某小區(qū)消防系統(tǒng)中自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u8046某小區(qū)消防系統(tǒng)中自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例 150541.1噴頭布置 2216231.1.1噴頭布置的形式 221741.1.2噴頭與障礙物 3236181.2管道布置 3230631.3閉式系統(tǒng)的水力計(jì)算 4233351.3.1噴頭出流量的計(jì)算 4303351.3.2噴頭作用面積和噴頭數(shù)量的計(jì)算 5241461.3.3計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量 6309661.3.4計(jì)算系統(tǒng)的消防用水量 6296071.3.5計(jì)算系統(tǒng)的管道流速 6自動噴水滅火控制系統(tǒng)主要指的是一種在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠自動地打開噴頭噴嘴進(jìn)行灑水滅火，同時(shí)向建筑物內(nèi)部發(fā)出報(bào)警和滅火信號，一種固定式噴水滅火控制系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置(包括水流指示器和壓力開關(guān))等組件，以及管道、供水設(shè)施等構(gòu)成。REF_Ref25478\r\h[1]這種滅火系統(tǒng)被公認(rèn)為是當(dāng)今世界上最為有效的火災(zāi)自救滅火設(shè)備，是目前使用最普遍的自動滅火系統(tǒng)。大多數(shù)安裝了自動噴水滅火系統(tǒng)的住戶，并且能夠避免因?yàn)榛馂?zāi)事故造成損失。在廚房內(nèi)安裝的自動噴水式滅火系統(tǒng)相較于一般只能檢測到煙霧并發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號的煙霧式滅火報(bào)警系統(tǒng)，自動噴水式滅火報(bào)警系統(tǒng)更加有效防止了火災(zāi)蔓延。自動噴射式滅火控制系統(tǒng)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、火災(zāi)發(fā)展初期可以自動進(jìn)行噴水滅火，著火小、用水量??；2、系統(tǒng)的工作靈敏度和消防滅火的成功率高，減少了損失，無任何人員傷亡；3、目標(biāo)性強(qiáng)，直接面臨著火地點(diǎn)，滅火迅速，有效阻止火災(zāi)蔓延；4、成本高。自動噴水滅火系統(tǒng)通常根據(jù)其噴頭的類型可以劃分為封閉式的自動噴水滅火和敞開式的自動噴水消火。具體的分類方法如下圖所示：濕式系統(tǒng)濕式系統(tǒng)干式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)干式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)預(yù)作用系統(tǒng)預(yù)作用系統(tǒng)雨淋系統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)雨淋系統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)水幕系統(tǒng)開式系統(tǒng)水幕系統(tǒng)開式系統(tǒng)水噴霧滅火系統(tǒng)水噴霧滅火系統(tǒng)錦輝第貳郡南區(qū)25棟為居民住宅樓，根據(jù)表1.1中的規(guī)定，且因濕式系統(tǒng)主要是在自動噴水滅火系統(tǒng)中使用最為技術(shù)基礎(chǔ)的一種系統(tǒng)形式且該類滅火系統(tǒng)比較簡單、建造成本低、滅火迅速并且具有及時(shí)撲救和滅火效率好等優(yōu)點(diǎn)，故采用了濕式系統(tǒng)。濕式系統(tǒng)主要采用的組件有：封閉式噴頭、水流指示器、濕式報(bào)警閥套、報(bào)警控制器和供水裝置等。在未知的情況下，消防水箱、穩(wěn)壓泵等穩(wěn)壓裝置保證了管道內(nèi)供水的穩(wěn)定壓力，使管道內(nèi)外氣壓一致。火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，閉式噴頭可以檢測到現(xiàn)場的火情，水流指示器用于指示火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域，出水管上的一個(gè)流量控制開關(guān)和一個(gè)壓力控制開關(guān)或者是報(bào)警閥組的一個(gè)壓力控制開關(guān)進(jìn)行動作，拉響一個(gè)水力報(bào)警鈴，并向火災(zāi)事故報(bào)警控制器進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)消防聯(lián)動控制器進(jìn)行控制水泵的動作，由消防水泵將水泵供給開放的封閉式噴頭，使其均勻地噴灑到火災(zāi)中。生活區(qū)，實(shí)施滅火措施。1.1噴頭布置1.1.1噴頭布置的形式合理的噴頭位置設(shè)計(jì)可以保證自動噴水系統(tǒng)的有效運(yùn)行。一般來說，噴頭宜布置在頂板或吊頂下，因?yàn)檫@些位置容易接觸到火災(zāi)的熱氣流和煙霧，并且有利于均勻布水，有效滅火。一般將噴頭用正方形或矩形布置，有效覆蓋火災(zāi)發(fā)生區(qū)域?？紤]到經(jīng)濟(jì)性和有效性，在寬度不超過3.6m的走道或者房間里，只需布置一排噴頭。兩噴頭在同一根配水管上的間距及距離相鄰配水支管的距離滿足下表的規(guī)定。表1.2同一配水支管上噴頭間距及相鄰配水支管間距噴水強(qiáng)度L/(min.m2)468≥12正方形布置的邊長/m4.43.63.43矩形或平行四邊形布置的長邊邊長/m4.543.63.6一只噴頭最大保護(hù)面積/m22012.511.59噴頭與端墻的最大距離/m2.21.81.71.51.1.2噴頭與障礙物在進(jìn)行布置噴射器的過程中，應(yīng)與梁、通風(fēng)道、管線、排水管、橋架具有一定的距離，并應(yīng)與消防應(yīng)急廣播設(shè)備保持一定距離，以免廣播設(shè)備進(jìn)水發(fā)生故障。1.2管道布置自動噴灑式滅火系統(tǒng)配水管路由主要的配水管、供給排氣管、供水支管和獨(dú)立的機(jī)械排氣管組成，一般采用枝狀布置且管網(wǎng)布置應(yīng)盡可能的對稱及合理，這樣可以有效減小管徑并節(jié)約建設(shè)投資成本，方便人們進(jìn)行工程材料預(yù)算。根據(jù)建筑物的具體水平情況，通常把自動噴水系統(tǒng)的配水管網(wǎng)分別布置為側(cè)邊式和中央式，具體布置形式如下圖所示：223321332111③①③①1133④②④②管網(wǎng)布置形式管網(wǎng)布置形式1-主配水管；2-配水管；3-配水支管管網(wǎng)工程造價(jià)應(yīng)當(dāng)占整個(gè)消防系統(tǒng)總造價(jià)的50%-60%，采用居中進(jìn)水方式，對于工程建設(shè)來說是最為經(jīng)濟(jì)的一種方式。因此在本論文中我們采用中央式管網(wǎng)布置形式，主配水管設(shè)立在兩個(gè)單元之間，一方面以保證兩個(gè)單元在發(fā)生火災(zāi)時(shí)均能及時(shí)撲滅火災(zāi)，最大程度上減少影響滅火速度的因素；另一方面在工程造價(jià)方面盡最大可能地降低了成本。室內(nèi)消防水平主管道距頂板的距離一般不做要求，在本論文中，我們采用鋼管管頂距梁底50mm的方式安裝，則考慮DN150外徑約159mm，加上吊架角鋼高度，總高度約為250mm。1.3閉式系統(tǒng)的水力計(jì)算1.3.1噴頭出流量的計(jì)算計(jì)算噴頭的出流量，需要根據(jù)建筑物的危險(xiǎn)等級對應(yīng)的噴水強(qiáng)度D和一個(gè)噴頭的保護(hù)面積AS（表1.3所示）進(jìn)行確定。q=D×AS=K10P(5-1)其中，q——噴頭的出流量，L/min；D——相應(yīng)建筑物危險(xiǎn)等級的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度，L/（min?m2）；AS——單個(gè)噴頭的作用保護(hù)面積，m2；K——噴頭的流量系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)噴頭的K為80；P——噴頭的工作壓力，MPa。表1.3民用建筑和廠房的濕式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)火災(zāi)危險(xiǎn)等級凈空高度

（m）噴水強(qiáng)度

[L/（min?m2）]作用面積

（m2）輕危險(xiǎn)級h≤84160中危險(xiǎn)級Ⅰ級6Ⅱ級8嚴(yán)重危險(xiǎn)級Ⅰ級12260Ⅱ級16因錦輝第貳郡南區(qū)第25棟住宅樓為36m高的普通民用建筑，屬于中危險(xiǎn)Ⅰ級，那么根據(jù)表1.3，由式子(5-1)可得出：q=D×AS=6×160=960L/min即在該建筑物中，所用噴頭的出水量為960L/min。1.3.2噴頭作用面積和噴頭數(shù)量的計(jì)算1、計(jì)算噴頭的作用面積在水力計(jì)算中，所選擇好的最不利點(diǎn)處的作用面積一般為矩形，要求矩形的長邊要平行于配水支管，并且一般來說，長邊的長度應(yīng)該要小于或者等于相應(yīng)危險(xiǎn)等級作用面積平方根的1.2倍，即為：Lmin=1.2A(5-2)其中，A為建筑物對應(yīng)危險(xiǎn)等級的作用面積，m2；L為設(shè)計(jì)作用面積長邊的最小長度，m。結(jié)合表1.3，可得出A=160m2，則作用面積長邊的最小長度為：Lmin=1.2A=1.2160≈11.18m作用面積的短邊為：B≥A/L（5-3）式中L為作用面積實(shí)際長邊的長度，即為13.7m，則可算出B不應(yīng)小于A/L≈11.68m，為方便計(jì)算，取Lmin=16m，B=12m。2、計(jì)算噴頭的數(shù)量噴頭的數(shù)量是根據(jù)在作用面積內(nèi)的噴頭平面布置和一個(gè)噴頭的保護(hù)面積AS以及設(shè)計(jì)作用面積A′進(jìn)行計(jì)算的，即為：N=A′/AS(5-4)其中，N——作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)，個(gè)；A′——設(shè)計(jì)的作用面積，m2；AS——單個(gè)噴頭的保護(hù)面積，m2。由式(5-2)和式(5-3)計(jì)算出了作用面積的長L=16m和寬B=12m，那么可以得出設(shè)計(jì)的作用面積A′=L×B=192m2。當(dāng)建筑危險(xiǎn)等級為中危險(xiǎn)級Ⅰ級中，一個(gè)噴頭的最大保護(hù)面積是12.5m2，再根據(jù)式(5-4)，可以得出作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)量為：N=A′/AS=192/12.5=11.36個(gè)噴頭數(shù)量應(yīng)該取整數(shù)，且應(yīng)該要滿足建筑需求和實(shí)際情況的需要，因此，噴頭數(shù)量為16個(gè)。1.3.3計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量閉式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量要根據(jù)最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭的總流量計(jì)算。具體計(jì)算方式為：Q=i=1nq式中，Q——閉式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，L/s；qi——作用面積內(nèi)各個(gè)噴頭的節(jié)點(diǎn)流量，L/min；n——作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)量，個(gè)。需要注意的是，在計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量時(shí)，只需要計(jì)算在作用面積里工作的噴頭。則由公式(5-5)，可以計(jì)算出該閉式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為：Q=i=1nqi/60=（160×16）/601.3.4計(jì)算系統(tǒng)的消防用水量閉式系統(tǒng)的消防用水量可以根據(jù)公式V12=3.6×qi×T(5-6)計(jì)算，式中的V12代表了自噴系統(tǒng)的消防用水量，m3；qi代表最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各個(gè)噴頭的節(jié)點(diǎn)流量，L/min；T表示閉式系統(tǒng)持續(xù)噴水時(shí)間,min。因?yàn)樽詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)的流量相較于其他系統(tǒng)而言相對較小，在火災(zāi)發(fā)生的初期階段滅火效果最好，如果火災(zāi)發(fā)生的持續(xù)時(shí)間超過一個(gè)小時(shí)那么會造成因火勢太大而不能達(dá)到理想的滅火效果，因此，對于自動噴水滅火系統(tǒng)而言，我們一般規(guī)定它的持續(xù)噴水時(shí)間為1h。故在該式中，取T=1h（60min），則V12=3.6×qi×T=3.6×（160×16）×60≈1.53×105m3。1.3.5計(jì)算系統(tǒng)的管道流速為了考慮工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的管道流速我們一般要求其不大于5m/s，即使在一些特殊情況下，它的管道流速也不能超過10m/s。利用公式v=K0Q（5-7）（單位：m/s）可以計(jì)算出該自噴系統(tǒng)的管道流速。其中K0為管道流速系數(shù)，單位為m/L，該系數(shù)依據(jù)預(yù)選管徑的大小查表（表1.4）可得；Q為管道流量，單位m/L。表1.4流速系數(shù)K0值鋼管管徑（mm）15202532405070K0（m/L）1.853.1051.8831.050.80.470.283鋼管管徑（mm）8