摘要: 文中阐述了建筑物消防系统的设计依据，了保卫社会主义建设和公民生命财产的安全，贯彻“预防为主，防消结合”的方针，合理设计自动喷水灭火系统，减少火灾危害， 特制定本规范，自动喷水灭火系统设计，应根据建筑物、构筑物的功能，如能利用自动 喷水灭火系统代替火灾自动报警系统，可减少重复投入，降低消防工程总投资，这在经济上有实际意义；二是有些场所按规定仅设火灾自动报警系统，发生火灾后只能报警, 不能及时自动灭火。等消防来到后，已经形成较大的火势，给后续灭火工作带来诸多不利，并且造成大的经济损失和人员伤亡。因此用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系 统是非常有意义的。自动喷水灭火系统本身具有报警功能，所以用自动喷水灭火系统代 替火灾自动报警系统是可行的。为实现这一目的，需要解决好两个问题：一是最大限度地避免误报，因为误报就有 可能造成误喷，产生不必要的水渍损失；二是报警时间要短，符合火灾自动报警的要求。 自动喷水灭火系统，一是要适应各种保护对象的需要，二是充分发挥其灭火、控火作用，同时可相应开发其它消防功能，利用自动喷水灭火系统辅助进行防排烟，配合现有的防 排烟系统工作， 可取得更好的防排烟效果。 自动喷水灭火系统具有除烟效果(这是我们所 熟知的)，如何能充分发挥这一特性，值得研究。因为发烟点往往就是着火点，也是自动喷水灭火系统喷头喷水的目标，用其进行防排烟应该说是可行的。美国消防协会近期已 开始了水喷淋与通风排烟相互影响的研究课题。使其在防护建筑安全中发挥更积极有效 的作用。火灾危险性以及当地气候条件等特点，合理选择喷水灭火系统类型，做保障安全、经济合理、技术先进。 从火灾自动报警系统的设备设置部位、火灾自动报警系统的消防动控制及火灾自动 报警系统的布线等方面对建筑消防及火灾自动报警系统的设计分别进行阐述，并对标准与规范的理解和应用提出粗浅见解。 关键词：建筑消防标准,消防系统设计方法与规范,报警系统
第一章 绪 论 概 述
随着我国经济建设的迅速发展， 人民生活水平的不断提高以及其它各项事业的兴旺发达，城市用地日益紧张，促进建筑物正朝着高层化、密集化方向发展，建筑物的装修 用料和方式也越趋多样化，并随着用电负荷及煤气耗量的加大，对建筑消防、火灾自动 报警系统设计提出了更高、更严格的要求。为确保人民生命财产的安全，建筑消防及火灾自动报警系统设计已成为建筑设计中最重要的设计内容之一。建筑消防设计是一项与 现行消防法规联系紧密、政策性很强，技术性较复杂的电气设计工作。在建筑物消防及 火灾自动报警系统的设计中，在严格执行现行国家有关标准及规范的基础上，还应结合建筑物的特点、功能及国内外消防技术和产品的发展动向，进一步的完善现行国家有关 标准及规范欠明确或不完全相同的细节问题。 随着社会经济的发展,现代建筑设计日趋复杂,不仅对建筑本身的造型、功能布置、 结构坚固、 抗震等要求日趋提高,而且对消防设计的要求也愈加严格。 自从自动灭火系统 应用以来,无论是气体消防还是水消防对保护人类生命和财产安全都是一种有效的手段近几年来，住宅成为房地产开发的主要产品，住宅小区的规模也由最初的几万平方 米发展为现在的几十万平方米，住宅小区已不是单一的多层建筑而是由若干多层和高层 建筑组合而成，同时还建有集中或相对集中的汽车库以及其他的配套设施。住宅小区规划趋向于更具人性化的多层次住宅组合，不再仅仅追求立面和平面的美 观和合理，而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念，在原来的建筑单 体设计上增加了小区的整体设计概念。如何使单体与整体更好地相结合，充分体现整个设计的合理性、完整性和经济性，是设计者首先应当考虑的问题，以下就住宅小区消防 系统设计提出一些思路和问题报警阀集中还是分散设置应根据设置场所的空间环境和系 统来设置。如果空间高度充裕，可集中设置，若空间高度不充裕宜分散设置。湿式系统可分散或集中设置，其它干式、预作用、雨淋、水喷雾、细水雾等系统有体积要求和响 应时间要求的，应分散布置。对湿式系统，报警阀的集中或分散布置，应根据工程具体 情况，考虑管道汇总和工程投资而确定。对于干式、预作用、雨淋阀组宜分散设置，以便减少报警阀后的容积。 为此在设计中，应根据工作实际情况，选择集中、分散或两组并联布置等方式，以 简化给水管网，节省投资，便于管理，并确保系统供水的安全可靠。
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第2章
建筑物消防设计标准及规范
目前我国与建筑电气消防有关的设计规范主要有《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95 以下简称“高规”、 ）《火灾自动报警系统设计规范》 （gb50116-98 以下简称 "报警规范）《民用建筑电气设计规范》(jgj/t16－92 以下简称"民规")等。前两部是国 、 家标准，后者是国家建设部发布的行业标准。三部规范对建筑中一、二类建筑的划分以 及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。在实际应用中国标是带有强制性的，必须严格遵守， 部标或行业标准应服从国标。 2.1 设计依据建筑物消防设计的依据是建筑消防设计规范、系统设计规范、设备制造标准、安装 施工验收规范及行政管理法规等五大方面的消防法规，并注意了解现行国家有关标准及 规范中的正面词:"必须"、"应"、"宜"、"可"和反面词:"严禁"、"不应"、"不得"、"不宜 "的含义。 要结合建筑物的功能、用途及属于哪级保护对象和消防等级，并认真执行现行国家 有关标准及规范的宽严程度及公安消防监督部门的审批意见。 2.2 火灾报警系统基本形式的划分 火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定，在做规划设计方案时，应首先必 须搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。 如表一所示,“报警规范”将火灾报警系统划分为三种基本形式:区域报警系统、集 中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式:区域系统、集中系统、区域——集中系统、控制中心系统。随着新技术不断出现，火灾报警设备和 元件也在不断更新和发展。 但在实际应用中的主导思想是:报警系统设备的设置不宜复杂 过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。应 该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的先进性，而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。 2.3 消防设备布置 2.3.1 火灾探测器的设置 敞开或封闭楼梯间应单独划分探测区域，并每隔 2～3 层设置一个火灾探测器。前室 （包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）和通道应 分别单独划分探测区域，特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及通道相通，在发生火灾时烟气更容易聚集或流过，是人员疏散和消防扑救的必经之地，故应装设火灾探测器。 对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地，但该前室与电梯竖井相通，也是在发生 火灾时烟气容易聚集或流过，宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。电缆竖井应单独划分探测区域及装设火灾探测器。一则是恐怕竖井形成拔烟火的通道;
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二则是恐怕发生火灾时火势沿电缆延燃。为防止竖井形成拔烟火的通道及防止发生火灾时火势沿电缆延燃， “高层民用建筑设计防火规范”及“民用建筑电气设计规范”分别在 建筑上和在电线或电缆的选型上提出详细的具体规定，但考虑具体实施的难度及现状，对电缆竖井装设火灾探测器是十分必要， 并配合竖井的防火分隔要求， 每隔 2～3 层或每 层安装一个。 电梯机房应装设火灾探测器。 其一电梯是重要的垂直交通工具;其二电梯机房有发生火灾的危险性;其三电梯竖井存在必要的开孔，如层门开孔、通风孔、与电梯机房或滑轮 间之间的永久性开孔等；其四在发生火灾时，电梯竖井往往成为火势蔓延的通道，容易威胁电梯机房的设施。为此，对电梯机房设置火灾探测器是必要的，并对电梯竖井之顶 部宜设置火灾探测器。 2.3.2 手动火灾报警按钮的设置针对各楼层的前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间 合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，应作为设置手动火灾报警 按钮的首选部位。此外，对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。在公共活动场所（包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等）及主要通道等处，都是人 员很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾 报警按钮;其次在主要通道内按 “从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾 报警按钮的距离不应大于 30 米"设置手动火灾报警按钮。 2.3.3 火灾应急广播扬声器的设置 走道、大厅、餐厅等公共场所都是人员很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些 公共场所按 “从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于 25 米"及" 走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于 12.5 米"设置火灾应急广播扬声器; 其次在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。针对前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前 室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声噪杂。故应 在这些前室设置火灾应急广播扬声器及对一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。此外，疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声噪杂，就此 间设置火灾应急广播扬声器用于火灾应急广播播放疏散指令是十分必要的。 2.3.4 火灾警报装置的设置 针对设置火灾应急广播的火灾自动报警系统， 在具体实施中还应装设火灾警报装置， 但在控制程序应是:警报装置应在火灾确认后， 采用手动或自动的控制方式统一对火灾相 关区域发送警报，在规定的时间内停止报警装置工作，迅速联动火灾应急广播及向人们播放疏散指令。 火灾警报装置的设置位置，应与手动火灾报警按钮的设置位置相同，其安装高度应为距 地面 1.8 米的墙壁上。 2.3.5 消防专用电话的设置
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消防专用电话分机的设置， 应按与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房（包括 消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和空调机房、排烟机房、消防电梯机 房及其他） 、灭火控制系统操作装置处或控制室、消防值班室、保卫办公用房等部位装设消防专用电话分机。特别是对消防电梯和普通电梯之轿厢内都应设专用电话，要求电梯 机房与电梯轿厢、电梯机房与消防控制室、电梯轿厢与消防控制室等三者组成可靠的对 讲通信电话系统，即通常在消防控制室设置电梯监控显示盘（包括位置指示器、方向指示灯、对讲通信电话、故障指示灯等功能对电梯的运行进行监视及控制紧急情况下的运 行） 。 消防专用电话塞孔的设置，在设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等位置也应装设消防专用电话塞孔。
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第 3 章火灾自动报警系统的消防联动控制
3.1 联动控制设备 消防联动控制设备对室内消火栓系统应控制消防水泵的启、停，且应显示启泵按钮的位置和显示消防水泵的工作、故障状态。此外，对消火栓设有消火栓按钮等电气装置， 其电气装置的工作部位也应显示消防水泵的工作状态（即设置消防水泵的工作指示灯） 。消防联动控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应控制系统的启、停，且应显示消防水 泵的工作、故障状态和显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。此外，对水 池、水箱的水位也应进行显示监测;为防止检修信号阀被关闭和所造成不必要的损失， 应 采用带电气信号转换的控制信号阀进行显示监测系统的控制信号阀之开启状态。 3.2 消防设备控制权 消防水泵（包括消火栓泵、喷淋泵）是灭火手段中的重要设施，对消火栓系统而言， 根据“高规”的要求，在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范”的要求，在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、停。这两部规范从各自不同角度提出要 求。此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停，这样消火栓 泵的启动就有三处地方可控制，因此，存在这样两个问题，一是消火栓泵的控制权，二是消火栓泵的启动方式。 消火栓泵的启动控制权即是消防中心控制室、消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从 控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式是在泵房控制柜上设置手动、自动转换开关，通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处，就 是一旦自动控制失灵， 工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置， 直接起动消防泵，且就地维修也很方便。但是，这样一来，将会带来负面影响。在水泵房设置转换开关， 容易引起人为的操作失误，因为一般情况下泵房是无人值班的，万一工作人员或其他人 员将转换开关置于手动位置，而消防中心未能及时发现，就会出现重大的消防隐患（此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵） 。为了有效解决以上矛盾，在实际设计中， 消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关，而直接启动消防泵，既能解决直接起动问题，又便于消防中心统一监控。 消防控制室与消火栓动作按钮启动关系与消火栓泵的启动形式有关。消火栓泵的启 动方式一般分为两种，第一种启动方式是在总线制联控方式下，消火栓动作按钮的起动可通过设在消火栓旁的联动接口模块将其要求的启动信号送至消防控制室控制台，再从 此处输出使消火栓启动的开关量触点。第二种起动方式，是直接将消火栓动作按钮的开 关量触点输出到消火栓泵启动箱。这两种启动方式在实际设计中都可以运用，前一种方式接线省，但需在总线制下，对消火栓联动模块进行地址编码编程来达到监测大量消火 栓的目的。后一种启动方式简单可靠，但还需要把消火栓动作信号返给消防控制室室。 在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用，工程规模大、建筑形式复杂可采用前一种启动方式，规模小可采用后一种启动方式。
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喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎，引起管网水流流动， 从而联动报警阀压力开关动作，达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或 报警阀压力开关引线至控制室，消防控制室能准确反映其动作信号，同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。 3.3 防火阀、排烟阀的控制及返回信号 根据“报警规范”的要求，消防水泵启动后要返回其工作的信号，有两种做法。其一是取电路信号即接触器的合闸辅助接点，其二是取物理量信号即取供水管网上的水流 压力传感器，后者目前使用较少。关于故障信号的返回，电源断电故障信号的反应比较 清楚，其它故障信号的反应， “报警规范”“民规”都没有明确说明。比如消防水泵过负 、 荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。 “报警规范”要求在消防控制室能够关闭防火阀。在实际工程设计中，通常选用的是易熔环熔断的防火阀，建议将防火阀做成电磁阀的形式，至于信号返回是一对一返回 还是成组返回要视具体工程情况来定。 “报警规范”也要求在消防控制室能够启动排烟阀。以何种方式启动排烟阀也值得探讨。所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块，由消防控制室联动控制器来达到控制 启动排烟阀的目的。其次还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动即可，消防控制 室只接收其工作后返回的信号。如要求先打开着火层排烟阀，再打开屋顶层排烟机，这种情况下采用后一种做法较妥。
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第 4 章喷头布置
4.1 喷头布置? 合理布置喷头是自动喷水灭火系统设计安全与经济的关键。 《喷规》比较强调的是 作用面积内的喷水强度和喷水的均匀性及喷头的适时开放。对于每个喷头的半径，一是和生产厂家的产品及其技术参数有关，二是和喷头所在位置的水压有关，三是和喷砂的 布置位置有关（结构柱网和各种障碍物的影响）《喷规》规定的喷头间距只是一个"限"， 。 目的是为了更好地保证喷水强度和喷水的均匀性及适时开放。? 4.1.1 喷头布置原则与要求 （1）满足作用面积内的喷水强度、喷水的均匀性及喷头的适时开放（喷头的受热条件和 开放时间） ； （2）喷头在喷水半径内灵活布置，不出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面 积；? （3）保证喷湿墙根及一定范围内的墙面；? （4）喷间之间不应互相影响；? （5）按规范和实际处理障碍物的遮挡，并积极与相关专业协调；? （6）应满足其它相关规范对喷头布置的要求；? （7）考虑火灾时烟羽流对喷头动作的影响；? （8）结合实际，全面分析相关规范，吃准吃深规范中的字眼，综合考虑。 4.1.2 喷水半径与喷头布置 喷水半径是喷头布置的主要依据， 它代表一个经济数值， 在喷头工作时不致出现未被 覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面积。它与危险等级的喷水强度、喷头特性和工作压力有关。工程设计中喷头布置视建筑平面，在喷水半径范围内，可灵活采用正方形、 矩形或平形四边形。喷水半径不同于喷头的计算半径，它是在计算半径的基础上，考虑 喷水强度、喷水均匀性、喷头受热条件与适时开放，根据规范的规定而得出的数值。具体见表 1：由于喷头的布置受其它因素影响较大，实际上常常出现喷头不能按一个固定 的距离来布置，别说同一建筑中往往不会按一个间距布，就是同一层、同一防火分区也常常如此。此外，作为土建设计，不同于装修设计，需要给二次装修留下有余地，喷头 间距不宜按规范规定的最大距离要求设置，而且实际上这么做也不易达到规范要求的喷 水强度和喷水的均匀性。? 设计时必须根据工程实际情况，按设计选定的喷水强度、喷头的流量系数、工作压力确定，并考虑喷头的受热条件和开放时间，在满足规范要求的喷头强度条件下，按喷 头的实际工作压力，结合建筑分隔与结构柱网灵活布置。在布置中，喷头间距不应是个 定数，应根据所在位置的条件来定，最终目的还是保证喷水强度和喷水的均匀性及适时开放。 4.1.3 不宜演绎集热板?
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《喷规》对集热板的要求，见 7。1。7 条，它是针对货架喷头布置而提出的，《喷规 称为集热档水板。当喷头上方有孔洞、缝隙，为防止喷头因热气流不停留或上部喷头淋 水降温而不能启动时，规定应在喷头的上方设置集热板。另外， 《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 ［2］中的 7。2。3。2 条规定，对机械立体汽车库，复式汽车库按停车的托板位置分层布置的喷头，应在其上方设置集热板。而在工程实践中，集热板的使用 场合远不止于此，已在较多场合得到了演绎，但这一种做法不但没有规范依据，而且也 往往与设置的初衷背着而驰。根据美国 FM 公司的一项研究结果表明，喷头动作所需 80% 以上的热量都来自热对流，而传递给喷头的对流热量需要热空气流经喷头才能完成。若起火点不是正对着喷头，那么上升的热对流就不会在集像一个倒扣的盒子，遮挡了热气 流铁水平流动，火灾时在喷头处形成空气流动死角，而延误喷头响应时间。因而，对集 热板的设置及其演，应慎重考虑，并应依据现行规范，结合实际情况，分析论证后确定。 4.2 水力计算 水力计算将决定系统投入灭火的水量及对灭火水量的分配，是关系系统可靠性、合 理性和经济性的一项重要设计内容。根据对《喷规》的理解和大量相关资料及部分工程实例的分析，觉得水力计算应采用"矩形面积－逐点法"，也就是首先确定最不利作用面积在管网中的位置（必要时可由水力计算确定） ，作用面积的形状宜为矩形，仅在作用面 积内所包含的喷头计算其喷头量；之后选定最不利计算路线，采用节点流量法将最不利作用面积内的每个喷头的压力值和出流是一一求出，当两个分支交汇时，根据两分支的 压力差对压力较高的分支进行流量修正，然后将作用面积内经过流量修正之后的所有喷 头出流量的总和作为整个自动喷水灭火系统的设计流量，在此以后的管段流量不再增加， 仅计算沿程和局部水头损失，一直算到管网起点。? 实际火灾发生时，一般都是火源点呈辐射状向四周扩大蔓延，而只有失火区上方的喷头 才会开启喷水。?［3］。因此采用作用面积保护方法及仅在作用面积内的喷头才计算喷 水量是合理的。同时由于火灾时对流及风的影响，作用面积的形状以呈矩更为合理，且 矩形面积在管道水力计算时也是最不利的。因而这种"矩形面积－逐点法"符合火场实际，科学严谨，并与欧美等国接轨，是合理的、安全的，也是《喷规》的推荐作法。 （1）矩形面积的确定：作用面积的形状宜为矩形，其长边平行于配水支管，其长度不小于作用面积平方根的 1。2 倍，喷头数若有小数就进位成整数。当配水支管的实际长度小于边长的计算值时，作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。 （2）经济流速和最 不利点处水压?①经济流速：?自动喷水灭火系统最主要的组成部分是配水管道，而配水管道管径的确定，不仅影响到整个系统的造价，更关系到系统消防的安全性。在流量 确定的条件下， 流速是确定管径的重要参数。 采用经济流速是给水系统设计的基础要素，生产、生活给水管道的流速一般采用经济流速，以使管道的基建投资与经常性的运行能 耗得到优化匹配。所谓经济流速是一次投资与经常费用之和最小时的流速为经济流速， 而相应的管径即为经济管径。所以选择输配水管管径的大小涉及投资与耗电的大小，管径大基建费用高，电费却省，管径小一次投资省，但水头损失大，水泵扬程高，电费高。
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? 《喷规》在管道水力计算 9。2。1 条也规定"管道内的水流速度宜采用经济流速，必 要时可超过 5m/s，但不应大于 10m/s"。然而，自喷给水管道只是在火灾时短时间运行， 不同于生产、生活给水管道始终处支运行状态，故可以提高流速，减小管径以降低基建投资，这同样是经济的。但同时如果自喷系统管内水流速度较高，水头损失就较大，配 水管支管管径往往就会偏小，造成在设计流量下，喷头实际保护面积可能满足不了规范 有关作用面积的要求。此时尽管作用面积内喷头动作时，其平均喷水强度符合规范，但上下游喷头因压力不同而流量有差异，此外，由于管径小，管网水头损失大，消防水泵 扬程高，喷头喷水极不均匀，其出水量必然过大，将过早地用完消防贮水。因而管道流 速宜采用较低值，管径小时尤宜采用低值。? 同时，从上述分析中也不难看出， 《喷规》中提到的经济流速应是经济性、合理性、可靠性与安全性的统一， 并非能常意义上的经济流速 （但其条文及其说明中均未涉及！。 ） 结合工程算例分析有关手册与文献介绍 ［3－6］ 配水干管和配水支管设计流速一般不宜 ， 超过 3。5m/s，常用 1。8－2。8m/s。这种做法能够较好地满足《喷规》表 5。0。1、表 5。0。5 及 9。1。4 条的有关作用面积和喷水强度的规定，且配水管网水头损失较小，消防水泵的扬程较小，喷头出水不均匀性较小，消防贮水量可得到合理使用，是比较安 全、经济、合理的。? ②最不利点处水压：最不利点水压一般为 0。1MPa，最小不应小 于 0。05MPa。过去大家习惯认为 0。05MPa 是针对屋顶水箱高度往往难以满足最不利喷 头压力值而提出的， 在消防泵、 增压设施扬程计算时， 不存在这个问题， 都得取 0。 1MPa， 但实际上情况并非如此，甚至可以说对于某种类型的自动喷水灭火系统，按现行规范，一般应取 0。05MPa，而非 0。1MPa。大家都知道，由于地下车库喷头布置，一是要按《喷 规》中危险Ⅱ级，二是应在停车位上方设置，三是受结构柱网限制和其它遮挡及其处理的影响，使其喷头一般都得布置较密，此时而再按 0。1MPa 来计算，一是设计流量偏大，可达 40L/s（不包括防护冷却水幕用水量） ，二是损失过大，水泵扬程过大，相应的水箱 高度也就越大。 因此个人认为对于诸如地下车库这类喷头不得不布置过密的系统或场合，宜取 0。05MPa，且这样做能较好的满足现行规范的要求。 （3）系统设计流量计算及支管 流量修正①系统的设计流量，应按最不利点处作面积内喷头同时喷水的总流量确定，其 计算公式见《喷规》9。1。3 条。不同的喷淋管网因喷头间距、管网规模、管道布置等不同，喷淋系统的总用水量和喷水不均匀性可能有较大差别，且喷淋管网中实际存在的 喷水不均匀性，喷淋系统的总用水量应当通过认真的水力计算确定，否则，所确定的喷 淋泵型号很可能是不合适的，系统可靠性、合理性和经济性也不好保证。系统设计流量计算中有关情况处理及要求，见《喷规》9。1。4－9。1。9 条。②两管段交点处的计算 水压不同时，应按式（1）对交汇点处低水压的一侧的管段总流量进行修正［7］ 。?式中， q1——低水压侧管段的修正流量（L/s） ；? q2——低水压侧管段的修正流量（L/s） ；? h1——低水压侧管段的水压（KPa） ；? h2——高水压侧管段的水压（KPa） 。 （4）管道沿程和局部水头损失每米管道的水头损失计算式见《喷规》9。2。2 条，管道
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局部水头损失，宜采用当量长度法计算，也就是将水流经过弯管、丁字管的局部压力损耗相似于一定长度的直管。实际计算中，常采用管道比阻与流速系数的概念，将相应的 局部当量加入相应管段的管段长度，利用 EXCEL 来完成支管的计算，或系统的计算（因 系统的计算涉及到流量修正，要编制相应的"宏"才能自动完成与输出，开始可采取手工 进行调整修正工作） 。?（5）水泵扬程或系统入口的供水压力?水泵扬程或系统入口的 供水压力计算式见《喷规》9。2。4 条，这与原规范有所变化，且规定湿式报警阀、水流指示器取值为 0。02MPa（这比实际计算值大！。 ）（6）减压与减压措施?《喷规》第 8。 0。5 条规定"……配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所所各配水管入口的压力均不宜大于 0。4MPa"而自动喷水灭火系统中，不但存在着低层管道系统中水压不平衡，即使在同层中，当保护面积较大时，由于设计是按最不利工 作面积计算，同层中有利工作面积内喷头的水压也有剩余，所以习惯是对连接有利工作 面积的配水管或配水干管予以减压，减压的方法可以采用设置减压阀、减压孔板、节管以及缩小有利工作面配水支管的管径等方法增加沿途水头员失达到减压目的。? 有关规定与计算见《喷规》9。3。1－9。3。5 条。 4.3 消防水箱与水泵接合器 4.3.1 消防水箱? 供水矛盾主要在动力源的可靠性，矛盾的暴露表现在水系统，但涉及面较宽。相关 规范？quot； 按建筑分类分别采用一级供电或二级供电加柴油机"， 临时高压给不系统应设消防水箱等规定。我国现行水防技术规范对消防水箱的规定，存在顶层、远端等不利 部位欠压的问题，使消防水箱对这些不利部位不能发挥应有的作用，而按《高规》 ［8］ 规定设置的增压设施，由于水量偏小同样未能妥善解决这个问题。自动喷水灭火系统用 于扑救初期火灾，在喷头动作的时间段，火势将以每秒几千瓦至十几千瓦的速率增长，此时开放喷头如不能按规定强度连续喷水，系统效能将显著降低，甚至给火灾入迅猛燃 烧阶段以可乘之机，其结果将导致灭火的难度增大使火灾超出系统的控灭火能力［9］ 。 为保证喷头开放后连续喷水，并保证对不利部位火灾的及时有效扑救， 《喷规》第 10。3。 1、10。3。2 规定："采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，就设高位消防水箱， 其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。"、"建筑高度不超过 24m、并按轻危险级或中危险级场 所设置温式系统、干式系统或预作用系统时，如设置高位水箱确有困难，应采用 5L/s 流量的气压给水设备供给 10min 初期水量"。 对此可作如下考虑：?（1）设置消防水箱（气压给水设备）的目的在于：一是利用位差为系统提供准工作状态下所需要的水压， 达到使管道内的充水保持一定压力的目的； 二是提供系统启动初期的用水量和水压，在供水泵因动力或机械故障不能正常投入运行的紧急情况下应急供水， 确保喷头开放后立即喷水， 并为首批开放的喷头扑救初期火灾， 提供维持 10min 喷水的用水量，控制初期火军和为消防队增援灭火争取时间。?（2）采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，凡超过 24m 的高层建筑或其它严重危险级和
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仓库危险级的建筑均应设高位水箱，且不可用气压给水设备替代。由于位差的水箱供水期间，系统的喷水强度不足，因此将削弱系统的控灭火能力。为此，要求消防水箱满足 供水不利楼层和部位喷头的最低工作压力和喷头强度。?但单独设置稳压泵，仅能为系 统稳压而不能提供灭火初期的用水量。《高规》在条文说明里指出，设置增压设施的目的 主要是在火灾初起时，消防水泵启动前、满足自动喷水灭火系统的水压要求。对增压水 泵，其出水量应满足一个自动喷水灭火系统喷头的用水量。对气压罐其调节水容量为 5 个喷头 30s 的用水量，即 5×1×30＝150L。现行国标图集－消防增压稳压设备选用与安装（98S176）是按《高规》编制的，其功能只是解决火灾初期时，即消防主泵启动前， 确保具有足够消防压力的 30s 储水量进行初期火灾扑救， 直至消防主泵全负荷启动运行。 对于合用消防水箱的增压设施， 450L 容量也仅能在紧急情况下向 3 只喷头供给不足 2min 水量（3×1。33×120＝479L） 。?可见以前的屋顶水箱和稳压设备联合工作方式已不能满足《喷规》的要求，而架高水箱在建筑设计中由于多种因素的影响又很难实现。?为 此《喷规》规定了最低工作压力 0。05MPa 的要求。但到底是动压还是静压，规范没有强 制限定，这就给设计带来了难度的同进也有了一定的灵活性。?实际上，0。05Mpa 应是 动压而非静压。0。05Mpa 是指系统最不利点处喷头最低工作压力，同时规范在条文说明 中指？quot；如果顶层最不利点处喷头的水压要求为 0。1Mpa，则屋顶水箱必须比顶层 喷头高出 10m 以上，将会给建筑造型和结构处理带来很大困难。根据上述情况和参考国 外有关规范，将最不利喷头的工作压力确定为 0。05Mpa"。?（3）高位水箱的高度，《建 规》 ［10］规定设在建筑物的最高处（ 《建规》送稿也有静压 0。07Mpa 的要求）《高规》 ， 要求保证顶层消火栓 0。07Mpa 的静水压力。若按建筑层高 3m 考虑，最不利消火栓上 0。 07Mpa，对自喷静水压刚好在 0。05Mpa 左右。为与相关规范达到协调一致，实际工程设 计中， 当水箱难以满足 0。 05Mpa 动压要求， 在动力可靠、 管理到位的情况下， 0。 以 05Mpa 静压考虑也是可行的。?（4）高位水箱的设置保证 0。05Mpa 动压，在不宜采用增压稳 压装置的情况下，就得将水箱架高。由于水箱中的水要经报警阀、水流指示器后才到达最不利喷头，加上管钱较长，即使火灾初期，自喷用水量很小，也是有一定的水头损失 的，具体可详细计算后确定。但一般在高出 7m（这个高度在建筑上稍微处理一下是能满足的：跃层＋电梯机房＋水箱垫高）以上的话，可以满足规范的要求。《喷规》按照相 （ 关的现行标准，规定湿式报警阀、水流指示吕局部水头损失取值为 0。02MPa，明显偏高， 至少在校核水箱高度时要比这小得多！。?另外，可通过采用缩小喷头间距、增大管径 ） 减少损失等其它措施来满足最不利点喷头在最低工作压力（0。05Mpa）下的喷水强度。 ?（5）《喷规》10。3。2 规定的 5L/s、10min 的消防贮量的气压给水设备，若采用隔膜 式气压罐，由一般需 2 个立式或 1 个卧式。立式的可选用 91SB3－132 中 SBQL1600×1。 5 的两个就可以了。 系统占地约 35m2， 价格约 3。 万元左右。 2 部分人对此规定有此争议，但考虑到新规范比较强调火灾的初期灭火，强调系统能在尽量快的时间里出水，和火灾 发生后人们习惯于断电的思维，为增加安全性，减少部分使用面积，增加一些造价是合 理的、值得的，相信随着经济条件的不断提高安全问题会越来越得到重视，同时，随着
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经济条件的不断提高，设施也会越来越有利于工程。此外，考虑到《建规》第 8。8。5 条"消防水泵应在火警后 5min 内启动， 并在火场断电时仍能正常运转。 "及"建规"送审稿等 8。7。9 条"消防水泵应保下在火警后自动启泵，并在火场断电时仍能正常运转"的规定，水罐的贮水是否可以根据《建规》按 5min 考虑，也值探讨。但个人认为，尽管水泵 的启支时间可以很快， 考虑到与相关规范的协调一致，以及喷水的不均匀性和其它因素， 作为保障措施，气压罐还是应贮存 10min 用水。? 4.3.2 水泵接合器? 水泵接合器的主要用途是当室内消防泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水， 通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网用于灭火。 （1） ? 在自喷灭火系统中，因报警阀组均有止回阀，水泵拼命器设在阀后（沿水流向）水不会倒流，加上因水消防车到达现场通过水泵拼命器向室内自喷消防管网输水时，火灾为已 知情况，不需再次启动压力继电器及水力警铃报警，也不必再次启以消防水泵等设施， 水泵接合器可直接接在湿式报警阀后［11］ 。但对于系统有两个或两个以上报警阀组，还 设在阀后那么其他阀将不能再公用此水泵接合器了，那就得每个报警阀后至少设一个水泵结合器。同时考虑到《喷规》10。1。4 条的规定"当自动喷水灭火系统中设有 2 个及 以上报警阀组时， 报警阀组前宜设环供水管道"， 对于 2 个及以上报警阀组的系统还是设 在阀前为好，可以互为备用。另外水泵接合器位置应考虑连接消防车水泵的方便，且离 水源不宜过远。（2） 《喷规》10。4。2 条规定，当水泵接合器的供水能力不能满足最不 利点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压措施。这一规定与《高规》7。4。5。 2 的规定"消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器"相比，提高了水泵接合器的要求，已不再局限于"一步到位"，这一规定是经验 的总结，也是实际的需要，有利于提高系统的可靠性。?（3）《喷规》规定水泵接合器 的流量"宜接"10－15L/s， 《高规》是"应按"，《建规》是"按"。
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第 5 章线路的敷设
消防联动控制有采用多线制的，有采用总线制的。多线制是电源驱动线与信号线分开,电源、检测、控制分别占用导线的制式。多线制一般有五线制、四线制。总线制是基 于计算机技术中控制总线的原理，采用信号线与电源驱动线分时复用的方式，利用计算机编程技术来达到监测与控制目的，总线制有三总线制和二总线制。总线制比多线制有 布线少，监测控制设备多等优点，目前大中型项目多采用总线制。在具体设计中选择采 用哪种制式可结合工程的具体情况而定。许多消防线路设计采用穿塑料管（pvc）保护，并从吊顶内走线。而"民规"第 24.8.5 条规定:消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于 30mm。当必须明敷时，应在金 属管上采取防火措施。在布线上要求与"民规"、"报警规范"基本一致，只是根据"报警规 范"线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。 从实际情况可以看出， 很多 设计人员对这一条有所疏忽。本条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、 通信、应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内， 这些线路应保证安全使用。敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内下是火灾多发地段。在 实际操作中，凡是新设计的建筑，对该条文规定的线路，一律穿金属管或阻燃 pvc 管保 护并在现浇板内、墙内等处暗敷走线。而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应 对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。一是防止火灾发生时消防控制、通信和警报线路中断，使灭火工作无法进行，造成 更大的经济损失；二是抑制电磁干扰（如变压器、电动机、电缆等）对火灾自动报警系 统产生的影响。为此，对火灾自动报警系统的传输线路与消防控制、通信和警报线路均应采用阻燃型电缆，其电缆应采用金属管或封闭式金属线槽保护。消防联动控制设备之 手动直接控制装置的线路应采用耐火型电缆，其电缆也应采用金属管或封闭式金属线槽 保护。特别是敷设方式采用明敷时， 均应在金属管或封闭式金属线槽上采取防火保护施.
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第 6 章全文总结
在高层和比较复杂的多层民用建筑中，完善的消防电气设计系统对于发生火灾后， 能使建筑物内各种消防用电设备及时的可靠运行，有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延是十分重要的。下面对此谈一些个人体会。 一、正确执行国家消防电气设计规范设计规范、规程等工程标准是电气设计的重要 依据，是应当严格遵照执行的技术准则。 1、标准的分类 根据标准的适用范围不同，可分为国家标准、地方标准和行业标准。地方标准和行 业标准是国家标准的分解。国家标准代号为 GB50XXX—YYYY，地方标准代号是 BXXX，行 业标准代号是该行业的汉语拼音字母缩写，如 JGJ 为建设部标准，GA 为公安部标准。 根据标准的强制性可分为强制性标准和推荐性标准。强制性标准是必须执行的标准，它 提出了必须遵循的最低要求，而行业标准和地方标准可以高于国家标准，但不能低于国家标准。推荐性标准是在标准代号中加上 T 字，顾名思义是推荐性的，不具备强制性。 此外， 国际电工委员会(IEC)发布的标准是国际社会共同享有的一笔知识财富。 在我国加 入 WTO 后，我国有很多电气方面的规范都采用了 IEC 标准的有关条款，这有利于与国外 电气设计要求上的沟通。 2、各个标准之间的关系协调在实际工程消防电气设计中，有时会遇到在同一事物上，国家、行业、地方标准相 互交叉，所规定的技术措施和要求不一致的现象。因此，正确地理解和执行标准，认真 协调它们之间的关系是非常重要的。单纯以国家标准管地方标准，或行业标准高于国家标准，或后发布的优于先发布的标准作简单处理，不一定合适，应当具体问题具体分析， 恰当解决。 例如， 在汽车库火灾探测器的选型问题上， 《火灾自动报警系统设计规范》 (GB50116—98)和 《民用建筑电气设计规范》 (JGJ／T16—92)都以独立条款形式明确规定宜采用感温探测器。几年来许多设计人员曾向有关部门提出意见，认为采用感烟探测器 更为合适，这不仅节省投资而且有利于火灾的早期发现。在《汽车库、修车库、停车场 设计防火规范》(GB50067-97)第 9．0．7 的条文说明指出：在通风条件较好的车库内可 采用感烟报警设施，一般的汽车库内可采用感温报警设施。因此，可以根据具体问题进行选择。 再如，地下室内消火栓泵，因处于潮湿场所，根据电气规范的一般要求应 设漏电保护。而按照《民用建筑电气设计规范》规定，对于突然断电会导致比因漏电或 过负荷而造成的损失更大的配电线路，不应装切断电路的漏电保护器。如果设计错误，当发生火灾消防泵运行时可能因漏电突然被切断，从而造成一些消防设施的瘫痪，严重 影响灭火的进行。 二、充分保证消防供电、配电系统的自主性 1、消防供电应处于最高供电层次 《民用建筑电气设计规范》第 24．9．2 条规定： “火灾消防及其他防灾系统用电，
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当建筑物为高压受电时，宜从变压器低压出口处分开自成供电体系，即独立形成防灾供电系统。 ”消防系统电源的供电负荷等级，在本工程供电系统中应处于最高供电等级，自 成供电体系是为了保证消防供电的可靠性。 2、消防配电应具有独立性有了可靠的电源， 而消防设备的配电线路不可靠， 仍不能保证消防设备的安全供电。 《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)第 9．1．3 条规定： “消防用电设备应采用专用的供电回路， 本条规定的供电回路， ” 是指从低压总配电室(包括分配电室)至最末一级配电箱，与一般配电线路应严格分开，但在有的设计中，往往是注意从配电室引至消 防控制室配电箱这一段的供电可靠性，而忽视了各层消防用电设备供电的可靠性，如电 动防火门、排烟阀等，并没有形成消防专用独立系统。例如，在某一建筑中设置了 两部电梯，根据规范要求需要设置其中的一部为消防电梯。按要求，应该有两路电源引 入到消防电梯机房中，一路引入普通电梯机房。但在设计中，有的设计人员往往为了图省事，而将消防电梯和普通电梯共用电源，这和消防规范是不相符的。普通电梯的接人， 势必影响到消防电梯的可靠性。无疑给这些回路的安全性带来了一定的隐患，一旦这些 设备发生故障造成短路，则要殃及两路电源的可靠性。三、按规定设置 ATS 和 UPS 1、末端 ATS 的设置 火灾自动报警、消防通信、等消防用电设备均设有应急电源。当使用的电源故障停 电时，被停止供电的重要负荷采用电源自动切换装置(ATS)切换至另一电源。 《高层民用 建筑设计防火规范》第 9．1．2 条规定： “高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、 防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。 ”ATS 设在起端(如 在变电所低压的第一级配电处)和设在末端相比， 末端设 ATS 时， 除了电源故障停电能自 动切换外，当配电设备故障或低压线路上发生故障而停电时，末端 ATS 也能动作，增加 了负荷的供电可靠性； 起端设 ATS 时， 如果配电设备或低压线路发生故障而停电， ATS 该 不动作，这样就无法保证负荷的继续供电，所以末端 ATS 比起端 ATS 更为可靠。在有的 设计中自动切换装置不是设在最末一级配电箱，双电源线路进楼后，总配电箱处设了自 动切换装置，而此后是单回路至各层消防配电箱，显然这种设计是不符合要求的。 2、电脑用电应设 UPS 另外，火灾自动报警系统中的 CRT(阴极射线管显示装置)显示器、消防通讯设备、 计算机管理系统等的交流电源应设 UPS 装置供电。对于电脑用电负荷，在使用中如果电 源突然中断，会使电脑中的信息消失， 《民用建筑电气设计规范》中规定： “当用电负荷 允许中断时间在 1．5s 以内时，应设不间断电源装置。 ”使用 ATS 进行两路电源切换时， 必有一个停电时间，最快也要 0．2—0．3s，而 UPS 只能短时间维持，也不能代替 ATS。 因此，对于消防系统中的电脑用电负荷的供电方式，是两路电源设置末端 ATS 加 UPS。 四、消防弱电系统的接地 1、消防控制室的接地
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为保障人身安全、 供电的可靠性， 现代智能建筑中越来越多的电子设备都要求必须有一个完整、可靠的接地系统。因此，在高层建筑电气设计中，接地系统的设计占有十 分重要的地位。火灾自动报警系统及联动控制设备需要设置直流工作接地，按照《火灾 自动报警系统设计规范》的要求，可采用专用接地或共用接地装置，一般尽量采用专用接地为好， 但因为难以满足间距的要求， 建筑物中各种用电设备往往采用的是共用接地。 设计中采用共用接地装置时，应注意接地干线的引入段不能采用扁钢或裸铜排等，以避免接地干线与防雷接地、钢筋混凝土墙等直接接触，影响消防电子设备的接地效果。 2、消防弱电系统应设防雷击电磁脉冲建筑的防雷设计也非常重要。根据近年来统计资料表明，由雷电造成的信息系统损 坏呈上升趋势。国家标准 2000 年版《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)在原基础上新 增加了“防雷击电磁脉冲”部分，把计算机、通信设备和控制系统定义为信息系统，而 火灾自动报警系统和消防通信等均属于这个范畴。五、智能建筑中使用消防控制室的问题 1、火灾监控系统与智能建筑中其它系统的关系 2000 年，国家发布了推荐性国家标准《智能建筑设计标准》(GB／T50314—2000)。 建筑智能化是在建筑这个平台上，由三大系统组成：建筑设备自动化系统(BAS)、办公自 动化系统(OAS)和通信网络系统(CAS)。而 BAS 包含了三个子系统：建筑设备监控系统、 火灾监控系统和安全防范系统，即通常所说的 BA、FA、SA；火灾监控系统在建筑物中可以独立运行，除了完成火灾信息的采集、处理、判断并实施联动控制外，还应该具有与 其他系统进行通讯的接口或进行远程信息传输。火灾监控系统可充分利用智能建筑的智 能化硬件和软件资源实现联网通讯，为城市消防调度指挥中心、城市综合管理网络提供并与城市其他管理中心共享消防系统的信息。 2、火灾监控系统与其它系统合用控制室应注意的问题 在消防规范中规定消防控制室应单独设置，但目前有一些高层建筑，BA、SA、FA 系 统合用控制室，主要是为了系统的集成和管理，提高工作效率。同时 SA 可作为 FA 的辅 助监控系统，当火灾自动报警系统发出报警信号时，值班人员可以通过安全防范系统的摄像镜头确认火灾现场的实际情况，从而采取进一步措施。但是在合用控制室时其电气 设计应注意以下问题： （1）BA 系统只能对 FA 系统提供监视，不能控制，必须保持 FA 的独立性。 （2）在各系统接地设计中应充分考虑各个不同工作频率的工作接地的独立性。（3）严防电磁场对各系统的干扰。 总之，以上仅是对建筑消防电气设计的一些浅见，在实际工程中，只有认真理解和 执行规范，真正体现建筑以人为本的特点，让消防电气的设计更加完善。
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参考文献
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后 记
天高任鸟飞，海阔凭鱼跃， 。 终于思考并写完了论文，大学可以告一段落了，在校期间的日日夜夜，却让我无法忘记。如果说一定要写这篇后记，那最有意义的大概就是伴随我论文写作的每一件琐细 的事情，太多太多的人和事让我心存感激。 在我启笔后记之时，首先让我想到的是我的导师杨爱新。恩师如父母，我有幸得到了导师的恩泽，她的言传身教，不仅给了我学业上耐心细致的指导，而且给了我深刻的 人生启迪，使我受益匪浅。感谢我的父母的养育之恩，是他们的汗水养育培养了我，我 不会辜负他们的养育之恩。感谢我的舍友我的同学们在这三年里给我的关怀与帮助，在以后的日子里我会更加努力向前冲，也会常常回想起这三年的美好时光。 我的学生时代将要过去了。这篇论文的句号，便是我三年大学求学生活的休止符。 说实话，真的有点恋恋不舍，它让人难以忘怀。这三年，一本本好书，一个个故事给予了我的全新的人生憧憬；这三年，我遇到了这么多可爱可敬的人，分享了人世间最真挚 的情意。他们真诚、善良、正直，他们是我最亲爱的师长、朋友和亲人。我感激这三年 黄金岁月，它注定将成为我生命中最重要的一部分，伴我一生。