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1、第3章 建筑消防系统,3.1 室内消火栓给水系统及布置3.2消火栓给水系统的水力计算,建筑消防系统根据使用灭火剂的种类和灭火方式分为消火栓给水系统；自动喷水灭火系统；其他使用非水灭火剂的固定灭火系统。建筑物发生火灾，根据建筑物的性质、功能及燃烧物，可通过水、泡沫、卤代烷、二氧化碳和干粉等灭火剂来扑灭火势。本章重点介绍层数少于10层的住宅及建筑物高度不超过24m的底层民用建筑中以水作为灭火剂的消防系统。,第3章 建筑消防给水系统,首页,水消防系统常用的可分为,第3章 建筑消防给水系统,首页,首页,按照我国现行的建筑设计防火规范的规定，下列建筑应设置DN65消火栓给水系统：1）厂房、库房、高度不超
2、过24m的科研楼。2）超过5层或体积超过1000立方米的教学楼等等其他民用建筑。3）超过7层的单元住宅和超过6层的塔式、通廊式、底层设有商业网点的单元住宅。4）超过800个座位的剧院、电影院、俱乐部和超过1200个座位的礼堂、体育馆.5)体积超过5000立方米的车站、码头、机场建筑物以及展览馆、商店、病房楼、门诊楼、图书馆等。,3.2.1 消火栓灭火系统的设置,6）国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。7）使用建筑超过300平方米的防空地下室的商场、医院、旅馆、展览厅、旱冰场、体育馆、舞厅、电子游艺场等。8）使用面积超过450平方米的防空地下室的餐厅、丙类和丁类生产车间、丙类和丁类物品
3、库房。9）防空地下室的电影院、礼堂。10)设有空气调节系统的旅馆、办公楼和超过1500个座位的剧院及会堂，其闷顶内安装有面部灯位的马道，宜增设消防卷盘设备。,首页,3.2室内消火栓系统,3.1.2 消火栓给水系统的组成,首页,1.消火栓设备消火栓设备由水枪、水带和消火栓组成，均安装于消火栓箱内。,水枪,水带,消火栓箱,3.1.2 消火栓给水系统的组成,首页,3.1.2 消火栓给水系统的组成,（1）消火栓1）分类 a）单出口 b）双出口2）型号 a）单出口DN65 水枪出流量5L/sDN50 水枪出流量5L/s b）双出口 DN65,（2）水枪一般为直流式 1）作用：形成具有一定冲击力的射流水柱
4、 2）型号：喷嘴口径13mm（配直径50mm水带）、16mm（配直径50mm或65mm水带）、19mm（配直径65mm水带）。低层建筑物的消火栓选用13或16mm（3）水带 1）口径50、65mm 2）作用：将水输送到灭火地点 3）材质：麻质：抗折叠，质轻，水流阻力大；橡胶：易老化，质重，水流阻力小 4）长度：15m、20m、25m；30m,2.水泵接合器作用：水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端有消防给水管网水平干管引出,另一端设于消防车易于接近的地方。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15
5、-40m范围内有消防水池或室外消火栓。,3.1.2 消火栓给水系统的组成,首页,首页,3.消防管道建筑物内消防管道是否与其他给水系统合或独立设置，应根据建筑物的性质和使用要求经技术经济比较后确定。专用：无缝钢管、热镀锌钢管、焊接钢管。最小管径：50mm，消防立管最小管径100mm4.消防水池适用条件：用于无室外消防水源情况下，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。427页附录表3-1设置：可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。,3.2.2 消火栓给水系统的组成,首页,消防水池要求：消防水池应设有水位控制阀的进水管和溢水管、通气管、泄水管、出水管及水位指示器等附
6、属装置。根据各种用水系统的供水水质要求是否一致，可将消防水池与生活或生产贮水池合用，也可单独设置。,3.2.2 消火栓给水系统的组成,首页,5.消防水箱 消防水箱对扑救初期或起着重要作用。水箱的设置要求：为确保其自动供水的可靠性，应采用重力自流供水方式消防水箱宜与生活（或生产）高位水箱合用，以保持箱内贮水经常流动、防止水质变坏；水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应贮存有室内10min的消防水量（p80表3-4）。当室内Q消25L/s，Vmax=12m3；当室内Q消25L/s，Vmax=18m3,3.2.2 消火栓给水系统的组成,首页,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,
7、首页,1.外网直接供水的给水方式,3.2.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,适用条件：室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。初步确定给水方式时，对于层高不超过3.5m的民用多层建筑，消防给水系统所需压力估算：P=280+40(n-2)（n建筑物层数）如消火栓系统水枪的设计流量小于5L/s，p值可减少40kpa。对于引入管或室内消防管道较长或层高超过3.5m时，p值可适当增加,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,2.设水箱的消火栓给水方式,供水特点：由室外给水管网向水箱供水，箱内贮存10
8、min消防用水量。火灾初期：由水箱向消火栓给水系统供水；火灾延续：可由室外消防车通过水泵接合器向消火栓给水系统加压供水。适用条件：外网水压变化较大。宜在室外管网一天之内有一定时间能保证消防水量、水压时（或有生活泵向水箱补水）采用用水量小时：水压升高能向高位水箱供水用水量大时：不能满足建筑消火栓系统的水量、水压要求。,3.2.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,3.设水泵、水箱的消火栓给水方式,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,适用条件：宜在室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用供水特点：由生活泵向水箱供水，箱内贮存10min消防用水量。火灾初期：由水箱向消火栓给
9、水系统供水；火灾延续：消防水泵启动后，由消防水泵供水灭火,4.设水池、水泵的消火栓给水方式,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,4.设水池、水泵的消防给水方式设置特点：水泵从贮水池抽水，与室外给水管网间接连接，可避免水泵与室外给水管网直接连接的弊病。当外网压力足够大时，也可由外网直接供水。适用条件：设水池、水泵的给水方式适用于室外给水管网的水压经常不能满足室内供水所需的建筑。,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,5.设水泵、水池、水箱的消火栓给水方式设置特点：室外给水管网供水至贮水池，由水泵从水池吸水送至水箱，箱内贮存10min消防用
10、水量。火灾初期：由水箱向消火栓给水系统供水。水泵启动：水泵从水池吸水，由水泵供水灭火。,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,设水池、水泵、水箱的消火栓给水方式的适用条件：a.外网经常不能满足建筑物消火栓系统的水压水量要求，也不能确保向高位水箱供水。b.系统需外援供水时，可借助室外消防车经水泵接合器向建筑消火栓给水系统加压供水。c.室外给水管网为枝状或只有一条进水管时，消防给水系统中均需设置消防贮水池，储备火灾延续时间内的消防用水量。,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,6.分区供水方式设置特点:室外给水管网向低区供水和高位水箱供水箱内贮存10 min消防水量。高区火灾初起时:由
11、水箱向高区消火栓给水系统供水;当水泵启动后:由水泵向高区消火栓给水系统供水灭火。低区灭火:水量、水压由外网保证。,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,分区供水方式适用条件：a.外网仅能满足低区建筑消火栓给水系统的水量水压要求，不满足高区灭火的水量、水压要求。b.当地部门不允许消防水泵直接从外网抽水。c.高层建筑中由于楼高，消防管道上、下部的压差很大，当消火栓处最大压力超过1.0MPa时，必须分区供水。,3.2.3 消火栓给水系统的给水方式,首页,3.1.4 消火栓给水系统的布置,1.水枪充实水柱长度Hm定性：消火栓设备的水枪射流灭火，需求有一定强度的密实水流才能有效地扑灭火灾。定量：水
12、枪射流在26cm38cm直径圆断面内、包含全部水量75%90%的密实水柱长度称为水枪的充实水柱长度。水枪充实水柱长度应大于7m，小于15m。,首页,Hm的长度可按室内最高着火点离地面高度，水枪喷嘴离地面离度和水枪倾角算出：Hm=(H1-H2)/sin=2(H1-H2)实际上Hm=H层高/sin H1-室内最高着火点离地面的高度H2-水枪喷嘴高地面的高度-水枪的倾角(一般为45c)规范Hm规定：见下表：各类建筑要求充实水柱的长度,例题：有一厂房内设有室内消火栓，该厂房的层高为10m，试求水枪充实水柱的长度。Hm=10/0.707=14.1该厂房属于单层丙类厂房，要求水枪充实水柱长度不应小于7m则
13、充实水柱长度为14.1m,例题：有一高层工业建筑，其层高为5m，试求水枪的充实水柱长度Hm=5/0.707=7.1m该建筑为高层工业建筑，要求水枪充实水柱长度不应小于13m。则该充实水柱长度为13m。,2.消火栓布置a.建筑高24m，体积5000m3的库房，应保证有一支水枪的充实水柱到达同层内任何部位。布置间距：保护半径为：R=CLd+hb.其他民用建筑应保证有2支水枪的充实水柱达到同层内任何部位。布置间距为：,首页,c.当建筑物较宽，需要布置多排消火栓，且要求有一股水柱到达室内任何部位时，消火栓间距为：S=1.4R；要求有两股同时到达室内任何部位时，消火栓的间距为S=0.8Rd.室内消火栓的
14、间距应由计算确定。高层厂房（仓库）、高架仓库和甲、乙类厂房中室内消火栓的间距不应大于30m；其它单层和多层建筑中室内消火栓的间距不应大于50m e.消火栓口距地面安装高度为1.1m。f.消火栓应设在走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。g.在建筑物顶应设一个消火栓。h.室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa 时，应设置减压设施；静水压力大于1.0MPa 时，应采用分区给水系统 i.同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。每条水带的长度不应大于25mj.当设2 根消防竖管确有困难时，可设1 根消防竖管，但必须采用双口双阀型消火栓。,3、给水管道的布置N10,Q15L/s，至少要
15、两条进水管，并应将室内管道连成环状。消防给水管道损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。停止使用的消防立管不应多于1根。水泵接合器布置 超过4层的厂房和库房、设有消防管网的住宅、超过5层的其他民用建筑应设水泵接合器，接合器的数量按室内消防用水量计算确定，每个接合器的流量按10-15L/s（DN100按10，DN150按15）,接合器不少于2个，距接合器15-40米内应设室外消火栓或消防水池。,3.2 消火栓给水系统水力计算,消火栓给水系统水力计算的主要任务：根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定管网的管径系统所需的水压水池、水箱的容积和水泵的型号等。,3.2.1 消火栓口
16、所需的水压一、栓口所需压力式中：Hxh消火栓的水压(kpa)Hq水枪喷嘴处的水压(kpa)hd水带的压力损失(kpa)Hk消火栓栓口的压力损失(kpa)，按20kpa计算1求水枪喷嘴处的压力 不计空气阻力，理想状态下的射流长度为:,式中：v水流在喷嘴处的流速m/s Hq水枪喷嘴处的压头mH2O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：按水力学管道的沿程损失公式：式中：,将 代入上式,2水龙带损失 式中：Hd水带的水头损失，kpa Ad水带的比阻 Ld水带的长度m qxh 水枪的射流量L/s3消防射流量 其中：,总之：消火栓口所需压力 Hxh=Hq+hd+HkHq
17、水枪喷嘴处压力，kPa;hd 水带的水头损失，hd=10AZLdqxh2 kPa；Hk 消火栓栓口水头损失，20kPa。,注意消防流量：1、低层建筑室内消火栓用水量 q定(每支水枪的最小流量)P81 表3-4 3-5 2、实际消防水枪射流量qxh,式中：B83页表3-8 Hq 水枪喷嘴处压力，mH2O,*83页表3-9 Hm-Hq-qxh3、设计消防水枪射流量qxh 若qxh q定 取qxh=qxh,试验系数，82页表3-7 与喷嘴口径有关的阻力系数，82页表3-6,1.消防水池容积 消防水池总容积=有效容积+无效容积有效容积计算公式：,3.2.2 消防水池、水箱的贮存容量,Vf Qf QL
18、Tx,消防水池贮存消防水量，m3；室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室 外消防用水量之和，L/s；在火灾延续时间内，可连续补充的水量，L/s；火灾延续时间，h；指消防车去火场后开始出 水时起，至火灾被基本扑灭的时间。,无效容积定义:水池上部：在溢流管管内底标高或溢流喇叭口顶标 高以上，被空气所占有的保护容积或为浮球阀正常工作所需要的容积，一般为200300mm。水池中部：被立柱、隔墙、梁等承重构件和导流装 置所占用的容积。水池下部：无法被消防水泵所取用的那部分水容积，无吸水井(坑)时，该部分无效容积占有相当比重。,2.消防水箱的消防贮水量 指的是消防水箱的有效容量，消防水箱应贮存10min
19、的室内消防用水总量，以供扑救初期火灾之用。有效容量的计算公式为：,Vx Qx 0.6,消防水箱贮存消防水量；室内消防用水量；单位换算系数；,消防水箱的最小消防贮水量为避免水箱容积过大，消防水箱的最小消防贮水量也可按下列规定确定：,3.3.4 消防水池、水箱的贮存容量,（接上页）,首页,消防水箱的设置高度,3、消防水泵的选择计算消防水泵的流量Qxh=Qx/Nx消防水泵的扬程Hxb=Hxh+hxg+10Hz当消防水泵直接从市政给水管网吸水时，消防水泵的扬程应按市政给水管网的最低压力计算，并以市政给水管网的最高压力校核消防水泵应设置备用泵，其工作能力不应小于最大一台消防工作泵的能力当工厂、仓库、堆场
20、和储罐的室外消防用水量25L/s或建筑的室内消防用水量10L/s时，可不设置备用泵。,消防管网水力计算的主要目的：,3.3.3 消防管网水力计算,首页,消防管网水力计算的步骤1、独立的消火栓给水系统（1）确定设计的计算管路（2）确定qxh qxh=取大（qxh，q定）（3）计算各管段的消防设计流量 1）分配流量 如：门诊楼 V=6000m3 展览馆 V=30000m3 机场 V=55000m3,V=6000m3门诊楼5L/s 2支 2.5L/s/支 5L/s,V=30000m3展览馆15L/s 3支 5L/s/支 10L/s,V=55000m3机场20L/s 4支 5L/s/支 15L/s,2
21、）计算立管流量 最不利立管 q0-1=qxh0=qxh,q1-2=qxh0+qxh1,q2-3=q1-2 q3-4=q2-3=q1-2 其他立管:同最不利立管,3）计算干管流量 q4-5=qxh0+qxh1+qxha=2qxh0+qxh1 q5-6=q4-5（4）确定DN（立管管径不宜小于100）q DN,i（v2.5m/s，一般1.41.8m/s）（5）计算H 水泵 H=Hxh0+hy+hj+HZ;hj=(10%)hy水箱h(H2+Hxh0)/10,2、生活（生产）消防共用给水系统 相同：1）立管 分别同独立系统 2）qDN方法相同不相同：1）干管 q=q生+q消 浴室q浴 q0-1=n0q
22、ob q1-2=q0-1+qxha+qxhb,q 2-3=q1-2+q2-2=q0-1+qxha+qxhb+,q4-5=q0-1+2qxha+qxhb+,q 3-4=q0-1+2qxha+qxhb+,q4-5=q 3-4+q4-4,q5-6=q4-5,例,2）hj计算不同 消火栓 10%hy 生产-消火栓 15%hy 生活-消火栓；生产-生活-消火栓 20%hy 3）H=H1+H2+H3+Hxha,3、消火栓给水系统的设计步骤（1）确定系统（共用或独立）（2）确定给水方式（3）选择消火栓设备（4）确定Hm（5）水力计算（6）选择升压贮水设备,习题一栋七层科研楼，已知该楼层高均为3.2m，建筑宽15m，长40m，体积10000m3.室外给水管道的埋深为1m，所提供的水压力为200kpa，室内外地面高层差为0.4m，要求进行消火栓给水系统管径和水泵的设计计算。,
