第4章 消防给水系统(消火栓部分)

第4章建筑消防系统及设备（消火栓部分）,4.1消火栓给水系统及布置4.2消火栓给水系统的水力计算4.3自动喷水灭火系统及布置4.4自动喷水灭火系统的水力计算4.5其他固定灭火设施简介,消防系统的分类消防系统根据使用灭火剂的种类可分为：,第4章建筑消防给水系统及设备,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.1设置室内消火栓给水系统的原则,下列建筑应设室内消防给水：一、厂房、库房、高度不超过的科研楼（存有与水接触能引起燃烧爆炸的物品除外）；二、超过个座位的剧院、电影院、俱乐部和超过个座位的礼堂、体育馆；三、体积超过立方米的车站、码头、机场建筑物以及展览馆、商店、病房楼、门诊楼、教学楼、图书馆等；四、超过七层的单元式住宅，超过六层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅；五、超过五层或体积超过立方米的其他民用建筑；六、国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。注：在一座一、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。,左健点击看新高规,下列建筑物可不设室内消防给水：一、耐火等级为一、二级且可燃物较少的丁、戊类厂房和库房（高层工业建筑除外）；耐火等级为三、四级且建筑体积不超过立方米的丁类厂房和建筑体积不超过立方米的戊类厂房；二、室内设有生产、生活给水管道，室外消防用水取自储水池且建筑体积不超过立方米的建筑物。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.1设置室内消火栓给水系统的原则,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,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,第5章建筑消防给水系统5.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,（1）水枪（一般为直流式）口径13、16、19；（2）水龙带：有麻织和化纤两种，长度15米、20米、25米和30米等；（3）消火栓：内扣式接口，球形阀式龙头，有单出口和双出口之分。口径DN50、DN65，双出口口径为DN65；（4）消防水喉，也称消防卷盘、自救式消火栓、自救水枪、消防软管转轮等。由小口径室内消火栓（口径为25mm或32mm）、输水胶管（内径为19mm）、小口径开关水枪（喷嘴口径为6.8mm或9mm）和转盘配套组成，长度为2040米；（5）消火栓箱：启动按钮、报警信号装置。,2.水泵接合器水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压置，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。水泵接合器分为地上式、地下式和墙壁式三种。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,水泵结合器型号及其基本参数,超过四层的厂房和库房、高层工业建筑、设有消防管网的住宅及超过五层的其他民用建筑，其室内消防管网应设消防水泵接合器。距接合器内应设室外消火栓或消防水池。接合器的数量应按室内消防用水量计算确定，每个接合器的流量按计算。,3.消防管道建筑物内消防管道是否与其他给水系统合并或独立设置，应根据建筑物的性质和使用要求经技术经济比较后确定。4.消防水池适用条件：当市政给水管网或天然水源均无法满足消防给水要求、建筑高度超过100米或不允许消防水泵从室外给水管网直接吸水时；市政给水管网为支状或只有一条进水管，且室内外消防用水量超过25l/s时。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。可以独立设置，也可,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,以与生活、生产和用设置。消防水池的容积包括有效容积和无效容积两部分。独立的消防水池的有效容积应提供火灾延续时间内的室内、外消防用水总量。当火灾延续时能连续补水（消防水池有两条进水管，且分别从环状管网的不同管段取水；如果需用供水设备补水，该设备应有备用泵和备用电源或内燃机作为备用动力，并且能使供水设备不间断地向水池供水的输水管不少于两条）则其容积可减去火灾延续时间内连续补水的水量。消防水池与生活、生产和用时，应确保消防用水不被用作其他用途。采用的措施有：其他用水出水管口应置于消防最高水位之上；消防用水和其他用水在共用水池内隔开，分别设置出水管；其他用水管采用虹吸管形式，并在消防最高水位处留进气孔。当计算消防水池有效容积36m3时，仍采用36m3；当有效容积超过1000m3（高层建筑为500m3）时，应分设为两个独立使用的消防,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,水池。作为室外消防给水系统水源的消防水池上部用应设取水口。取水口与被保护的建筑物的距离应大于5m，小于150m（高层建筑为100m)。吸水高度不超过6m。消防水池的补水时间应不超过48h，缺水地区应不超过96h。两座或两座以上比邻的高层建筑可供用消防水池，消防水池的有效容积按消防用水量最大的一座建筑物计算。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属装置。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.2消火栓给水系统组成,5.消防水箱消防水箱对扑救初期火灾或起着重要作用。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（多层建筑可采用气压供水装置方式）；消防水高位水箱宜独立设置；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。当建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓静水压力不低于70kpa;当建筑高度超过100m时，最不利点消火栓静水压力不低于150kpa;且应贮存有室内10min的消防水量。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置5.1.2消火栓给水系统组成,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置5.1.3消火栓给水系统的给水方式,1.由室外给水管网直接供水的消防给水方式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置5.1.3消火栓给水系统的给水方式,1.由室外给水管网直接供水的消防给水方式适用条件：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。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,2.设水箱的消火栓给水方式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置5.1.3消火栓给水系统的给水方式,水泵结合器,2.仅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10min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。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。,第5章建筑消防给水系统5.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,3.设水泵、水箱的消火栓给水方式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,4.设水池、水泵的消火栓给水方式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,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。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,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。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,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。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,6.分区供水方式设置特点:室外给水管网向低区和高位水箱供水箱内贮存10min消防水量。高区火灾初起时:由水箱向高区消火栓给水系统水;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。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,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0.8MPa时，必须分区供水。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.3消火栓给水系统的给水方式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,1.水枪充实水柱长度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。水枪充实水柱长度应大于7m，小于15m。由水枪喷嘴起到射流90%水柱水量穿过直径38mm圆圈处的一段射流长度称为水枪的充实水柱长度。,Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放,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。b.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。c.消火栓口距地面安装高度为1.1m，拴口宜向下或与墙面垂直安装。为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动消防水泵按钮或报警信号装置。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,（接上页）d.消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方便的通道口处、楼梯间内。e.在建筑物顶应设一个消火栓，以利于消防人员经常检查消防给水系统是否能正常运行，同时还能起到保护本建筑物免受邻近建筑火灾的波及。,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,四种消火栓布置型式,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放,单排一股到达室内任何部位,Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放,多排一股到达室内任何部位,Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放,单排两股到达室内任何部位,Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放,多排两股到达室内任何部位,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,（1）单排一股水柱时（如图a）,第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,(2)单排消火栓，且要求2股水柱到达室内任何部位时(如图b),第4章建筑消防给水系统4.1消火栓给水系统及布置4.1.4消火栓给水系统的布置,消火栓间距，m;,消火栓保护半径，m;,消火栓的最大保护宽度，一个房间长度加走廊的宽度;,水带长度，m;,水枪充实水柱倾斜45时的水平投影长度，对于一般建筑（层高33.5m)由于两楼板间的限制，一般取h=3m;对于工业厂房和层高大于3.5m的民用建筑应按计算；,水枪充实水柱长度。,式中,c折减系数，一般取0.80.9,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.1消火栓消防水量,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，多层建筑不应小于表8.5.2的规定。高层建筑高层建筑室内、外消火栓给水系统的用水量，不应小于表4.2.2的规定。,消火栓给水系统的用水量表7.2.2,高层建筑高层建筑室内、外消火栓给水系统的用水量表4.2.2,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,HxhhdHkHq,消火栓口处所需水压，kPa；水带的水头损失，kPa；消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压。,1.消火栓口所需水压计算：,假设射流离开喷嘴时没有阻力，也不考虑空气对射流的阻力，则有：,（4.2-1）,（4.2-2）,.水枪喷嘴处的压力（Hq)计算：,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,HmHfHq,U为水流离开喷嘴时的速度（m/s);g为重力加速度（m/s2)。实际上喷嘴和空气对射流都有阻力，所以应有如下关系：于是有。计算管道沿程水头损失时，按公式,H,现考虑是空气对射流的阻力，阻力系数不是，而用K1代替。长度也应该用Hf代替。,（4.2-5）,（4.2-4）,（4.2-2）,（4.2-3）,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,（4.2-5）,由试验确定的系数；,喷口直径，m。根据（4.2-3）、（4.2-5）式，得,整理得：,或,并设,则,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,或,式中,由试验确定的系数；,喷口直径，m；,垂直射流高度，m；,水枪喷嘴造成某充实水柱所需之水压，m水柱；,水枪喷口直径有关的阻力系数，可按下列经验公式计算：,（4.2-6）,水枪充实水柱高度与垂直射流高度的关系式由下列公式表示：,（4.2-7）,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,（4.2-7）,式中实验系数，也可查表。,式中,实验系数；,水枪喷口直径有关的阻力系数；,水枪喷嘴处所需水压，；,（4.2-8）,水枪充实水柱高度，m；,单位换算系数。,将式（4.2-7）代入式（4.2-6）可得水枪喷嘴所需之水压与水枪充实水柱高度的关系视为：,射流量计算水枪射流量与水枪喷嘴处的压力之间的关系可用孔口出流公式计算：,（4.2-9）,.实际消火栓射流量及水龙带水头损失计算：,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,令,则,式中,水枪射流量，L/S；,孔口流量系数，采用；,（4.2-9）,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,式中,水枪射流量，L/S；,孔口流量系数，采用；,水枪喷嘴处所需水压，kpa。,水龙带水头损失计算：,（4.2-10）,式中,水龙带水头损失,kpa；,水龙带阻力系数，见表4-10；,水龙带长度，m.,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,表1水带比阻AZ值,5.2.1消火栓口所需水压表2水流特性系数B值,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.2消火栓口所需水压,.小结：,.,(kpa),.,(kpa),消防管网水力计算的主要目的：,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,一.引入管其引入管应保证一条引入管发生故障时，其余引入管能保证消防流量和水压，管径按下式确定：,引入管管径，；,室内消防用水量，L/s；,引入管水流速度，一般不大于2.5m/s，独立的自动喷水灭火系统的引入管水流速度不一大于5.0m/s；,引入管数量。,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,二.管网水力计算其步骤是：1.确定计算管路（支状管网选择最不利立管及最不利消火栓；环状管网按支状管网考虑。）确定消防流量，出枪支数，每支水枪的最小流量，立管最小流量，充实水柱长度，初定管径。并按消防规范进行流量分配，,5l/s,5l/s,5l/s,Qx=40l/s,Qx=30l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,Qx=25l/s,Qx=20l/s,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,5l/s,Qx=15l/s,Qx=10l/s,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,2.5l/s,2.5l/s,Qx=5l/s,2.计算最不利消火栓栓口所需压力（Hxh)3.计算下一层消火栓栓口所受压力Hxh（n-1）,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,3.求下一层消火栓水枪实际流量qxh（n-1）,式中,最不利消火栓栓口所需压力，kpa;,建筑物层高，m;,水流（）通过下一层到最高层管段单位长度的沿程水头损失，kpa/m.,4.若立管需出三支水枪，则还应计算下两层的水枪流量,方法同2、3。5.求最不利立管总实际流量。,下一层消火栓栓口所受压力，kpa;,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,6.求次不利立管流量（按最不利管实际流量计）；7.求总实际流量；8.根据各管段流量求总水头损失；,计算管路总水头损失，kpa；,计算管路沿程水头损失，kpa；,计算管路局部水头损失，kpa；,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,三.水泵结合器数量计算,水泵结合器设置数量；,室内消防用水量，L/s；,每个水泵结合器的流量，L/s。,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,四.减压设施室内消火栓剩余水头的计算当消防水泵自下而上向消防管网供水时，有,计算消火栓栓口剩余压力，MPa；,水泵在设计流量时的扬程，MPa；,消火栓栓口所需最小灭火压力,MPa；,计算消火栓与水泵最低吸水面之间的高差造成的静水压力，MPa；,消防水泵吸水口从最低吸水面到计算消火栓之间的管道总水头损失，MPa。,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,当由消防水箱自上而下向消防管网供水时，有,计算消火栓栓口剩余压力，MPa；,消防水箱最低水位与计算消火栓栓口之间的高差造成的静水压力，MPa；,消防水箱到计算消火栓之间的管道总水头损失，MPa。,减压孔板的计算与选择当可以查到减压孔板比阻时，其局部水头损失可按下式计算：,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,减压孔板的局部水头损失，mH2O；,通过减压孔板的流量，L/s；,减压孔板的比阻值，mH2Os/L。,当没有减压孔板比阻时，其局部水头损失可按下式计算：,减压孔板的局部水头损失，mH2O；,水流通过减压孔板的流速，m/s；,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,减压孔板的局部主力系数，按下式计算：,消防给水管管径，；,减压孔板的孔径，mm。,减压孔板的局部水头损失，mH2O；,水流通过减压孔板的流速，m/s；,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,减压孔板的孔径，；,通过孔板的流量，L/s；,减压孔板的水头损失应等于消火上栓剩余水压，即。则减压孔板的孔径按下式计算：,消火栓的剩余水压，mH20；,重力加速度，m/s2；,孔口流量系数，一般采用0.62。,其他减压阀减压稳压消火栓及其他减压阀的选用可根据产品样本，参考其他技术参数直接选用。,第4章建筑消防给水系统4.2消火栓给水系统的水力计算4.2.3消防管网水力计算,减压孔板的孔径，；,通过孔板的流量，L/s；,减压孔板的水头损失应等于消火上栓剩余水压，即。则减压孔板的孔径按下式计算：,消火栓的剩余水压，mH20；,重力