第4章 建筑消防给水

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,4,章,建筑消防给水,1,消防给水系统,消火栓给水系统；自动喷水灭火系统。,2,固定灭火装置,固定灭火装置有以下四种。,（,1,）卤代烷灭火系统。,（,2,）二氧化碳,(CO,2,),灭火系统。,（,3,）蒸气（水蒸气）灭火系统。,（,4,）氮气灭火系统。,4,1,消火栓给水系统及布置,一、,设置原则,执行国家,建筑设计防火规范,，,高层民用建筑设计防火规范,。,二、 建筑内消火拴给水系统组成,1.,水枪,喷嘴口径：,与水龙带接口：用快速螺母连接。,2.,水龙带,DN50mm,，,DN65mm,麻质：抗折叠，质轻，水流阻力大,橡胶：易老化，质重，水流阻力小,3.,消防水喉,小口径拴,25mm,，,喷嘴，,68mm,，,L=20,，,25,，,30m,4.,消火拴,内扣式快速连接螺母,+,球形阀，单出口、双出口,DN65,，,DN50,配置：,消火栓,DN65,，,水枪,19,或,16,，,65,水带,。,消火栓,DN50,，,水枪,16,或,13,，,50,水带。,消防软管卷盘,19,或,25,，,长,30m,，,6,水枪。,选用：室内消防水量,q,xh,10L/s,，,消火栓,DN50,；,q,xh,10L/s,，,消火栓,DN65,。,5,消火拴箱,内置：消火拴、水枪、水龙带、水喉、消防报警,及启泵装置,设置：承重墙，明、暗、半暗,6,消防水泵接合器,作用：连接消防车向室内消防给水系统加压供水的,装置。,组成：闸门、安全阀、止回阀、消防水泵结合器接,口。,形式：地面、地下、墙壁式 。,设置点：便于消防车接管供水地点；周围在,1540m,范围内有消防水池或室外消火栓。,7,消防给水管网,环状；低层：生活、消防共用系统；高层：独立系,统。,8,消火栓系统加压贮水设备,初期火灾用水,(10,分钟,),贮水：水箱，气压给水装置。,消防水池设置条件：,市政给水管道或天然水源不能满足消防用水量；,市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类,居住建筑除外）。,消防贮水可与生活贮水合用，但应有消防用,水不被动用技术措施。,消防水泵：提供火灾延续时间内消火栓系统所需,水量及压力。,三、给水方式,1.,直接给水方式,2,.,单设水箱给水方式,3.,水泵水箱联合给水方式,四、室内消火栓的布置,1.,设有消防给水的建筑物，其各层均应设置消火栓。,2.,栓口,拴口距地面,1.10m,。,3.,设在明显、易于取用的地点,(,走廊、楼梯间、大厅入口处,),；,4.,大空间或大房间消火栓应首先考虑设置在疏散门附近，不应设在死角位置。,5.,消防电梯前应设消火拴，,6.,建筑屋顶应设一个装有压力显示装置的检验用消火栓，,7.,高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼、综合楼等和建筑高度超过,100m,的其他建筑，应设消防卷盘。,8.,消火栓间距，（,见附图,1,）可按下式计算：,9.,保护半径间距通过计算确定,水枪射流上倾角按,45,计。,10,水枪充实水柱长度应通过计算确定，一般,H,m,7m,，,不超过,100 m,的高层建筑，,H,m,10 m,；,建筑高度超过,100 m,的高层建筑，,H,m,13 m,。,11,在临时高压消防给水系统的每个消火栓处，应设直接启动消防水泵的按钮。,五、室内消火栓给水管网,1.,室内消火拴个数大于,10,个，且室外消防水量大于,15l/s,，,室内消火栓给水管道应为环状。,2.,环状管网的进水管应为二条。,3. 7,9,层的单元式住宅和,10000m,3,的其他民用建筑、超过,4,层的库房，当室内消防竖管,2,条时，至少每两根竖管成环。,5.,多层建筑的消火栓管道宜独立，高层建筑的消火栓管道应独立设置。,6.,阀门设置便于检修和使用安全。阀门关闭后，同层停止使用的消火栓,5,个。,7.,水泵接合器周围有,1540m,内有室外消火拴或消防贮水池；,8.,水泵接合器数量按室内消防水量及每个接合器流量经计算定，每个接合器,1015l/s,。,4-3,建筑内消火拴系统计算,一、栓口所需压力,(,见附图,2,),式中：,1,求,不计空气阻力，理想状态下的射流长度为,:,式中：,实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力，,垂直射流高度,H,f,为：,空气阻力为：,按水力学管道的沿程损失公式：,式中：,则：,2,水龙带损失,式中：,3,消防射流量,其中：,根据水枪口径和充实水柱长度可查出水枪的射流量和枪口压力值。,二、消防贮备水量计算,1,消防水箱容积：,2,消防水池容积：,其中：,三、消防管网水力计算,目的：确定,DN,和,1,选不利消火栓和最不利立管，确定计算管路。环状网：假设某端发生故障，按枝状计算。,2,按消防规范规定，分配室内消防流量。（注意：,建筑内同时发生火灾的次数为,1,次，着火点,1,处）,3,求出计算管路上各消火栓的消防射流量及栓口压力；,4,在消防管道的流速允许的范围内确定管径。,5,求出水头损失；选加压设备。,1),水箱供水：从水箱出水口到最不利点算，已确定水箱安装高度，选补压设备。,2),水泵供水：从水池液面到最不利点求，选泵的扬程。,4-3,自动喷水灭火系统,一、自动喷水灭火系统,1.,定义：在火灾发生时，能自动打开喷头喷水并同时发出火警信号的消防灭火设施。,2.,成功灭火率：,3.,设置场所,性质重要、火灾危险性大；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。,二、自动喷水灭火系统类型,洒水系统,(,湿式系统、干式系统、预作用系统,),、,雨淋系统、水幕系统、水喷雾系统。,1.,湿式自动喷水灭火系统,组成：闭式喷头报警装置（水力警铃、压力开关）、 湿式报警阀、管网及供水设施等。,（,见附图,3,）,特点：管道始终充满有压水，,灭火速度快、控火效率高。,适用：温度,4,C,，,且,70C,的场所,2.,干式喷水灭火系统,组成：,闭式喷头、管道系统、干式报警阀、充气设备供水设施等。,特点：在干式报警阀前的管道内充有压力水，报警阀 后的管道内充以压力气体（空气或氮气）。 适用：环境温度,70,的场所,。,3,预作用喷水灭火系统,组成：无压气体的管网、自动报警装置、供水设施及探测和控制系统组成。,特点：,管道中平时无水，呈干式，充以低压压缩空气,。,火灾发生时，由火灾探测系统或手动开启控制预作用阀,使消防水进入阀后管道，当闭式喷头开启后，即可喷水灭火。,适用：建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物。,4,雨淋自动喷水灭火系统,组成：火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施等。,特点：在雨淋阀后的管道，平时为空管。火灾发生时，管道内给水是通过火灾探测系统控制雨淋阀来供给，雨淋阀开启后被保护区内所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时。,适用： 雨淋喷水灭火系统适用于火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。,5,水幕系统,组成：水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网、探测系统和报警系统组成。,特点,：,开式喷头，喷出的水形成水帘状,，,与防火卷帘、防火水幕配合使用。,适用：防火隔断、防火分区及局部降温。,6,喷雾系统,特点：喷雾喷头，把水粉碎成细小的水雾滴之后喷射到不在燃烧的物质表面，通过表面冷却、窒息以及乳化、稀释的同时作用实现灭火。,适用：扑灭可燃液体火灾、电器火灾。,三、,自动喷水灭火系统的组件,1,喷头,（,1,）闭式喷头,易熔合金喷头,玻璃球喷头,标准型玻璃球洒水喷头,（下垂型、直立型、普通型、边墙型）、,装饰型洒水喷头、,大保护面积喷头、,ESFR,（,快速响应早期抑制型）喷头。,喷头动作温度：高于环境最高温度,30,。,(2),开式喷头, 开式洒水喷头,无释放机构的洒水喷头。通常 用于雨淋系统中,。, 水幕喷头,喷水形成均匀的水帘状，起阻火、隔火作用。主要用于窗口、檐口和燃烧体构成的墙面，以及对建筑物内设置的玻璃幕墙的防护与冷却。, 水雾喷头,在一定压力下，将水流分解为细小水滴，以锥形喷出。（离心式和撞击式两种）,2.,报警阀,作用：开启和关闭水流；传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。,类型：湿式、干式、雨淋阀、预作用报警阀。,3,水流报警装置,（,1,）水流指示器,作用：报告火灾发生的层数或区域。,原理：管道中水流动，引起水流指示器中浆片随,水流而动作，接通延时电路,20,30s,后，继电器,触点吸合发出区域电信号，送至消防控制室。,位置：各楼层的配水管或支管上。,（,2,）水力警铃,原理：报警阀打开消防水源后，具有一定压力的水,流冲动叶轮打铃报警。,位置：报警阀附近（其连接管不宜超过,6m,）。,（,3,）压力开关：,位置：,垂直安装于延迟器和水力警铃间的管道上。,原理：在火灾发生时，湿式报警阀开启后，一部分水流经过延迟器进入压力开关的阀体内，开关膜片受 压后，触点闭合，电信号输入报警控制箱，发出火灾警报或启动消防泵。,4,延迟器,作用：用来防止由于水压波动原因引起报警阀开启,而导致的误报。报警阀开启后，水流需经过,30s,左,右充满延迟器后方可冲打水力警铃。,位置：湿式报警阀与水力警铃（或压力开关）之间,。,5.,末端监测装置,作用：打开排水阀门相当于一个喷头喷水，即可观察,到水流指示器和报警阀是否正常工作。压力表可测,量系统水压是否符合规定要求，排气阀用来排除管,道中的气体。,位置：安装在系统管网末端，管径为,DN25mm,。,由,排水阀门、压力表、排气阀组成。,6.,火灾探测器,类型：感烟、感温探测器。,位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面。,其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算,而定。,四、喷头及管网布置,1,喷头布置：,原则：,满足喷头的水力特性和布水特性要求；,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；,喷头布置应不超过最大保护面积；,均匀洒水并满足设计喷水强度要求。,形式：,正方形布置,(,见附图,4,),喷头间距按下式计算：,X,B,2RCOS45,式中,X,喷头间距，,m,；,R,喷头计算喷水半径,，,m,；,喷头与边墙的距离不应超过,B/2,。,长方形布置：,2,管网布置（,见附图,5,）,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,4-4,自动喷水灭火系统的计算,1,建筑物,火灾危险等级,轻危险级、,中危险级（,级和,级）、,严重危险级（,级和,级）,仓库危险级（,级、,级,、,级）。,2,自动喷水灭火系统设计的基本数据,民用建筑和工业厂房设计基本数据,（,见,附表,1,）,。,3.,水力计算的步骤,1,）判断保护对象的性质、划分危险等级和选择系统。,2,）确定作用面积和喷水强度。,3,）确定喷头的形式和保护面积。,4,）确定作用面积的形状。,5,）确定作用面积内的喷头数。,6,）确定第一个喷头的压力和流量。,7,）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。,8,）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。,9,）计算系统供水压力，选择水泵。,4,水力计算公式,1,）系统的设计流量,2,）喷头的出流量,玻璃球喷头,d=12.7mm,H,KPa,mH,2,O,K,0.133,0.42,3,）水头损失,5.,水力计算方法,1,）作用面积法,在计算系统流量时，假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头喷水量取值，仅包括作用面积内的喷头才计算喷水量。对轻危险级和中危险级建筑物、构筑物的自,动喷水灭火系统进行水力计算时，应保证任意作用面积内平均喷水强度不小于表,4,2,中的规定，最不利点处作用面积内任意,4,个喷头组成的保护面积内平均喷水强度不应小于表,4,2,中规定值的,85,。,计算方法如下：,选择最不利位置，划作用面积（,见附图,6,）。,水力计算选择最不利点处作用面积宜选择矩形，其长边应平行配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根,1.2,倍，即,。,实际作用面积为,204m,，,共布,20,个喷头。, 每个喷头流量,：,作用面积内喷头洒水量：,理论流量,：,作用面积内平均喷洒水强度,校核作用面积内任意四个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不小于规定值的,85%,。,从系统最不利点开始进行编号（节点包括作用面积内及以后管段喷头处，管道分支连接处及变径处），直至水泵处。,从节点,1,开始，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围内的喷头，作用面积外喷头不计在内。,2),特性系数法,从系统最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直到达到设计流量为止。在此之后的管段，流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。,以,(,附图,7,),为例。, 喷头的特性系数确定后，便可由喷头处的水,压求得喷头的出流量。,支管,尽端喷头,1,，为整个系统的最不利点，,在规定的工作水头,H,1,作用下，其出流量为：,喷头,2,的出流量为：,喷头,3,、,4,的出流量，同理为,：,4,5,管段流量为：,Q,4-5,= q,1,+ q,2,+q,3,+ q,4,节点,5,处水压为：,H,5,H,4,+ h,4-5,节点,5,无出流量，,故,Q,5-6,= Q,4-5,节点,6,处水压为,:,H,6,H,5,+ h,5-6,以支管,末端点,a,为最不利点，为规定的工作水头，以支管,相同的方法对支管,进行计算，得,H,6,及,H,d6,H,d6,为在,H,6,作用下的通过支管,的流量。,管系特性系数,Bg,的求定：,Bg,值为管系的输水特性。当管系在另一水压,作用下时，即可由已知之,Bg,值求算出此时管系的流量：,支管,的特性系数为：,节点,6,接出支管,，在水压,H,6,作用下，通过该点流量为：,修正系数为,由于支管,与支管,水力情况相同,因此 ，,，,B,g,=,B,g,。,将此关系式代入上式，得：,其后各段，依次逐段进行流量调整,，,直到管段累计流量达到设计流量为止。,自动喷水系统设计流量：,Q,s,=(1.15,1.3)Q,L,局部水头损失按沿程水头损失的,20,计。,自动喷水系统所须压力：,H=H,1,+H,2,+H,c,+H,f,附图,1,消火栓布置间距,附图,2,水枪垂直射流,附图,3,湿式自动喷水灭火系统,附图,4,喷头布置,附图,5,R,值计算,附图,6,喷水管网几种布置,附图,7,作用面积法,附图,8,喷水系统计算用图,附表,1,民用建筑和工业厂房的系统设计基本数据,