建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u1589建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算案例綜述 1204551室內(nèi)消火栓管網(wǎng)的布置 219891.1室內(nèi)消火栓間距計(jì)算 229401.2室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的計(jì)算 3327211.3消防給水管網(wǎng)入口壓力計(jì)算 4117202自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 102042.1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的類(lèi)型 10222652.2濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11281522.3濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 11109132.4自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1252342.5自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵計(jì)算與選擇 1564002.6驗(yàn)算 1677462.7水箱安裝高度的校核 1627932.8增壓設(shè)施 16287002.9減壓孔板計(jì)算 1776113建筑消防中滅火器的配置 1784863.1適用范圍 17179843.2火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的確定 17建筑消防系統(tǒng)依據(jù)滅火方式和使用滅火劑的種類(lèi)分為下列3種滅火系統(tǒng)：消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、使用非水滅火劑的固定滅火系統(tǒng)。在水、泡沫、鹵代烷、二氧化碳、酸堿和干粉等滅火劑中，水具有的優(yōu)點(diǎn)有：使用方便、價(jià)格低廉、滅火效果好、來(lái)源廣泛、是目前建筑消防的滅火劑的首要。1室內(nèi)消火栓管網(wǎng)的布置關(guān)于本設(shè)計(jì)綜合樓F座的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)分的獨(dú)立給水系統(tǒng)。室內(nèi)的消火栓管道布置成為環(huán)狀，橫向與豎向都成環(huán)。在環(huán)狀管網(wǎng)上連支管時(shí)，支管上的消火栓個(gè)數(shù)不能多于1個(gè)。此次設(shè)計(jì)的建筑物消防管網(wǎng)的橫管在-2層、1層、24層的吊頂布置。橫管應(yīng)盡量于梁、墻平行布置；立管應(yīng)盡量沿著墻、柱布置，并應(yīng)該考慮設(shè)置消火栓使的位置要為了使用方便、要暗裝在管道井或在建筑內(nèi)的隱蔽處明裝。消防泵的壓水管的兩條管路與消防環(huán)狀管網(wǎng)連接、它的管徑的設(shè)置應(yīng)該注意到若其中1根發(fā)生故障，另一根管路要達(dá)到消防水壓和用水量的要求。當(dāng)豎管為4條以上時(shí),可以關(guān)閉不挨著的兩條。在設(shè)置消火栓時(shí)應(yīng)該保證不論在在建筑的何處都能有兩股消防水柱到達(dá)。在消防電梯前室應(yīng)設(shè)置消火栓。1.1室內(nèi)消火栓間距計(jì)算SiR=SjR代表消火栓保護(hù)半徑（m）;b代表消火栓的最大保護(hù)寬度（m)；K代表水帶彎曲的折減系數(shù)，根據(jù)水帶轉(zhuǎn)彎數(shù)取0.8-0.9;取0.9LdLs代表水槍充實(shí)水柱在水平面的投影長(zhǎng)度。當(dāng)水槍傾角為45°時(shí)，L所以，消火栓保護(hù)半徑為R=0.9×25+0.71×13=31.73m，取32m。1.2室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的計(jì)算（1）最不利點(diǎn)消火栓栓口所需水壓：Hxhqx?HxhHdHqAdLdqxhB--代表水槍水流特性系數(shù)，19mm噴嘴的B=1.577∝f--代φ--代表當(dāng)水槍噴嘴為19mm時(shí)，取0.0097表4-1表4-2充實(shí)水柱選為10m時(shí)，Hq=（10×1.22×13）（1?0.0097×1.22×13）=187.5KPa＝18.75mH2Hq=187.5KPa＝18.75mH2O.Hxh=187.5KPa＋12.7KPa=200.2KPa等于20.02m1.3消防給水管網(wǎng)入口壓力計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，消防立管1、2為消防用水的兩根不利立管。二十四層1號(hào)點(diǎn)為消防的最不利點(diǎn)。1、2、3號(hào)消火栓流量和為1號(hào)立管的流量。4、5、6號(hào)消火栓流量和為2號(hào)消防立管流量。消防用水從系統(tǒng)圖中7處接入到管網(wǎng)。二十四層1號(hào)點(diǎn)的消火栓壓力為0.2MPa,流量為5.44（L/s）。因?yàn)橄懒⒐艿墓軓骄鶠镈N100，即當(dāng)流量為5.44（L/S）時(shí)，i=0.00892則二十三層2號(hào)消火栓的壓力H23二十四層消火栓的消防出水量為：Hq23=H管段1-2內(nèi)流量為q24H22二十二層消火栓的消防出水量為q221號(hào)與2號(hào)消防立管的流量為5.44+5.82+6.39=17.65(L/S），采用DN100管徑的鋼管，ｖ＝1.90m/s，i＝0.0728消防橫管的總流量為16.37+16.37＝32.8（L/s），橫干管采用DN200管徑的鋼管，流速ｖ＝1.07（m/s）i＝0.01072.水泵工況計(jì)算見(jiàn)表4-3水泵工況設(shè)計(jì)計(jì)算表4-3管段流量（L/s）管徑（mm)流速（m/s）單阻i管長(zhǎng)(m)水頭損失1-25.441000.630.0089250.04462-311.261001.360.036950.18453-717.651002.080.08661059.09307-水泵32.82001.070.010333.690.3470管路總水頭損失為1.1×9.6691=10.63601mH2O?；馂?zāi)開(kāi)始后的10分鐘用水箱供水，水流通過(guò)水箱自上而下通過(guò)消防管網(wǎng)將消防用水供給至各消火栓及噴淋。由水泵工況計(jì)算可知消火栓最不利點(diǎn)處，二十四層1號(hào)點(diǎn)的消火栓的栓口壓力為20.02mH2二十三層2號(hào)消火栓栓口的壓力為H23=20.02+5-0.00892×5=24.98mH二十三層消火栓的出水量為q23=H二十二層3號(hào)消火栓栓口的壓力為H23H22=24.98+5-0.0354×5＝29.803mH二十二層消火栓的出水量為q22=H水箱工況設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表水箱工況計(jì)算表表4-4管段流量（L/s）管徑（mm)流速（m/s）單阻i管長(zhǎng)(m)水頭損失1-817.651002.080.086630.2588-933.392001.090.010611.6820.1249-1033.392001.090.01061.50.015910-水箱33.392001.090.010610.0106管路總沿程水頭損失為0.4085mH2O,管路總水頭損失為1.1×0.4085=0.449353.消防水泵的選擇計(jì)算消防水泵的揚(yáng)程HbHbHx?HgHzHb管網(wǎng)用水量為33.39(L/s),選用2臺(tái)多級(jí)離心消防泵，型號(hào)為XBD10.6/80-150，用Y280M-4，功率為100kW的電機(jī)。水泵壓力為1.06MPa，一用一備。減壓設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)消火栓栓口的出水壓力大于50mH2各層的剩余水壓為各層的栓口水壓減去滿足流量為5（L/s）時(shí)栓口的水壓。Hxh即當(dāng)流量為5（L/s）時(shí)，消火栓的最小水壓為0.2MPa。水流通過(guò)減壓孔板時(shí)的水頭損失HkHkS代表孔板阻抗系數(shù)；Q代表通過(guò)減壓孔板的水流流量，單位L/s。本設(shè)計(jì)在第7層的水壓已經(jīng)超過(guò)了0.5MPa,所以從第7層開(kāi)始的每一層均需設(shè)置減壓孔板。以-1層的過(guò)剩壓力開(kāi)始推算減壓孔板的阻抗系數(shù)，滿足-1層的減壓孔板直徑均可用于建筑物各層消火栓的減壓。選用管徑為22的減壓孔板，通過(guò)減壓孔板的水頭損失為43.7m。圖4-1消火栓系統(tǒng)圖4.6自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)4.6.1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的類(lèi)型自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分為：灑水系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)，雨淋系統(tǒng)分為濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)和預(yù)作用系統(tǒng)。濕式系統(tǒng)適用的環(huán)境溫度應(yīng)該＞4℃且＜70℃的建筑物，干式系統(tǒng)適用于溫度＜4℃或＞70℃。結(jié)合此次設(shè)計(jì)建筑物的地理位置與使用性質(zhì)，應(yīng)選擇濕式噴水滅火系統(tǒng)。4.6.2濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的建筑物屬于一類(lèi)高層建筑，應(yīng)在建筑的辦公室、臥室以及各個(gè)活動(dòng)場(chǎng)所均設(shè)置濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。有消火栓設(shè)計(jì)可知，此次建筑物采用的是臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按1h計(jì)算，火災(zāi)開(kāi)始的10分鐘內(nèi)的供水由高位消防水箱供給。該系統(tǒng)組件由閉式噴頭、報(bào)警裝置、濕式報(bào)警閥等組成。查規(guī)范可知此次設(shè)計(jì)的建筑為的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)，所以自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為6L/（min·㎡），作用面積為160㎡。表4-5最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力取0.08MPa。4.6.3噴頭的選擇與布置（1）噴頭的選擇結(jié)合建筑物的性質(zhì)，在1-2層有大于8m高的空間，因此在2層的層頂設(shè)置非倉(cāng)庫(kù)型的特殊應(yīng)用噴頭。因?yàn)殚]式系統(tǒng)的噴頭的公稱(chēng)動(dòng)作溫度宜高于最高環(huán)境30℃。所以除3層廚房的噴頭選用141℃藍(lán)色噴頭外，其余均選擇68℃的紅色噴頭。噴頭玻璃球顏色按表4-6選擇。表4-6噴頭的布置正方形布置：X=矩形布置：A2R代表噴頭的最大保護(hù)半徑，單位m；噴頭出水量計(jì)算：q=K10PQ代表噴頭出水量，單位L/min；P代表噴頭出水壓，取0.08（MPa)K代表噴頭流量特性系數(shù)，取K=80q=K10P=80噴水強(qiáng)度為6L/（min·㎡），噴頭的噴水面積為71.55÷6=11.9㎡噴頭的最大間距為11.9=噴頭的保護(hù)半徑為R=3.452cos45噴頭據(jù)端墻的距離取1m，同一根配送橫管連接的噴頭數(shù)因小于等于8個(gè)，每個(gè)濕式報(bào)警閥控制的噴頭數(shù)不大于800。為排放管內(nèi)空氣與檢修時(shí)放盡余水，給水橫管的坡度為0.003。報(bào)警閥選用ZSFZ-150型濕式報(bào)警閥。4.6.4自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算選用作用面積法進(jìn)行自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算。采取最不利的24層矩形的面積。采用矩形布置是，邊長(zhǎng)為作用面積平方根的1.2倍。B=1.2F=1.2S=B×L=15.2×10.6=161.12㎡＞160㎡，滿足要求。所選作用面積內(nèi)共有20個(gè)噴頭。用作用面積法計(jì)算時(shí)，應(yīng)假定作用面積內(nèi)的各個(gè)噴頭水壓與噴水量相等。q=1.19(L/s)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，即最不利點(diǎn)作用面積內(nèi)噴頭的總流量：QFQFN代表最不利作用面積內(nèi)噴頭數(shù)，15Q代表噴頭的流量，L/min系統(tǒng)理論流量：QL=FqQLqsF代表作用面積，161.12㎡QFQLHkS————代表孔板阻抗系數(shù)；Q————代表通過(guò)減壓孔板的水流流量，單位L/s。計(jì)算可知此次設(shè)計(jì)的建筑物在第9層的水壓已經(jīng)超過(guò)了0.5MPa,所以從第九層開(kāi)始的每一層均需設(shè)置減壓孔板，為方便計(jì)算，以水壓最大的-1層的過(guò)剩壓力開(kāi)始推算減壓孔板的阻抗系數(shù)。即滿足-1層的減壓孔板直徑均可用于建筑物各層消火栓的減壓。選用管徑為23的減壓孔板，通過(guò)減壓孔板的水頭損失為45.5m。2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)2.1自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的類(lèi)型自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分為：灑水、雨淋、水幕、水噴霧這四種系統(tǒng)。雨淋系統(tǒng)分為濕式、干式和預(yù)作用系統(tǒng)。2.2濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)綜合樓屬于一類(lèi)高層建筑，應(yīng)在建筑的辦公室以及各個(gè)活動(dòng)場(chǎng)所均設(shè)置濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按1h計(jì)算，火災(zāi)開(kāi)始的10分鐘內(nèi)的供水由高位消防水箱供給。該系統(tǒng)組件由閉式噴頭、報(bào)警裝置、濕式報(bào)警閥等組成。建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)，所以自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為6L/（min·㎡），作用面積為160㎡。最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力取0.08MPa表4-72.3濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)1.噴頭選擇本設(shè)計(jì)建筑在1、2層有大于8m高的空間，因此在2層的層頂設(shè)置非倉(cāng)庫(kù)型的特殊應(yīng)用噴頭。在閉式系統(tǒng)中，噴頭的公稱(chēng)動(dòng)作溫度要高于最高環(huán)境30℃。依據(jù)表4-8本設(shè)計(jì)選擇68℃的紅色噴頭。表4-82.噴頭布置噴頭間距：正方形布置：X=X代表噴頭間距，單位m；R代表噴頭計(jì)算噴水半徑，單位m;矩形布置：X2間距不大于表4-9規(guī)定，且不小于2.4m。表4-93.噴頭出水量計(jì)算：q=K10PQ代表噴頭出水量，單位L/min；P代表噴頭出水壓，取0.08（MPa)K代表噴頭流量特性系數(shù)，取K=80q=K10P=8010噴水強(qiáng)度為6L/（min·㎡），噴水面積為71.55÷6=11.9㎡，最大間距為11.9=3.45m，保護(hù)半徑為R=3.45給水橫管的坡度為0.003。報(bào)警閥選用濕式報(bào)警閥，型號(hào)為ZSFZ-180。2.4自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算選用作用面積法進(jìn)行自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算。采取最不利的24層矩形的面積。采用矩形布置是，邊長(zhǎng)為作用面積平方根的1.2倍。B=1.2F=1.2S=B×L=15.2×10.6=161.12㎡＞160㎡，滿足要求。所選作用面積內(nèi)共有20個(gè)噴頭。用作用面積法計(jì)算時(shí)，應(yīng)假定作用面積內(nèi)的各個(gè)噴頭水壓與噴水量相等。q=1.19(L/s)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，即最不利點(diǎn)作用面積內(nèi)噴頭的總流量：QFQFn代表最不利作用面積內(nèi)噴頭數(shù)，20Q代表噴頭的流量，L/min系統(tǒng)理論流量：QL=FqQLqsF代表作用面積，161.12㎡QFQL自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖：圖4-2自動(dòng)噴水布置圖圖4-3自動(dòng)噴水系統(tǒng)作用面積法水力計(jì)算表表4-10管段流量(L/s)管徑(mm)管長(zhǎng)(m)單阻流速(m/s)沿程損失(m)局部水頭損失(m)總水頭損失(m)1-21.19253.000.6292.261.8870.37742.26442-32.38323.000.5412.531.6230.32461.94763-43.57403.000.5772.861.6500.33001.98004-54.76500.750.2552.260.19130.03830.94865-65.95503.300.3112.501.02630.20630.22966-711.9803.300.1682.420.55440.11090.66537-817.851003.300.08662.080.28580.05720.34308-923.81503.300.04971.810.16400.03280.19689-1029.7515016.580.03051.590.50570.10110.606810-1129.751505.000.03051.590.15250.03050.018311-1229.751505.000.03051.590.15250.03050.018312-1329.751505.000.03051.590.15250.03050.018313-1429.751505.000.03051.590.15250.03050.018314-1529.751505.000.03051.590.15250.03050.018315-1729.751505.000.03051.590.15250.03050.018317-1829.751505.000.03051.590.15250.03050.018318-水泵29.7515012.000.03051.590.15250.03050.01832.5自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵計(jì)算與選擇(1)系統(tǒng)秒流量作用面積內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量為29.75(L/s)自動(dòng)水泵所需要的揚(yáng)程：Hb=HHb∑h代表最不利點(diǎn)至消防水池管線的總損失，單位KPa；HkH0Hz濕式報(bào)警閥的水頭損失HkHb=H0+流量和揚(yáng)程為為29.75(L/s)、1433mH22.6驗(yàn)算（1）作用面積的長(zhǎng)邊＝1.2,由計(jì)算結(jié)果可知已滿足。（2）作用面積內(nèi)平均噴水強(qiáng)度≥6L/（min·㎡）=11.07＞6L/（min·㎡）滿足要求作用面積內(nèi)平均噴水強(qiáng)度≥規(guī)定值的百分之八十五（4)作用面積內(nèi)四個(gè)噴頭所組成的保護(hù)面積F=39.85㎡（5）每個(gè)噴頭的保護(hù)面積為：f=7.17㎡（6）平均噴水強(qiáng)度為q=80÷9.835=8.13L/（min·㎡）＞6×85％＝5.1L/（min·㎡），符合要求。2.7水箱安裝高度的校核火災(zāi)初期十分鐘由高位水箱供水，高位水箱設(shè)置高度的計(jì)算公式為：Hx=HHxH0∑h代表計(jì)算管路沿程水頭損失與局部水頭損失之和,單位kPa;HkHxH0＋∑h＋2.8增壓設(shè)施揚(yáng)程計(jì)算：H'H'H0∑hHx增壓泵的揚(yáng)程為H'=21.33-1.4=19.93mH22.9減壓孔板計(jì)算在自噴系統(tǒng)中，當(dāng)管網(wǎng)水壓大于0.4MPa時(shí)，需要在管網(wǎng)中設(shè)置減壓設(shè)施。本設(shè)計(jì)選用孔徑100mm的減壓孔板。