[正版]消防科学与工程设计(第2版) 邢志祥 清华大学出版社 消防工程能源与环境系统工程

邢志祥,博士，二级教授，国家安全生产专家，江苏省“333”工程、“青蓝工程”中青年学术带头人。主持国家级、省部级项目15项，获得省部级科技成果奖4项。发表论文150余篇，主编和参编专著7部。

本书为高等学校教材，可以作为高等院校消防工程、安全工程、建筑、化学工程等专业的教材，也可供从事消防工作的技术人员及管理人员参考。本书分火灾基础、建筑防火与消防系统设计、石油化工防火与消防系统设计三个部分。内容涉及火灾发生与发展与蔓延的基础知识、着火与灭火理论、建筑耐火等级、建筑防火、建筑消火栓给水系统设计、自动喷水灭火系统设计、气体灭火系统设计、建筑防排烟设计、火灾自动报警系统设计、建筑灭火器的配置设计、性能化防火设计、石油化工企业总体布局防火设计、石油化工工艺与设备防火设计、固定顶储罐灭火系统设计、浮顶储罐灭火系统设计、球罐灭火系统设计、储罐消防冷却设计等。将消防科学与工程学的基本理论方法与建筑与石油化工具体消防问题相结合，既注重提高消防科学相关的理论水平，又注重解决消防工程的实际问题，尤其注重提高建筑与石油化工消防工程的设计能力。

第1部分火 灾 基 础

第1章绪论3

1.1火与人类文明3

1.2火灾发生的特点与发生趋势4

1.2.1火灾发生的特点4

1.2.2火灾发生的趋势4

1.3火灾分类5

1.3.1按照燃烧对象分类5

1.3.2按照火灾损失严重程度分类6

第2章燃烧与灭火原理7

2.1燃烧基本原理7

2.2谢苗诺夫自燃理论8

2.2.1谢苗诺夫自燃理论的基本出发点8

2.2.2理论分析9

2.2.3着火理论中的着火感应12

2.2.4谢苗诺夫理论的应用14

2.3弗兰克卡门涅茨基自燃理论16

2.3.1理论分析16

2.3.2自燃临界准则参数δcr的求解18

2.3.3应用20

2.4链锁反应着火理论22

2.4.1链锁反应过程22

2.4.2链锁反应分类23

2.4.3链锁反应的着火条件24

2.4.4链锁反应理论中的着火感应期25

2.4.5链锁反应理论对着火极限的影响26

2.5灭火理论27

2.5.1热理论中的灭火分析272.5.2链锁理论中的灭火分析30

第3章建筑火灾特性32

3.1室内火灾特性32

3.1.1室内火灾的发展过程32

3.1.2室内火灾的特性34

3.2建筑火灾与烟气蔓延36

3.2.1烟气的产生36

3.2.2火灾蔓延37

第4章石油化工火灾的特性42

4.1石油化工企业的生产特点42

4.2石油化工企业火灾危险性分析43

第2部分建筑防火与消防系统设计

第5章建筑耐火等级53

5.1建筑材料的高温性能53

5.1.1建筑材料的高温性能综述53

5.1.2无机材料的高温性能55

5.1.3有机材料的高温性能60

5.1.4复合材料的高温性能62

5.2建筑构件的燃烧性能和耐火极限63

5.2.1建筑构件的燃烧性能63

5.2.2建筑构件的耐火极限64

5.3建筑物的耐火等级67

5.4钢结构的耐火等级70

第6章建筑防火75

6.1总平面防火设计75

6.1.1城市总体布局防火75

6.1.2建筑总平面布局防火76

6.1.3防火距离的计算方法84

6.2防火分区及防烟分区85

6.2.1防火分区的定义及类型85

6.2.2划分防火分区的原则85

6.2.3防火分区的面积85

6.2.4防烟分区86

6.3室内装修防火设计90

6.3.1室内装修材料的分类90

6.3.2室内装修材料的燃烧性能及其检测分级 90

6.3.3建筑内部装修防火设计的通用要求91

6.4安全疏散设计95

6.4.1安全疏散设计应遵循的原则96

6.4.2疏散楼梯的设计96

6.4.3消防电梯98

6.4.4工业建筑安全疏散设计99

6.4.5单、多层民用建筑的安全疏散设计101

6.4.6高层民用建筑的安全疏散设计104

第7章建筑消火栓给水系统设计109

7.1建筑消火栓给水系统概述109

7.1.1建筑消防给水系统的组成109

7.1.2建筑消防给水系统的分类109

7.1.3低层建筑消火栓给水系统的组成和类型110

7.1.4高层建筑消火栓给水系统的类型112

7.1.5消防水源113

7.1.6主要供水设施116

7.2室外消防给水系统120

7.2.1室外消防给水系统的组成120

7.2.2室外消防给水系统的类型120

7.2.3室外消防用水量121

7.2.4室外消火栓122

7.2.5室外消防给水管网123

7.3室内消火栓给水系统124

7.3.1室内消火栓给水系统概述124

7.3.2消防卷盘(消防水喉)的设置原则125

7.3.3室内消火栓设备及设置要求125

7.3.4消防软管卷盘128

7.3.5室内消防给水管道128

7.3.6室内消火栓系统消防水压和用水量130

7.3.7室内消火栓给水系统的设计132

第8章自动喷水灭火系统设计134

8.1自动喷水灭火系统简介134

8.1.1洒水喷头和自动喷水灭火系统的发展134

8.1.2自动喷水灭火系统规范的发展135

8.1.3自动喷水灭火系统的可靠性和有效性136

8.2自动喷水灭火系统的分类、原理和组成136

8.2.1自动喷水灭火系统的分类136

8.2.2自动喷水灭火系统的适用范围和特点137

8.2.3自动喷水灭火系统的组成和工作原理138

8.2.4自动喷水灭火系统的主要组件142

8.3自动喷水灭火系统的供水方式和系统分区147

8.3.1系统的平面分区147

8.3.2系统的竖向分区147

8.4自动喷水灭火系统的设计和水力计算150

8.4.1喷头和网管的布置150

8.4.2自动喷水灭火系统的水力计算151

8.5自动喷水灭火系统设计实例156

8.5.1自动喷水灭火系统设置场所危险等级的确定156

8.5.2自动喷水灭火系统选型156

8.5.3喷头布置间距的确定及选型156

8.5.4管道系统161

8.5.5自动喷水灭火系统162

第9章气体灭火系统设计165

9.1气体灭火系统概述165

9.2气体灭火系统的类型、组成和工作原理165

9.2.1气体灭火系统的类型165

9.2.2气体灭火系统的组成及工作过程166

9.3气体灭火系统的组件及设计167

9.3.1气体灭火系统性能的要求167

9.3.2气体灭火系统设置部位170

9.3.3二氧化碳灭火系统170

第10章建筑防排烟设计183

10.1建筑防排烟设计概述183

10.1.1火灾烟气概述183

10.1.2防控火灾烟气的主要措施184

10.1.3防排烟技术的发展185

10.2烟气流动的规律及控制原理186

10.2.1防排烟技术的发展186

10.2.2火灾烟气的控制原理189

10.2.3防烟排烟设计原理190

10.3自然排烟191

10.3.1自然排烟的原理和特点191

10.3.2自然排烟系统设计191

10.3.3自然排烟设施193

10.4机械排烟195

10.4.1防烟分区的划分195

10.4.2机械排烟的方式195

10.4.3机械排烟的部位195

10.4.4机械排烟量的确定196

10.4.5机械排烟系统的设计196

10.4.6中庭机械排烟系统设计199

10.5加压防烟送风系统200

10.5.1加压送风系统的设置及方式200

10.5.2加压送风量的计算201

10.5.3加压送风系统设计要点202

10.6防排烟系统的设备部件202

10.6.1防火、防排烟阀(口)的分类203

10.6.2防火、防排烟阀(口)203

10.6.3压差自动调节阀204

10.6.4余压阀204

10.6.5排烟风机204

10.6.6自垂式百叶风口204

第11章火灾自动报警系统设计206

11.1火灾自动报警系统概述206

11.1.1火灾自动报警系统的构成和作用206

11.1.2火灾自动报警系统的分类206

11.1.3火灾自动报警系统的发展阶段207

11.1.4火灾自动报警系统的发展趋势209

11.2火灾自动报警系统的组成210

11.2.1监控终端210

11.2.2数据（信号）传输系统（系统布线）214

11.2.3火灾报警控制器217

11.3火灾自动报警系统的设计218

11.3.1火灾自动报警系统的选择和设计要求218

11.3.2火灾探测器的选择和布置222

11.3.3火灾事故广播与警报系统设计224

11.3.4消防专用电话225

11.3.5供电系统和接地225

11.4消防联动系统226

11.4.1消防联动系统的控制类型226

11.4.2消防联动系统的控制模块227

11.4.3消防泵的控制228

11.4.4消排烟设施的控制229

11.4.5防火卷帘门、防护门的控制229

11.4.6自动喷水灭火系统的控制230

11.5高层建筑火灾自动报警系统设计示例230

11.5.1工程概况和自动报警系统的选择230

11.5.2火灾自动报警系统的设计231

11.5.3火灾自动报警系统的配置方案232

第12章建筑灭火器的配置设计234

12.1灭火剂234

12.1.1概述234

12.1.2水灭火剂234

12.1.3泡沫灭火剂240

12.1.4干粉灭火剂241

12.1.5二氧化碳灭火剂241

12.1.6四氯化碳灭火剂242

12.1.7卤代烷灭火剂242

12.1.8其他灭火剂242

12.2灭火器244

12.2.1灭火器的基本常识244

12.2.2手提式灭火器248

12.2.3推车式灭火器253

12.2.4灭火器的选择与设置255

12.2.5灭火器的设计计算260

第13章性能化防火设计263

13.1性能化防火设计的基本概念263

13.1.1处方式防火设计263

13.1.2性能化防火设计264

13.2性能化防火设计的支撑体系和基本内容264

13.2.1性能化设计的运行流程264

13.2.2性能化设计的3个支撑要素264

13.2.3性能化设计的基本内容266

13.3性能化设计的基本步骤266

13.3.1确定性能化设计的内容及工程参数266

13.3.2确定消防安全的总体目标、功能目标和性能目标267

13.3.3制定设计目标267

13.3.4确定火灾场景268

13.3.5建立设计火灾268

13.3.6提出和评估设计方案268

13.3.7编写性能设计报告268

13.4性能化防火设计的研究现状269

13.4.1国外性能化防火设计的研究现状269

13.4.2国外发展性能化防火设计的特点270

13.4.3我国性能化防火研究设计的现状271

13.5建筑火灾过程的计算机模拟——火灾模型272

13.5.1火灾模型的种类272

13.5.2国际上常用的火灾模型273

13.5.3火灾模型的局限性274

13.6建筑火灾中人员安全疏散的计算机模拟——疏散模型274

13.6.1人员安全疏散的基本条件274

13.6.2火灾时临界危险状态的判断275

13.6.3人对火灾的反应过程275

13.6.4人员疏散模型的研究276

第3部分石油化工防火与消防系统设计

第14章石油化工企业总体布局防火设计281

14.1布局防火设计的基本原则281

14.2布局防火设计的要求281

第15章石油化工工艺与设备防火设计283

15.1石油化工典型工艺过程的防火设计283

15.1.1氧化反应单元防火283

15.1.2还原反应单元防火285

15.1.3聚合反应单元防火286

15.1.4裂解反应单元防火289

15.1.5硝化反应单元防火290

15.2石油化工典型装置的防火设计293

15.2.1加热与熔融装置防火293

15.2.2蒸发与蒸馏装置防火297

15.2.3制冷装置防火299

15.2.4输送装置防火300

第16章固定顶油罐灭火系统设计302

16.1泡沫灭火剂的种类302

16.1.1泡沫灭火剂的分类302

16.1.2常用的泡沫灭火剂302

16.2泡沫灭火系统的设计308

16.2.1油罐液上喷射泡沫灭火系统设计308

16.2.2油罐液下喷射泡沫灭火系统设计317

16.2.3油罐半液下喷射泡沫灭火系统设计321

16.2.4用抗溶性空气泡沫灭火时所需要的用量计算322

16.3干粉灭火系统的设计324

第17章浮顶油罐灭火系统设计331

17.1浮顶油罐的灭火特性331

17.2灭火系统设计331

第18章球罐灭火系统设计334

18.1球罐灭火系统的特点334

18.2系统设计334

18.2.1设计基本参数的确定334

18.2.2水雾喷头335

18.2.3水雾锥底半径335

18.2.4喷头的布置（2000m3球罐）335

18.2.5冷却环管及喷头337

第19章油罐的消防冷却设计338

19.1固定顶油罐消防冷却设计338

19.2浮顶油罐消防冷却设计341

19.2.1总用水量的计算342

19.2.2喷头的选型及布置342

19.2.3管径的选取343

19.3卧式油罐消防冷却设计345

19.4高架水枪消防冷却设计345

参考文献347