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1、第3章 建筑消防系统,补充：一 灭火机理,基本原理：冷却、窒息、隔离、化学抑制,1.水基灭火系统的灭火机理 冷却、窒息、预湿润（1）消火栓灭火机理：冷却 依靠水枪充实水柱的冲击力使水进 入着火区，用水的冷却来灭火。,（2）自动喷水灭火机理 冷却 伴有预湿润等灭火功能,二 建筑物有关定义,建筑物高度：建筑物室外设计地面到其檐口、女儿墙顶部货物绵绵层的高度 注：屋顶上的冷却塔、水箱间、电梯机房、楼梯出口小间不计入,2 建筑层数的计算：建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度小于等于1.5m 者，建筑底部设置的高度不超过2.2m 的自行车库、储藏室、敞开空间，以及建筑屋顶上突出的局部设备
2、用房、出屋面的楼梯间等，可不计入建筑层数内。住宅顶部为两层一套的跃层，可按1 层计，其它部位的跃层以及顶部多于2 层一套的跃层，应计入层数。,1消防给水系统 消火栓给水系统；自动喷水灭火系统。2固定灭火装置 固定灭火装置有以下四种。（1）卤代烷灭火系统。（2）二氧化碳(CO2)灭火系统。（3）蒸气（水蒸气）灭火系统。（4）氮气灭火系统。,3.1消火栓给水系统及布置,一、设置原则 执行国家建筑设计防火规范，高层民用建筑设计防火规范。具体见书3.1.1,二、建筑内消火拴给水系统组成 1.水枪 喷嘴口径：与水龙带接口：用快速螺母连接。2.水龙带 DN50mm，DN65mm 麻质：抗折叠，质轻，水流阻
3、力大 橡胶：易老化，质重，水流阻力小,3.消火拴 内扣式快速连接螺母+球形阀，单出口、双出口 DN65，DN50 配置：消火栓DN65，水枪19或16，65水带。消火栓DN50，水枪16或13，50水带。选用：室内消防水量qxh10L/s，消火栓DN50；qxh10L/s，消火栓DN65。,4消火拴箱 内置：消火拴、水枪、水龙带、水喉、消防报警及启泵装置 设置：承重墙，明、暗、半暗,5消防水泵接合器 作用：连接消防车向室内消防给水系统加压 供水的装置。组成：闸门、安全阀、止回阀、消防水泵结合器接 口。形式：地面、地下、墙壁式。设置点：便于消防车接管供水地点；周围在1540m 范围内有消防水池或
4、室外消火栓。,6消防给水管网 环状；枝状。,7消火栓系统加压贮水设备 初期火灾用水贮水：水箱，气压给水装置。消防水池设置条件：市政给水管道或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类居住建筑除外）。消防贮水可与生活贮水合用，但应有消防用 水不被动用技术措施。消防水泵：提供火灾延续时间内消火栓系统所需水量及压力。,三、给水方式1.直接给水方式 2.单设水箱给水方式 3.水泵水箱联合给水方式,Lc,直径26-38mm，75%-90%的水量,Lc不小于7m，不大于15m,充实水柱Lc,四 消火栓给水系统的布置,1.水枪充实水柱长度,2、室内消火栓的布置1）.设有消防给水的建
5、筑物，其各层均应设置消火栓。2.栓口拴口距地面1.10m。3.设在明显、易于取用的地点(走廊、楼梯间、大厅入口处)；4.大空间或大房间消火栓应首先考虑设置在疏散门附近，不应设在死角位置。5.消防电梯前应设消火拴，6.建筑屋顶应设一个装有压力显示装置的检验用消火栓，7.高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼、综合楼等和建筑高度超过100m的其他建筑，应设消防卷盘。,（1）建筑物24m、体积5000m3的库房，应保证1支水枪的充实水柱达到同层内任意部位,（2）其他民用建筑应保证2支水枪的充实水柱达到同层内任意部位,8.消火栓间距，可按下式计算：,9.保护半径间距通过计算确定 水枪射流上倾
6、角按45计。,10在临时高压消防给水系统的每个消火栓处，应设直接启动消防水泵的按钮。五、室内消火栓给水管网 1.室内消火拴个数大于10个，且室外消防水量大于15l/s，室内消火栓给水管道应为环状。2.环状管网的进水管应为二条，但对7-9层单元式住宅可采用一条。3.79层的单元式住宅和8层的通廊式住宅，室内消火栓给水管道可为枝状。,4.多层建筑中超过6层的塔式和通廊式住宅、超过5层或体积10000m3的其他民用建筑、超过4层的库房，当室内消防竖管2条时，至少每两根竖管成环。5.多层建筑的消火栓管道宜独立，高层建筑的消火栓管道应独立设置。6.阀门设置便于检修和使用安全。阀门关闭后，同层停止使用的消
7、火栓5个。7.水泵接合器周围有1540m内有室外消火拴或消防贮水池；8.水泵接合器数量按室内消防水量及每个接合器流量经计算定，每个接合器1015 l/s。一般不少于2个。,3.2 建筑内消火拴系统计算,一、栓口所需压力式中：,1求 不计空气阻力，理想状态下的射流长度为:,式中：,实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力，垂直射流高度Hf为：空气阻力为：,用实验法：,2水龙带损失 式中：3消防射流量 其中：,根据水枪口径和充实水柱长度可查出水枪的射流量和枪口压力值。,1消防水池容积：其中：,二、消防贮备水量计算,2消防水箱容积：,三、消防管网水力计算 目的：确定DN和1选不利消火栓和最不利立管，确
8、定计算管路。环状网：假设某端发生故障，按枝状计算。,2按消防规范规定，分配室内消防流量。（注意：建筑内同时发生火灾的次数，着火点处）3求出计算管路上各消火栓的消防射流量及栓口压力；,4在消防管道的流速允许的范围内确定管径。5求出水头损失（同给水管网）；选加压设备。1)水箱供水：从水箱出水口到最不利点算，已确定水箱安装高度，选补压设备。2)水泵供水：从水池液面到最不利点求，选泵的扬程。,1.41.8m/s 不允许大于2.5m/s,例题：补充,4.3 自动喷水灭火系统,一、自动喷水灭火系统 1.定义：在火灾发生时，能自动打开喷头喷水并同时发出火警信号的消防灭火设施。2.成功灭火率：3.设置场所 性
9、质重要、火灾危险性大；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。,二、自动喷水灭火系统类型 洒水系统(湿式系统、干式系统、预作用系统)、雨淋系统、水幕系统、水喷雾系统。1.湿式自动喷水灭火系统 组成：闭式喷头报警装置（水力警铃、压力开关）、湿式报警阀、管网及供水设施等。特点：管道始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高。适用：温度4C，且70C的场所,2.干式喷水灭火系统组成：闭式喷头、管道系统、干式报警阀、充气设备供水设施等。,特点：在干式报警阀前的管道内充有压力水，报警阀后的管道内充以压力气体（空气 或氮气）。适用：环境温度70的场所。,3预作用喷水灭火系统 组成：无压气体的管网、自动
10、报警装置、供水设施及探测和控制系统组成。特点：管道中平时无水，呈干式，充以低压压缩空气。火灾发生时，由火灾探测系统或手动开启控制预作用阀,使消防水进入阀后管道，当闭式喷头开启后，即可喷水灭火。适用：建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物。,4雨淋自动喷水灭火系统 组成：火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施等。特点：在雨淋阀后的管道，平时为空管。火灾发生时，管道内给水是通过火灾探测系统控制雨淋阀来供给，雨淋阀开启后被保护区内所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时。适用：雨淋喷水灭火系统适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。,5水幕系统 组成：水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网
11、、探测系统和报警系统组成。特点：开式喷头，喷出的水形成水帘状，与防火 卷帘、防火水幕配合使用。适用：防火隔断、防火分区及局部降温。,6喷雾系统 特点：喷雾喷头，把水粉碎成细小的水雾滴之后喷射到不在燃烧的物质表面，通过表面冷却、窒息以及乳化、稀释的同时作用实现灭火。适用：扑灭可燃液体火灾、电器火灾。,三、自动喷水灭火系统的组件 1喷头（1）闭式喷头 易熔合金喷头 玻璃球喷头标准型玻璃球洒水喷头（下垂型、直立型、普通型、边墙型）、装饰型洒水喷头、大保护面积喷头、ESFR（快速响应早期抑制型）喷头。喷头动作温度：高于环境最高温度30。,(2)开式喷头 开启式洒水喷头 无释放机构的洒水喷头。通常用于雨
12、淋系统中。水幕喷头喷水形成均匀的水帘状，起阻火、隔火作用。主要用于窗口、檐口和燃烧体构成的墙面，以及对建筑物内设置的玻璃幕墙的防护与冷却。水雾喷头 在一定压力下，将水流分解为细小水滴，以锥形喷出。（离心式和撞击式两种）,2.报警阀作用：开启和关闭水流；传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。类型：湿式、干式、雨淋阀、预作用报警阀。,3水流报警装置（1）水流指示器作用：报告火灾发生的层数或区域。原理：管道中水流动，引起水流指示器中浆片随 水流而动作，接通延时电路2030s后，继电器触点吸合发出区域电信号，送至消防控制室。位置：各楼层的配水管或支管上。（2）水力警铃原理：报警阀打开消防水源后
13、，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。位置：报警阀附近（其连接管不宜超过6m）。,（3）压力开关：位置：垂直安装于延迟器和水力警铃间的管道上。原理：在火灾发生时，湿式报警阀开启后，一部分水流经过延迟器进入压力开关的阀体内，开关膜片受 压后，触点闭合，电信号输入报警控制箱，发出火灾警报或启动消防泵。4延迟器作用：用来防止由于水压波动原因引起报警阀开启 而导致的误报。报警阀开启后，水流需经过30s左 右充满延迟器后方可冲打水力警铃。位置：湿式报警阀与水力警铃（或压力开关）之间。,5.末端监测装置作用：打开排水阀门相当于一个喷头喷水，即可观察到水流指示器和报警阀是否正常工作。压力表可测量系统水压是否
14、符合规定要求，排气阀用来排除管道中的气体。位置：安装在系统管网末端，管径为DN25mm。由排水阀门、压力表、排气阀组成。6.火灾探测器 类型：感烟、感温探测器。位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板 下面。其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算而定。,四、喷头及管网布置 1喷头布置：原则：满足喷头的水力特性和布水特性要求；设在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀洒水；喷头布置应不超过最大保护面积；均匀洒水并满足设计喷水强度要求。形式：正方形布置,喷头间距按下式计算：XB2RCOS45 式中 X喷头间距，m；R喷头计算喷水半径，m；喷头与边墙的距离不应超过B/2。,长方形布置：2
15、管网布置 报警阀前可枝状、环状。报警阀后枝状、环状和格栅状。枝状：侧边末端进水、侧边中央进水轻危险级。环状：中央末端进水、中央中心进水中、严重危险级。格栅状：严重危险级,具体见附录3.4,3 管道排水 喷水系统的管道应设有不小于0.002的 坡度坡向立管，以便泻空。,配水干管,主配水管,配水支管,配水立管,供水管,管段名称,3.4 自动喷水灭火系统的计算,1建筑物火灾危险等级轻危险级、中危险级（级和级）、严重危险级（级和级）仓库危险级（级、级、级）。2自动喷水灭火系统设计的基本数据 民用建筑和工业厂房设计基本数据。,3.4.1 消防用水量及水压,表1 民用建筑和工业厂房的系统设计基本数据,1、
16、自动喷洒灭火系统的设计步骤（1）根据建筑要求进行喷头和洒水管网的布置，绘 制平面图和系统图；（2）确定洒水管网的各段管径；（3）选择最不利管路（或最不利作用面积），用特 性系数法（或作用面积法）进行流量分配；（4）计算最不利管路中的水头损失；（5）校核流速及喷水强度；（6）计算（校核）自喷系统所需压力，选择消防 泵。,3.4.2 管网水力计算,根据管段上喷头数目确定管径,（1）用经验法确定管径,注：,2.水力计算方法 1）作用面积法 在计算系统流量时，假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头喷水量取值，仅包括作用面积内的喷头才计算喷水量。对轻危险级和中危险级建筑物、构筑物的自动喷水
17、灭火系统进行水力计算时，应保证任意作用面积内平均喷水强度不小于表3.4.1中的规定，最不利点处作用面积内任意4个喷头组成的保护面积内平均喷水强度不应小于表3.4.2中规定值的85。,计算方法如下：选择最不利位置，划作用面积。水力计算选择最不利点处作用面积宜选择矩形，其长边应平行配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根1.2倍，即。实际作用面积为204m，共布20个喷头。每个喷头流量：作用面积内喷头洒水量：理论流量：,作用面积内平均喷洒水强度校核作用面积内任意四个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不小于规定值的85%。从系统最不利点开始进行编号（节点包括作用面积内及以后管段喷头处，管道分支连接处及
18、变径处），直至水泵处。从节点1开始，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围内的喷头，作用面积外喷头不计在内。,2)特性系数法 从系统最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直到达到设计流量为止。在此之后的管段，流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。,最不利点（H1=5mH20）,1支管流量分配公式,喷头出流量q=k（H）1/2 K：喷头流量系数（玻璃球喷头K=0.133）H：喷头处水压（KPa）,设管路1-5-6为管路，a-d 6为管路管路：q 1=k（H1）1/2 q 2=k（H2）1/2，H2=H1+h1-2,末端4个喷头及作用面
19、积,q 3=k（H 3）1/2，H3=H2+h2-3 q 4=k（H 4）1/2，H4=H3+h3-4 Q4-5=q 1+q 2+q 3+q 4 h 4-5=A4-5 L4-5 Q4-5 2（1）H 5=H 4+h 4-5，H 6=H 5+h 5-6,对于管路：h d-6=Ad-6 Ld-6 Qd-6 2=H 6-H d（2）假设管路和管路的水力条件相同，即 A4-5=Ad-6，L4-5=Ld-6 则有 h 4-5/h d-6=Q4-5 2/Qd-6 2,Qd-6=Q4-5（h d-6/h 4-5）1/2=Q4-5（H6-Hd/H5 H4）1/2=Q4-5（H6/H5）1/2（根据经验）=Q5
20、-6（H6/H5）1/2（3）（3）式说明：在节点6处流量发生分支时，不是在管路和管路中均匀分配的，管路的流量是管路的流量的（H6/H5）1/2 倍。因此 Q6-7=Q5-6 1+（H6/H5）1/2 同理 Q7-8=Q6-7 1+（H7/H6）1/2 Q8-9=Q7-8 1+（H8/H7）1/2,以此类推。直至某管段的流量达到（超过）系统的流量规定值，后面管段的流量不再累加（维持不变）。2、流速和喷水强度的校核 A 流速校核 V5m/s（个别情况下支管流速 10m/s）B 喷水强度校核 管网末端4个喷头作用面积内的喷水强度需满足表的规定。,3、计算最不利管路的水头损失 沿程水头损失 h=AL
21、Q 2 局部水头损失 按20%h估算。4、系统（引入管或消防水泵处）所需 压力 HPB=HP+HPJ+hP+HKP HP：最不利洒水喷头的流出水头；HPJ：引入管起点（贮水池最低水位）至 最不利点的高差；hP：最不利管路的水头损失；HKP：水流通过报警阀的水头损失（参看 设计手册）。,3.7 高层建筑消防给水系统,高层：建筑高度超过24m的公共建筑、工业建筑，10层及10层以上的住宅,1、特点 火灾危险性大，高层部分无法依靠室外消防设施协助救火,引发火灾因素多，火势蔓延快，扑救困难，人员物资不宜疏散,登高消防车工作高度24m，消防云梯3048m；普通消防车通过水泵接合器向室内消防系统输水的供水
22、高度是50m；50m以上，超过室外消防设施的供水能力，需靠自救,2技术措施（1）高层建筑必须设置独立的消防给水系统，消防立管管径不小于100mm（2）各类高层建筑中均需设置消火栓给水系统 100m以上的高层建筑均应设置自动喷水灭火系统（面积小于5m2的卫生间除外）二者同时设置时，优先采用独立给水统；若合用消防水泵，则应在后者报警阀进水口前将管网分开（3）在高级宾馆、重要办公楼、一类建筑的商业楼、展览馆、综合楼和高度超过100m的其它建筑内，均应增设消防卷盘（小口径消火栓）（4）选用65mm口径消火栓，喷嘴直径不小于19mm,3 给水压力（1）高压消防给水系统（有室外高压管网，不需设水箱）（2）临时高压消防给水系统（需设高位水箱，贮存10分钟消防水量）水箱高度应满足最不利喷头处工作压力不低于0.05 MPa和最不利点消火栓静水压力不低于0.07 MPa（100m）或不低于0.15MPa,管网内经常保持灭火所需水量、水压，不需启动升压设备，可直接使用灭火设备救火,4 分区（1）原则：消火栓口压力不大于0.8MPa，自动 喷水系统管网压力不大于1.2MPa（2）形式：串联式、并联式 分别设水泵接合器,压力大，水枪喷头出水量大，水箱贮水量很快用完，不利于初期灭火；水龙带易损坏；救火人员不宜把握,自动喷水灭火系统报警阀的工作压力是1.2,
