建筑给水排水工程第2章 建筑消防给水

第2章 建筑消防给水,2-1 消防系统的类型、工作原理和适用范围一、分类 消防系统按灭火范围和设置的位置可分为室内消防系统与室外消防系统。 室内消防系统根据灭火方式和使用灭火剂的种类不同可分为消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统和其他使用非水灭火剂的固定灭火系统，如二氧化碳灭火系统、干粉灭火系统、泡沫灭火系统、蒸汽灭火系统、卤代烷灭火系统等。二、工作原理 消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统的灭火原理主要是冷却降温，可用于大多数火灾。,2-2 室外消防给水系统一、室外消防系统的组成与作用 室外消防系统由室外消防水源、室外消防管道系统和室外消火栓组成。二、室外消防用水量 1.城镇和居住区室外消防用水量可按下式计算： 2.建筑物室外的消火栓用水量 对单、低层建筑和工业建筑室外消火栓的用水量不应小于教材表2.2.3的规定； 对一个单位内有泡沫设备、带架水枪、自动喷水灭火设备以及其他消防用水设备时，其消防用水量应将上述设备所需的全部消防用水量加上表2-3规定的室外消火栓用水量的50%，但采用的水量不应小于教材表2.2.3的规定。 3.室外消防水压 室外消防给水系统可采用低压消防给水系统、高压消防给水系统和临时高压消防给水系统。 4.室外消防水源 消防用水可由市政给水管网、天然水源或消防水池供给。,2-2 室外消防给水系统三、室外消防给水管道和室外消火栓的布置 1. 室外消防给水管道的布置要求 1)室外消防给水管网，应布置成环状。 2)消防环网中承担输水的主要管道及市政管网向小区消防环网的进水管均不小于两条，输水管中一条发生故障后，其余输水管仍应保证供应100的生产、生活、消防用水量。 3)管网上应设消防分隔阀门。 4)室外消防给水管道的最小直径不应小于100mm。 2. 室外消火栓的布置要求 1)室外消火栓应沿道路设置，宜靠近十字路口。 2)甲、乙、丙类液体储罐区和液化石油气储罐区的消火栓，应设在防火堤外。 3)室外消火栓的间距不应超120m 4)室外地上式消火栓应有1个直径150mm(100mm)和2个直径65mm的栓口；室外地下式消火栓应有直径100mm和65 mm的栓口2个，并有明显的标志。,2-3 室内消火栓给水系统 室内消火栓系统在建筑物内使用广泛，用于扑灭初期火灾；在建筑高度超过消防车供水能力时，室内消火栓系统除扑救初期火灾外，还要扑救较大火灾。一、室内消防给水系统的设置范围 厂房、库房、高度不超过24m的科研楼； 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； 体积超过5000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、书库等； 超过7层的单元式住宅，超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅； 超过5层或体积超过10000的教学楼等其他民用建筑；国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。 在同一幢一、二级耐火等级的厂房内，如有生产性质不同的部位时，可根据各部位的特点确定设置或不设置室内消防给水系统。,二、室内消火栓给水系统的组成 室内消火栓给水系统一般由消火栓箱、消火栓、水带、水枪、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器、加压水泵、报警装置等组成。,室内消火栓给水系统1-贮水池；2-消防水泵；3-水箱；4-室内消火栓设备；5-消防水泵接合器,1. 消火栓设备 消火栓设备包括水枪、水带和消火栓，均安装在消火栓箱内。 （1）水枪 水枪一般采用直流式，喷口直径有13、16、19mm。13毫米口径的配50mm的接口；16mm的配50或65mm的接口；19mm的配65mm接口。（2）水带 水带长度分为10m、15m、20m、25m四种规格，水带材质有麻织和化纤两种，有衬橡胶与不衬橡胶之分。 （3）消火栓 有单出口和双阀双出口两种，单出口消火栓口径有50mm和65mm两种，双出口消火栓口径为65mm。,2.水泵接合器 消防水泵接合器功能：是连接消防车向室内消防给水系统加压给水的装置。 分类：地上式、地下式和墙壁式。,三、室内消火栓的布置,1.布置原则 室内消火栓的布置，要保证所要求的水柱股数同时到达建筑任何部位。 布置室内消火栓，对于建筑高度小于或等于24m且体积小于或等于5 000m3库房，可采用一支水枪的充实水柱到达室内任何部位。其他建筑应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。 同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带，每根水带的长度不应超过25m。临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施。,三、室内消火栓的布置,消火栓的布置间距(a)单排1股水柱 (b)单排2股水柱(c)多排1股水柱 (d)多排2股水柱,2.室内消火栓的间距,3. 消火栓的保护半径和间距（1）保护半径（2）间距 单排1股水柱：,单排2股水柱：多排1股水柱：多排2股水柱： 当室内需要布置多排消火栓，且要求两股水柱同时到达室内任何部位时，消火栓的间距可按上式的一半计算。,水枪充实水柱长度应通过计算确定，一般Sk7m，不超过100 m的高层建筑， Sk10 m；建筑高度超过100 m的高层建筑，Sk13 m。,4. 室内消防管道的布置 低层建筑消火栓给水系统可与生活、生产给水系统合并，也可单独设置。消火栓给水系统的管材常采用热浸镀锌钢管。 室内消火栓超过10个且室内消防用水量大于5Ls时，室内消防给水管道至少应有两条进水管与室外环状管网连接，并应将室内管道连成环状。 环状管网的进水管应为二条。 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。,四、室内消防用水量与水压 1.消防水量 建筑物内设有消火栓、自动喷水灭火设备时，其室内消防用水量应按需要同时开启上述设备的用水量之和计算。室内消火栓用水量应根据同时使用水枪数量和充实水柱长度，由计算决定，但不小于教材表2.3.3的规定。 2.消防水压,五、室内消火栓给水系统的给水方式 根据建筑物高度、室外管网水压、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防系统可分为三类：（1）无加压水泵和水箱的室内消火栓给水系统（2）设有水箱的室内消火栓给水系统（3）设置消防水泵和水箱的室内消火栓给水系统,六、室内消火栓给水系统的水力计算 在实际工程中，室内消火栓给水系统的计算是在已经初步完成消防管道布置的基础上，绘制出消火栓给水系统的轴测图以后，根据消火栓布置位置、消防用水量大小、水枪同时使用支数和充实水柱长度要求等，计算出各相关组成部分的大小尺寸和相关设备的选用参数。计算内容有： 1)消防用水量确定。 2)消防给水管道水力计算。 3)消防水池容积确定。 4)消防水箱容积和设置高度确定。 5)水泵接合器计算。,七、高层建筑室内消火栓消防系统 高度为10层及以上的住宅建筑和建筑高度为24m及以上的其他民用和工业建筑的室内消防系统，称为高层建筑室内消防给水系统。由于消防车的供水压力有限，因此，高层建筑消防原则上应立足于自救。 1.高层建筑室内消防的特点 火种多、火势猛、蔓延快； 灭火困难； 人员疏散困难； 经济损失大、政治影响大。 2.消防水量与水压 (1)消防水量 高层建筑的消防用水总量应按室外、室内(建筑物内设有消火栓、自动喷水、水幕、泡沫等灭火系统时，其室内消防用水量应按需要同时开启的灭火系统用水量之和计算)消防用水量之和计算。 (2)消防水压 高层建筑室内消火栓给水系统的水压，应保证室内消火栓用水量达到设计流量时，水压能满足最不利点消火栓出口的压力要求。,3.高层建筑室内消火栓系统的给水方式 (1) 不分区室内消火栓给水系统的给水方式 当建筑物内消火栓栓口的静水压力不超过0.8MPa，或经当地消防局协商认可，消火栓口的静水压力可允许不超过1.0MPa。 （2）分区室内消火栓系统的给水方式 1) 分区并联给水方式 2) 分区串联给水方式 3) 分区无水箱供水方式,4. 高层建筑室内消火栓系统的布置与要求 （1）高层建筑室内消火栓的布置要求 消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两支水枪充实水柱同时到达；消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m；消火栓栓口离地面高度为1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。 同一建筑内，消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。 （2）高层建筑室内消火栓消防管道的布置 室内消防给水管道应布置成环状；室内消防给水管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。 （3）高层建筑室内消火栓系统水力计算消防管网的流量计算；消防管道管径的计算；消防水泵的选择；消防管道水头损失计算；消防水箱的计算；,5. 高层建筑室内消火栓系统的布置与要求 （1）高层建筑室内消火栓的布置要求 消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两支水枪充实水柱同时到达；消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m；消火栓栓口离地面高度为1.10m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。 同一建筑内，消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。 （2）高层建筑室内消火栓消防管道的布置 室内消防给水管道应布置成环状；室内消防给水管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。 （3）高层建筑室内消火栓系统水力计算消防管网的流量计算；消防管道管径的计算；消防水泵的选择；消防管道水头损失计算；消防水箱的计算；,6.加压和减压节流装置 （1）加压装置 消防水压不能满足灭火要求时，可采取增压装置提供火灾初期的消防用水量。当消火栓主泵启动后，增压泵和气压罐应停止供水。一般常用的增压措施为增压泵加气压水罐联合运行的设施和单设水泵的增压设施。减压节流装置同低层消火栓给水系统。（2）节流要求 当消火栓栓口处压力超过500kPa时，应采取减压节流措施，以保证各消火栓栓口能较均匀供水。 消火栓栓口的减压通常采用减压孔板。其中运用较多的是铝式铜制孔板，在孔板中央有圆孔的薄板，用法兰嵌装在消防立管与消火栓之间的支管上，当水流通过截面积较小的孔板时，造成局部损失，由此达到减压目的。孔板压力计算的公式为：,2-4 自动喷水灭火系统一、特点 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。自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部部增援灭火与救生较困难、性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。自动喷水灭火系统是当今世界公认的最为有效的自救灭火设施，是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。国内外应用实践证明：该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。二、 分类 自动喷水灭火系统按喷头的开启形式可分为闭式系统和开式系统； 按报警阀的形式可分为湿式系统、干式系统、干湿两用系统、预作用系统和雨淋系统等； 按对保护对象的功能又可分为暴露防护型(水幕或冷却等)和控制灭火型； 按喷头形式又可分为传统型(普通型)喷头和洒水型喷头、大水滴型喷头和快速响应早期抑制型喷头等。,2-5 闭式自动喷水灭火系统 闭式启动喷水灭火系统是指在自动喷水灭火系统中采用闭式喷头，平时系统为封闭系统，发生火灾时喷头自动打开喷水灭火。 一、设置原则 参考现行的自动喷水灭火系统设计规范。二、系统组成和工作原理 1.组成 闭式自动喷永灭火系统由水源、加压蓄水设备、管网、闭式喷头、水流指示器和报警装置等组成。 2.工作原理 发生火灾时，火点温度达到开启闭式喷头时，喷头出水灭火，水流指示器发出电信号报告起火区域，报警阀组或稳压泵的压力开关输出启动消防水泵的信号，完成系统的启动，以达到持续供水的目的。系统启动后，由消防水泵向开启的喷头供水，开启的喷头将水按设计的喷水强度均匀喷洒，实施灭火。,（1） 湿式自动喷水灭火系统 由闭式洒水喷头、水流指示器、湿式报警阀组以及管道和供水设施等组成。 发生火灾时，火点温度达到开启闭式喷头时，喷头出水灭火，水流指示器发出电信号报告起火区域，报警阀组或稳压泵的压力开关输出启动消防水泵的信号，完成系统的启动，以达到持续供水的目的。系统启动后，由消防水泵向开启的喷头供水，开启的喷头将水按设计的喷水强度均匀喷洒，实施灭火。（2）干式自动喷水灭火系统 干式系统与湿式系统的区别在于采用干式报警阀组，警戒状态下配水管道内充有压缩空气等有压气体，为保持气压，需要配套设置补气设施。（3）干、湿交替自动喷水灭火系统 当环境温度满足湿式系统设置条件时，报警阀后的管段充以有压水，形成湿式系统；当环境温度不满足湿式系统设置条件时，报警阀后的管段充以压缩空气，形成干式系统。般用于冬季可能结冻又无采暖没施的建筑物或构筑物内。管网中在冬季为干式(充气)，在夏季转换成湿式(充水)。 （4）预作用喷水灭火系统 该系统采用预作用报警阀组，并由配套使用的火灾自动报 警系统启动。处于戒备状态时，配水管道内不充水。,三、系统组件1.闭式喷头 按热敏元件不同分为易熔金属元件喷头和玻璃球喷头两种。当达到定温度时热敏元件开始释放，自动喷水。按溅水盘的形式和安装位置：分为直立型、下垂型、边墙型、普通型、吊顶型和干式下垂型喷头。,2. 报警阀 自动喷水灭火系统应设报警阀组。报警阀的主要作用是开启和关闭管网水流、传递控制信号并启动水力警铃直接报警。报警阀分为湿式报警阀、干式报警阀和干湿式报警阀。 湿式报警阀 安装在湿式系统的立管上。工作原理：平时阀心前后水压相等，由于阀心的自重，其处于关闭状态。 当发生火灾时，闭式喷头喷水，报警阀上面水压下降，于是阀板开启，开始向管网供水，同时发出火警信号并启动消防泵。 干式报警阀 安装在干式系统立管上，原理同湿式报警阀。其区别在于阀板上面的总压力由阀后管中的气压所构成。,3. 水流报警装置 水流报警装置由水力警铃、压力开关和水流指示器构成。 （1）水力警铃安装在湿式系统的报警阀附近，当有水流通过时，水流冲动叶轮打铃报警。水力警铃不得山电动报警装置取代。 （2）压力开关安装于延迟器和和报警阀的管道上，水力警铃报警时，自动接通电动警铃报警，并把信号传至消防控制室或启动消防水泵。 （3）水流指示器安装在湿式系统各楼层配水干管或支管上，当开始喷水时，水流指示器将水流信号转换为电信号送至报警控制器，并指示火灾楼层。 4. 延迟器 安装于报警阀与水力警铃之间的信号管道上，用以防止水源进水管发生水锤时引起水力警铃误动作。报警阀开启后，需经30s左右水充满延迟器后方可冲打水力警铃报警。 5. 火灾探测器 目前常用的火灾探测器有感烟、感温和感光探测器。 6.末端试水装置 由试水阀、压力表、试水接头及排水管组成。,四、喷头与管网的布置 1. 喷头布置的原则 （1）满足喷头的水力特性和布水特性的要求，喷头的布置应不超出其最大保护面积。 （2）喷头布置应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的位置，应防止障碍物屏障热气流和破坏洒水分布。 （3）喷头的布置应满足均匀洒水和设计喷水强度的要求。 （4）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.喷头的布置形式 分正方形、矩形和平行四边形三种。,3.配水管网的布置 自动喷水灭火系统配水管网的布置，应根据建筑的具体情况布置成中央式和侧边式两种形式。,五、闭式自动喷水灭火系统计算1.喷水强度 表明不同危险等级的建筑物、构筑物对灭火用水量在单位时间、单位面积内的客观需求，是检验喷水灭火系统能否满足控火灭火要求的一个主要尺度。2.作用面积 一次火灾中，系统按喷水强度保护的最大面积。3.流量的确定4.闭式自动喷水灭火系统水力计算 水力计算的目的是：确定管网各管段管径；计算火灾初期的供水压力和大火时期的供水压力；确定高位水箱的设置高度，选择消防水泵和稳压加压水泵。 管径的确定； 管段沿程水头损失和局部水头损失； 系统减压措施和有关计算； 配水管入口的压力均衡验算 消防水箱的设置、消防水泵的选择； 水泵接合器的设置,2-6 开式自动喷水灭火系统 开式自动喷水灭火系统采用开式喷头，平时报警阀处于关闭状态，管网中无水，系统为敞开状态。 当发生火灾时报警阀开启，管网充水，喷头开始喷水灭火。 开式自动喷水灭火系统分为雨淋自动喷水灭火系统、水幕自动喷水灭火系统和水喷雾自动灭火系统。一、雨淋自动喷水灭火系统 当建筑物发生火灾时，由感温(或感光、感烟)等火灾探测器接到火灾信号后，通过自动控制开启雨淋阀，其喷头喷水灭火。不仅可以扑灭着火处的火源，而且可以同时自动向整个被保护的面积上喷水，从而防止火灾的蔓延和扩大。具有出水量大，灭火及时等优点。,1.系统组成和工作原理： 雨淋灭火系统由开式喷头、雨淋阀、火灾探测器、管道系统、报警控制装置、控制组件和供水设备等组成。2.工作原理 发生火灾时，火灾探测器把探测到的火灾信号立即送到控制器，控制器将信号作声光显示并输出控制信号，打开管网上的传动阀门，自动放掉传动管网中的有压水，使雨淋阀后传动水压骤然降低，雨淋阀启动，消防水便立即充满管网，同时开式喷头开始喷水，压力开关和水力警铃发出声光报警，作反馈指示，控制中心的消防人员便可观测系统的工作情况。3.系统组件： 开式洒水喷头 开式喷头与闭式喷头的区别在于缺少热敏元件组成的释放机构。由本体、支架、溅水盘等组成。分为双臂下垂型、单臂下垂型、双臂直立型和双臂边墙型四种。 雨淋阀 火灾探测传动系统,二、水幕系统 1.水幕系统的组成 2.水幕系统的工作原