第三章建筑消防系统.ppt

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1、第三章 建筑消防系统,建筑消防分类：1、按建筑高度分：低层建筑消防 高层建筑消防高层建筑：.层数10层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；.建筑高度超过24米的公共建筑。,2、按消防设备分：消火栓系统 自动喷洒灭火系统 水喷雾灭火系统 雨淋系统 水幕系统 二氧化碳灭火系统 泡沫灭火系统,3.1 消火栓给水系统,3.1.1、设置原则按建筑设计防火规范执行（GB50016-2006）1.低层建筑消火栓给水系统的设计原则：扑灭初期火灾水量、水压按照扑灭初期（10min）火灾的要求来设计，后期依靠消防车扑救2.高层建筑消火栓给水系统的设计原则：立足自救 火灾0-10min-3h 可靠性要求高

2、,消火栓给水系统的分类：按压力分类：1.常高压给水系统系统始终处于高压状态、不需要启动消防水泵，随时可以喷水灭火；2.临时高压给水系统 系统平时处于低压状态，火灾报警后启动消防水泵，供给高压消防用水；3.低压给水系统 系统平时处于低压状态，火灾时由消防车或消防水泵加压供水,按供水范围分类：1.独立（临时）高压消防给水系统：每幢高层建筑设置独立的消防给水系统。2.区域（临时）高压给水系统：两幢或以上高层建筑共用一个泵房的的消防给水系统。设置条文：下列建筑应该设置室内消火栓给水系统，见教材72页、规范8.3.1条；,3.1.2 消火栓系统的组成与供水方式、组成（1）消火栓（2）消防管道（3）消防水

3、池（4）消防水箱（5）消防水泵（6）水泵接合器,消火栓设备是由水枪、水带和消火栓组成，均安装于消火栓箱内。,单出口（50、65）、双出口（65）,水泵接合器：管网 室外消火栓 消防车 水泵接合器 室内消防管网,2、消防给水方式（1）简单消防系统（2）设水箱的消防系统（3）设水泵、水箱的消防系统,3.1.3 消火栓给水系统的布置、设置原则保证所要求的水柱股数同时到达室内任何角落(动画)、消火栓保护半径和 充实水柱长度,、消火栓设置间距,单排双水柱：,单排单水柱：,、消火栓设置注意事项、管道布置方法,3.2 消火栓系统的水力计算 水力计算的基本内容：1、选择消火栓并确定栓口压力 2、确定消防管网的

4、管径 3、消防水压校核及消防泵的选择,一、消火栓口所需的水压,1、Hq 的计算：,:充实水柱,2、实际射流流量,式中：qxh 水枪喷口的射流量，L/s B 水流特性系数,水枪水流特性系数B值,2、hd 的计算：,水带阻力系数Ad值,某建筑内的消火栓箱内配备SN65消火栓、25m长衬胶水龙带和喷嘴直径为19mm的水枪，若水枪充实水柱长度为14m，水枪出流量为5.7L/s，水枪水流特性系数为1.577，水带阻力系数为0.00172，则消火栓栓口的压力应为（）。A 24.0m B 22.0m；C 20.0m；D 18.0m。,3.2.2 消防水池、水箱的贮水容积 1、消防水池 低层建筑 贮存1-2小

5、时消防用水量 高层建筑 贮存23小时消防用水量 2、消防水箱 贮存10分钟初期自救水量 计算公式：V=（60q消防T）/1000（立方米）T 消防用水时间（分钟）；q消防消防用水量（消火栓+自喷）。,当 Q 25 L/s 时，V 12m3 当 Q 25 L/s 时，V 18m3,某省政府办公楼，建筑高度45m，总建筑面积33501.8，建筑内部设有消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统。经计算，自动喷水灭火系统用水量为27.5L/s，设在地下室的消防水池仅贮存室内消防用水。已知消防水池补水可靠，其补水量为70立方米/h，则消防水池的有效容积为（）。(室内30-5=25L/s)A 269.0；B 10

6、5.0；C 139.0；D 213.0,3.2.3 消防管网水力计算主要目的：确定管径、计算水箱高度、选择 消防水泵 与生活给水计算类似区别：1.沿程水头损失计算与给水管网相同；2.局部水头损失按沿程水头损失的10%计；3.设计：环状；计算：枝状；4.多层立管DN50；高层立管DN100；5.流速V：1.4-1.8m/s，2.5m/s；,步骤：1选择最不利立管和最不利消火栓；2根据规范进行流量分配；（参见附录3.2）3确定最不利消火栓流量；4顺序计算以下各层消火栓实际压力、流量；5计算管径6、校核消防水压（或确定消防泵所需扬程）：H消=Hxh+H1+H2 Hxh 最不利消火栓栓口压力（KPa）

7、；H1 静高 H2 水头损失（KPa）。,例：商店消火栓管网流量分配（用水量15L/s，最不利立管10L/s，次不利立管5L/s）,例题计算参见第13章 消火栓给水系统计算，教材404页,27,消防水泵,1.消防水泵宜与其他水泵布置在同一水泵房内，泵房一般设置在建筑底层。2.水泵房应有直通安全出口或直通室外的通道。3.泵房出水管应与管网环状相连。每台水泵应设独立的吸水管。4.水泵应采用灌入式，设置备用泵，且应有两个独立的电源，若不能保证两个独立的电源，应备有发电设备。,28,1、消防水泵泵组与室内消防给水管网连接，下图哪一个是正确的？（）A B C D,3.3 自动喷水灭火系统及布置概述 自动

8、开启喷头洒水灭火 并给出火警信号 扑灭初期火灾成功率在97%以上适用场所：（1）火灾危险性较大，起火蔓延很快的场所；（2）容易自燃，同时无人管理的仓库；（3）对消防要求较高的建筑或个别房间。（4）人员密集不易疏散的场所。,3.3.1 自动喷水灭火系统分类根据管网工作特点分为：闭式系统：采用闭式洒水喷头 湿式自动喷水灭火系统（4t70）干式自动喷水灭火系统（有压空气）预作用喷水灭火系统（不充水，报警开启雨淋报警阀，转为湿式闭式）重复启闭预作用灭火系统（扑灭火灾后自动关闭，复燃时再次开启）,开式系统：采用开式洒水喷头 雨淋喷水灭火系统 水幕系统（1）防火分隔水幕（2）防护冷却水幕,3.3.2 喷头

9、及控制配件 洒水喷头：a）按释放机构分 b）按用途分 c）按安装方法分 直立型、下垂型、吊顶型（温度不同，喷头颜色不同）洒水管网 报警阀：湿式、干式、干湿式、雨淋式,水流报警装置水流报警装置主要有：水力警铃、水流指示器和压力开关。,延迟器是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃(或压力开关)之间。水流30s火灾探测器：感烟、感光装置水源,3.3.3 消防用水量及水压,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,民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数,系统的理论设计流量，按照设计喷

10、水强度与作用面积的乘积确定：QL=qpF/60=6160/60=16L/S 设计秒流量按照理论值的1.15-1.30倍取值Qs=（1.15-1.30）QL=161.3=20.8L/S,自喷系统的总用水量 水箱供水：贮存在屋顶水箱中，用于火灾初期建筑自救（10分钟）。贮水池供水：贮存在消防水池中，由水泵送往管网。（1h）中危二级的贮水容积？,3.3.4 喷头及管网布置,1、喷头的布置 喷头布置间距：正方形布置：X=B=2Rcos45,长方形布置：（A2+B 2）1/2 2R,同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距,2、管网的布置（1）管网布置形式 侧边布置 中央布置,2、管网的布置（2）

11、管道负荷 a、每根配水支管或配水管的管径均不应小于25mm；b、配水支管上的喷头数应符合下列要求：轻危险级和普通危险级建筑物不应超过8个；严重危险级建筑物不应超过6个。,（3）管道排水喷水系统的管道应设有不小于0.002的坡度坡向立管或泄水管，以便泄空。,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水力计算a.确定管网各管段管径b.计算管网所需的供水压力c.确定高位水箱的设置高度d.选择喷淋水泵 水力计算方法：（1）作用面积法（2）特性系数法,（1）作用面积法 计算时，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

12、才计算喷水量。,计算方法如下：选择最不利位置，划作用面积（见图）。矩形，其长度宜为。,每个喷头的设计秒流量为,作用面积内的设计秒流量为：,理论秒流量为：,满足设计要求。,作用面积内平均喷洒水强度,从系统最不利点开始进行编号，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。,根据管段上喷头数目确定管径（以中危险级为例）,用经验法确定管径 根据管段上喷头数目确定管径,4水力计算公式 1）系统的设计流量 2）喷头的出流量,（2）特性系数法 从系统设计最不利点喷头开始，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，直至

13、某管段累积流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再累计，仅计算水头损失。支管尽端喷头1，为整个系统的最不利点。,最不利点（H1=5mH20）,支管流量分配公式,喷头出流量q=k（H）1/2 设管路 1-5-6为管路，a-d 6为管路,管路：q1=k（H1）1/2 q2=k（H2）1/2，H2=H1+h1-2 q4=k（H4）1/2，H4=H3+h3-4 Q4-5=q 1+q 2+q 3+q 4 h4-5=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

14、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（经验）=Q5-6（H6/H5）1/2（3）说明：在节点6处流量发生分支时，不均匀分配的，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=.Q8-9=.,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）。3、流速和喷水强度的校核 A 流速校核 V5m/

15、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规范的规定。,例题：有一座4层建筑物，层高5m，按照中危险2级设置了自动喷水灭火系统，各层自动喷水灭火系统的布置方式完全相同，其最不利作用面积内的设计流量为1600L/min，作用面积所需压力为0.295Mpa，最不利层最有力作用面积的压力为0.455MPa，在不计其他管道的水头损失，不考虑系统减压时，最有利层最有利作用面积的出流量与最不利层最不利作用面积处的设计流量的比值为（D）A1.24 B1.54 C2.05 D1.43,4、计算最不利管路的水头损失 沿程水头损失 h=ALQ 2 局部水头损失

16、 按20%h估算。5、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）。,采用逐点计算方法 按中危险级级进行计算,3.5 水喷雾灭火系统作用：表面冷却、窒息、乳化、稀释3.5.1组成及组件1.系统组成：固定式、移动式2.水雾喷头:离心雾化型、撞击雾化型3.雨淋阀组和控制阀门，图3-23雨淋阀、电磁阀、闸阀、水力警铃、放水阀、压力开关和压力表等。一般标准喷头的喷水量为1.33L/S，而细水雾喷头的流量为0.17

17、L/S。,3.5.2系统设计1.应用范围 扑救固体火灾、闪点高于60的液体火灾和电气火灾，可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。2.基本参数（1）喷雾强度、持续喷雾时间（2）喷头工作压力 灭火：0.35MPa；冷却：0.20MPa；（3）保护面积：外表面积。（4）系统响应时间灭火：45S；冷却：60S、5min；,3.喷头布置 1）水雾喷头的出流量 q水雾喷头的流量，L/min；P水雾喷头的工作压力，MPa；K水雾喷头的流量系数，取值由生产厂提供。2）水雾喷头的个数,N被保护对象的水雾喷头的计算数量；S被保护对象的保护面积，m2；W被保护对象的设计喷雾强度，L/min

18、m2。,4.水力计算 1）系统的计算流量 2）系统的设计流量,Qj计算流量（L/s）；n同时喷雾的水雾喷头数量；qi水雾喷头的实际流量（L/min），,Qs 系统的设计流量（L/s）；k安全系数，应取1.051.10。,3）水头损失计算 管道的局部水头损失宜采取当量长度法计算，或者按照管道沿程水头损失的20%-30%计算。,i管道的沿程水头损失（MPa/m）；v管道内水的流速（m/s），宜取5m/s；Dj管道的计算内径（m）。,3.6 其他固定灭火设施简介 1、干粉灭火系统 2、泡沫灭火系统 3、卤代烷灭火系统 4、二氧化碳灭火系统 5、固定消防水炮灭火系统（自学）,灭火器设施简介：火灾定义：

19、在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。火灾分为A、B、C、D四类。1.A类火灾：指固体物质火灾。这种物质往往具有有机物性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。2.B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体火灾。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。3.C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等。4.D类火灾：指金属火灾。指钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。,灭火器选择：A类火灾-可选用水型、泡沫、磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器；B、C类火灾和带电火灾-可以选用干粉、卤代烷、二氧化碳型灭火器。由于卤代烷型灭火器对大气中臭氧层破坏较严

20、重，我国在非必要配置这类灭火器场所禁止配置，逐渐淘汰这类灭火器，开始使用七氟丙烷，属于洁净气体灭火剂。D类火灾-应由设计单位和当地公安消防监督部门协商解决。,3.7 高层建筑的消防系统,一、技术要求与低层建筑相比，火灾危险性较大 24mH50m，“自救”+“外救”H50m，完全依靠“自救,二、技术措施1、消防系统的分类和选择（1）高压和临时高压给水系统 高压系统：水量、水压不需启动升压设备，可直接 使用灭火设备灭火。临时高压：1.平时水压水量均不满足要求。2.平时由稳压泵货气压给水设备满足压力（2）区域集中消防给水系统和独立消防给水系统（3）消火栓系统和自动喷水灭火系统,2、消防给水方式（1）

21、分区和不分区给水方式 分区标准 消火栓给水系统：消火栓栓口压力超过1.0MPa 自动喷水灭火系统：管网压力超过1.2MPa（2）消防高位水箱的设置 设置条件和安装高度要求 H100m，最不利点消火栓静水压力 0.07MPa H100m，最不利点消火栓静水压力 0.15MPa 否则：设置增压稳压设备 容积：25L/S30S+1L/S530S=450L,增压稳压设备1)增压泵：一般采用管道泵，用于临时高压的消火栓给水系统。流量：2.5L/S或5L/s，满足一个室内消火栓的用水量。扬程：满足水枪充实水柱要求。设置位置：一般设于建筑物顶层。2)稳压泵：当高位水箱设置高度不能满足喷头水压要求时必须设置。

22、使消防给水管网的压力保持稳定。流量：1L/S，或消防主泵流量的2%-5%。相当于一个喷头的消防用水 量，大于1L/S时消防主泵应启动投入运行。扬程：满足消防给水系统水压要求。设置位置：建筑物上部，从高位水箱取水；建筑物下部，从低位水池取水；,增压稳压设备,稳压气压水罐有效容积：不应小于30S室内消防用水量。1）单独用于室内消火栓给水系统时，按照同时用2个消火栓计，每个消火栓5L/S，则消防储水容积为VX1=25L/S30S=300L；2）单独用于自动喷水灭火系统时，按照同时使用5个喷头计，每个喷头1L/S，则消防储水容积为VX1=51L/S30S=150L；3）若两个系统共用，按照同时作用2个

23、消火栓和5个喷头计算，则消防储水容积为：容积：25L/S30S+1L/S530S=450L,稳压气压水罐调节容积：VX2=1.25Qw/（4nmax）VX2-稳压泵运行调节容积，m3；1.25-安全系数；Qw-稳压泵设计额定流量，m3/h；Nmax-稳压泵1h内最大启动次数，10-20次/h。VX1通常可根据经验确定，一般为0.05-0.10m3。缓冲水容积不得小于20L。消防储水总容积为VX=VX1+VX2+缓冲容积,例题：地下消防水泵房标高为-4.5m，屋顶水箱间标高33m，设计消防水泵扬程0.70MPa，水箱有效高度不能满足自动喷水灭火系统的供水压力要求，系统设置稳压气压水罐，选择稳压泵

24、和气压水罐。,3、消防给水系统的设置（1）贮水池的设置（2）消防卷盘（非消防人员）（3）消火栓设备（4）水泵接合器的设置（5）栓口压力和减压装置,各层消火栓处剩余水压的计算公式：Hs=Hb-（Z+h+hd+Hq）式中：Hs计算层消火栓处的剩余压力值，kPa或mH2OHb按最不利点确定的消防水压，kPa或mH2OZ计算层消火栓与水池或外网的标高差，mh计算管道的总水头损失，kPa或mH2O hd 水龙带的水头损失，kPa或mH2O hq水枪喷嘴满足所需充实水柱长度所需的水压，kPa或mH2O,消火栓处节流孔板的设置,水流通过减压孔板的水头损失为：v2H=2g,式中：V水流通过孔板后的流速，m/s

25、 孔板局部阻力系数,D2(1.1-d2/D2)2=1.75-1 d2(1.175-d2/D2),式中：D消防管内径，mm d 孔板孔径，mm 减压孔板的局部阻力系数,82,减压设施,1.静水压力不应超过100mH2O。（减压阀）2.消火栓栓口出水压力超过50mH2O时。（节流孔板）设置减压设施的目的在于保证消防贮水的正常使用和消防队员便于掌握好水枪。（15kg）,减压稳压消火栓是一种能自动调节，使栓后压力保持基本稳定的消火栓。它既免除了烦琐的减压计算及施工中复杂的现场调试，又使栓后压力基本保持稳定，使用方便，设计中应尽量予以采用。,减压稳压消火栓,高层建筑，建筑总高度为54.00m，地上15层，地下1层，消防水泵扬程86m，沿程水头损失为5.4米，总水头损失为5.9m。地下室标高为-4.6m，1-5层层高为4.8m，6-15层层高为3m。求需要减压的楼层数。,例题：,