。
3.10.4 Fifth, sixth and seventh floor length calculation pipeline fire system
......................................................................... 错误!未定义书签。
3.11 Line pressure drop calculation and elevation pressure calculation错误!未定义书签。
3.12 Nozzle choice .......................................................... 错误!未定义书签。 3.12.1 Nozzle pressure and equivalent orifice injection rate错误!未定义书签。
3.12.2 Nozzle orifice size calculation .......................... 错误!未定义书签。 3.12.3 Determined the nozzle ...................................... 错误!未定义书签。 Chapter4 Safe evacuation calculation ............................. 错误!未定义书签。 4.1 Evacuation time and allow evacuation time .............. 错误!未定义书签。
4.2 The assumptions evacuation calculation ................................................ 38 4.3 Room evacuation time calculation ......................................................... 38 4.4 Each floor room protection zones safe evacuation to calculate and
evaluate ................................................................... 错误!未定义书签。
Chapter 5 Design experience and future Suggestions for correction错误!未定义书签。
Acknowledgments .......................................................................................... 48 References ....................................................................................................... 49 Appendix ......................................................................................................... 50
第1章 绪 论
随着科技的进步和社会经济的发展，大批工业和民用建筑尤其是高层建筑不断涌现，越来越多的机房、电信楼等不能用水灭火的场所，需要使用灭火后破坏性小的介质进行保护，气体灭火系统以其固有的特性—— 洁净、高效的灭火手段逐步得到了大家的认可。二氧化碳气体灭火剂具有较高的灭火效率、较低的灭火浓度、电绝缘性高、在其使用灭火浓度范围内对人员没有伤害及清洁无污渍等优异性能。因此，在世界各国得到了广泛的使用，越来越多的重要场所采用二氧化碳气体灭火系统进行防护[1]。
1.1 国内外气体灭火系统发展现状
第一次世界大战前，二氧化碳灭火系统在国外已开始应用。它是开发应用最早的气体灭火系统，随着应用的需要和二化碳灭火系统技术的成熟性，使其受到各国的重视。美国、英国、德国、日本、澳大利亚、国际标准化组织等都相继制定了二氧化碳灭火系统的标准或规范。
我国从50年代开始应用二氧化碳灭火系统，并于1993年颁布了国标《二氧化碳灭火系统设计规范》（GB50193—93），使二氧化碳灭火系统的设计有了依据。该规范仅适用于高压二氧化碳灭火系统。目前我国普遍应用的是高压二氧化碳灭火系统。
我国于1983年至1985年分别颁布了二氧化碳、1211和1301灭火剂的国家标准；1984年颁布了二氧化碳、1211灭火器国家标准；1987年、1992年、1993年和1997年发布了《卤代烷1211灭火系统设计规范》、《卤代烷1301灭火系统设计规范》、《二氧化碳灭火系统设计规范》和《气体灭火系统施工及验收规范》，1999年局部修订了《二氧化碳灭火系统设计规范》，增加了关于低压二氧化碳灭火系统的规定。
我国的气体灭火技术在二十世纪六十年代之后得到了普遍应用和迅
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速发展。它被广泛应用于计算机房、通讯机房、图书馆、档案馆、博物馆、重点文物保护单位及工厂的控制室、变配电室、飞机座舱与货舱、飞机发动机短舱、船舶的轮机舱与货舱以及电厂等重要保护场所。
我国的消防主要规范《建筑设计防火规范》(GBJ16-67-95-97)和《人民防空工程设计防火规范》(GBJ98-87-97)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95-97)及《建筑灭火配置设计规范》(GBJ140-90-97)等四项国家规范在保护大气臭氧层和人类生态环境专题上的1997年同时局部修订条文，二氧化碳逐步替代与淘汰哈龙[2]。
1.2 二氧化碳灭火系统的分类
二氧化碳灭火系统分为高压和低压两种。高压二氧化碳灭火泵统的灭火剂是在常温下储存，其饱和蒸气压为5.8MPa，多用40L或80L高压钢瓶储存，每瓶充装量仅为25kg和50kg。因为二氧化碳的灭火浓度较高，一般在34%以上，对于大防护空间可能需要几百个瓶组，灭火设备占地面积太大，安装、管理也不方便，使高压二氧化碳灭火系统的使用受到限制；低压二氧化碳灭火系统的灭火刺是在低温(-18℃)下储存．其饱和蒸气压为2.1MPa，可用大容量的低压容器储存。其储存量虽多可达百吨，灭火设备的占地面积小、造价低、安装、管理方便、灭火剂释放灵活，可随时关闭，不象高压系统，一经开启便无法关闭，安装及管理方便，但需配有一套能自动控制温度的致静系统[3]。
1.3 二氧化碳灭火系统设计的目的及意义
由于卤代烷灭火系统使用受到限制，二氧化碳灭火系统的应用领域正在扩大。所以我国应加快二氧化碳灭火系统的研制及其设计规范的制定工作，特别需要加大对低压二氧化碳灭火的研究。因为低压二氧化碳灭火系统在国外应用很普遍，虽然本次设计选用的是高压二氧化碳灭火系统，并且我国广泛使用的是高压系统，但是低压系统更加的方便，只是由于受限
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于国内技术，所以目前还不能广泛使用。
在日常的设计施工中，只要按照科学的方式方法去设计施工，就能让二氧化碳灭火系统更安全、更有效地为我们服务，更及时有效地扑灭火灾。在此我们有必要对其设计作出进一步的探究。本设计通过研究二氧化碳灭火系统现阶段的应用情况来完善其主要设计参数。采用二氧化碳灭火剂扑灭室内封闭空间火灾时，特别要考虑到要保护防护区内人员不受到伤害，为了保证扑灭火灾而要求的维护构件需要达到的强度这一基本原则[4]。
本设计以淮北市电信大楼为目标建筑物对其进行二氧化碳气体灭火方案设计和优选，这一设计任务的完成对于丰富安全工程专业知识，训练绘图、设计能力具有重要的作用和意义。其目的是合理地设计气体灭火系统，使之有效地达到扑灭火灾，保护人身和财产安全。
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第2章 市电信大楼建筑物概况及设计依据
2.1 建筑物概况
市电信大楼位于市中心广场西侧，西邻地区幼儿园，北临少儿图书馆，南接淮海东路，地理位置优越，交通便捷。在总体布局上，电信中心主体建筑面向淮海东路，呈南北向布置。建筑层后退道路红线7.0m，并将临街6.0m一跨架空，不仅有利于人流集散，而且减少了建筑对城市街道的压迫感。
在保证使用的情况下，最大限度的将空间贡献给城市。同时该建筑位置特殊，周围没有其他高大建筑，为此结合布局采用了对称设计，并自热形成了简洁的体量对比与体块穿插；并且利用了框架、切削、凹凸及虚实对比手法；主入口处两层通高，结构构件外露，柱面及梁外包铝板，形成了一个空间变化丰富，光影效果强烈的视觉中心。
电信大楼中心主楼一共七层，地下室一层，建筑总面积9200m2,建筑高度42.5m，容积率：0.84，覆盖率：19%。
2.2 设计依据
根据《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《二氧化碳洁净气体灭火系统设计规范》和《洁净灭火剂灭火系统标准》（NFPA2001）等中的相关规定，对淮北市电信大楼的气体灭火系统进行计算与设计。
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第3章 设计计算
3.1 防护区的划分
由于 市电信大楼一、二层布局相同，三、四层布局相同，五、六、七层布局相同，所以设置的防护区也相同。根据防护区划分原则，共划分如下防护区：
地下一层：电缆通道、进线充气室、低压配电室； 一、二层：器材销售厅、电缆通道、营业厅； 三、四层：程序交控机房、设备间、电缆通道； 五、六、七层： 机房、设备间。 各防护区的尺寸如表3.1所示。
表3.1 各防护区的尺寸 楼层 地下一层 一、二层 三、四层 五、六、七层
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防护区名称 电缆通道 进线充气室 低压配电室 器材销售厅 电缆通道 营业厅 程序交控机房 设备间 电缆通道 机房 设备间 防护区长（m） 防护区宽（m） 7.5 14 13.5 5.5 18.25 18.75 14.5 11.4 18.75 28.5 11.4 5.5 7.5 7 5.5 2.1 15 12.9 4.8 2.1 14.3 4.8 层高（m） 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 3.2 二氧化碳设计用量
本次设计采用全淹没式，二氧化碳灭火系统全淹没方式的二氧化碳灭火剂用量应控制在一定的范围内，即在灭火剂喷放后在防护区的浓度高于有效灭火浓度，并尽可能对人体不产生不良影响的范围内，消防设计时必须根据防护区的体积、温度、压力以及灭火剂的特性来确定灭火剂的用量。
对于全淹没系统，二氧化碳灭火总用量一般为设计灭火用量、流失补偿量、管网内和储存容器内的灭火剂的剩余之和。
根据《二氧化碳灭火系统设计规范》[5]，确定物质系数kb=1.5，设计浓度 c=47%。
二氧化碳设计用量的计算公式如下：
M＝K（ （3.1） bK1A＋K2V）
A＝Av＋30A0 V＝Vv－Vg 式中：M－－二氧化碳设计用量，kg；
Kb－－物质系数；
K1－－面积系数，kg/㎡，取0.2kg/ m2； K2－－体积系数，kg/m3，取0.7kg/m3； A－－折算面积，m2； A0－－开口总面积，m2；
AV－－防护区的内侧面、底面、顶面的总面积，m2；
V－－防护区的净容积，m3； VV－－防护区容积，m3；
Vg－－防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积，m3。
防护区折算总面积计算结果见表3.2，防护区容积计算结果见表3.3，各防护区二氧化碳设计用量计算结果见表3.4所示。
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表3.2 防护区折算总面积
楼层 地下一层 一、二层 三、四层 五、六、七层 防护区名称 电缆通道 进线充气室 低压配电室 器材销售厅 电缆通道 营业厅 程序交控机房 设备间 电缆通道 机房 设备间 防护区面积（m2） 41.25 105 94.5 30.25 38.325 281.25 187.05 54.72 38.325 407.55 54.72 Av防护区表面积（m2） 238.5 468 435 162.25 320.85 967.5 702.9 303.84 320.85 1328.7 303.84 A0防护区开口A防护区折总面积（m2） 算面积（m2） 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 40 30 15 5.4 40 15 400.5 630 597 324.25 482.85 2167.5 1602.9 753.84 482.85 2528.7 753.84 表3.3防护区容积
楼层 地下一层 一、二层 三、四层 五、六、七层 防护区名称 电缆通道 进线充气室 低压配电室 器材销售厅 电缆通道 营业厅 程序交控机房 设备间 电缆通道 机房 设备间
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Vv防护区容积（m³） 247.5 630 567 181.5 229.95 1689 1122.3 328.32 229.95 2445.3 328.32 V防护区净容积（m³） 245 625 562 180 227 1684 1117 323 227 2440 323 表3.4各防护区二氧化碳设计用量
楼层 地下一层 一、二层 三、四层 五、六、七层
防护区名称 电缆通道 进线充气室 低压配电室 器材销售厅 电缆通道 营业厅 程序交控机房 设备间 电缆通道 机房 设备间 A防护区折算面积（m2） 400.5 630 597 324.25 482.85 2167.5 1602.9 753.84 482.85 2528.7 753.84 V防护区净 M二氧化碳设计用量容积（m³） （kg） 245 625 562 180 227 1684 1117 323 227 2440 323 377.4 845.25 769.2 286.275 255.47 2418.45 1653.72 565.302 383.205 3320.61 565.302 该电信楼共有8个楼层，并且一套系统所保护的防区不超过8个，所以本次设计设计4套二氧化碳气体灭火系统，对各个防区进行保护。由于本设计采用组合分配系统，用一套灭火剂贮存装置保护多个防护区的灭火系统，必然有一个防护区灭火剂用量最大，所以A、V取各个楼层中系统所保护的防护区的最大值。根据以上两个表格可得出各层灭火系统的二氧化碳的设计用量，结果如表3.5所示。
表3.5 系统名称及各系统二氧化碳的设计用量
系统名称 地下一层灭火系统 一、二层灭火系统 三、四层灭火系统 五、六、七层灭火系统
Amax（m2） 630 2167.5 1602.9 2528.7 Vmax（m³） 625 1684 1117 2440 M（kg） 845.25 2418.45 1653.72 3320.61 8
3.3 二氧化碳的贮存量
灭火剂剩余量是根据我国现行采用的40L二氧化碳储存容器测试结果得出的，充装量为25 kg，喷放后的剩余量为1-2㎏，占充装量的5%-8%。一般存储容器剩余量按设计用量8%计算，管网剩余量可忽略不计[6]。（系统二氧化碳的存储量计算结果见表3.6）
Mc = M + Ms + Mr （3.2）
式中：MS－储瓶内灭火剂剩余量，kg， 一般取MS=8%M； Mr－管道内灭火剂剩余量，kg， 高压系统Mr=0。
表3.6 系统二氧化碳的存储量
系统名称 地下一层灭火系统 一、二层灭火系统 三、四层灭火系统 五、六、七层灭火系统 M（kg） 845.25 2418.45 1653.72 3320.61 MS（kg） 67.62 193.476 132.3 265.6 Mc（kg） 913 2612 1786 3586 3.4储存容器规格及数量确定
目前我国二氧化碳容器贮存压力均为5.17MPa规格，储存容器为无缝钢质容器，它由容器阀、虹吸管、钢瓶组成，耐压值为22.05Mpa。二氧化碳高压系统的储存容器规格有：32L、40L、45L、50L、82.5L[7]。其相应的最大充装量见表3.7。
表3.7 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） 最大充装量（kg）
32 20 40 25 45 28 50 31 82.5 55 本设计选用储存容积为40L规格，其额定充装量25kg。二氧化碳储瓶数的计算公式如下：
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N= MC /25 （3.3）
根据上式可得出二氧化碳储瓶的数量，计算结果见表3.8（在计算过程中N的值可能带有小数点，这种情况下对N进行取整）。
表3.8 系统灭火器储瓶规格及数量
系统名称 地下一层灭火系统 一、二层灭火系统 三、四层灭火系统 五、六、七层灭火系统 储存容器容积（L） 40 40 40 40 最大充装量（kg） 25 25 25 25 数量（瓶） 37 105 72 144 3.5 灭火时间的确定
《二氧化碳灭火系统设计规范》中对于灭火剂喷放时间有如下要求：全淹没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%。
电信大楼的火灾主要是电器类的火灾，来自于电气设备的燃烧等，其火灾类型为固体深位火灾，灭火时间主要采用第二种情况，即二氧化碳喷放时间为7min，并在前2min之内使防火区的浓度达到30%。
3.6 管路布置
3.6.1设定喷头布置和数量
1. 喷头的选择
淮北市电信大楼层高6m，根据表3.9中喷头的型号以及其应用高度和直径，各楼层均选应用高度为6米，喷洒半径为2.5米的喷头。
2. 喷头的布置
架空型喷头的安装，一般应垂直于保护对象的表面，其瞄准点应该是
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保护面积的中心。当确需非垂直布置时，安装角不应小于45°，其瞄准点偏向喷头安装位置的一方见图3.1，偏离尺寸可依照表3.9确定。喷头非垂直布置时的设计流量和保护面积应与垂直布置相同，同时喷头在布置时应确保对防护区全覆盖，不留死角（见图3.2）[8]。
表3.9 全淹没喷灌喷头的喷洒直径及应用高度
型号 EQT-5 EQT-6 EQT-7 EQT-8 EQT-9 EQT-10 EQT-11 EQT-12 EQT-13 EQT-14 EQT-15 接管尺寸 (阴)ZG3/8” (阴)ZG3/8” (阴)ZG3/8” (阴)ZG1/2” (阴)ZG1/2” (阴)ZG1/2” (阴)ZG3/4” (阴)ZG3/4” (阴)ZG3/4” (阴)ZG3/4” (阴)ZG3/4” 当量标 准号 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 喷口计算面积（㎝2） 0.12 0.18 0.24 0.32 0.49 0.6 0.71 0.84 0.97 1.11 1.27 保护半径（m） 1.7 1.7 1.7 1.7 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.5 2.5 应用高度（m） 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6
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表3.10 喷头偏离保护面积中心的距离
喷头安装角ψ 45°~60° 60°~75° 75°~90°
偏离喷头保护面积中心的距离Lb 0.25Lb 0.25Lb~0.125Lb 0.125Lb~0
图3.1 架空型喷头的安装方式
B1.B2—喷头安装位置；E1.E2—喷头瞄准点；S—喷头出口至瞄准点的位置（m）；Lb—单只
喷头正方形保护面积的的边长（m）；L0—偏离保护面积中心的距离。
DCRAB
图3.2 喷头布置方式
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3.6.2 管网平面布置图
各楼层防护区管网平面布置图见图3.3至图3.6。
42324531进线充气室电缆通道丁戊类库房2低压配电室345
图3.3 地下一层管网平面布置图
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432电缆通道门厅16452 营 业 厅33524324器材销售厅
图3.4 一、二层管网平面布置图
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电缆通道4332452程序交换机房4设备25316业务洽谈室集体用户接待室
图3.5 三、四层管网平面布置图
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设备23451机 房234567
图3.6 五、六、七层管网平面布置图
3.7灭火系统管网计算
管网计算的原则是使管道直径满足输送设计流量的要求，同时应保证每个喷嘴入口压力不低于喷嘴最低工作压力的要求。
3.8 管网设计流量计算
管网中干管的设计流量计算公式：
Qg = M / t （3.4）
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式中：Qg——干管的设计流量，kg/min； t———二氧化碳喷射时间，min。
管网布置采用的是均衡布置，均衡管网中喷嘴的设计流量按下式计算： Q i = Qg / N （3.5） 式中：Qi——单个喷嘴的设计流量，kg/min； N——喷嘴总数；
Qg——管网中支管的设计流量。
Q = NgQi （3.6） 式中：Q——支管的设计流量，kg/min； Ng——安装在计算支管下游的喷嘴数量。
全淹没灭火系统扑救表面火灾时，二氧化碳喷射时间不应大于1min；扑救固体深位固体火灾时，二氧化碳喷放时间不应大于7min，并应在前2min之内使防护区的浓度达到30%。30%浓度的物质系数可按公式计算：
Kb=ln(1-C)/ln(1-0.34)=ln(1-0.3)/ln(1-0.34)=0.86[9]。 达到30%浓度所需的喷放二氧化碳灭火剂的用量计算公式：
M=Kb(K1A+K2V) （3.7）
3.8.1地下一层灭火系统管网设计流量计算
M = 0.86×(0.2×630+0.7×625)＝485kg 管网中干管的设计流量：Qg=485÷2=242.5kg/min 1 电缆通道
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 242.5（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 = 121.3（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 60.6（kg/min） 2 进线充气室 管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 242.5（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 = 121.3（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 60.6（kg/min）
17
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 30.3（kg/min） 3 低压配电室 管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 242.5（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 = 121.3（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 60.6（kg/min） （4）—（5） Q4 = Qg/8 = 30.3（kg/min） 3.8.2一、二层灭火系统管网设计流量计算
M = 0.86×（0.2×2167.5+0.7×1684）＝1388kg
管网中干管的设计流量：Qg=1388÷2=694kg/min 1 电缆通道
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 694（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =347（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 173.5（kg/min） 2 器材销售厅 管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 694（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =347（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 173.5（kg/min） 3 营业厅
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 694（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =347（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 173.5（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 86.8（kg/min） （5）—（6） Q5 = Qg/16 = 43.4（kg/min） 管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 694（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =347（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 173.5（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 86.8（kg/min）
18
3.8.3 三、四层灭火系统管网设计流量计算
M = 0.86×（0.2×1062.9+0.7×1117）＝856kg
管网中干管的设计流量：Qg=856÷2=428kg/min 1 电缆通道
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 428（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =214（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 107（kg/min） 2 程序交换机房 管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 428（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =214（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 107（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 53.5（kg/min） （5）—（6） Q5 = Qg/16 = 26.75（kg/min） 3 设备室
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg = 428（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =214（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 107（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 53.5（kg/min） 3.8.4 五、六、七层灭火系统管网设计流量计算
M = 0.86×（0.2×2528.7+0.7×2440）＝1904kg
管网中干管的设计流量：Qg=1904÷2=952kg/min 1 设备室
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg =952（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =476（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 238（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 119（kg/min） 2 机房
19
管段：（1）—（2）
流量：Q1 = Qg =952（kg/min）
（2）—（3） Q2 = Qg/2 =476（kg/min） （3）—（4） Q3 = Qg/4 = 238（kg/min）
（4）—（5） Q4 = Qg/8 = 119（kg/min） （5）—（6） Q5 = Qg/16 = 59.5（kg/min） （6）—（7） Q6 = Qg/32 =29.8（kg/min）
3.9 管径初定
二氧化碳在高压或低压储存灭火系统中的管道流动属于气液两相流动，这是系统计算的基本点，在初选管径时，为使管道流态符合紊流条件并尽量准确，采用如下公式[10]：
D = KdQ1/2 （3.8）
式中：D——管道内径，mm；
Kd——管径系数，取值1.41-3.78，本系统Kd取值2.2； Q——流量，kg/min。 3.9.1地下一层灭火系统管径计算 各个防护区计算结果如下： 1 电缆通道：
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=34.26 取D=40(mm) （2）—（3） D=2.2×Q1/2=24.22 取D=25(mm) （3）—（4） D=2.2×Q1/2=17.1 取D=20(mm) 2 进线充气室
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=34.26 取D=40(mm) （2）—（3） D=2.2×Q1/2=24.22 取D=25(mm) （3）—（4） D=2.2×Q1/2=17.1 取D=20(mm) （4）—（5） D=2.2×Q1/2=12.1 取D=15(mm) 3 低压配电室
20
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=34.26 取D=40(mm) （2）—（3） D=2.2×Q1/2=24.22 取D=25(mm) （3）—（4） D=2.2×Q1/2=17.1 取D=20(mm) （4）—（5） D=2.2×Q1/2=12.1 3.9.2 一、二层灭火系统管径计算 1 电缆通道
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=57.96 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=40.98 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=28.98 2 器材销售厅
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=57.96 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=40.98 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=28.98 3 营业厅
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=57.96 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=40.98 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=28.98 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=20.5 （5）—（6） D=2.2×Q1/2=14.5 管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=57.96 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=40.98 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=28.98 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=20.5 3.9.3三、四层灭火系统管径计算 1 电缆通道
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=45.5 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=32.18
21
取D=15(mm) 取D=65(mm) 取D=50(mm) 取D=32(mm) 取D=65(mm) 取D=50(mm) 取D=32(mm) 取D=65(mm) 取D=50(mm)
取D=32(mm)
取D=25(mm) 取D=15(mm) 取D=65(mm) 取D=50(mm)
取D=32(mm)
取D=25(mm)
取D=50(mm) 取D=40(mm)
（3）—（4） D=2.2×Q1/2=22.76 取D=25(mm) 2 程序交控机房
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=45.5 取D=50(mm) （2）—（3） D=2.2×Q1/2=32.18 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=22.76 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=16.09 （5）—（6） D=2.2×Q1/2=11.38 3 设备室
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=45.5 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=32.18 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=22.76 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=16.09
3.9.4 五、六、七层灭火系统管径计算 1 机房
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=67.87 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=47.8 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=33.93 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=24 （5）—（6） D=2.2×Q1/2=17 （6）—（7） D=2.2×Q1/2=12 2 设备室
管段：（1）—（2） 管径：D=2.2×Q1/2=67.87 （2）—（3） D=2.2×Q1/2=47.8 （3）—（4） D=2.2×Q1/2=33.93 （4）—（5） D=2.2×Q1/2=24 22
取D=40(mm)
取D=25(mm)
取D=20(mm) 取D=15(mm) 取D=50(mm) 取D=40(mm)
取D=25(mm)
取D=20(mm) 取D=80(mm) 取D=50(mm)
取D=40(mm)
取D=25(mm) 取D=20(mm)
取D=15(mm)
取D=80(mm) 取D=50(mm)
取D=40(mm)
取D=25(mm)
3.10 管段长度的计算
管道计算长度为管道沿程长度和管件当量长度之和。管件的当量长度见附录表1。
3.10.1 地下一层灭火系统管段长度计算 1 电缆通道
管段：（1）—（2）管长：4.6+1.43+18.54+2.45=27.02m
当量：1.31×3+0.82=4.75m 计算长度：31.77m
（2）—（3）管长：1.77m
当量： 0.55+1.74=2.29m
计算长度：4.06m （3）—（4）管长：1.77m
当量：0.43+1.37=1.8m
计算长度：3.57m 2 进线充气室
管段：（1）—（2）管长：4.6+1.34+8.64+2.36=16.94m
当量：1.31×3+0.82=4.75m 计算长度：21.69m
（2）—（3）管长：3.54m 当量： 0.55+1.74=2.29m 计算长度：5.83m
（3）—（4）管长：1.77m 当量：0.43+1.37=1.8m 计算长度：3.57m
（4）—（5）管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m 计算长度：3.11m 3 低压配电室
管段：（1）—（2） 管长：4.6+1.34+6.26+16.3+11.52=40.02m
23
当量：1.31×4+0.82=6.06m 计算长度：46.08m
（2）—（3） 管长：3.54m 当量： 0.55+1.74=2.29m 计算长度：5.83m
（3）—（4） 管长：1.77m 当量：0.43+1.37=1.8m 计算长度：3.57m
（4）—（5） 管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m 计算长度：3.11m 3.10.2一、二层灭火系统管段长度计算 1 电缆通道
管段：（1）—（2）管长：4.6+0.57+11.184+3.43=20.44m
当量：2.01×3+1.25=7.28m 计算长度：27.72m
（2）—（3）管长： 4.59+0.66=5.25m
当量：1.68+1.07+3.42=6.17m
计算长度：11.42m （3）—（4）管长：2.3m
当量：0.7+2.29=2.99m
计算长度：5.29m 2 器材销售厅
管段：（1）—（2）管长：4.6+0.61+20.01+14.84+3=43.06m
当量：2.01×4+1.25=9.29m 计算长度：52.35m
（2）—（3）管长： 1.77m
当量： 1.07+3.42=4.49m
计算长度：6.26m （3）—（4）管长：1.77m
24
当量：0.7+2.29=2.99m
计算长度：4.76m 3 营业厅
管段：（1）—（2） 管长：4.6+0.46+9.53+10.35+11.52=40.02m
当量：2.01×3+1.25=7.28m 计算长度：47.3m
（2）—（3） 管长：3.53m 当量： 1.07+3.42=4.49m 计算长度：8.02m
（3）—（4） 管长：3.53m 当量：0.7+2.29=2.99m 计算长度：6.52m
（4）—（5） 管长：1.77m 当量：0. 55+1.74=2.29m 计算长度：4.07m
（5）—（6） 管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m 计算长度：3.11m
管段：（1）—（2） 管长：4.6+0.53+2.62+10.27+2.29=20.31m
当量：2.01×4+1.25=9.29m 计算长度：29.6m
（2）—（3） 管长：3.53m 当量：1.07+3.42=4.49m 计算长度：8.02m
（3）—（4） 管长：1.77m 当量：0.7+2.29=2.99m 计算长度：4.76m
（4）—（5） 管长：1.77m 当量：0. 55+1.74=2.29m 计算长度：4.07m 3.10.3三、四层灭火系统管段长度计算 1 电缆通道
管段：（1）—（2）管长：4.6+0.8+3.88+3.33+7.46+0.26=20.33m
当量：1.68×5+1.07=9.47m
25
计算长度：29.8m
（2）—（3）管长： 4.59+0.66=5.25m
当量：0.85+0.55+1.74=3.14m
计算长度：8.39m （3）—（4）管长：2.3m
当量：0.43+1.37=1.8m
计算长度：4.1m 2 设备室
管段： （1）—（2）管长：4.6+0.76+7.93+2.82=16.11m
当量：1.68×3+1.07=6.11m 计算长度：22.22m
（2）—（3）管长：2.94m 当量： 0.55+1.74=2.29m 计算长度：5.23m
（3）—（4）管长：1.77m 当量：0.43+1.37=1.8m 计算长度：3.57m
（4）—（5）管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m 计算长度：3.11m 3 程序交控机房
管段： （1）—（2）管长：4.6+0.75+5.91+3.21+7.42=21.89m
当量：1.31×4+0.82=6.06m 计算长度：27.95m
（2）—（3）管长：3.54m 当量： 0.55+1.74=2.29m 计算长度：5.83m
（3）—（4）管长：3.54m 当量：0.43+1.37=1.8m 计算长度：5.34m
（4）—（5）管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m 计算长度：3.11m
（5）—（6）管长：1.77m 当量：0. 3+1.04=1.34m
计算长度：3.11m
26
3.10.4 五、六、七层灭火系统管段长度计算 1 设备室
管段：（1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） 2 机房
管段：（1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） （5）—（6） （6）—（7） 管长：4.6+0.76+8.04+2.79=16.19m
当量：2.5×3+1.56=9.06m 计算长度：25.25m
管长：2.94m 当量： 1.07+3.42=4.49m 计算长度：7.43m
管长：1.77m 当量：0.82+2.65=3.47m 计算长度：5.24m
管长：1.77m 当量：0.55+1.74=2.29m 计算长度：4.06m 管长：4.6+0.76+5.67+9.01+7.56=27.6m
当量：2.5×3+1.56=11.56m 计算长度：39.16m
管长：7.09m 当量： 1.07+3.42=4.49m 计算长度：11.58m
管长：3.49m 当量：0.82+2.65=3.47m 计算长度：6.96m
管长：3.54m 当量：0.55+1.74=2.29m 计算长度：5.83m
管长：1.77m 当量：0.43+1.37=1.8m
计算长度：3.57m
管长：1.77m 当量：0.3+1.04=1.34m
计算长度：3.11m
27
3.11管道压力降计算和高程压力计算
将公式：
Q2=0.8725×10-4D5.25Y/(0.04319D1.25Z+L)
变成式：
L/D1.25=0.8725×10-4Y/(Q/D2)2-0.04319 （3.9）
并令比管长L/D1.25为横坐标，压力P(10-1MPa)为纵坐标，依照式3.9关系在该坐标系中取不同的比流量Q/D2的值，可得两组曲线簇如图3.7。据此，就可用图解法来求出管道的压力降值[11]。
图3.7高压系统（51.7×10-1MPa）管道压力降
地下一层灭火系统管道压力降和高程压力计算 1 电缆通道
28
（1）—（2）管段压力降及压力矫正过程如下：
Q1=242.5（㎏/min）D=40mm L=31.77m L/D1.25=0.32 Q/D2=0.15 Y1=P1=51.7×10-1MPa X1=0
X-2=0+ L/D1.25=0.32得纵坐标（X1=0.32与Q/D2=0.15的交点） Y2=P2=50.6×10-1MPa
静压水头：平均压力（50.6+51.7）/2=51.15×10-1MPa 根据表3.11用内插法得校正系数为0.0776
表3.11 高压储存（51.7×10-1MPa）系统压力下的高程压力矫正系数
管段平均压力 （10-1MPa） 高程压力矫正系数（10-1MPa/m） 管段平均压力 （10-1MPa） 高程压力矫正系数（10-1MPa/m） 51.7 48.3 44.8 41.4 37.9 34.5 0.0796 31.0 0.0283 0.0679 27.6 0.0238 0.0577 24.1 0.0192 0.0486 20.7 0.0158 0.04 17.2 0.0124 0.0339 14 0.0102 则Ph=3.6×0.0776=0.279（×10-1MPa），
所以校正后2点的压力为：P2=51.15-0.279=50.87 （2）—（3）管段压力降及压力矫正过程如下：
Q2=121.3（㎏/min）D=25mm L=4.06m L/D1.25=0.073 Q/D2=0.19 始端2的坐标为： 纵坐标：Y2=50.87×10-1MPa
横坐标：（Y2=50.87与Q/D2=0.19曲线的交点）X2=0.18 终端3的坐标为：
横坐标：X3=0.18＋L/D1.25=0.25
纵坐标：（X3=0.25与Q/D2=0.19曲线的交点）Y3=50.4×10-1MPa
29
（3）—（4）管段压力降及压力矫正过程如下：
Q3=60.6（㎏/min）D=20mm L=3.57m L/D1.25=0.084 Q/D2=0.15 始端3的坐标为： 纵坐标：Y3=50.4×10-1MPa
横坐标：（Y3=50.4与Q/D2=0.15曲线的交点）X3=0.42
终端4的坐标为：横坐标：X4=0.42＋L/D1.25=0.504；纵坐标：（X4=0.504与Q/D2=0.15曲线的交点）Y4=49.5×10-1MPa
其他保护区各管道压力降计算方法同理，计算结果见表3.12至表3.22。
表3.12 地下一层电缆通道各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.87 50.4 终端 50.87 50.4 50.1 表3.13 地下一层进线充气室各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.92 50.3 49.5 终端 50.92 50.3 49.5 48.2 表3.14 地下一层低压配电室各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5）
压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.53 49.8 49.5
30
终端 50.53 49.8 49.5 48.3 表3.15 一、二层电缆通道各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 51.32 51.05 终端 51.32 51.05 39.05 表3.16 一、二层器材销售厅各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.97 50.8 表3.17一、二层营业厅各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） （5）—（6） 管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 51.02 50.8 50.3 50.01 压力（10-1MPa） 始端 51.7 51.18 50.8 50.4
31
终端 50.97 50.8 50.3 终端 51.02 50.8 50.3 50.01 49.3 终端 51.18 50.8 50.4 49.7 表3.18三、四层电缆通道各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.92 50.25 终端 50.92 50.25 49.8 表3.19三、四层程序交换机房各管道压力降计算结果 管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） （5）—（6） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.97 50.7 50.3 50.01 表3.20三、四层设备室各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 51.02 49.8 49.3 终端 51.02 49.8 49.3 48.7 终端 50.97 50.7 50.3 50.01 49.3 表3.21五、六、七层设备室各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 50.13 49.85 49.25
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终端 50.13 49.85 49.25 48.6 表3.22五、六、七层机房各管道压力降计算结果
管段 （1）—（2） （2）—（3） （3）—（4） （4）—（5） （5）—（6） （6）—（7） 压力（10-1MPa） 始端 51.7 51.17 50.6 49.95 49.35 48.7 终端 51.17 50.6 49.95 49.35 48.7 48.15 3.12喷嘴的选择计算
3.12.1喷头压力和等效孔口喷射率
喷头入口压力即是系统最末管段(或支管)终端压力。喷头压力应满足二氧化
碳灭火系统喷放性能的技术要求。对于高压储存系统，喷头压力一般不宜低于20×10-1MPa，最小也不应小于14×10-1MPa；对于低压储存系统不应小于l0×10-1MPa[12]。
通过对系统各防护区的管道压力降的计算，各系统防护区终端喷头处压力都大于20×10-1MPa，符合要求，设计合理。
喷头的等效孔口喷射率是以流量系数0.98的标准孔口进行测算的，它是储存系统储存容器内压的函数。高压储存系统的等效孔口喷射率测算数据见附录表2。
3.12.2喷头孔口尺寸计算
喷头孔口尺寸通过等效孔日喷射率求出，其计算公式如下：
F=Q/q （3.10）
式中： F——等效孔口面积，mm2； Q——喷头流量，kg/ min；
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q——等效孔口喷射率，kg/ ( min·mm2）。
求得等效孔口面积之后，即可从产品手册中选取与等效孔口面积等值、喷射性能符合设计规定的喷头（见附录表3）。 3.12.3喷嘴的确定
1. 地下一层电缆通道喷头孔口尺寸计算
每个喷嘴流量Q：60.6㎏/min；入口压力P：4.95MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.614㎏/(min·mm2)；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=23.18（mm2）；查附录表3选用7号喷嘴，其等效孔口面积为24.26mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头4只。
2. 地下一层进线充气室喷头孔口尺寸计算
每个喷嘴流量Q：30.3㎏/min；入口压力P：4.82MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.38㎏/(min·mm2)；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=12.73（mm2）；查附录表3，选用6号喷嘴，其等效孔口面积为17.81mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头8只。
3. 地下一层低压配电室喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：30.3㎏/min；入口压力P：4.83MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.401㎏/(min·mm2)；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=12.62（mm2）；查附录表3，选用7号喷嘴，其等效孔口面积为17.81mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头32只。
4. 一、二层电缆通道喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：173.5㎏/min；入口压力P：4.905MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.534㎏/(min·mm2)；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=68.47（mm2）；查附录表3，选用12号喷嘴，其等效孔口面积为71.29mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷
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头4只。
5. 一、二层器材销售厅喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：173.5㎏/min；入口压力P：5.03MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.661（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=65.2（mm2）；查附录表3，选用12号喷嘴，其等效孔口面积为71.29mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头4只。 6. 一、二层营业厅大防护区喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：43.4㎏/min；入口压力P：4.93MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.578（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=16.83（mm2）；查附录表3，选用6号喷嘴，其等效孔口面积为17.81mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头16只。 7. 一、二层营业厅小防护区喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：86.8㎏/min；入口压力P：4.97MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.65（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=32.75（mm2）；查附录表3，选用9号喷嘴，其等效孔口面积为40.06mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头8只。 8. 三、四层电缆通道喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：107㎏/min；入口压力P：4.98MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.667（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=40.12（mm2）；查录表3，选用10号喷嘴，其等效孔口面积为40.48mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头4只。 9. 三、四层程序交换机房喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：26.75㎏/min；入口压力P：4.93MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.578（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=10.38（mm2）；查附录表3，选用5号喷嘴，其等效孔口面积为12.39mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头16只。
10. 三、四层设备室喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：53.5㎏/min；入口压力P：4.87MPa；采用内插法查附录
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表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.472（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=21.64（mm2）；查附录表3，选用7号喷嘴，其等效孔口面积为24.26mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头8只。 11. 五、六、七层设备室喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：119㎏/min；入口压力P：4.86MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.454（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=48.49（mm2）；查附录表3，选用10号喷嘴，其等效孔口面积为49.48mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头8只。 12. 五、六、七层机房喷头孔口尺寸计算：
每个喷嘴流量Q：29.8㎏/min；入口压力P：4.82MPa；采用内插法查附录表2的喷嘴单位孔口的喷射率q0=2.39（mm2）；喷嘴等效孔口面积按上述公式计算：F=Q/q0=12.47（mm2）；查附录表3，选用6号喷嘴，其等效孔口面积为17.81mm2，符合要求。因该防护区为均衡管网系统，选用同一规格喷头32只。
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第4章 安全疏散计算
建筑物发生火灾时，为了避免建筑内部人员因火烧、烟气中毒及建筑构件倒塌破坏而造成伤害，为了给消防指战员迅速扑救火灾及抢救遇险人员提供方便条件，在建筑设计时需要认真考虑安全疏散问题。
安全疏散设计就是根据建筑的特性及设定的火灾条件，影响安全疏散的因素很多。针对火灾和烟气传播特性的预测及疏散形式的预测，通过采取一系列防火措施，进行适当的安全疏散设施的设置、设计，并提供合理的疏散方法，以保证建筑中的所有人员在紧急情况下迅速疏散[13]。
4.1疏散时间与允许疏散时间
安全疏散包括3种疏散时间，即房间疏散时间T1、走廊疏散时间T2和楼层疏散时间T3，本设计只是计算房间疏散时间T1这一部分，再与其允许疏散时间相比较，进行安全性评价。
房间疏散时间T1。T1是指发生火灾的房间内全部人员疏散到房间外所需要的时间，T1要根据各个房间的具体情况进行计算。各个允许疏散时间是根据房间的建筑面积设定的。例如，房间允许疏散时间[T1]是由起火房间的面积的平方根求得的。这些允许疏散时间，是根据火灾的扩大时间为参考，并根据经验判断而确定的，并非实验或工程研究所得。对于一般建筑物，按这些公式进行验算，可以确保最低限度的安全性。
对于内部采用可燃材料装修的建筑，烟气会迅速充满建筑空间，允许疏散时间应取小一些。相反，顶棚很高的建筑空间，允许疏散时间可适当加长一些。由于允许疏散时间并非很精确，所以，计算的疏散时间超过允许时间数秒或超过10%左右，也可以认为是安全的[14]。
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2A1 一般房间 房间疏散时间T1≤房间允许疏散时间[T1]= 3A1 顶高＞6m
30 A1＜200 m2
式中：A1——起火房间的面积，m2。
4.2 疏散计算的假设条件
安全疏散计算是在以下假设条件下进行的： (1) 疏散人员在房间内是均匀分布的； (2) 疏散在起火房间是同时进行的； (3) 疏散人员按预先设定的路线疏散；
(4) 步行速度是一定的，没有超越和返回的反向行走现象； (5) 群集人流受楼梯间出入口等宽度的限制（流动系数）； (6) 有两个以上出入口时，如无良好的疏散引导，则用最近的出入
口进行疏散。
4.3 房间疏散时间计算
首先，设定房间的起火点，并据此确定人员的疏散路线、疏散出口。对于面积＜200 m2的房间，当可燃物较少时，其各个出口均可供疏散使用，反之，当可燃物较多时，要考虑某一出口距起火点位置较近而不能利用的情况。其目的是按最不利于疏散的方案计算，若此情况下安全，那么其它情况下必安全。
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。
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t11N1s (5.1) 1.5B1t12LxLyVs (5.2)
T1=max(t11，t12)(s) (5.3)
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； N1——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T1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（Lx+Ly），当房间内未设家具时，取直线步行距离进行计算。如图4.1。
步行速度V，一般的来说，人员的密度越高，其值越低，可按下述数值采用：办公楼、学校等建筑：V=1.3m/s；百货大楼、宾馆、一般会议室等服务对象不确定的建筑：V=1.0m/s；医院、人员密度高的会议室等：V=0.5m/s。
房间允许疏散时间[T1]是由房间面积A1（m2）决定的，但房间高度不同，其蓄烟量也会发生变化，当房间高度大于6m时采用[T1]＝3A1式计算。当房间面积较小，并所求得[T1]＜30s时，取[T1]=30s[15]。
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Lx L y L y L L
出口 出口 出口
走廊 走廊
图4.1 Lx+Ly的设定（ 为着火点）
Lx
4.4 各楼层防护区房间安全疏散计算评价
由公式4.2、4.3可知，需要给定房间的人数和疏散人员的行走速度，下面给出疏散人员的行走速度（见附录表4）和各种房间的人口密度的标准值（见附录表 5）。
根据公式4.1、4.2、4.3计算出疏散时间结果，并得出评价结果（见表4.1-表4.4）。
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表4.1 地下一层房间疏散时间计算结果与评价
防护区名称 房间面积 A1（m） 房间人员密度 0. 1 ρ（人/ m2） 疏散房间人员数量 5 N1＝A1ρ（人） 房间门宽之和 0.9 B（m） 疏散门宽之和 0.9 B1（m） 房间最远点到房间门的距离13 Lx+Ly（m） 通过门的时间t11 3.7 4.07 6.67 22.5 18 0.9 1.8 1.8 1.8 11 10 0.1 0.1 2电缆通道 进线充气室 低压配电室 41.25 105 94.5 步行时间t12 房间疏散时间 10 17.3 13.8 10 T1=max(t11，t12)(s) 房间允许疏散时间 [T1] =217.3 13.8 A1（s） 30 30 30 评价T1≤[T1]（s）
可 41
可 可 表4.2 一、二层房间疏散时间计算结果与评价
防护区名称 房间面积A1（m2） 器材销售厅 30.25 电缆通道 38.325 营业厅 281.25 房间人员密度ρ（人/ m2） 疏散房间人员数量 0.125 0.1 0.25 4 N1＝A1ρ（人） 房间门宽之和B（m） 1.8 4 70 1.8 3.6 疏散门宽之和B1（m） 房间最远点到房间门的距1.8 1.8 3.6 5.85 离Lx+Ly（m） 通过门的时间t11 1.5 19.25 20.35 1.5 13 步行时间t12 房间疏散时间 4.5 14.8 15.65 4.5 T1=max(t11，t12)(s) 房间允许疏散时间 [T1]=214.8 15.65 A1（s） 30 30 33.5 评价T1≤[T1]（s） 可 可 可 42
表4.3 三、四层房间疏散时间计算结果与评价
防护区名称 房间面积A1（m2） 程序交控机房 187.05 设备间 54.72 电缆通道 39.4 房间人员密度ρ（人/ m2） 疏散房间人员数量 0.125 0.125 0.1 24 N1＝A1ρ（人） 房间门宽之和B（m） 3.6 7 4 1.8 1.8 疏散门宽之和B1（m） 房间最远点到房间门的距离3.6 1.8 1.8 15.625 Lx+Ly（m） 通过门的时间t11 4.4 9.6 18.55 2.6 1.5 步行时间t12 房间疏散时间 12.02 7.38 14.27 12.02 T1=max(t11，t12)(s) 房间允许疏散时间 [T1] =27.38 14.27 A1（s） 30 30 30 评价T1≤[T1]（s） 可 可 可 43
表4.4 五、六、七层房间疏散时间计算结果与评价 防护区名称 房间面积A1（m2） 机房 407.55 设备间 69.12 房间人员密度ρ（人/ m2） 0.125 0.125 疏散房间人员数量N1＝A1ρ（人） 51 9 房间门宽之和B（m） 3.6 1.8 疏散门宽之和B1（m） 3.6 1.8 房间最远点到房间门的距离Lx+Ly（m） 28.25 9.6 通过门的时间t11 9.4 3.3 步行时间t12 21.73 7.4 房间疏散时间 T1=max(t11，t12)(s) 21.73 7.4 房间允许疏散时间[T1] =2评价T1≤[T1]（s） A1（s） 60.6 可 30 可
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由以上的计算结果可知，房间疏散时间均小于它们的允许时间，因此可知淮北市电信大楼的安全疏散设施布置是比较合理的。
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第5章 毕业设计心得体会
对我们大学生来说，平时亲自写论文的机会并不多。正是由于这个原因，在刚开始进行毕业论文撰写的时候难免心存疑惑。但是实际上，万事开头难，不管干什么事情遇到困难都是十分正常的。最关键是在困难面前，我们要理顺思路，寻找突破点，一步一个脚印的慢慢来实现自己既定的目标。接下来，我来谈一谈我在做毕业设计过程中的几点心得。
1、既然要做毕业设计，那么首先就应该要利用各种途径搜集关于毕业设计的知识。我们可以在课堂上，多吸收做好设计的一些基本常识和经验。通过不断的学习，使我逐步对毕业设计的特点及要求有了深刻的认识，曾经的疑惑也逐渐被解决了。就拿做毕业设计的基本流程来说，从最初的定题目、定设计方向、找参考书及提纲，到后来的初稿、二稿和终稿，每一步对做好一个设计都是十分重要的。此外，除了课程之外，我们还应多读一些相关的书籍和指导文章，而在网络上也可以找到关于毕业设计的知识与技巧。
2、我的毕业设计指导老师徐锋老师在消防气体灭火专业领域有着相当深厚的知识，每当在做毕业设计的过程中如果遇到自己困惑的问题时，就可以主动与老师进行联系与沟通，在老师的指导下完成设计工作。例如，在我面对设计题目、说明书格式时就曾有不明白的地方，一时不知道该如何是好，觉得这个题目很好，也很容易扩展，但是又会认为这个题目如果从另一个方向写。为此我与我的导师及时进行了沟通，谈了一下自己的想法，而且老师也给了我两个比较宝贵的建议：一是所选的方向必须是自己思路比较开阔的方向；二是该方向必须自己得感兴趣，否则到最后会没有信心再继续写下去。
3、我觉得做毕业设计，在确定了设计主题后，就应该广泛地去搜集与筛选和这一主题相关的理论知识，包括查阅书籍、网上搜索、寻找支持自己观点的相关论文杂志等等。在查阅中，应该学会筛选、思考，整合自己的观点丰富自己的专业知识。在网上搜索资料时，我们可以去一些专业
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的网站寻找前辈们撰写的经典文章，在他们的文章中得到启发，加深自己论文的深度。我们还可利用的方法还有去图书馆查阅资料、去书店的相关区域寻找等。一般来说，在查找参考资料的过程中，我们至少要选择两种方法，同时必须应该考虑到的问题就是如何在最短的时间，找到有参考价值的资料。此外，寻找参考资料的过程也是提高自己专业知识的过程，在这个过程中，我一方面对自己的题目有了更深入的理解，同时也看到了以前自己没有接触的知识。这些资料不仅开拓了我的思路和视野，也为我的写作方向奠定了良好的基础。
4、最后说一说格式的问题。格式排版无论是看起来还是听起来都应该是最轻松最简单的事情了。但是真正到排版的时候，麻烦就来了。看着很简单的编辑，结果每次我做的时候都要几个小时，同时还经常丢三落四，如果碰上不懂的地方还得问同学，上网查，非常的麻烦。我印象就深的就是页码的插入，然后还有消掉横线的方法，上网查了一下，方法倒是不少，但是由于自己的不熟悉，做了好多次还是不能保证100%的成功，最后还是通过请教别的同学，现场演示了一遍自己才完全的理解了。
困难虽然很多，但是如果不怕困难不怕吃苦，那么一切的困难都是纸老虎。通过这次做毕业设计的经历，我感觉自己的收获很大。在完成设计的过程中，我不仅对自己所学领域的知识有了更深入更全面的了解，而且也锻炼了自己在繁忙的时候如何节省时间去做其他重要的事情的能力，而且也锻炼了自己独立思考、独立克服困难的能力。
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致 谢
四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师徐锋老师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。
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参考文献
[1] 谢德隆.气体灭火系统的性能及前景. 消防技术与产品信息，1998，增刊：3—7.
[2] 黄鑫.气体灭火系统的应用进展探究. 研究与探索， 2009，9-11. [3] 霍然. 浅谈二氧化碳气体灭火系统的应用.北京：中国建筑工业出版社，1996.5—27.
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技术，2003（3）：21.
[13] GB50045-1995，高层民用建筑设计防火规范. [14] NFPA2001，洁净灭火剂灭火系统标准 [15] GBJ98-87-97，《人民防空工程设计防火规范》
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附 录
表1 管路附件当量长度
管道公称通径（mm） 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 90°弯头（m） 0.52 0.67 0.85 1.13 1.31 1.68 2.01 2.50 螺纹连接 三通的直三通的侧90°弯头通部分通部分（m） 通部分（m） 0.3 0.43 0.55 0.7 0.82 1.07 1.25 1.56 1.04 1.37 1.74 2.29 2.65 3.42 4.09 5.06 （m） （m） 0.24 0.33 0.43 0.55 0.64 0.85 1.01 1.25 1.66 2.04 2.47 0.21 0.27 0.34 0.46 0.52 0.87 0.82 1.01 1.34 1.68 2.01 0.84 0.85 1.07 1.4 1.65 2.1 2.5 3.11 4.09 5.12 6.16 通部分（m） 焊接 三通的直三通的侧
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表2 高压储存系统的等效孔口喷射率
喷嘴入口压力 10-1MPa 51.7 50.0 48.3 46.5 44.8 43.1 41.4 39.6 37.9 36.2 34.5 喷射率 kg/ ( min·mm2） 3.255 2.703 2.401 2.172 1.993 1.839 1.705 1.589 1.487 1.396 1.308 喷嘴入口压力 10-1MPa 32.8 31.0 29.3 27.6 25.9 24.1 22.4 20.7 17.2 14.0 喷射率 （kg/( min·mm2）） 1.233 1.139 1.062 0.9843 0.9070 0.8296 0.7593 0.6890 0.5484 0.433
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表3 喷嘴等效孔口尺寸
等效孔口面积 （mm2） 1.98 4.45 7.94 12.39 17.81 24.26 31.68 40.06 49.48 59.87 71.29 83.61 96.97 111.3 126.7 160.3 197.9 239.5 等效单孔直径 （mm） 1.59 2.38 3.18 3.97 4.76 5.56 6.35 7.14 7.94 8.73 9.53 10.3 11.1 11.9 12.7 14.3 15.9 17.5 喷嘴规格代号 No 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 22
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表4 疏散人员行走速度V
地点 办公室、学校、体育馆等 商店、饭店、一般会议室等 医院、高密度会议室等 行走速度V（m/s） 1.3 1.0 0.5 表5 各种房间人口密度P的标准值 地点 餐厅、商店 商店通道、饭店大厅 办公室 厨房 公寓、饭店客房 400㎡以上 会议室 400㎡以下 宴会厅 活动室/招标大厅 0.6 1.0 0.25 人口密度P（人/㎡） 0.5 0.25 0.125 0.1 实际居住人数 1.5
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