建筑给水排水教学.ppt

单元2 建筑消防给水,【知识目标】 了解建筑消防系统的分类 了解防火规范中建筑物的分类及消防的相应规定 掌握水消防系统的组成与使用 掌握消火栓及自动喷水灭火系统喷头的布置原则 掌握消防用水量及消防给水系统的水力计算 掌握消防管道施工安装方法 【技能目标】 能进行一般建筑消防给水设计计算 能进行消防泵房的施工安装 能进行消防给水管道的施工安装,返回主页,2.1 消防系统的类型和适用范围,2.1.1 火灾与燃烧的基本理论 火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧，伴有火焰、发光和发烟现象。 火灾的必要条件：必须具备可燃物、氧化剂和温度。 燃烧的充分条件：可燃物浓度、氧气含量、点火能量和不受抑制的链式反应。 火灾的分类：A、B、C、D四类和电气火灾。 燃烧与爆炸：由于物质急剧的氧化或分解反应产生的温度增加、压力增加或两者同时增加的现象。 轰燃：起火空间一定范围内的所有物体表面同时燃烧的瞬间称为轰燃。 滚燃：火灾烟雾中的可燃气体也在燃烧，称为滚燃。,2.1.2 灭火机理,灭火机理：破坏燃烧条件，使燃烧终止反应的过程。可归纳为冷却、窒息、隔离和化学抑制。 水灭火机理：主要机理是冷却，也有窒息、预湿润、阻隔辐射热、稀释、乳化等灭火功能。如消火栓灭火系统、消防炮、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统，细水雾灭火系统等。 泡沫系统灭火机理： 主要是隔离作用，同时伴有窒息作用。可扑灭A、B类火灾。 洁净气体系统灭火机理： 冷却、窒息隔离和化学抑制等机理组成。可扑灭A、B，C和电气火灾类火灾。 干粉灭火机理：以磷酸氢盐和碳酸氢盐灭火剂为主，分为物理灭火和化学灭火。,2.1.3火灾危险性分类,建筑物分类：一般分为工业与民用建筑 建筑物保护分级： 分为4级：重要建筑、一类建筑、二类建筑、三类建筑。 民用建筑的火灾危险性分类：见建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范。 2.1.4水灭火类型和范围 水消防类型：分为消火栓给水系统(包括室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统)和自动喷水灭火系统(包括湿式系统、干式系统、预作用系统、重复启闭预作用系统、雨淋系统、水幕系统、水喷雾系统)。 适用范围：见建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范。,2.2 室外消防系统,2.2.1 室外消防系统的作用、设置范围与组成 室外消防系统主要用来供消防车从该系统取水，供消防车、曲臂车等的带架水枪用水，控制和扑救火灾。 消防给水系统的设置范围，除了耐火等级为一、二级且体积不超过3000m3的戊类厂房或居住区人数不超过500人且建筑物不超过2层的居住小区可不设室外消火栓之外，下列建筑应设室外消火栓给水系统： 工厂、仓库和民用建筑；易燃、可燃材料的露天、半露天堆场，惰性气体储罐区；高层民用建筑；汽车库(区)；甲、乙、丙类液体储罐、堆场等。 室外消防系统由室外消防水源、室外消防管道和室外消火栓组成。,2.2.2 室外消防用水量,城镇、居住区室外消防用水量，应按不小于表2.8规定的同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。 工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，应按不小于表2.9和表2.10规定的同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。,2.2.3 室外消防水压,高压给水系统 管网内经常保持能够满足灭火用水所需的压力和流量，扑救火灾时，不需要启动消防水泵加压而直接使用灭火设备进行灭火的消防给水系统。 临时高压给水系统 管网内最不利点周围平时水压和流量不满足灭火的需要，在水泵房(站)内设有消防水泵。起火时启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时要求的给水系统。 低压给水系统 管网内平时的压力较低但不小于100kPa，灭火时要求的水压、流量由消防车或其他方式加压达到压力和流量要求的给水系统。,2.2.4 室外消防管道及设施,室外消防给水管道：从市政给水干管接往居住小区、工厂和公共建筑物室外消防给水管道。 室外消火栓：室外消火栓有地上式与地下式两种。 地上式 地下式,2.3消火栓给水系统,2.3.1室内消火栓给水系统分类 按水压、流量不同，分为常高压消防给水系统、临时高压消防给水系统和低压消防给水系统。 按范围不同，分为单体消防给水系统和区域（集中）消防给水系统。 按供水功能不同，分为独立消防给水系统和联合消防给水系统。 按水源不同，分为单水源消防给水系统、1.2个水源消防给水系统和双水源消防给水系统。,2.3.2室内消火栓给水系统选择 消防给水系统的选择应根据供水服务范围、水源条件、建筑物的重要性等因素来确定消防给水系统。 2.3.3室内消火栓给水方式 城市给水管网直接供水 设有消防水泵和水箱的给水方式： 竖向分区的给水方式 串联消防给水泵分区给水系统 并联消防给水泵分区给水系统 减压阀减压分区给水系统 减压水箱减压分区给水系统 2.3.4室内消火栓给水系统设置规定,2.3.5 消火栓给水系统的组成与设施,室内消火栓给水系统由室内消火栓、消防水枪、消防水带、消防软管卷盘、报警装置、消火栓箱、消防水泵、消防水箱、消防水池、水泵接合器、管道系统等组成。 消火栓设备： 水枪 水带和消火栓 水泵启动按钮 消防软管卷盘,2.3.6 消火栓的选用和布置,消火栓的选用室内消火栓有SN65、SN50、SN25三种规格。 消火栓的设置位置： 消火栓的布置：保证有2支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。 消火栓的保护半径可按下式计算： 式中 消火栓的保护半径，m； 水龙带长度，m； 水枪充实水柱长度，m； 水枪充实水柱长度在平面上的投影长度，m；,2.3.7 室内消防给水管网的布置,高层建筑、人防工程(室内消火栓超过10个)、汽车库及修车库(室内消火栓超过10个)、多层建筑(室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/s)，室内消防给水管道应布置成环状。 室内消防竖管直径不应小于DNl00。 高层民用建筑和高层工业建筑的室内消防给水系统应设置独立的消防给水系统。 室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置。 室内消防给水管道为环状管网时，应采用阀门分成若干独立段。 必须采用双阀双出口型消火栓的地方，宜采用双立管双消火栓，且消火栓分别接自不同立管，立管顶部相连并设阀门。 消火栓立管最高点处应设置自动排气阀。,2.4 消火栓给水系统的设计计算,消火栓给水系统设计计算，应根据规范规定的消防用水量、水枪数量和水压进行水力计算，最终确定给水管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵的型号等。 2.4.1 消防用水量 工厂、仓库和民用建筑的室内消火栓用水量，应不小于表2.17的规定；高层民用建筑的室内外消火栓用水量，应不小于表2.18的规定。,2.4.2 消火栓口所需水压,消火栓口所需的水压按公式(2.8)计算： 式中 消火栓口的水压，0.01MPa； 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需要的压力，0.01MPa，可按同时满足每支水枪最小流量、充实水柱的要求，根据表2.19确定； 消防水带的水头损失，0.01MPa； 消火栓口的水头损失，取0.02MPa； 水枪喷嘴射出流量，L/s；见表2.19； 水枪出流特性系数，按表2.20选用； 水带比阻，按表2.21采用； 水带长度，m；,2.4.3消防给水管网水力计算,将环状管网最上部的联络管去掉，使之简化为枝状管网； 根据管网布置情况及消防泵的位置，确定最不利立管，相邻立管、次相邻立管，并按表2.23确定消防时每条立管的出流水枪数； 根据每支水枪最小出流量及充实水柱要求，确定最不利水枪喷嘴处的压力； 计算最不利消火栓口所需压力； 控制设计流速为1.41.8m/s(最大不允许超过2.5m/s)确定管道直径，依次计算最不利消火栓以下各层消火栓口处的实际压力。,2.4.4 消防水池设计计算,消防水池的有效容积，应是火灾延续时间内，同时使用的各种灭火系统消防用水量之和。当消防水池有两条独立的补水管时，其有效容积可以减去火灾延续时间内补充的水量。 消防水池的补水时间不宜超过48h，缺水地区或独立的石油库区可延长到96h。 消防水池总容量超过500 时，应分设成两座。,2.4.5消防水箱设计计算 对于高层民用建筑，一类公共建筑不应小于18m3，二类公共建筑和一类居诠建筑不应小于12m3，二类居住建筑不应小于6m3。 工业和民用建筑消防水箱应贮存10min的室内消防用水量。 2.4.6气压供水设备设计计算 稳压气压供水设备 稳压气压水罐有效储水容积为 =450L，稳压水泵运行调节容积 可根据经验确定，一般为0.050.10m3。 稳压气压罐总有效容积按下式计算：,2.4.7 消防水泵设计计算,消防水泵额定流量的确定 当系统为独立消防给水系统时，其额定流量为该系统设计灭火水量；当为联合消防给水系统时，其额定流量应为消防时同时作用各系统组合流量的最大者。 当消防给水管网与生产、生活给水管网合用时，生产、生活、消防水泵的流量不小于生产、生活最大小时用水量和消防用水量之和，但淋浴用水量可按15计算，浇洒及洗刷用水量可不计算在内。 消防水泵额定扬程的确定 消防水泵的扬程应满足各种灭火系统的压力要求，通常根据各系统最不利点所需水压值确定。,2.5 自动喷水灭火系统,自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。具有工作性能稳定、适应范围广、安全可靠、控火灭火成功率高、维护简便等优点，是扑救初期火灾有效的自动灭火设施，能有效抑制轰燃的发生，使火灾在初期阶段就被有效控制和扑灭。 2.5.1 自动喷水灭火系统危险等级划分原则 自动喷水灭火系统危险等级划分的原则是根据保护场所可燃物的多少或火灾荷载的大小来确定，在工程设计中通常根据经验确定，见表2.4。,2.5.2 自动喷水灭火系统的分类与原理,湿式系统： 由闭式喷头、 管道系统、湿式报警 阀、水流指示器、报 警装置和供水设施等 组成。,干式系统 由闭式喷头、管 道系统、干式报警阀、 水流指示器、报警装 置、充气设备、排气 设备和供水设备等组 成。,预作用系统 预作用自动喷水 灭火系统由闭式喷头、 管道系统、雨淋阀、火 灾探测器、报警控制装 置、充气设备、控制组 件和供水设施等部件组 成。,雨淋系统 雨淋系统采用开式喷头，由雨淋阀控制喷水范围，利用配套 的火灾自动报警系统或传动管系统监测火灾并自动启动系统灭火 。发生火灾时，火灾探 测器将信号送至火灾报 警控制器，压力开关、 水力警铃报警，控制器 输出信号打开雨淋阀， 同时启动水泵，整个保 护区内的喷头喷水灭火。,2.5.3 自动喷水灭火系统组件,喷头 闭式喷头 开式喷头,报警阀 湿式报警阀 干式报警阀 干湿两用报警阀 雨淋报警阀 预作用阀,延迟器 一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃（或压力开关）之间，用于防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报 火灾探测器 常用的有感烟、感温探测器。 水流报警装置 包括水流指示器、水力警铃压力开关。 末端试验装置 检验水压、检测水流指示器以及报警与自动喷水灭火系统、水泵联动装置可靠性的检测装置。该装置由由试水阀、压力表、试水接头组成。,2.5.4 喷头布置,喷头选择的一般原则 在无吊顶的场所应采用直立喷头，在有吊顶的场所喷头应采用下垂型喷头或吊顶型喷头；轻危险级、中危险I级场所可采用侧墙型喷头。 干式、预作用系统宜采用直立型喷头或干式下垂型喷头。 货架内置喷头宜采用快速反应喷头。不宜捕捉热量的位置应采用快速反应喷头。 防火分隔水幕应采用开式洒水喷头或水幕喷头。 每个雨淋阀控制的喷水区域内，应采用相同流量系数的喷头。 喷头的温度等级一般应高出正常环境温度30。 喷头布置原则：喷头的布置应不超出其最大保护面积以及喷头最大和最小间距。,2.5.5 管网布置,报警阀前的管网 分为环状管网和枝状管网，采用环状管网的目的是提高系统的可靠性。 报警阀后的管网 分为枝状管网、环状管网和格栅状管网。,2.6 自动喷水灭火系统设计计算与管道安装,2.6.1 管网水力计算 管网水力计算的任务是确定管网各管段管径、计算管网所需的供水压力、确定高位水箱的设置高度和选择消防水泵。 设计计算步骤： 判断保护对象的性质、划分危险等级和选择系统； 确定作用面积和喷水强度；确定喷头的形式和保护面积； 确定作用面积内的喷头数；确定作用面积的形状； 确定第一个喷头的压力和流量； 计算第一根支管上各喷头流量、水头损失，以及支管流量和压力，并计算出相同支管的流量系数； 根据支管流量系数计算出配水干管各支管的流量和各管段的流量、水头损失； 计算系统供水压力或水泵扬程(包括水泵的选择等)，以及灭火用水量的计算等；确定系统水源和减压措施。,2.6.2 管道安装,管材 自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统报警阀以前管道、消火栓系统给水管架空时应采用内外壁热浸镀锌钢管或焊接钢管；埋地时应采用球墨铸铁管，自动喷水灭火系统和水喷雾系统报警以后的管道可采用热浸镀锌钢管、铜管、不锈钢管及钢衬塑、不锈钢衬塑的管道。 管道敷设技术要求 管道接口 管道的安装 自动喷水系统管道的支(吊)架 系统试压和冲洗,2.7 其它灭火设施,2.7.1 手提灭火器 灭火器配置场所 建筑灭火器配置设计规范（GB 50140-2005）适用于生产、使用或储存可燃物的新建、改建、扩建的工业与民用建筑工程存在可燃的气体、液体、固体等物质，需要配置灭火器的场所。不适用于生产或储存炸药、弹药、火工品、花炮的厂房或库房。 灭火器配置场所的火灾种类和危险等级 火灾种类： A类火灾：固体物质火灾。B类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。C类火灾：气体火灾。D类火灾：金属火灾。E类火灾(带电火灾)：物体带电燃烧的火灾。 危险等级： 严重危险级、中危险级和轻危险级。,灭火器的选择 在同一灭火器配置场所，宜选用相同类型和操作方法的灭火器。当同一灭火器配置场所存在不同火灾种类时，应选用通用型灭火器。 在同一灭火器配置场所，当选用两种或两种以上类型灭火器时，应采用灭火剂相容的灭火器。 灭火器的类型选择 可按火灾类别进行选择。 灭火器的设置 灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。对有视线障碍的灭火器设置点，应设置指示其位置的发光标志。灭火器的摆放应稳固，其铭牌应朝外。 灭火器的配置 一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于2具。每个设置点的灭火器数量不宜多于5具。,2.7.2 水喷雾灭火系统,水喷雾系统利用喷雾喷头在一定压力下将水流分解成粒径在100700m之间的细小雾滴，通过表面冷却、窒息、乳化、稀释的共同作用实现灭火和防护。 水喷雾灭火系统由水源、高压给水设备、管道、雨淋阀、过滤器和水雾喷头等组成。 水喷雾系统灭火效率高，适用范围广，在工程实践中对于火灾危险性大、蔓延速度快、火灾后果严重、扑救困难或需要全方位立体喷水、以及为消除火灾威胁而喷水冷却的，采用水喷雾灭火系统是最理想的。,2.7.3 洁净气体灭火系统,灭火剂 因保护大气臭氧层不被破坏，现已淘汰灭火效率较高的卤代烷灭火剂1301和1211，使用二氧化碳、三氟甲烷、七氟丙烷和惰性