建筑消防给水基础设施.ppt.ppt

1、第二章 建筑消防给水基础设施,给水基础设施,消防水源 消防水泵 高位消防水箱 消防增压稳压设备 压力调节设施 水泵结合器 室外消火栓,第一节 消 防 水 源,一、消防水源的类型及其建设,（一）天然水源,天然水源应满足的基本要求,必须保证常年有足够的水量，保证率按25年一遇确定。,应设置可靠的取水设施，保证任何季节、任何水位都能取到消防用水，如采取修建消防码头、自流井、回车场等措施，还需防冻、防洪。,修建消防码头,贯通坡道消防码头,消防过水码头,挖掘吸水坑,建立消防自流井,修建消防车道,二、市政给水管网 主要的消防水源,水厂,输水管,干管,(连接管),连接管,分配管,进户管,水塔（或高位水池）,

2、管网附件（阀门、单向阀、排气阀、泄水阀、减压阀）,（一）市政管网的基本组成,(1)高压消防给水系统,(二)管网类型,1. 按消防水压要求分类,高地水池 集中高压消防水泵房,压力要求：管道内的供水压力应保证用水量总量达到最大且水枪在任何建筑物的最高处时，水枪的充实水柱仍不小于10。,(2)临时高压消防给水系统,特点：管网内平时水压不高，发生火灾时，临时启动泵站内的高压消防水泵，使管网内压力达到高压消防给水管网的供水压力的要求。,适用范围:石油化工厂或甲、乙、丙类液体、可燃气体储罐区内。,(3)低压消防给水系统,特点：管网内平时水压较低，一般只负担提供消防用水量，水枪所需的压力由消防车或移动式消防

3、泵产生。 压力要求：管道内的供水压力应保证灭火时最不利点消火栓处水压不小于0.1MPa (从室外地面算起)。,2. 按管网的平面布置形式分类,(1)枝状管网消防给水系统,在建设初期或室外消防用水量不超过15L/s时,可设置为枝状管网消防给水系统,(2)环状管网消防给水系统,室外消防给水系统应设置为环状管网消防给水系统,3. 按用途分类,合用消防给水系统,独立的消防给水系统,(三)管网管径确定,式中：D管网管径，m； Q管段设计流量，m3/s； v管段流速，m/s。,对于合用管网，按经济流速确定 对于独立消防管网，为防止水击，一般不大于2.5m/s,管段流速的确定,投资偿还期内管网造价和管理费用

4、（电费）为最经济的流速,确定管网管径、消防水泵扬程或水塔高度，以满足消防时所需的消防用水量和水压的要求。,(五)管网水力计算,管网水利计算的目的：,1.枝状管网水力计算,特点是管道为串联，管路的水头损失为各管段水头损失之和。,注：合用管网当采用生产、生活用水量确定管径，并以此确定水泵扬程或水塔高度时，应在管网最不利点加上消防流量，进行校核。,确定各管段流量,2.环状管网水力计算 特点是管路为管道的并联。 节点方程,式中:Qi流进(为正)或流出(为负) 该节点的流量，L/s； n 节点的管段数。,（2）环方程,式中:hi环内某管段的水头损失，kPa； n环内的管段数。,注意：根据流动方向判定管段

5、水头损失的正负， 一般顺时针为正，或逆时针为负。,在管网内的任一环，绕环一周，各管段的水头损失之和为零。, 管网平差,注意：1.管网平差的目的：确定管网管径、消防水泵扬程或水塔高度，以满足消防时所需的水压和水量。 2.管网平差的方法,设计计算时，为消除闭合差而进行的重复调整流量的运算方法。,三、消防水池,人工建造的储存消防用水的构筑物 (一)消防水池的设置原则 1.当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量； 2.市政给水管道为枝状或只有一条进水管，且消防用水量之和超过25L/s(二类高层住宅建筑除外)。 (二)消防水池的有效容量 消防水池的有效容量应

6、满足在火灾延续时间内室内、外消防用水量的要求。若在火灾情况下能保证消防水池得到连续补水时，可减去火灾延续时间内的补充水量。,计算公式：,式中:V消防水池的有效容量,m3； n需要同时开启的灭火设施种类数； qi所负担的某类灭火设备用水量,L/s； ti该灭火设备相应的火灾延续时间,h； qb火灾延续时间内外网可靠的连续补 充水量,L/s； tijti中的最大者,h。,火灾延续时间：,不同灭火系统和不同场所火灾延续时间,例题：某建筑物，其消防水池负担室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统的消防用水。室内消火栓给水系统的用水量为30L/s，火灾延续时间为3h,自动喷水灭火系统的用水量为26L/s，火

7、灾延续时间为1h。试确定其消防水池的容积。 解：,建一个500m3的水池即可。,第二节 消防水泵给水设施,叶片式水泵 容积式水泵 其它类型泵,离心泵、轴流泵、混流泵,活塞式往复泵、转子泵,螺杆泵、真空泵、引射器,一、消防水泵,离心泵优点：适用范围广、型号多、流量可随意调节,（一）离心泵的工作原理和基本构造,z,z,离心泵构造示意图,负压,(二)离心泵的基本性能参数及性能曲线,3.轴功率与有效功率,轴功率是原动机输送给水泵的功率.(N，kW),有效功率是单位时间内通过水泵的液体 从水泵那里得到的能量。 （Nu）,式中：Nu水泵有效功率，kw； g重力加速度，m/s2； 液体的密度，kg/m3；

8、Q水泵流量，m3/s； H水泵扬程，mH2O。,5、转速(n)：水泵叶轮的转动速度，r/min,6、允许吸上真空高度(Hs)：水泵在标准状况 下运转时,所允许的最大真空高度，该值反映了水泵的吸水效能，决定水泵的安装高度。mH2o,4、效率()：水泵的有效功率与轴功率之比,当n = C时 H = f1（Q） N = f2（Q） Hs = f3（Q） = f4（Q）,水泵性能曲线： 反映水泵的扬程、轴功率、效率、允许吸上真空高度与流量之间的关系曲线。,消防专业泵切线泵,切线泵性能曲线,扬程变化小于5%,（四）离心泵工况点,1、管道系统的特性曲线,水泵装置在某瞬时的实际出水量、扬程、轴功率、效率以及

9、吸上真空高度，也即水泵的工作点。,水泵的工况点是由水泵的本身性能和管道性能共同决定的。,流体在管路系统中流动所消耗的能量，用来克服两部分压差和阻力：,Q-h,2、工况点的确定,图解法,Q,H,M,HST,Qh,QH,QN,Qm,（五）水泵的并联和串联,1、水泵的并联工作,增加给水总流量 通过控制开启水泵台数，调节供水量 提高安全性(一备一用）,特点：,水泵并联的可能性,注：水泵并联是在各泵的扬程相差不大的条件下实现的,2、水泵的串联工作,Q,H,(QH)1+2,HST,H1,H1+2,Q1,Q1+2,规律： 1、水泵串联后，扬程比任一台水泵单独使用时高,但小于单独使用时的扬程之和(H1+22H

10、1,2) 2、串联工作时，每台泵流量增加. (Q1+2Q1),(QH)1，2,Qh,水泵并联时可以增加总流量，但每台泵 的流量都有所减少、扬程有所增加； 水泵串联时可以提高总扬程，但每台泵 的扬程都有所减少、流量有所增加。,注意：,二、消防水泵房及泵房设施,(一)消防水泵房的建筑设计要求 1. 独立设置的消防水泵房应采用一、二级耐火等级的建筑。 2. 附设在低层建筑物内的消防水泵房，应用耐火极限不低于1h的非燃烧体墙和楼板与其他部位隔开；附设在高层建筑物内的消防水泵房，应用耐火极限不低于2h的隔墙和1.5h的楼板与其他部位隔开。,3. 消防水泵房应设安全出口。泵房位于首层时，其出口应直通室外。

11、若位于地下室或其它楼层时，其出口应直通安全疏散出口。 4. 以内燃机作动力的消防水泵房，应有相应的安全措施。,(二)消防水泵的吸水方式 1.自灌式引水方式（水池水位高于泵轴线） 2.非自灌式引水方式（水池水位低于泵轴线） 说明：消防水泵应采用自灌式引水方式,非自灌式引水的引水设备：,2.消防备用泵的工作能力 消防备用泵的工作能力不应小于其中工作能力最大的一台消防工作泵。,(三)消防泵房备用泵的设置,1.消防备用泵的定义 消防备用泵是指防备消防工作泵发生故障或停泵检修时可立即投入运行的泵。,(五)消防水泵的启动时间（5min),1.手动启动装置：消防按钮 2.自动启动装置：压力开关、稳压泵、变频

12、调速水泵等,(四)消防水泵的启动装置,1.电动机，电动机是消防水泵的主要动力，要求专线供电，并应有两个独立的电源提供电力； 2.内燃机，利用内燃机作为动力时，要注意保证启动时间，并应注意燃料的防火； 3.电源不能保证时，可采用内燃机作为备用动力；泵与动力机械应直接连接，不能用皮带传动。,(六)消防水泵的动力装置及要求,消防水泵要求在火场断电时仍能正常运转，其动力装置及要求为：,第三节 高位消防水箱,特点：适宜扑灭初期火灾，可靠性高，经济性好。,作用：建筑物发生火灾而消防水泵尚未启动时，利用消防水箱的水进行灭火。,一、设置原则,设置临时高压消防给水系统的建筑物，应设消防水箱.,设置常高压消防给水

13、系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水压时，可不设消防水箱.,二、有效容积,计算：,式中： Vf消防水箱有效容积 Qf室内消防用水量 Tx水箱保证供水时间 ，一般取10min,规范规定：,自动喷水灭火系统 18m3,四、设置高度,建筑高度100m 最不利点消火栓处静水压0.07MPa,建筑高度100m 最不利点消火栓处静水压0.15MPa,仅设自喷的建筑 最不利点喷头处工作压力0.05MPa,第四节 消防增压稳压设备,设置原则：当临时高压消防给水系统所设的消防水箱的设置高度满足不了系统最不利点灭火设备需要的 水压要求时，应在系统中设置增压稳压设备。,一、工作原理,P2,P

14、s1,P1,P1设计最小工作压力,P2消防水泵启动压力,Ps1稳压泵启动压力,Ps2稳压泵停泵压力,二、类型,1、按设备在系统中的设置位置分类,2、按气压罐的设置方式分类,上置式消防增压稳压设备,下置式消防增压稳压设备,三、基本设计参数,（一）对气压罐,1、设计最小工作压力,应满足系统最不利点灭火设备所需的水压要求,2、消防储水容积,应满足30 s消防常备储水量的要求,（二）对稳压泵,1、流量,消火栓系统 Q5 l/s,自 喷系统 Q1 l/s,2、设置数量,两台（一用一备）,第五节 消防压力调节设施,一、作用,在高层建筑消防给水工程中，压力调节设施起调节平衡管路中水压的作用，以保证灭火设备处

15、的压力在设计范围之内或使供水均匀。,二、常用类型,下游停止用水时,下游用水时,弹簧薄膜减压阀静压减压,比例减压阀可以自动按比例调节进出口压力，实现减压的目的。,(1) 消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa时，在消火栓处应设减压设施。 (2) 比例减压阀既可以减动压也可以减静压。,说明：,比例减压阀,第六节 水泵接合器,一、水泵接合器的作用,消防车往建筑物室内消防给水管网输送消防用水的预留接口,利用消防车从室外消防水源抽水，通过水泵接合器向消防给水管网提供或补充消防用水。,当建筑物发生火灾，室内消防水泵因停电、检修或出现其他故障而停止运转期间； 建筑物发生较大火灾，室内消防用水量显现不足时,高层

16、工业与民用建筑 超过四层的厂房和库房 设有消防给水管网的住宅 超过五层的其他民用建筑,二、设置原则,其室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设消防水泵接合器。,三、类型,地上式 地下式 墙壁式,四、设置数量,按室内消防用水量计算确定 每个水泵接合器流量为1015l/s 若建筑物同时设有消火栓和自动喷水系统时，各系统应分别设置水泵接合器。 分区并联给水时，各分区均设水泵接合器,第七节 室外消火栓,是指设置在市政给水管网和建筑物外消防给水管网上的供水设施，作用是供消防车（或其他移动灭火设备）灭火。,1、按设置方式分,一、室外消火栓的类型,2、按压力分,3、按服务范围,三个接口：一个直径为150mm

17、或100mm；两个65mm出口。 两个直径65mm的接口，为内扣式，供接水带使用 150mm或100mm的为丝扣接口，连接消防车的吸水胶管。,(1) 地上式消火栓,特点：目标明显、易于寻找、出水操作方便；怕冻,两个接口：直径为100mm和65mm的接口各一个； 其中直径100mm接口，供接消防车的吸水胶管 直径65mm接口，供接消防水带。,(2)地下式消火栓,特点：防冻、不易遭到人为破坏、便利交通；目标不明显，适用于寒冷地区。,要求：在附近地面上应有明显的固定标志，便于在雨雪等恶劣天气下寻找消火栓。,(3) 低压消火栓,设置在低压消防给水管网上的室外消火栓，称为低压消火栓 作用是为消防车提供必

18、需的消防用水量， 火场上水枪等灭火设备所需的压力由消防车加压获得。,4.高压消火栓,设置在高压消防给水管网上的室外消火栓称为高压消火栓。 由于系统压力较高，因此，能够保证所有消火栓直接接出水带、水枪产生消防射流实施灭火， 不需要消防车或其他移动式消防水泵再加压。,二、室外消火栓的流量和数量,1、低压消火栓的流量,1015l/s (按2支水枪，Sk=1015m计算）,2、高压消火栓的流量,不小于5l/s (按1支水枪，Sk=1015m计算）,3、建筑室外消火栓的数量,N = Q / q,Q建筑室外消防用水量，L/s q室外消火栓的流量，L/s,三、室外消火栓的压力,1、低压消火栓的压力,2、高压消火栓的压力,（按照1条水带给消防车水罐上水考虑，并保证两支枪的流量）,（按照19mm水枪在任何建筑物最高处，流量不小于5L/s，Sk不小于10m时，6条65mm水带供水的要求）,Hxh最不利点室外高压消火栓处的出口压力， MPa H 水枪出口（水枪手站在建筑物最高处）与消火栓出口之间的