酒店灭火系统设计毕业设计.docx

中文题目：大连富丽华大酒店灭火系统设计外文题目：THE FIRE SUPPRESSION SYSTEM DESIGN OF DALIAN FULIHUA HOTEL毕业设计（论文）共 78 页（其中：外文文献及译文23页） 图纸共4张 完成日期 2010年6月 答辩日期 2010年6月65辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言火灾是严重危害人民生命财产、直接影响经济发展和社会稳定的最常见的一种灾害。随着经济建设的快速发展，物质财富的急剧增多和新能源、新材料、新设备的广泛开发利用，以及城市建设规模不断扩大和人民物质文化生活水平的提高，火灾发生频率越来越高，造成的损失越来越大。目前，火灾已经成为我国发生频率最高、破坏性最强、影响最大的灾种之一。因此，认真分析研究火灾发生的规律、特点，科学预测火灾的发展趋势，从而采取针对性的防范措施，预防火灾，减少灾害，具有十分重要的意义。消防设施，是指火灾自动报警系统、自动灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统以及应急广播和应急照明、安全疏散设施等. 建筑消防设施指建（构）筑物内设置的火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统等用于防范和扑救建（构）筑物火灾的设备设施的总称。常用的有火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、防烟排烟系统、安全疏散系统等。它是保证建筑物消防安全和人员疏散安全的重要设施，是现代建筑的重要组成部分。对保护建筑起到了重要的作用，有效的保护了公民的生命安全和国家财产的安全。自动喷洒系统是我国当前最常用的自动灭火设施，在公众集聚场所的建筑中设置数量很大，自动喷洒灭火系统对在无人情况下初期火灾的扑救，非常有效，极大的提升及建筑物的安全性能。保证自动喷水灭火系统的完好有效，意义重大。自动喷水灭火系统同时具备了防火、控火、灭火的功能，是国际上公认的最为有效的自动灭火设施， 是现代建筑防火技术的重要组成部分。自动喷水灭火系统是火灾中产生的烟雾作为热量的载体通过热交换使闭式喷头本体和热敏元件获得热量，热敏元件自动脱落，喷头自动打开喷水灭火；湿式系统是指准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水的闭式系统。室内消火栓系统是最常见的建筑消防灭火设施，操作简单，灭火有效。但从对公众集聚场所的检查情况来看，情况并不乐观，存在着许多问题，室内消火栓系统的完好率很低，这样就不能再发生火灾时发挥作用，必须引起我们的高度注意，在消防监督检查中要作为一个重要内容来检查，使室内消火栓系统充分发挥作用。1 概述1.1 工程概况作为中国东北地区历史最为悠久、最为豪华，同时又是规模最大的五星级商务酒店 - 大连富丽华大酒店，坐落于大连市人民路繁华的商业地段，拥有商务活动及国内外交通之便利。此建筑为4层钢筋混凝土结构，标准层和顶层每层均为5m,占地面积近3500m2，总建筑面积近11800m2。取暖地区的冻土深度为14cm，当地环境最高温度为35.3，冬季有供暖。该建筑南部20m处有市政给水管道埋设，管径为400Dgmm，管顶埋深为室外地面以下2m，供水水压常年可保证100kPa，水质符合饮用水标准。1.2 重大火灾事故的特点伴随改革开放和经济建设不断深入，城市建设迅猛发展，城市规模日趋扩大，新产品、新工艺、新技术、新材料涌现，因客观硬件设施先天不足和主观不予重视等诸多因素影响，各类重大火灾时有发生，多集中在宾馆、饭店、商场、市场等人员密集的公众聚集场所及易燃易爆化学物品经营、储存单位，给人民生命财产造成了巨大损失，是社会不安的重要因素之一1。 (1）火势猛烈。发生重大火灾的场所大多数可燃物集中，火灾荷载大，火灾情况下火势发展快，燃烧猛烈。(2）烟雾浓、毒气重。重大火灾一般都发生在一些大型商场、宾馆、饭店、学校、商场（市场）、歌舞厅、夜总会等人员密集的场所，这些场所内可燃物质较多，其中不乏发烟量较大的商品、装饰材料等，起火后，浓烟不易扩散，能在短时间内充斥着火层。另外，美国消防研究机构曾做过试验，一般建筑火灾能产生11种危害人体的有毒气体，而橡胶和塑料制品、化妆品以及其它化学产品、危险品、高分子材料等，燃烧过程中能析出大量有毒气体，火场毒性危害更大。(3）环境险、扑救难。发生重大火灾事故的场所浓烟、高温、有毒气体以及可能存在的爆炸、可燃气体等危险因素，增加了战斗行动的危险性。另外，长时间燃烧可能发生的建筑构件坍落、吊挂物坠落以及玻璃幕墙破裂等情况，也使战斗行动险上加险。1.3 酒店火灾特点酒店火灾事故的严重性，在于它不发生则已，一旦发生，极可能演变成不同于一般火灾的恶性火灾a 燃烧猛烈，蔓延快，燃烧累积面积大。火灾发生在越下层，其危害性越大。b 火灾伤亡大，由于高层建筑累积面积空间大，逃生路途长，或楼内汇集的人员多，供逃生的安全通道和出吕有限，要疏散人群很困难。c 经济损失大。d 扑救困难。高层建筑由于楼房高、结构和使用性质上的复杂性，可燃物多而集中，导致燃烧快而凶猛，最健全有效的组织和现代化的装备，也无法保证有效和成功的扑灭高层建筑的火灾。1.4 酒店灭火消防应急疏散预案制定火灾应急方案的目的：积极推动宾馆、饭店员工，包括宾馆、饭店各部门、各岗位的管理、操作、服务人员，参与火灾预防工作。火灾应急方案一般应包括报警与接警、成立救灾指挥部、通报、组织灭火、疏散与救护、安全警戒等内容和程序。 a 报警和接警与火灾作斗争，首先必须发现火（即着火源），因此，报警与接警是火灾应急方案的第一步。把握好报警的内容和程序，是及时掌握火灾信息，迅速把火灾扑灭在初起阶段的关键。从报警系统的功能来看，当消防控制中心的报警红灯发出警报信号，那就证明火灾探测器已发现了“可疑情况”，此时，消防中心人员应立即查清报警地点、位置，并通知巡检员或层间服务员赶赴现场予以确认。如确认起火，便立即通过消防控制中心或电话总机向公安消防队报警，并通知宾馆最高负责人。b 成立救灾指挥部火灾应急方案牵涉到宾馆、饭店各层次、各部门员工的协同作战，如何迅速组成强有力的领导班子就变得至关重要。因此，在确认火灾发生后，消防控制中心必须立即通知在宾馆、饭店的最高负责人和各职能部门负责人，迅速成立救灾指军部，以承担起火灾扑救和人员疏散的指挥工作。宾馆、饭店最高负责人为救灾指挥部指挥。c 通报是指将火灾情况通知有关部门和人员，疏散通报必须根据救灾指挥部指挥的命令，向需要疏散的人员发出通报。d 组织灭火是扑灭火灾的关键，而有效地灭火，就必须有一个强有力的灭火指挥组，来指挥灭火战斗。e 防烟和排烟防烟和排烟是防止火灾蔓延和保证人员安全转移的重要手段。f 疏散和救护。2 自动喷水灭火系统随着经济的发展和人们消防意识的提高，自动喷水灭火系统以其能迅速扑灭建筑初期火灾的发生而被广泛地应用到实际工程之中。其灭火、控火率很高，且不污染环境，与气体灭火系统相比，较为经济，适用于各类建筑的消防保护，该设施已经成为建筑等级的重要标志之一。与此同时，建筑火险隐患和危险性也不断增大，这都对自动喷水灭火系统提出了新的要求，促使其不断发展完善。2.1 自动喷水灭火系统的分类和基本组成自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)、管道系统、供水设施等组成2。自动喷水灭火系统，根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式。通常根据系统中所使用的喷头形式的不同，分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类。 闭式自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、干湿交替式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、重复启闭预作用自动喷水灭火系统。闭式自动喷水灭火系统采用闭式喷头，它是一种常闭喷头，喷头的感温、闭锁装置只有在预定的温度环境下，才会脱落，开启喷头。因此，在发生火灾时，这种喷水灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火。 开式自动喷水灭火系统包括雨淋灭火系统、水幕灭火系统、水喷雾灭火系统。 开式自动喷水灭火系统采用的是开式喷头，开式喷头不带感温、闭锁装置，处于常开状态。发生火灾时，火灾所处的系统保护区域内的所有开式喷头一起出水灭火4。 2.1.1 湿式自动喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统，是世界上使用时间最长，应用最广泛，控火、灭火中使用频率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70以上采用了湿式自动喷水灭火系统3。湿式自动喷水灭火系统在环境温度不低于4且不高于70的建筑物和场所(不能用水扑救的建筑物和场所除外)都可采用。2.1.2 干式自动喷水灭火系统干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干式系统灭火效率不如湿式系统，造价也高于湿式系统，但由于它的特殊用途，至今仍受到人们的重视。系统的适用范围 ：干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4和高于70的建筑物和场所，如无采暖的地下停车场、冷库等等。喷头应向上安装，或采用干式下垂型喷头5。2.1.3 干湿交替式自动喷水灭火系统干湿交替式自动喷水灭火系统是交替使用干式系统和湿式系统的一种闭式自动喷水灭火系统。报警阀为干湿两用报警阀或干式报警阀与湿式报警阀组合阀。其工作原理与干式、湿式系统相同。2.1.4 预作用自动喷水灭火系统预作用系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点，而且还克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统易产生水渍的缺陷。因此，预作用系统可以用于干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所，而且还能用于一些这三个系统都不适宜的场所。2.1.5 重复启闭预作用自动喷水灭火系统从湿式自动喷水灭火系统到预作用自动喷水灭火系统，闭式自动喷水灭火系统得到了很大的发展，功能日趋完善，20世纪70年代，又发展了一种新的自动喷水灭火系统，这种系统不但能自动喷水灭火，而且当火被扑灭后又能自动关闭；当火灾再发生时，系统仍能重新启动喷水灭火，这就是重复启闭预作用自动喷水灭火系统。重复启闭预作用自动喷水灭火系统造价较高，一般只用在特殊场合。2.1.6 雨淋系统雨淋系统为开式自动喷水灭火系统的一种，系统所使用的喷头为开式喷头，发生火灾时，系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火。雨淋系统适用范围：雨淋系统适用于燃烧猛烈、蔓延迅速的严重危险建筑构成场所，如剧院舞台上部、大型演播室、电影摄影棚等等。如果在这些建筑物中采用闭式自动喷水灭火系统，发生火灾时，只有火焰直接影响到喷头才被开启喷水，且闭式喷头开启的速度慢于火势蔓延的速度。因此，不能迅速出水控制火灾。2.1.7 水幕系统水幕系统是开式自动喷水灭火系统的一种。水幕系统喷头成13排排列，将水喷洒成水幕状，具有阻火、隔火作用，能阻止火焰穿过开口部位，防止火势蔓延，冷却防火隔绝物，增强其耐火性能，并能扑灭局部火灾。水幕系统的适用范围 ：超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、礼堂的舞台口，以及与舞台相连的侧台、后台的门窗洞口；防火卷帘和防火幕的上部；应设防火墙、防火门等隔断物，而又无法设置的开口部位。相邻建筑之间的防火间距不能满足要求时，面向相邻建筑物的门、窗、孔洞处以及可燃的屋檐下。2.1.8 水喷雾灭火系统水喷雾灭火系统是将高压水通过特殊构造的水雾喷头，呈雾状喷出，雾状水滴的平均粒径一般在100700m之间。水雾喷向燃烧物,通过冷却、窒息、稀释等作用扑灭火灾。水喷雾系统适用范围：水喷雾系统主要用于扑救贮存易燃液体场所贮罐的火灾，也可用于有火灾危险的工业装置，有粉尘火灾(爆炸)危险的车间，以及电气、橡胶等特殊可燃物的火灾危险场所。2.2 自动喷水灭火系统的设计计算2.2.1 湿式自动喷水灭火系统1）工作原理火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内2.2)系统组成图2-1 湿式自动喷水灭火系统Figure.2-1 The diagram of Wet automatic sprinkler system1.控制蝶阀 2湿式报警阀 3泄放试验阀 4压力表 5压力开关 6水力警铃 7延迟器 8水流指示器 9 闭式喷头 1O高水位水箱或稳压泵 11流量表 12消防加压泵 13报警控制箱 l4。联动控制箱 15消防加压泵起动箱灭火前管网内充满水，湿式报警阀上下腔压力相等，发生火灾时时温度升到一定值后，闭式喷头爆裂，由喷头喷出压力水，喷水管网中水压力下降，使湿式报警阀阀门上移。首先由高位水箱供水灭火，同时经延迟器、水力警铃报警，当水压力不足时，经压力开关把信号传到控制器，通过控制器启动自动喷水灭火系统，继续供水灭火。3）系统特点a 自动跟踪火源.在着火点附近喷头的热敏元件首先受热，脱离喷头，喷头自动开启喷水，从而实现自动跟踪火源1。b 自动启动系统.开放一只喷头后自动启动系统。喷头的开放将驱动水流指示器和湿式报警阀组的压力开关和水力警铃，并有压力开关直接自动启动自动喷水灭火系统消防给水泵，当系统无消防给水泵时，压力开关动作信号应传至消防控制中心报警，这样系统完成自动启动。c 系统简单，施工管理方便.湿式自动喷水灭火系统与干式系统相比无空气维持装置，与预作用系统比无连锁或空气维持装置，系统施工对管道系统的排气和排水要求不严格，各种形式和类型的闭式喷头都能用。d 灭火效率高.湿式自动喷水灭火系统有着极高的灭火效率，湿式系统由于管网经常充有有压水，一旦发生火灾，系统在喷头开启后，能迅速出水灭火，灭火、控火效果较干式系统要好。要达到相同的控火、灭火效果，湿式系统所需开启的喷头数少于干式系统，国内外许多火灾统计资料和实例都证实湿式系统具有较好的灭火性能。美国消防协会统计资料表明，自动喷水灭火系统灭火成功率为96.2，NFPA的统计资料表明，湿式系统开启喷头数不大于2个的累积灭火成功率65，而干式系统开启喷头数不大于2个的累积灭火成功率为35，这充分说明了湿式系统的控灭火效率高。2.2.2 系统的设计参数1）酒店火灾危险等级根据自动喷水灭火系统设计规范6（以下简称喷规），本商场的总面积为2.5万m2 5000 m2 ，商场的火灾危险等级为：中危险级级。(见表2-1)表2-1 设置场所火灾危险等级举例Table 2-1 Location of fire danger rating example火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等中危险级 级1） 高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调 度楼、广播电视楼（塔）等。2） 公共建筑（含单、多高层）：医院、疗养院、图书馆（书库除外）、档案馆、展览厅、影剧院、音乐厅和礼堂（舞台除外）及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等。3） 文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等4） 工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件 级1） 民用建筑：书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场等2） 工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸造品、制药等工厂的备料与生产车间。严重危险级级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间等级易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂、油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台“葡萄架”等2） 基本参数的确定根据喷规6,民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数不应低于表为2-2的规定：表2-2 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数Table 2-2 civil and industrial plant design of the basic parameters of the system建筑物危险等级喷头流量系数(标准喷头)/K喷水强度/Lminm作用面积/m工作压力/Mpa轻危险级8041600.10中危险级级806级808严重危险级级8012260级8016注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05 MPa由表2-2确定，设计喷头强度 设计作用面积 A=160m2最不利点处喷头压力 P0=0.1Mpa。2.2.3 喷头目前，国内生产的喷头型式可分为闭式和开式二种类型。闭式喷头主要适用于湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统和预作用式喷水灭火系统。开式喷头也可分为两种类型。一种是开式洒水喷头，主要适用于雨淋系统，一种是水幕喷头，主要适用于水幕系统.由于本建筑物采用湿式自动喷水灭火系统，所以在这里主要介绍闭式喷头。1 ）闭式喷头自动喷水灭火系统的主要部件是喷头。闭式喷头实际上是一种由感温元件控制开启的喷头，它在火灾的热气流中能自动启动，不能恢复原状，这也就是我们常说的感温释放器，它在预定的温度下使得喷头能自动开启、喷水、灭火。喷头的动作温度以公称动作温度表示。根据建筑环境的不同要求，喷头的公称动作温度又分为几档，最常用的是68喷头。喷头由喷头本体、感温元件、溅水盘等组成。喷头本体可以是铸铜的、热压的或装配式的，用螺纹连接在配水支管上，喷口是一个一定口径的直型或锥形孔口，喷头本体的两根轭臂下端接溅水盘，感温元件在孔口和轭臂端之间，关闭喷口。当环境温度上升到足以引起感温元件动作时，感温元件失去支撑力，管网里的压力水冲开喷口的密封片，水束冲击到溅水盘上，形成抛物面状均匀洒水。2）喷头的选择和设置喷头的选用，应根据被保护建筑物或场所的实际情况和要求来决定，如：安装地点的几何形状、结构特点、最高环境温度、腐蚀情况、美观要求等，来合理选择喷头7。选择喷头时应注意下列情况： a 应严格按环境温度来选用喷头的温级，选和的喷头的公称动作温度应比安装环境的最高温度高30左右。对于安装在特殊场合如大型炊事设备及通风空调系统附近的喷头，应实测使用位置的最高环境温度，以选择合适的公称动作温度。在蒸气压力小于0.1MPa的散热器附近2m以内的空间，宜采用高温级喷头(121149)；26m以内采用高温级喷头(79107)。在设有保温的蒸气管道上方0.76m和两侧0.3m以内的空间，应采用高温级喷头(121149)在既无绝热措施(或隔热性能比较差)，又无通风的木板或瓦楞铁皮房顶的闷顶、不通风的密闭空间、不通风的阁楼内以及受到日光曝晒的玻璃天窗下，应采用中温级喷头(79107)在不通风的橱窗内，在顶棚处装有高功率的电气照明设备时，靠近顶棚处应装设中温级喷头。b 在设置喷头的场所应注意防止腐蚀性气体的腐蚀，对有腐蚀介质存在的场所，应对喷头进行防腐处理或选用耐腐蚀的喷头，或选用特殊的防腐喷头。c应保护喷头不受外力撞击，在易于被碰撞的地方，可以选用直立型喷头，或设喷头防护罩等。d 有特殊要求的场合，应根据安装环境的特点，选用特殊喷头。如：燃烧比较猛烈的场所，可选大水滴喷头；有装饰要求的地方，可选吊顶型喷头、平齐型喷头等装饰性喷头；高架仓库或火灾对生命会产生严重威胁的场所，要求喷头快速动作的，可选用快速反应喷头；有冻结危险的场所，要求喷头向下安装时应选用干式下垂型喷头；走道、标准客房等狭长场所，可选用边墙型喷头；易被灰尘、纤维堆积的狭长气流区，应选用鹤嘴柱式喷头。3）计算喷头的喷水量根据喷头流量计算公式: （2-1）式中q喷头流量,L/min；P喷头工作压力,Mpa；K喷头流量系数所以 4） 喷头的间距和布置a 喷头布置形式一般可以分为三种：正方形布置、长方形布置、菱形布置。其中比较常用的是正方形和长方形，本设计采用正方形布置。以喷头A、B、C、D为顶点的正方形(见图2-2)，每只喷头的25水量喷洒在正方形ABCD内。根据喷头的流量系数、工作压力以及喷水强度，可以求出正方形ABCD的面积和喷头之间的距离8。图2-2正方形布置喷头示意图 Figure 2-2 Schematic diagram of a square arrangement of nozzlesb 喷头布置间距 （2-2） 由公式2-2求得根据喷规6中，直立型、下垂型喷头布置的规定：包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表2-3的规定，且不宜小于2.4m。表2-3 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距Table 2-3 Distribution of water with a branch pipe nozzle pitch and the adjacent water distribution branch spacing续表2-3喷水强度/Lminm正方形布置的边长/m矩形或平行四边形布置的长边边长/m一支喷头的最大保护面积/m喷头与边墙的最大距离/m44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712204.03.69.01.5注：a仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。b货架内喷头的间距不应小于2m,并不应该大于3m。 c喷水强度大于8时，宜采用流量系数K80的喷头。其布置间距为： dA1=20=4.47m。再结合自动喷水灭火系统设计规范中的表2-3当qu=4.0时，d=4.4m。所以设计中喷头布置间距确定为:。5）喷头布置的方法选择酒店的一个区域计算为例：图 2-3 酒店平面图的某一区域Figure 2-3 Floor plan of a region喷头的布置间距为4米长边上喷头个数：n1=13.3034.4=3.024(个)短边上喷头个数： n2=10.1374.4=2.33(个)喷头与墙体边距：其他的区域如同上述方法进行计算。2.2.4 管网布置1） 管网布置a 一般规定：每根支管不宜多于8个喷头；一个报警阀控制的喷头数量：湿式系统、预作用系统不宜超过800只，干式系统不宜超过500只7.b 布置方法报警阀前可枝状、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：严重危险级中央型布置、侧边型布置。如图所示：图2-4 中央型布置Figure 2-4Layout of central图2-5 侧边型布置Figure 2-5Side-type arrangement本设计管网采用中央型布置，可保证各处供水压力平衡。在每个楼层都设有自动喷水灭火系统,并保证安全可靠的供水。2） 管网布置图图2-6 管网平面布置Figure 2-6 Pipe network the floor plan图2-7 管网轴测图Figure 2-7 Pipe network isometric2.2.5 管网的水利计算1） 目的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。对于燃烧物热量大、火灾危险严重场所的管道计算及开式雨淋(水幕)系统的管道水力计算，可采用逐点计算法。对于轻级和中级危险系统的计算，可采用作用面积计算法简化计算过程。2） 步骤a 判断保护对象的性质、划分危险等级和选择系统。 b 确定作用面积和喷水强度。c 确定喷头的形式和保护面积。d 确定作用面积的形状。e 确定作用面积内的喷头数。f 确定第一个喷头的压力和流量。g 计算第一根支管上各喷头流量、支管各管段的水头 损失、支管的流量和压力并计算出相同支管的流量系数。h 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；并计算出作用面积内的流量、压力和作用面积流量系数。计算系统供水压力，选择水泵。3）确定作用面积作用面积内必须包括最不利点喷头，形状可画正方形或矩形，其形状是根据最不利作用面积的形状来确定的，喷规规定：水力计算选定的最不利作用面积宜为矩形，其长边应平行于配水支管，且不宜小于作用面积平方根的1.2倍作用面积的计算具体如下：作用面积长边计算公式： (2-3)式中：-作用面积长边的最小长度，m； -作用面积，。作用面积短边计算公式： （2-4）式中：-作用面积的短边，m； -经计算确定的作用面积长边值，m。经确定 L=15m B=10.7m计算面积为：1510.7=160.5大于喷规中的规定值160m2，因此满足要求。最不利作用面积的确定通常在水利条件最不利处，即系统供水的最远端 。最不利作用面积在顶层如图所示：图2-8 最不利作用面积Figure 2-8 The most adverse effects of area计算流量： （2-5）室内流量： （2-6）因为作用面积内共有15个喷头所以 则室内流量：。4）最不利管道管径的确定a 根据表2-4估选管径6表2-4 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数Table 2-4 Light dangerous level, in places of danger-level water distribution pipes, with the number of standard sprinkler water control公称管径/mm控制的标准喷头数/只轻危险级中危险级25113233405450108651812804832100-64b 校核：再根据公式2-7，对流速进行校核 （2-7）vp5m/s即符合要求，但最好控制在经济流速1.8m/s2.8m/s，若流速vp5m/s时，则适当扩大管径直到满足要求。其中，Kp的值查表2-5。表2-5流量系数Kp值Table 2-5 flow rate coefficient管材管径/mm253240507080100150200流速系数钢管1.8831.050.80.470.2830.2040.1150.053铸铁管0.12730.05660.0318最不利管道在顶层如图所示：图2-9 最不利管路图Figure 2-9 Worst pipeline管段1：只给一个喷头供水，由表2-4可知：管径d=25mm,校核流速：，满足要求。故选：d=25mm。管段2：给两个喷头供水，由表2-4可知：管径d=32mm,校核流速：，满足要求。故选：d=25mm。管段3：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段4：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段5：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段6：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段7：给五个喷头供水，由表2-4可知：管径d=40mm,校核流速：5，不满足要求；管径d=50mm,校核流速：，满足要求。故选：d=50mm.管段8：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段9：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段10：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段11：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段12：给9个喷头供水，由表2-4可知：管径d=50mm,校核流速：5，不满足要求；管径d=70mm,校核流速：，与经济流速差距较大，故不满足要求；管径d=80mm,校核流速：，满足要求。故选：d=80mm.管段13：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段14：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段15：给11个喷头供水，由表2-4可知：管径d=70mm,校核流速：，与经济流速差距较大，故不满足要求；管径d=80mm,校核流速：，满足要求。故选：d=80mm.管段16：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段17：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。管段18：给一个喷头供水，同1，选d=25mm。管段19：给两个喷头供水，同2，选d=32mm。从作用面积出来后的配水管都选d=100mm。5）水力损失计算a沿程水头损失公式： (2-8)式中：-沿程水头损失，Pa； l-计算管段长度，m； q-计算管段流量，；-管道比阻值，见表2-6。表2-6 管道比阻值Table 2-6 than the resistance of pipeline管材管径/mm钢管铸铁管254367-32938.6-40445.3-50110.8-7028.93-续表2-68011.68-1002.6743.6531250.8623-1500.33950.41852000.92730.92029沿程水头损失结果见表2-7表2-7 沿程阻力损失表Table 2-7 Frictional resistance loss管段管径/mm管道长度l/m沿程阻力损失/Mpa12371215立管-15立管-水泵2532325080801001002.01.71.551.52.03.037.3553626.80.01544960.011290.01029380.00734980.0033470.00749990.057248303 0.041071871沿程水头损失总计：b 局部水头损失管道局部水头损失的计算有两种方法：按沿程水头损失的20%计算；用当量长度法计算。局部水头损失为： （2-9）式中： -管道局部水头损失，Pa； q-计算管段流量，；-管道比阻值，见表2-6。-管件和阀门局部水头损失 当量长度，m。不同管径的管件局部水头所示当量长度见表2-8。表2-8 管件、阀门当量长度表Table 2-8 fittings, valves equivalent length of the table续表2-8管件名称管件直径/mm25324050708010012515090弯头0.60.91.21.51.82.13.13.74.3三通或四通1.51.82.43.13.74.66.17.69.2蝶阀1.82.13.13.72.73.1止回阀1.52.12.73.44.34.96.78.39.8注：局部阻力计算时应注意以下几点：与喷头直接连接的弯头管件不计算局部阻力损失。不使水流方向改变的且管径不变的三通或四通等管件不计算局部阻力损失。对于变径的三通、四通或弯头，按出口侧直径确定当量长度。局部水头损失结果见表2-9表2-9 局部阻力损失表Table 2-9 Local resistance losses节点管径/mm当量长度l/m局部阻力损失/Mpaa点（90度弯头）b点（四通）c点（四通）e点（四通）f点（三通）g点（三通）水流指示器湿式报警阀三通蝶阀 止回阀323250801001001001001000.91.83.14.66.16.16.13.76.70.0059770.0747130.04921410.021383390.00934840.00934840.0200000000000.0400000000000.0093484480.005670370.010267967局部水头损失总计：所以水头总损失：2.2.6 供水系统1） 消防水泵a水泵扬程计算 （2-10）其中：-消防水泵或系统所需的压力，Pa； -最不利点处喷头与消防水泵泵轴或供水引入管中心之间的静水压， ，h为水泵到配水管的高度：； -最不利点处喷头的工作压力，即，10000； -计算管网的总水头损失。总压力：所以水泵扬程：一个大气压101325Pa相当于10m水柱，经转化为：，b 水泵的选择按照上述与值，根据表2-10选择型号为XBD7/30-SLS(HY)的消防水泵，其具体参数见表2-11。图2-10 XBD系列立式恒压消防泵标准性能表Figure2-10 XBD Series vertical constant pressure fire pump standard performance表2-10XBD7/30-SLS(HY)消防水泵性能参数表Table2-10XBD7/30-SLS（HY）Fire pump performance parameters型号流量L/s压力Mpa转速r/min 配电机型号 功率kwXBD7/30-SLS（HY）0300.72950 372） 高位水箱高位消防水箱。指符合规范要求的静压满足最不利点消火栓水压的水箱，利用重力自流供水，设置在建筑的最高处，静压不能满足最不利点消火栓水压时，应设增压稳压设施。临时高压消防给水系统必须设置消防水箱，系统平时仅能满足消防水压而不能保证消防用水量。发生火灾时，通过启动消防水泵提供灭火用水量8。对于湿式系统而言。消防水箱的功能是维持平时管网的压力， 当发生火灾时迅速启动自动喷水灭火系统。如果要达到最不利处喷头的工作压力消防水箱的设置高度要达到10 m以上结构上无法满足这一要求。现在通常的做法是在屋顶水箱间内设置增压稳压装置来满足压力要求。在火灾初期的lOmin内，由屋顶水箱及增压稳压装置来满足系统的水量及水压要求。高位水箱的容积公式 (2-11) 其中高位水箱能够提供10分钟的供水量。高位水箱设置高度设高位水箱安装距屋顶米处 （2-12） (2-13)0.0154496+0.01129+0.0102938+0.0073498+0.003347+0.0074999+0.057248303 =0.1125Mpa 0.005977+0.074713+0.0492141+0.02138339+0.0093484+0.0093484+0.020000000000+0.040000000000+0.009348448+0.010267967+0.00475085=0.245Mpa （2-14）其中为高位水箱满足最不利点喷头的工作压力，为表2-7中的前7项沿 程阻力损失值，为总局部阻力损失。由公式（2-12）（2-13）（2-14）可得，x=51.87m。 3） 确定水泵接合器的数量高规和建规中规定，高层建筑室内消防给水管网应设水泵接合器，其数量应按室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按1015L/S计算.所以由公式2-16求得，需采用3个水泵接合器。 （2-15） 个4） 确定消防水池容积 （2-16） 其中消防水池能提供一小时供水量。3 消火栓灭火系统采用消火栓灭火是最常用的移动式灭火方式，它由蓄水池、加压送水装置（水泵）及室内消火栓等主要设备构成。 室内消火栓系统由水枪、水龙带、消火栓、消防管道等组成。 常用的加压设备有两种：消防水泵和气压给水装置。采用消防水泵时，在每个消火栓内设置消防按钮，灭火时用小锤击碎按钮上的玻璃小窗，按钮不受压而复位，从而通过控制电路启动消防水泵。采用气压给水装置时，可采用电接点压力表，通过测量供水压力来控制水泵的启动。3.1 消火栓给水系统的分类根据消火栓给水系统服务对象的不同分为:城市消火栓给水系统、建筑室外消火栓给水系统和建筑室内消火栓给水系统。根据消火栓给水系统加压方式的不同分为:常高压消火栓给水系统、临时高压消火栓给水系统和低压消火栓给水系统。根据生活、生产和消防是否合用又分为:生活、生产和消火栓合用系统，生活、生产和消火栓分开系统9。（一）室内消火栓与消防软管卷盘a 室内消火栓是建筑物内的一种固定消防供水设备。平时与室内消防给水管线连接，遇有火灾时，将水带一端的接口接在消火栓出水口上，把手轮按开启方向旋转即能射水灭火。 b 消防软管卷盘是一种室内固定式轻便消防给水设备，俗称水喉，适用于商场、宾馆、仓库、公共建筑内，与室内消火栓比较，具有轻便、机动、灵活等优点，可减少水渍损失。 c 消防水带一般采用有衬里消防水带，包括橡胶（衬胶）水带、乳胶（灌胶）水带、涂塑软管。 消防水带接口是消防水带的附件，消防水带接口由本体、密闭圈垫、橡胶密封圈等零件组成，密封圈座上有沟槽，用来捆扎水带，本体上有两个扣爪和内滑槽，为快速内扣式接口，它的密封性好，连接既快又省力，不易脱落。消防水带连接必须在套上水带接口时，垫上一层柔软的保护物，然后用镀锌铁丝或喉箍扎紧。有衬里水带耐压高，有一定弹性，接口处易脱落流水，因此要选择长一档的密封圈垫。 d 室内消火栓箱是指安装在建筑物内的消防给水管路上，由箱体、室内消火栓、水带（或水喉）、水枪及电气设备等消防器材组成的具有给水、灭火、控制、报警等功能的集装一体的成套箱状固定式消防装置。适用于具有室内消火栓给水系统的厂房、仓库和高层民用建筑及其它公共建筑。 （二）低层建筑室内消火栓给水系统 建筑高度不超过9层的住宅以及高度小于24m的民用建筑物内设置的室内消火栓给水系统，称为低层建筑室内消火栓给水系统。低层建筑发生火灾，利用消防车从室外消防水源抽水，接出水带和水枪，就能直接有效地扑救建筑物内的任何火灾。因而低层建筑室内消火栓给水系统是供扑救建筑物内的初期火灾使用的，这种系统的特点是消防用水量少、水压低10。 根据建筑物的高度、室外消防给水管网所提供的水压和水量以及室内消防对水压、水量等要求，其系统常见的有三种类型。 a 无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统：当室外为常高