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第4章建筑消防系统

主动防火,建筑消防系统当先2021/5/91建筑消防系统涉及的内容消火栓给水系统开式系统室内消火栓给水系统自动喷水灭水系统室外消防给水系统闭式系统干式系统湿式系统预作用系统雨淋系统水幕系统水喷雾系统气体灭水系统:CO2灭火系统、七氟丙烷、IG-541混合气体灭火系统、气溶胶灭火系统。新型灭火系统:消防炮、大空间主动灭火系统、注氮控氧2021/5/924.1消火栓给水系统4.1.1室外消防给水系统由水源、给水管网、室外消火栓等组成。设置场所:分类(管网水压分三类)高压消防给水系统特点:管网内经常维持高压。适用条件:设置高位水池、集中高压水泵房的底层建筑群、建筑小区、村镇建筑、汽车库2021/5/934.1.1室外消防给水系统临时高压消防给水系统特点:管网内平时压力不高,水压和流量不能满足最不利点灭火要求,在水泵房内设消防加压水泵。适用条件:无市政水源、水源来自自备井情况。分类和布置形式:

生活与消防合用的临时高压系统(不设室内消火栓建筑)平时:生活用水由生活泵供给;火灾时:通过电接点压力表启动消防泵。2021/5/94图4-3室内不设消火栓系统的临时高压消防系统示意

图4-3室内不设消火栓系统的临时高压消防系统示意

图4-3室内不设消火栓系统的临时高压消防系统示意2021/5/954.1.1室外消防给水系统分类和布置形式:与室内消火栓合用的临时高压系统(设室内消火栓建筑)室外消防管网的水压和水量由消防合用泵提供,在区内最高建筑物顶设置消防水箱,保证平时室外管网水压和水量恒定。室外消防管网成环状布置,火灾时通过室内外消防合用泵向环状管网供水。2021/5/96图4-4室内设消火栓系统的临时高压消防系统示意2021/5/974.1.1室外消防给水系统低压消防给水系统特点:管网内平时压力较低,火灾时水压和水量由消防车加压提供。注意:最不利点消火栓压力大于0.1MPa。适用条件:有市政水源时,多采用。布置形式:

可与生产生活给水管网合并使用,利用市政管网压力维持室外消防管网的水压。2021/5/982021/5/994.1.1室外消防给水系统室外消防用水量城镇、居住区:火灾次数和一次灭火用水量确定。工厂、仓库、民用建筑:同一时间的火灾次数和一次灭火用量确定。室外消防给水管网。2021/5/9104.1.1室外消防给水系统室外消火栓室外消火栓的形式(地上、地下)地上式:进水口100(150)——出水口3个(栓口)65(2个)/100(1个);地下式:进水口100——出水口(栓口)65/100(2个);墙壁式:主要用于隧道等场所。2021/5/9114.1.1室外消防给水系统室外消火栓的设置:1室外消火栓应沿道路设置。当道路宽度大于60m时,宜在道路两边设置消火栓,并宜靠近十字路口;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置在防火堤或防护墙外。距罐壁15m范围内的消火栓,不应计算在该罐可使用的数量内;3室外消火栓的间距不应大于120m;2021/5/9124.1.1室外消防给水系统4室外消火栓的保护半径不应大于150m;在市政消火栓保护半径150m以内,当室外消防用水量不大于15L/s时,可不设置室外消火栓;5室外消火栓的数量应按其保护半径和室外消防用水量等综合计算确定,每个室外消火栓的用水量应按10L/s~15L/s计算;与保护对象的距离在5m~40m范围内的市政消火栓,可计入室外消火栓的数量内;6室外消火栓宜采用地上式消火栓。地上式消火栓应有1个DN150或DN100和2个DN65的栓口。采用室外地下式消火栓时,应有DN100和DN65的栓口各1个。寒冷地区设置的室外消火栓应有防冻措施;7消火栓应沿建筑物均匀布置,距路边不应大于2m,距房屋外墙不宜小于5m,并不宜大于40m;8工艺装置区内的消火栓应设置在工艺装置的周围,其间距不宜大于60m。当工艺装置区宽度大于120m时,宜在该装置区内的道路边设置消火栓。9建筑的室外消火栓、阀门、消防水泵接合器等设置地点应设置相应的永久性固定标识。2021/5/913SS100/65型室外地上式消火栓支管深装SS100/65型室外地上式消火栓干管安装SA100/65型室外地下式消火栓支管深装SA100/65型室外地下式消火栓干管安装图4-6室外地上和地下式消火栓安装图2021/5/9144.1.1室外消防给水系统4.1.1.5室外消火栓2021/5/9154.1.1.6室外消防系统设计实例【实例1】2021/5/9164.1.2室内消火栓给水系统4.1.2.1室内消火栓的设置场所4.1.2.2室内消火栓给水系统类型多层建筑消防给水系统类型1)无加压泵和高位消防水箱系统特点:常高压、消火栓打开即用。2021/5/9174.1.2室内消火栓给水系统2)设有消防泵和高位消防水箱系统特点:室外给水管网的水量水压经常不能满足室内消火栓的水量、水压要求或采用消防水池作消防水源时。消防水箱:10min用水量2021/5/9184.1.2室内消火栓给水系统高层建筑消防给水系统类型(1)按消防给水服务范围分:

1)独立的室内消火栓给水系统特点:每幢高层建筑均设置单独加压的消防给水系统。

2)区域集中消火栓给水系统特点:数幢或数十幢高层建筑共用一个加压泵房的系统。共用一个消防水池和泵房。扬程和容积根据建筑群中最高、用水量最大的建筑确定。2021/5/9194.1.2室内消火栓给水系统高层建筑消防给水系统类型(1)按建筑高度分:

1)不分区消防给水系统特点:消火栓栓口静水压力不超过1.00MPa.2021/5/9204.1.2室内消火栓给水系统(2)按建筑高度分:

2)分区消防给水系统特点:消火栓栓口静水压力大于1.00MPa,采用分区给水系统。分区方式:并联分区供水方式:每区有各自的消防水泵,集中设置。适用于建筑高度在100m以内的高层建筑。2021/5/921图4-13并联分区消防给水系统(减压阀)

图4-12并联分区消防给水系统(不同扬程水泵)

2021/5/9224.1.2室内消火栓给水系统(2)按建筑高度分:

2)分区消防给水系统串联分区供水方式:竖向各区由消防水泵直接串联向上或经中间水箱传输再由水泵提升的间接串联给水方式。一般适用于建筑高度超过100m,消防给水分区超过二个区的超高层建筑。

图4-14串联分区消防给水系统(减压阀)

2021/5/9234.1.2室内消火栓给水系统(3)按消防给水压力分:

1)高压消防给水系统管网内经常保持满足灭火时所需的压力和流量,扑救火灾时,不需启动消防水泵加压而直接使用灭火设备进行灭火。

特点:不设消防水箱。

2)临时高压消防给水系统在准工作状态时,消防用水的水压和流量都不能满足最不利点的灭火要求。特点:设消防水泵和高位水箱,当高位水箱不能满足最不利点消火栓静水压力要求,系统还应设置稳压泵、气压水罐和增压泵等增压设施。2021/5/924水泵接合器消火栓水池水泵增压稳压设备水箱

室内消火栓给水系统2021/5/9254.1.2室内消火栓给水系统4.1.2.3室内消火栓系统组成(1)消火栓箱由箱体及装于箱内的消火栓、水龙带、水枪、消防按钮和消防卷盘等组成。材质:铝合金、钢等。设计中注意消火栓箱的尺寸。1)消火栓单出口(单栓,SN65/50)和双出口(双栓,SN65)2)消防卷盘是在启用室内消火栓之前供建筑物内一般人员在火灾初期灭火自救的设施,一般与室内消火栓合并设置在消火栓箱内。2021/5/926(a)栓口出水方向垂直于墙面(b)栓口出水方向向下图4-15消火栓栓口出水方向(a)1—消火栓箱;2—消火栓;3—水枪;4—水带;5—水带卷盘;6—消防按钮(b)1—消火栓箱;3—消火栓;5—水枪;6—水带;7—消防按钮2021/5/927111122223333444457566668

(a)单栓室内消火栓(b)双栓室内消火栓(c)带消防软管卷盘消火栓(d)带灭火器组合消火栓图4-16不同类型的消火栓图示1—消火栓箱;2—消火栓;3—水枪;4—水带;5—水带卷盘;6—消防按钮;7—消防软管卷盘;8—阀门34516282021/5/9284.1.2室内消火栓给水系统

室内消火栓设置1除无可燃物的设备层外,设置室内消火栓的建筑物,其各层均应设置消火栓。单元式、塔式住宅建筑中的消火栓宜设置在楼梯间的首层和各层楼层休息平台上,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。干式消火栓竖管应在首层靠出口部位设置便于消防车供水的快速接口和止回阀;2消防电梯间前室内应设置消火栓;3室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。栓口离地面或操作基面高度宜为1.1m,其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90°角;栓口与消火栓箱内边缘的距离不应影响消防水带的连接;4冷库内的消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内;5室内消火栓的间距应由计算确定。对于高层民用建筑、高层厂房(仓库)、高架仓库和甲、乙类厂房,室内消火栓的间距不应大于30m;对于其他单层和多层建筑及建筑高度不超过24m的裙房,室内消火栓的间距不应大于50m;6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25m;2021/5/9294.1.2室内消火栓给水系统7室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。建筑高度不大于24m且体积不大于5000m3的多层仓库,可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。水枪的充实水柱应经计算确定,甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4层的厂房(仓库),不应小于10m;高层建筑、高架仓库和体积大于25000m3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑,车站、码头、机场建筑等,不应小于13m;其他建筑,不宜小于7m;8高层建筑和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑,应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮,并应有保护设施;9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;10设置有室内消火栓的建筑,如为平屋顶时,宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓,采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。2021/5/9304.1.2室内消火栓给水系统4.1.2.3室内消火栓系统组成(2)室内消防给水管道在一些场所应布置成环状。有垂直成环和立体成环两种布置形式。2021/5/9314.1.2室内消火栓给水系统

消防管道的设置1室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/s时,其消防给水管道应连成环状,且至少应有2条进水管与室外管网或消防水泵连接。当其中一条进水管发生事故时,其余的进水管应仍能供应全部消防用水量;2高层建筑应设置独立的消防给水系统。室内消防竖管应连成环状,每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定,但不应小于DN100。60m以下的单元式住宅建筑和60m以下、每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅建筑,当设两根消防竖管有困难时,可设一根竖管,但必须采用双阀双出口型消火栓。4室内消火栓给水管网应与自动喷水灭火系统的管网分开设置;当合用消防泵时,供水管路应在报警阀前分开设置;5高层建筑,设置室内消火栓且层数超过4层的厂房(仓库),设置室内消火栓且层数超过5层的公共建筑,其室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设置消防水泵接合器。消防水泵接合器应设置在室外便于消防车使用的地点,与室外消火栓或消防水池取水口的距离宜为15m~40m。水泵接合器宜采用地上式,当采用地下式水泵接合器时,应有明显标志。2021/5/9324.1.2室内消火栓给水系统消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量计算确定。每个消防水泵接合器的流量宜按10L/s~15L/s计算。消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器;6室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。对于单层厂房(仓库)和公共建筑,检修停止使用的消火栓不应超过5个。对于多层民用建筑和其他厂房(仓库),室内消防给水管道上阀门的布置应保证检修管道时关闭的竖管不超过1根,但设置的竖管超过3根时,可关闭2根;对于高层民用建筑,当竖管超过4根时,可关闭不相邻的两根。阀门应保持常开,并应有明显的启闭标志或信号;7消防用水与其他用水合用的室内管道,当其他用水达到最大小时流量时,应仍能保证供应全部消防用水量;8允许直接吸水的市政给水管网,当生产、生活用水量达到最大且仍能满足室内外消防用水量时,消防泵宜直接从市政给水管网吸水;9严寒和寒冷地区非采暖的厂房(仓库)及其他建筑的室内消火栓系统,可采用干式系统,但在进水管上应设置快速启闭装置,管道最高处应设置自动排气阀。2021/5/9334.1.2室内消火栓给水系统

(a)(b)图4-18室内管道与室外管网的连接方式(a)室内环状管网与室外管网的连接(b)室内引入管与室外管网的连接ABCD—室外环状管网;1、MF、FN—进水管;2—室内环状管网;EF—室内消防管道2021/5/934采用消防水泵加压时引入管阀门的设置采用市政管网加压时引入管阀门的设置2021/5/9354.1.2室内消火栓给水系统消防给水管的管材合用时,应采用衬塑镀锌钢管;专用,可采用热镀锌钢管、无缝钢管、焊接钢管。压力超过1.0MPa,应采用无缝钢管或镀锌无缝钢管2021/5/936图4-20双阀双出口型消火栓图示及其布置方式2021/5/9374.1.2室内消火栓给水系统(3)高位消防水箱除常高压给水系统和设置干式消防竖管的给水系统外,所有建筑均应设置。应与生活水箱分开设置,补水用生活生产或给水管。有效容积和设置高度多层建筑:10min消防用水量,高层民用建筑:一类公建:18m3;二类公建和一类居住建筑:12m3;二类居住建筑:6m3设置高度:高层民用建筑不低于7m。高度不满足设增压设施。高层建筑群:应设置在群内最高的一幢建筑的屋顶最高处。2021/5/938水箱设置高度满足最不利点消火栓进水压力的设置要求的做法2021/5/9394.1.2室内消火栓给水系统(4)消防增压设备由稳压补水泵、气压水罐和电力控制柜等组成。其作用是维持系统的消防压力、发出罐体压力信号,不起供水作用。

1)特点增压设备的供水属变压式供水,在组装和电力控制等方面采取了特殊的措施。如在气压罐的进出水管上加装电磁阀,在消防泵启动的同时切断压力传感仪表信号电路,使它失去作用,而使消防泵启动之后不再自动停转。

2021/5/940图4-26消防增压给水设备A—接管网;B—接水池1—气压水罐;2—水泵机组;3—安全阀;4—压力传感器;5—电磁阀;6—阀门;7—泄水阀;8—止回阀;9—稳压补水泵2021/5/9414.1.2室内消火栓给水系统(4)消防增压设备2)气压罐的工作原理启动水量:气压罐贮水量,一般不小于30s的消防流量,合用系统为450L。启动水量的保证:对电器控制和水泵设置有要求。罐内有数条压力线。为保证启动容积的有效容积,需在消防设备中加设稳压补水泵,并安装两只压力传感仪表。第一只控制稳压补水泵的启闭;第二只控制消防泵的启闭平时靠稳压补水泵维持最不利消火栓的压力,保证启动水量不被动用。消防时,压力降低到P2,稳压补水泵停止运行,消防泵运转,供消防用水。2021/5/942

图4-27补气式气压水罐图4-28隔膜式气压水罐Vx—启动容积;P0—起始压力;P1—最低工作压力;P2—最高工作压力(消防主泵启动压力);Ps1—稳压水泵启动压力;Ps2—稳压水泵停止压力;Vs—稳压水容积;V△p—缓冲水容积;V0—保护容积;h1—消防贮水容积下限水位;h2—消防贮水容积上限水位;h3—稳压水容积下限水位;h4—稳压水容积上限水位2021/5/943(1)气压罐容积

式中

Vqy——消防气压罐总容积,m3;

Vxc——消防水总容积,m3。消防储水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和;

β——气压罐的容积系数,

αb——气压罐的工作压力比,取αb=0.5~0.9。2021/5/9444.1.2室内消火栓给水系统(4)消防增压设备3)消防增压设备的设置上置式:设在高位水箱间,由增压泵从水箱吸水。下置式:设在底层从水池吸水。图4-29屋顶消防水箱间增压设施的做法重力出水管重力出水管2021/5/945图4-30立式增压稳压设备组装图示1—隔膜式气压罐;2—水泵;3—蝶阀;4—截止阀;5—止回阀;6—安全阀;7—橡胶软接头;8—泄水阀;9—远传压力表;10—底座2021/5/9464.1.2室内消火栓给水系统(5)消防水池1)设置条件市政给水管网为枝状或只有1条进水管,且室内外消防用水量之和大于25L/s。2)消防水池容积的确定高层建筑群,只考虑1次火灾,容积按消防用水量最大一幢建筑计算。3)供消防车取水的消防水池设计距离、吸水高度2021/5/947图4-31室外消防水池的布置2021/5/9484.1.2室内消火栓给水系统本节内容:消防水泵水泵接合器消火栓系统减压2021/5/9494.1.2室内消火栓给水系统(6)消防水泵2)消防水泵的布置参见表4-7。3)消防水泵管路设计喇叭口水位。直接从市政给水环状管网吸水做法。一组消防水泵的吸水管不少于两条出水管不应少于两条4)消防水泵的控制消火栓处有直接启动泵的按钮、消防控制室内有手动远控按钮注意消防水泵管路中的细节设计问题(阀门、泄压装置等)2021/5/950④消防泵在一条吸水总管⑤消防泵在两条吸水总管⑥消防泵在两条吸水总管上吸水方式上吸水方式(一)上吸水方式(二)消防泵直接从室外②每台消防泵独立③每台消防泵独立市政管网吸水方式吸水方式(一)吸水方式(二)2021/5/951图4-33消防泵出水管与室内管网连接方法2021/5/95211222223344444452566778910111—消防水泵;2—阀门;3—多功能水泵控制阀;4—可曲绕橡胶管接头;5—压力真空表;6—压力表;7—试验放水阀;8—泄压装置;9—管道过滤器;10—消防水泵接合器;11—消防水带接口注:泄压阀和试验放水阀排水管应接至专用消防水池,当消防水泵直接从室外管网吸水时,可接至室外检查井或泵房集水坑,并应采取可靠的空气隔断措施。图4-34消防水泵管路系统基本图式2021/5/9534.1.2室内消火栓给水系统(7)水泵接合器

了解其作用1)设置要求室内消火栓、自喷系统均应设置水泵接合器;每个分区均应分别设置。2)设置位置应与室内消防环网连接,远离消防水泵出水管与室内管网的连接点。有距离建筑物的距离要求。2021/5/954121212地下式水泵接合器墙壁式水泵接合器地上式水泵接合器1—蝶阀;2—止回阀2021/5/9552021/5/9562021/5/9572021/5/9584.1.2室内消火栓给水系统(8)消火栓系统的减压干管减压和栓口减压1)干管减压措施竖向减压(静水压力不大于1.0MPa):减压阀或减压水箱。减压阀减压设置特点:分区数不超过2个;减压阀组由2个并联安装;减压阀宜垂直安装。图4-36比例式减压阀的安装2021/5/9594.1.2室内消火栓给水系统(8)消火栓系统的减压2)消火栓栓口减压措施减压孔板(出水压力不大于0.5MPa)水流方向22图4-38减压稳压消火栓结构图1—减压孔板;2—消火栓支管12021/5/9604.1.2室内消火栓给水系统(8)消火栓系统的减压减压稳压消火栓外形与一般消火栓相同,自动调节,使栓后压力保持稳定的消火栓。工作原理:内部有减压装置,侧壁设有泄水孔。依靠活塞的运动和泄水孔面积的变化自动调节栓后压力。不需进行减压计算和现场调试。1234图4-38减压稳压消火栓结构图1—挡板;2—活塞;3—弹簧;4—活塞套2021/5/9614.1.2.6室内消火栓给水系统的水力计算

消火栓给水系统水力计算的主要任务是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。我国规范规定的各种建筑物消防

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