建筑灭火设施计算题

1. 某城市现有人口数 7 万，城市内有一丙类物品仓库，耐火等级为一级，建筑 物容积约60000m3试确定该城市的消防用水量是多少？ 解：由人口数为 7 万，查表得： 同一时间的火灾次数 =2 次，一次灭火用水量为 35L/s 由建筑物查表得：一次灭火用水量为 45L/s 城市消防用水量为 35+45=80L/s2. 某城市现有人口数 4万，城市内有一建筑物，其室外消防用水量为 20 l/s ， 试确定该城市的消防用水量为何？解：由人口数为 4 万，查表得：同一时间的火灾次数 =2 次，一次灭火用水量为 25L/s由建筑物一次灭火用水量为 20L/s城市消防用水量为 25+25=50L/s3. 有一占地 80公顷的工厂，家属区共有人口近 2万，厂区内室外消防用水量 较大的几座建筑及水量分别为： 厂房为 30 l/s ，仓库为 35 l/s ,办公楼为 20 l/s 。 试确定该工厂的室外消防用水量。解：由人口数为 2 万，查表得：一次灭火用水量为 15L/s工厂内最大建筑物用水量为 35L/s城市消防用水量为 15+35=50L/s4. 有一占地 120公顷的工厂，家属区共有人口近 2.2 万，厂区内室外消防用水 量较大的几座建筑及水量分别为：厂房为 25 l/s ，仓库为 30 l/s , 办公楼为 20 l/s 。试确定该工厂的室外消防用水量。解：工厂内最大两座建筑物用水量为 30L/s 和 25L/s ，城市消防用水量为 30+25=55L/s5. 有一高层百货楼， 设有室内消火栓系统， 用水量为 20L/s ；自动喷水灭火系统， 用水量为26L/S ;室外消火栓直接从市政管网接出，用水量为 20 L/s ;试确定 该建筑消防水池的有效容积。 ( 时间？ )解：消防水池的有效容积为：nV 3.6( qiti qbtij )i13.6(26 1 20 3)309.6m3建一个400m3的消防水池即可。6. 某有一高层百货楼，室内外消防用水均取自消防水池，设室内消火栓 系统用水量为20 L/s，室外消防用水量为20L/S，火灾延续时间均为2h；自动 喷水灭火系统用水量为26 L/s，火灾延续时间为1h。试确定该建筑消防水池的 有效容积。解： nV 3.6( qiti qbtij )i1=3.6 (20 +20 ) X 2 +26 X 1 0=381.6m3建一个400m3的水池即可。7. 高度60米,层高4米,确定室内消火栓保护半径.解：确定水枪充实水柱SK= 1.414 (H1-H2) =1.414(4-1)=4.24( m根据规范要求：SK 10m取SK =10mHq= 10-2 a SK=10-2 X 1.35 X 10=0.135MPaqfj= (102 B Hq) 1/2 =( 102X 1.57 X 0.135) 1/2=4.6 (L/s )根据高规要求：qfmin=5L/s, 取qf=5L/s,则:Hq= qfj2/(102 B) = 52/(102 X 1.57 ) =0.159MPa,SK= Hq /( 10-2 a )=0.159/(10-2 X 1.35 )=11.78m, 所以,Rf=Ld+LK=Ld+SKcosa=0.9*20+11.78*cos45o = 26.33 (m8. 三层工业厂房,层高7.2米,确定室内消火栓保护半径.解：确定水枪充实水柱SK= 1.414 (H1-H2) =1.414(7.2-1)=8.77( m)根据规范要求：SK 7m取SK =8.77mRf=Ld+LK=Ld+SKcosa=0.9*20+8.77*cos45o= 24.2 ( m)9. 充实水柱13m,每支枪流量5.4L/s,65mm水带(a =1.58,s=0.00086),确定消火 栓最小出口压力.解：Hxh = Hqs + Hd= 10-2 a SK +S qf 2=10-2 X 1.58 X 13+0.00086 X 5.42=0.2304(MPa)10. 某市计划建设一高4m长160m宽12m的地下商业街，战时可作为人防 工程使用，商业街由两排 400mX 400mm的支撑柱支撑(间距分别为 6m 4n), 街中央为走道，两旁由石膏板隔成商铺。试为其布置室内消火栓并确定系统用 水量。12m160 m解：体积：V=4 X 160X 12=7680m31500m3查表：p112表2-12，采用单排双水柱布置，每支水枪的最小流量为2.5L/s(1) 充实水柱长度：4 1sin 454.24m查建规或教材有：人防工程的充实水柱不小于10m，故取 Sk=10m(2) 保护半径Rf Ld Lk 20 925（如取25m的水带，则保护半径为30m）（3）单排双水柱布置时的布置间距LfR2 b2 . 252 82 23.68,取 18m(4)n(5)消火栓个数型 8.88.( 个)18取10个选 19mn水枪，Sk=10m 贝U，qf Hq .157.7 0.1354.6L/S(6)系统的用水量为 2X4.6=9.2L/s 布置方法一：h8m 24m1 12k34v160 m布置方法二：123mJ1 MII Ti123412m12m160 m11. 一建筑高度60m的高层教学楼，设有独立的消火栓系统，要求充实水柱15m, 配备19mn水枪，标准胶里水带，消防水水池最低水位标高2.5m，最高层消火栓栓口标高55.5m,最不利管路沿程水损100kPa,试确定系统设计流量和水泵 扬程）解：查表p111表2-11，教学楼高度=60m50m故同时使用水枪数量为6支，每支水枪的最小流量为 5L/S 充实水柱长度Sk=15m贝U：(不选5L/s)Hq Sk 0.018 15 0.27MPaq . Hq . 157.7 0.276.5L/S(1) 室内消防用水量为：Qf N qf 6 6.5 39L/s(2) 计算最不利点消火栓栓口处所需水压：2H xh H qs H d H qs SQ220.27 0.00035 6.52 0.2848MPa(3) 水泵扬程：Hb H H xh h(55.5 2.5) 28.48 10 1.1 97.5 mH2O12、一面积500川的中u危险级场所，装有通透性装饰吊顶，设置自动喷水灭 火系统进行保护，如配备标准闭式喷头，分别计算采用湿式系统和干式系统时 的系统设计用水量和所需喷头数量。(1) 湿式系统：喷水强度：qu= 1.3 X 8.0=10.4 L/ min m2作用面积：A=160 m2Qj= qu A / 60 =10.4 X160 / 60=27.73 L/ sQs = (1.151.30 ) Qj =1.3 X 27.73 =36.05 L/ sA1=4q0/4qu=80/10.4 =7 .69 mn=A/A1=500/ 7 .69 =66(2) 干式系统：喷水强度：qu=1.3 X 8.0=10.4 L/ min m2 作用面积： A=1.3X 160=208 mQj= qu A / 60 =10.4 X208/ 60= 36.05 L/ sQs = (1.151.30 ) Qj =1.3 X 36.05 =46.87 L/ sA1=4q0/4qu=80/10.4 =7 .69 mn=A/A1=500/ 7 .69 =6613、一面积300 m的严重危险级U级场所设有雨淋系统，求需要安装的标准开 式喷头数量。喷水强度：qu=16 L/ min m2作用面积： A=260 mA1=4q0/4qu=80/16 =5 mn=A/A1=300/ 5 =6014、一面积300m2中危险级I级场所，设置湿式系统保护，如采用标准喷头， 估算系统设计秒流量及所需喷头数。喷水强度：qu=6.0L/ min m2 作用面积： A=160mQj= qu A / 60 =6.0 X160/ 60= 16L/ sQs = (1.151.30 ) Qj =1.3 X 16=20.8 L/ sA1=4q0/4qu=80/6 =13 .33 mn=A/A1=300/ 13.33 = 2315、 一综合楼建筑高度为110m地下2层为汽车库(中危险U级)，1-3层为建 筑面积13000m2的商场(中危险U级)，3层以上为办公楼(中危险I级)，估算 该建筑物的自动喷水灭火系统设计流量。喷水强度：qu=8.0L/ min m2作用面积：A=160川Qj= qu A / 60 =8.0 X 160/ 60= 21.33 L/ sQs =(1.151.30 ) Qj =1.3 X 21.33 =27.73 L/ s16、 某综合楼，火灾危险等级为中危险级I级，建筑面积4500m2 ,拟设置闭式自动喷水灭火系统，喷头采用标准闭式喷头。回答下列问题：(1) 确定系统类型及其设计基本参数(2) 计算喷头流量和保护面积(3) 计算作用面积内动作的喷头数量(4) 估算该建筑物需要安装的喷头数量(5) 计算喷头库存量(6) 计算系统流量(7) 分析说明自动喷水灭火系统的特点和应用前景解：(1)选用湿式系统，喷水强度：qu=6.0L/min作用面积：A=160tf(2) q0 =80 L/min = 1.33 L/ s A仁4q0/4qu=80/6 =13 .33m(3) n=A/A 仁 160/ 13 .33 =12(4) n=A/A1=4500/ 13 .33 =338(5) n仁338 X 1% =410 喷头库存量取10(6) Qj= qu A / 60 =6.0 X 160/ 60= 16 L/ sQs =(1.151.30 ) Qj =1.3 X 16 =20.8 L/ s ( 7)略17、某轻危险级保护场所，其保护区面积为500m2设有自动喷水灭火系统保护， 试求系统设计秒流量；若采用标准喷头，计算所需喷头数量。(喷头工作压力0.1MPa解：喷水强度：qu=4.0L/ min m2作用面积：A=160 m2Qj= qu A / 60 =4.0X 160/ 60= 10.67L/ sQs =(1.151.30 ) Qj =1.3 X 10.67=13.87 L/ sA1=4q0/4qu=80/4 =20 m2n=A/A 仁500/ 20 = 25 (个18、一宽10m高8m的防火卷帘采用水幕系统冷却保护，试确定系统设计用水 量。如水幕喷头的设计流量为 2.5l/s，求所需喷头数和设计用水量。解：qu=0.5 +(8 4)X 0.1 = 0.9L/ s m所需喷头数：n= qu L/q=0.9 X 10/2.5= 3.6 取4个喷头 排成一排 设计用水量：Qs =(1.151.30 ) n q0 =(1.151.30 )X 4X 2.5=11.513 L/ s或：Qs =(1.151.30 ) quL = (1.151.30 ) X 0.9 X 10=10.35 11.7 L/ s19、一舞台口宽20m，高10m设防火分隔水幕，如米用标准开式喷头，估算系 统设计用水量和所需喷头数。解：qu=2.0L/ s m P= 0.1 MPa K=80q=80L/min =1.33L/sn= qu L/q=2.0 X 20/1.33= 30(个)布置成2排,每排15个布置间距：S=Mq/qu=2X 1.33/2=1.33 m也可以用20/15 = 1.33 m估算设计用水量：Qs =quL = 2 X 20=40 L/ s20、 某固定顶油罐，储存油品为汽油，罐体直径为 20m要求设置固定式液上泡 沫灭火系统，试计算泡沫液常备量及消防用水量。解：该储罐区选用固定式液 上喷射泡沫灭火系统保护，且采用蛋白泡沫液。泡沫混合液供给强度：qg = 6.0L/min m2混合液连续供给时间：t1 = 40mi n；确定泡沫产生器数量：保护面积：A=n D2/4 = 3.14 X 202/4 = 314 m2选用PC16型泡沫产生器,所需数量为：n1 = qgA/qc = 6.0 X 314/960 = 1.96 2 (个)；若选选用PC8型泡沫产生器,所需数量为：N1 = qgA/qc = 6.0 X 314/480 = 3.925 4 (个)；每个泡沫产生器的混合液流量为：q仁6.0 X 314/2=942L/min=15.7L/s;确定泡沫枪设置数量及其混合液连续供给时间：查表可知：该油罐需设置1支PQ8型泡沫枪，其混合液连续供给时间为20min,每支泡沫枪混合液流量q2= 480L/min。计算混合液设计流量：Qh=k(n 1q1+ n2q2) =1.05(2X 942 + 1 X 480) /60 =49.77L/s50L/s确定泡沫液储量：W=f(n 1q1t1+ n2q2t2)10-3=0.06(2 X 942X 40 + 1 X 480X 20)10-3 = 5.1m3确定灭火用水储量：Ws = (1-f)( n1q1t1+ n2q2t2)10-3 = 79.9m3：冷却用水流量计算，采用固定式冷却方式：a) 着火罐冷却用水流量：Q1= qn D= 0.5 X 3.14 X 20= 31.4L/sb) 邻近罐冷却用水流量：Q2= 1/2 (qn D) = 0.5 X ( 0.5 X 3.14 X20) = 15.7L/sc) 冷却用水总流量：Q= Q1+ Q2= 31.4 + 15.7 = 47.1L/s确定冷却用水储量：Wl= 3.6Qt = 3.6 X 47.1 X 6=1017.36 m3(11)确定消防水池有效容积：V= W+ Wl= 79.9 + 1017.36 = 1097.26 m321、一直径40m的固定顶汽油罐，采用液上喷射泡沫灭火系统保护，试确定其 泡沫液的最小储量。(按照考虑泡沫枪和不考虑泡沫枪两种情况分别计算)解：选用蛋白泡沫液。A:不考虑泡沫枪情况：(只有固定系统)泡沫混合液供给强度：qg = 6.0L/min m2混合液连续供给时间：t1 = 40mi n；保护面积：A=n D2/4 = 3.14 X 402/4 = 1256 m2;泡沫产生器数量：选用 PC16型泡沫产生器n1 = qgA/qc = 6.0 X 1256/960 8 (个);每个泡沫产生器的混合液流量为：q1=6.0 X 1256/8=942L/min=15.7L/s;泡沫液储量 :Wp= fn1q1t110-3= 0.06 X 8X 942X 40X 10-3 = 18.1m322、一直径40m的固定顶汽油罐，采用液上喷射泡沫灭火系统保护，试确定其 泡沫液的最小储量。(按照考虑泡沫枪和不考虑泡沫枪两种情况分别计算) 解：选用蛋白泡沫液。B: 考虑泡沫枪查表可知：该油罐需设置2支PQ8型泡沫枪，其混合液连续供给时间为30min, 每支泡沫枪混合液流量q2= 480L/min ;泡沫液储量 :Wp= f(n 1q1t1 + n 2q2t2)10-3=0.06(8 X 942X 40+ 2X 480X 30)10-3= 19.8m323、 一油罐区，采用卧式罐组，防火堤占地面积 500m2要求混合液供给强度不 低于12.51/min.m2，连续供给时间为40分钟，采用PQ8型泡沫枪灭火，求所需 的泡沫枪的数量及泡沫液的储量。解：卧式罐无固定泡沫系统，只考虑泡沫枪泡沫混合液供给强度：qg= 12.5L/min m2混合液连续供给时间：t1 = 40mi n；保护面积A= 120 m2 (燃烧面积按防火堤的实际面积确定，若防火堤的实际面 积超过120m2燃烧面积仍按120 m2计)；泡沫枪的数量 :泡沫枪类型：采用PQ8型泡沫枪，混合液流量为8L/sn1 = qgA/qc = 12.5 X 120/480 = 3.125取 4 支；每支泡沫枪的实际混合液流量为：q1=12.5 X120/4=375L/min;泡沫液储量 :Wp = fn1q1t1 X 10-3= 0.06 X 4 X 375X 40 X 10-3 = 3.6m3。24、有一直径30m储存甲醇的外浮顶罐，泡沫堰板高 0.6m、距罐壁1.0m，泡沫 从金属挡雨板下部喷射，试进行泡沫灭火系统的设计计算 。解：该储罐区选用固定式液上喷射泡沫灭火系统保护，且采用抗溶性泡沫液。泡沫混合液供给强度：qg= 12.5L/min m2 混合液连续供给时间：t1 = 30mi n； (p294) 保护面积：A=1/4n D2( D 2a) 2=1/4n302( 30 2X 1) 2 = 91.06 m2;泡沫产生器的数量 :选用PC16型泡沫产生器,所需数量为：n1 = qgA/qc = 12.5 X 91.06/960 2 (个);又：n2 = n D/24= 3.925 4 (个)；取 n= 4 个 (p294) 每个泡沫产生器的混合液流量为：q1=12.5 X91.06/4=284.56L/min=4.74L/s;确定泡沫枪设置数量及其混合液连续供给时间：查表可知：该油罐需设置2支PQ8型泡沫枪，其混合液连续供给时间为 20min, 每支泡沫枪混合液流量q2= 480L/min。计算混合液设计流量：Qh=k(n 1q1+ n2q2) =1.05(4X4.74 + 2X480) /60 =36.7L/s确定泡沫液储量：Wp= f(n 1q1t1 + n 2q2t2)10-3=0.06(4 X 284.56 X 30 + 2X 480X 20)10-3 = 3.2m3确定灭火用水储量：Ws = (1-f)( n1q1t1 + n2q2t2)10-3 = 50.15m3冷却用水流量计算，采用移动式冷却方式(19mn水枪)：a) 着火罐冷却用水流量：Q1= qn D= 0.6 X 3.14 X 30= 56.52L/sb) 邻近罐冷却用水流量：Q2= 1/2 (qn D)= 0.5 X( 0.5 X 3.14 X 30)= 23.55L/sc) 冷却用水总流量： Q= Q1+ Q2= 56.52 + 23.55 = 80.07L/s 确定冷却用水储量：冷却供水时间：t3 = 4 h (见课件一泡沫3第61页)Wl= 3.6Qt = 3.6 X 80.07 X 4=1153 m3(11)确定消防水池有效容积：V= W+ Wl= 50.15 + 1153= 1203.16 m3(注：浮盘为非浅盘式或浮舱为非易熔材料制作时，相邻罐可不冷却)25. 某30mX 12mX 4m的乙烯储存库，侧墙上有 4个2mX 1m的不能关闭的外窗， 库房中有2个1mX 1m的非燃烧柱，采用全淹没 CO2系统保护，试计算CO2灭火 剂最小储量。解：防护区容积：VV=30X 12X 4=1440m3可扣除体积：Vg=2X 1 X 1 X 4=8m3防护区净容积：V=VV-Vg=1440-8=1432m3开口面积：A0=4X2X仁8m2总表面积：AV=(30X 12+12X 4+30X 4) X 2=1056m2折算面积：A= AV+30A0=1056+3X 8=1296m2灭火剂用量：W=Kb(0.2A+0.7V)=1.6 X (0.2 X 1296+0.7 X 1432)=2018.56Kg灭火剂储存量： Wh=1.08W=1.0X 2018.56=2180Kg26. 一歌舞厅(严重危险级)使用面积 600川，设有室内消火栓(K=0.9)。拟配 置MFZL5灭火器(灭火级别3A),试求需要配置的灭火器数量。解：保护面积：S=600m2查表：K=0.9 U=50m2/AQ=1.3KS/U(1 分)=1.3 X 0.9 X 600/50=14.04A灭火器配置数量：N=14.04/3=4.68灭火器配置数量为5具。