建筑消防设备工程室内消火栓给水系统讲解(消防灭火系统、图文丰富).ppt

建筑消防设备工程(消防灭火系统)第三章 建筑室内消火栓给水系统,第3章 建筑室内消火栓给水系统,3.1 系统概述3.1.1 系统组成及系统的主要设施室内消火栓给水系统由水枪、水龙带、消火栓、消防管道、水池、水箱、增压设备、水泵接合器和水源等组成。当室外给水管网的水压不能满足室内消防要求时，需设置消防泵和水箱。,第3章 室内消火栓系统,建筑内部消火栓给水系统的组成,第3章 室内消火栓系统,1）消火栓设备消火栓设备由水枪、水带和消火栓组成，均安装于带门的消火栓箱内。,水枪,水带,消火栓箱,消火栓,第3章 室内消火栓系统,室内消火栓给水系统的主要设施介绍,充实水柱：从水枪喷出的射流不但应射到火焰，还应有足够的力量来扑灭火焰，其中最有效的一段密集射流,水枪,作用：收缩水流，增大流速，形成强大的射流，造成灭火时所需要的充实水柱,水枪的口径有13mm、16mm、19mm三种,低层建筑一般采用13、16mm口径的水枪，但必须经消防流量和充实水柱长度计算后确定高层建筑一般采用19 mm口径的水枪,第3章 室内消火栓系统,作用：输水质地：麻质（折叠性能好、水头损失大）化纤（衬胶，折叠性能差、水头损失小）口径：50mm、65mm两种，与消火栓配套长度：15m、20m、25m，常用20m和25m,水带,单出口与双出口之分，为内扣式接口球形阀式龙头单出口：直径50mm和65mm双出口：直径65mm,消火栓,第3章 室内消火栓系统,13mm水枪DN50水带及消火栓16mm水枪DN50或DN65水带及消火栓19mm水枪DN65水带及消火栓,消火栓设备的选择,每支水枪最小流量 5.0L/s时，选用直径50mm消火栓每支水枪最小流量5.0L/s时，选用直径65mm消火栓,第3章 室内消火栓系统,第3章 室内消火栓系统,消火栓箱高800mm，宽650mm，厚240250300三种。消火栓栓口安装高度1.1m，安装方式有明装、暗装和半暗装三种。,2）消防水喉旅馆服务人员、旅客和工作人员、高层建筑住户、办公楼工作人员等为扑灭初期火灾并减少灭火过程造成水渍损失可使用消防水喉设备。分两类：自救式小口径消火栓和消防软管卷盘。其消防用水量不计入建筑内部的消火栓系统。,第3章 室内消火栓系统,适用于有中央空调系统的旅馆和办公楼、普通住宅等,适用于大型剧院、会堂闷顶等,3）屋顶消火栓,第3章 室内消火栓系统,作用：检查消火栓给水系统能否正常运行，使本建筑免受邻近建筑火灾的波及。注意：可能结冻的地区，应设在水箱间内或屋顶楼梯间内或采取防冻措施。,4）水泵接合器,作用：当消防水泵发生故障，或室内消防流量不足时，通过消防车或移动水泵向水源（室外消火栓、天然水体、消防水池）取水后，通过接合器向室内管网输水，供应火场灭火。安装：一端通过管道与室内消火栓给水环网相连，另一端是设于室外的可供消防车或移动水泵加压向室内管网输水的接口。类型：三种 地上、地下、墙壁式,第3章 室内消火栓系统,注意：1）水泵接合器与室外消火栓的区别2）与水泵接合器连接的阀门和安装顺序3）在不同的情况下选用不同的型式4）水泵接合器周围1540m内应有消防水源（室外消火栓、水池、天然水源），以便消防车取水输入接合器,地上式,地下式,墙壁式,设置要求规格：分为DN100与DN150两种设室内消防给水管网的建筑都应设水泵结合器数量根据室内消防给水系统设计流量确定，一般不少于2个，每个水泵接合器流量按10-15L/s计最好选用地上式，离建筑物距离不宜小于5m，宜分散布置,5）减压措施,原因室内消火栓给水系统中立管上消火栓所处的高度不同，如果立管上部消火栓压力符合规定值，则其立管底层附近消火栓口压力必然超压，压力过大将导致底层消防流量过大，消防贮水很快用光，且操作困难等问题。故规范规定：消火栓栓口出水压力大于0.50Mpa 时，消火栓处应设减压措施，但为了确保水枪处有必要的有效射程，减压后消火栓处的压力不得小于25m水柱。自喷系统最不利喷头处的压力不得小于10m水柱。,第3章 室内消火栓系统,分类：包括减压阀、减压孔板、减压稳压消火栓三大类。作用：用于减去给水系统中过高的压力包括动压和静压。静压 静水水体所产生的压力，即减压阀关闭、水流静止时，减压阀进口处和出口处的表压力。动压在减压阀通水状态下，减压阀进口处或出口处的表压力。静压和动压均可减的包括：减压阀和减压稳压消火栓只能减动压的为减压孔板减压阀包括比例式和可调式两类,第3章 室内消火栓系统,a)比例式减压阀构造：阀体、导流盖、活塞、阀座和密封圈等工作原理：利用活塞前后端所受压力相等而活塞前后端面积不等时，其压强与面积将呈反比变化。可将减压阀看成一个可自动调节孔径的减压孔板：当减压阀后无用水时，减压阀流量为零，减压阀出口处压力上升，活塞两端所受静水压作用力平衡，活塞处于上端，并通过密封件与导流盖接触，阻击进口高压向出口低压传递压力，此时为减静压；当减压阀后有用户用水，此时出口端压力减少，活塞下降，水流经过，但由于缝隙小，水流将产生极大的阻力，造成动压的下降。,第3章 室内消火栓系统,减压比：2:1、3:1、4:1、5:1、1.5:1、3:2、4:3、5:2等不宜大于3:1安装图示：从进口到出口阀门、过滤器、减压阀、可曲挠橡胶接头、阀门，进出口压力表。,b）可调式减压阀特点：出口压力不因进口压力、进口流量的变化而变化，安全可靠地将出口压力维持在设定值上，并可根据需要调节设定值达到减压的目的。构造：阀体、上盖、弹簧、隔膜、先导阀和针阀缺点：构造复杂，体积大，价格高，弹簧、隔膜使用长了容易出现疲劳和老化，需要经常调整和更换。阀前阀后最大压差不应超过0.4MPa,减压阀的安装要求：,消火栓给水系统宜采用比例式减压阀。设置要求：应为两组，一用一备，平时两组全开。阀后应设泄水阀、以便定期放水，强制检查。流速应严格控制：消火栓系统不大于2.5m/s，自喷系统不大于5.0m/s。,第3章 室内消火栓系统,c)减压孔板 减压孔板是具有无毛刺面中心孔的黄铜板，中心孔径在33-50mm之间，水流通过减压孔板产生较大的局部阻力损失而起到降压的作用。减压孔板装于需减压的消火栓前。,第3章 室内消火栓系统,d)减压稳压消火栓 减压稳压消火栓实际相当于在普通消火栓前安装一个直接作用的减压阀。分为活塞型和孔板型,第3章 室内消火栓系统,SNJ65型减压稳压消火栓的技术参数如下：进水口压力：0.40.8Mpa 或0.81.2Mpa出水口压力：0.30.05 Mpa流量：5L/s,6）消防水箱设置原则除设置常高压消防给水系统和设置干式消防竖管的给水系统外，所有设有室内消防给水系统的建筑物均应设高位消防水箱。消防水箱对扑灭初期火灾有重要作用。为确保自动供水的可靠性，消防水箱均采用重力供水方式。重要建筑和超过50m的高层建筑，宜设置两个并联，以备检修和清洗时仍保证灭火初期消防用水。现行规范要求：消防水箱不能与生活水箱合建。,第3章 室内消火栓系统,消防水箱贮水量低层：10min的室内消防用水量；当室内消防用水量不超过25L/s时，经计算水箱消防贮水量超过12m3，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25L/s时，经计算水箱消防贮水量超过18m3，仍可采用18m3 高层：一类公共建筑不小于18 m3，二类公共建筑和一类居住建筑不小于12 m3，二类居住建筑不小于6 m3。,第3章 室内消火栓系统,设置高度及要求低层：消防水箱置于建筑最高处高层：高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓的静水压力：当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点的静水压力不低于7m水柱，当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点的静水压力不低于15m水柱，若高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压措施。除串联消防给水系统外，火灾时消防水泵的出水不应进入消防水箱,第3章 室内消火栓系统,7）消防水池作用：用于室外无消防水源或水源不足情况下，贮存火灾持续时间内的消防用水量。设置：可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。,第3章 室内消火栓系统,8）消防增压设施 当消防水箱设置高度不能满足规范要求时，须采取补救措施，常见的补救措施是设置增压泵、稳压泵和气压给水设备。a)增压泵 增压泵由于流量及扬程不高，且为了节省面积、方便安装，常采用管道泵。管道泵为无水泵机组底座，水泵进出水管直接与管道相连的离心泵。作用：当火灾初期，消防水箱供水时，其水压不能满足建筑物顶部几层的消火栓充实水柱要求时，用以加压。,第3章 室内消火栓系统,火灾发生时增压,增压管道泵的技术要求如下：流量：5L/s，相当于一个消火栓的出流量；采用全流量（与主泵流量相同）扬程：满足水枪充实水柱要求备用量：可不设备用泵启动方式：平时增压泵不开动，火灾发生时由消火栓箱处的按钮直接启动 管道泵一般设在建筑物顶层，与消防主泵相比，出水速度快，但作用与消防主泵相仿，其供水量与供水时间远不如消防主泵，优点并不突出。,第3章 室内消火栓系统,b)稳压泵 稳压泵是使消防给水管网内的压力保持稳定数值，始终处于临战状态，一般用于临时高压的自喷系统。当消防水箱的设置高度不能满足自喷系统喷头水压要求时，必须设置。流量：不大于5 L/s（消火栓系统）或不大于1L/s（自喷系统），相当于1个消火栓或1个喷头的出流量,水泵的控制一般采用压力开关,c)气压给水设备 常设置在建筑物屋顶水箱层内，由气压罐与匹配的水泵同时作用，维持消防系统的压力。当气压给水设备所提供的压力不能满足管网要求时，消防主泵启动，气压给水设备起增压和稳压的作用。,第3章 室内消火栓系统,稳压泵增压和气压给水设备增压均属于经常性增压措施,水泵流量：小于1L/s（对自喷系统）或5L/s（对消火栓系统）水泵扬程：保证系统最不利点的压力满足消防要求外，同时考虑气压罐本身的压力要求 气压罐的调节容积：一般采用30s的消防用水量；对消火栓系统考虑2支水枪出水（即300L），对自喷系统考虑5个喷头出水（即150L）；若同时为消火栓系统和自喷系统服务，则考虑2支水枪出水 5个喷头出水（即450L）,9）消防水泵及水泵房室内消防给水的消防泵应设在消防泵房内，消防泵房宜与其它用途的泵房合建，以便管理。设在底层的消防水泵房，应有直通室外的安全出口，消防水泵房与消防控制中心有直接的通讯联络设备，消防泵房应有双电源，若不能保证双电源，则必须有备用发电设备。消防控制中心、消火栓、压力开关等设备均可远距离启动消防泵，消防水泵房也可电动或手动启动消防泵。,第3章 室内消火栓系统,消防水泵应有工作能力不小于消防主泵的备用泵，每台消防泵设独立的吸水管，应采用自灌式吸水，水泵的出水管上应装设试验和检查用的放水阀门。设有两台或多台消防泵的泵站，应有两条或两条以上的消防泵出水管与消防环网相连。,第3章 室内消火栓系统,3.1.2 室内消火栓给水系统的设置原则应设置室内消火栓给水系统的建筑物1）高层工业建筑与低层建筑（分6类）2）高层民用建筑3）人防建筑工程（分4类）4）停车库、修车库设置消防水喉的建筑物1）低层和多层建筑中，设有空调系统的旅馆、办公楼和超过1500个座位的剧院及会堂；2）高层民用建筑中的高级旅馆、重要的办公楼；一类建筑中的商业楼、展览楼、综合楼；3）建筑高度超过100m的高层建筑。,第3章 室内消火栓系统,3.1.3 消火栓给水系统的给水方式1）室外给水管网直接供水的消火栓给水系统,第3章 室内消火栓系统,条件：任何时间内，室外给水管网提供的水量和水压均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压的要求（即H室外H室内，Q室外Q室内），优先采用这种方式。,低层建筑消防水量少、水压低，常采用生活或生产与消防给水系统合用的方式,2）仅设水箱的消火栓给水系统,第3章 室内消火栓系统,条件：适用于室外给水管网一日间压力变化较大，但水量能满足室内消防、生活及生产用水。特点：消防管网应单独设置，消防水箱必须满足火灾前10分钟消防水量，10分钟后由消防车通过水泵接合器加压送水或市政管网直接供水。要求：消防水箱内的10分钟消防用水量必须保证。,注意：用水量较小时：水压升高，能向高位水箱供水用水量较大时：不能满足建筑消火栓系统的水量、水压要求,3）设水箱、水泵、水池的室内消火栓给水系统,第3章 室内消火栓系统,条件：室外水量、水压均不足（即H室外H室内，Q室外Q室内）。这种给水系统从压力来分类，属于临时高压消防给水系统。,供水特点：火灾初期由水箱向消火栓给水系统供水，水泵启动后由水泵供水灭火，也可由消防车通过水泵接合器供水；地下水池起贮水作用,4）分区供水消火栓给水系统（H静100mH2O）原则：根据规范规定，当消火栓给水系统中消火栓口静水压力超过1.0MPa，应采用竖向分区供水方式。分区原因：a.一般消防水龙带和普压钢管的承受压力值是1.0MPa b.静压值过大，消火栓出水流量大于设计值，而不能保证供水时间 c.压力过大，阀件紧，不易开启，水枪反作用力太大，消防人员不易控制 d.静压值过大，在火灾扑救过程中，水枪的开闭产生水锤，给水系统中的设备易遭到破坏 分区供水方式分为并联、串联、减压三种。,第3章 室内消火栓系统,分区供水消火栓给水系统比较表,5）区域集中的临时高压或稳高压消防给水系统 特点：高层建筑群或数栋高层建筑，每栋设独立的室内消防管网，但火灾只考虑一栋发生，故共用一套消防水池、水泵临时加压或采用稳高压。这种系统便于管理，节省投资，适用于集中建设的高层建筑。,第3章 室内消火栓系统,3.2 消防用水量及水压3.2.1 消防用水量 根据火场用水量统计、建筑物重要性、消防装备供水能力，保证建筑基本安全和我国当前经济状况，经综合分析比较得出。1）低层建筑消防用水量要点：同时开启（包括消火栓和自喷系统）；同时使用水枪数量和充实水柱长度，由计算确定，但不小于表3.5的规定。2）高层建筑消防用水量要点：同时开启（包括消火栓和自喷系统）；同时使用水枪数量和充实水柱长度，由计算确定，但不小于表3.6的规定。自喷系统用水量按喷规执行。,第3章 室内消火栓系统,根据建筑物性质、高度、体积、层数查表3.5，表中水量为消防时最小流量，还应根据充实水柱长度进行校核，当计算出qxh q表时，应采用计算值，反之采用规范值。,3.2.2 水压 消火栓水枪射流必须形成一定有效长度才能灭火。从水枪射出的水流不仅能射及火焰，而且有足够的力量扑灭火焰；同时不能太远，否则反作用力过大不易操作，也不能太近，否则易被辐射。,第3章 室内消火栓系统,1）充实水柱长度的概念 充实水柱长度水枪射流中在 2638 cm 直径圆断面内，包含全部水量的75%90%的密实水柱长度，称为充实水柱长度，以Hm表示。,第3章 室内消火栓系统,各建筑充实水柱长度设计值首先是通过上式计算，再与表3.7进行比对，要求设计值不得小于表3.7的要求。,建筑所需的充实水柱长度计算式中：Sk水枪射出的充实水柱长度，m；Hh水枪所在建筑物的层高，m；sin为水枪射流的上倾角，一般取=45，但60。,第3章 室内消火栓系统,2）（常）高压和临时高压消防给水系统 要达到充实水柱的要求，必须要求管网中的水有一定的压力。为了解决水源所提供的水压与管网所需水压之间的矛盾，采用不同的系统方式来解决水压问题。根据供水压力分有两种消防系统（常）高压和临时高压消防给水系统。（常）高压消防给水系统管网内经常保持能够满足灭火用水所需的压力和流量，扑救火灾时，不需要启动消防水泵加压而直接使用灭火设备进行灭火的消防给水系统。对一些低层建筑，或城市中有高位调节水池（山地城市）的地区，采用这种系统较多。,第3章 室内消火栓系统,临时高压消防给水系统管网中最不利点周围平时水压和流量不能满足灭火的需要，在水泵房（站）内设有水泵。消防时，启动水泵，使管网内的流量和压力达到灭火时的要求。在一些城市给水管网压力较低或建高层建筑的地方常采用这种系统。若管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施保证，消防时仍启动消防主泵，满足压力要求的消防系统，也称为临时高压消防给水系统。室内消防给水系统大多采用临时高压消防系统,第3章 室内消火栓系统,3）建筑消防给水系统防超压措施产生超压的原因：1）消防设计用水量大，但初期用水量远小于设计值2）消防水泵的试压和检查时；3）停泵水锤可能造成超压；4）按静压分区，在消防主泵运行时；5）消防水泵直接自室外市政管网吸水，当水泵选用不当时；6）当水泵采用串联方式运行，而水泵选用不当时；,第3章 室内消火栓系统,防止超压的措施：1）选用流量-扬程曲线较平的消防水泵；2）多台水泵并联运行；3）提高管道和附件的承压能力；4）设置安全阀或其它泄压装置；5）设置回流管泄压；6）减少竖向消防分区压力值；7）合理布置消防给水系统等。,第3章 室内消火栓系统,3.3 建筑室内消火栓给水系统的布置3.3.1 室内消火栓布置布置原则1）要求设置消火栓给水系统的建筑，除无可燃物的设备层外，各层均应设消火栓；2）消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点；3）一般应保证同层相邻两个消火栓射出的充实水柱同时到达室内任何部位；4）仅对于建筑高度24m，且体积5000m3的库房，可采用一支水枪的充实水柱射向室内任何部位。,第3章 室内消火栓系统,消火栓的布置间距1）单排消火栓一股水柱到达室内任何部位时（如：H24m,V5000m3的库房）,式中：s消火栓间距（m）R消防栓保护半径（m）b消火栓最大保护宽度，即建筑最大宽度的一半,第3章 室内消火栓系统,2）单排消火栓两股水柱到达室内任何部位,式中：s消火栓间距（m）R消防栓保护半径（m）b消火栓最大保护宽度，即建筑最大宽度的一半,第3章 室内消火栓系统,式中：s消火栓间距（m）R消防栓保护半径（m）,3）多排消火栓一股水柱到达室内任何部位,第3章 室内消火栓系统,式中：s消火栓间距（m）R消防栓保护半径（m）,4）多排消火栓两股水柱到达室内任何部位,第3章 室内消火栓系统,消火栓的保护半径R R=CLd+h其中：C 水龙带展开时的折减系数，取0.8-0.9 Ld水龙带长度 h 水枪充实水柱在水平平面上的投影长度；对一般建筑，由于层高的限制，一般按h=3m计，对层高超过3.5m的建筑，则h=Hmsin45,消火栓间距：对高层建筑不大于30m，对高层建筑裙房和低层建筑不超过50m，对地下车库不超过25m。,第3章 室内消火栓系统,消火栓的安装要求1）栓口安装高度距地面1.1米，栓口出水方向向下或与地面垂直，屋顶设一个装有压力显示装置的检查用消火栓；2）同一建筑物内应采用同一规格的消火栓，水带，水枪，当栓口压力超过0.5MPa时，应设减压孔板或减压阀装置，为保证灭火用水，每个消火栓处应设有直接启动消防泵的按纽；3）消防电梯前室应设有消火栓；4）消防水喉用于普通公民扑灭初期火灾，只要求一股水流到达室内地面任何部位，安装高度应便于取用。,第3章 室内消火栓系统,3.3.2 室内消火栓给水管道的布置1）对低层建筑：当Q外消15L/s时，且室内消火栓10个，则室内消防给水管道应布置成环状，进水管至少两条与室外环状管网或消防泵相连，每根按100%的流量计。7-9层单元式住宅和不超过8户的通廊式住宅，可采用一根进水管，其室内消防给水管道可为枝状。当n6层塔式住宅和通廊式住宅；n5层或V10000m3其它民用建筑；n4层厂房、库房；室内消防立管2条时，至少每两根立管相连成环。,第3章 室内消火栓系统,阀门设置的原则1)便于检修管网，而又不影响供水原则。2)对单层建筑，关闭阀门后停止使用的消火栓数量不大于5个；3)对多层建筑检修损坏的管段时，停止使用的立管不超过一根，立管超过3根时可关闭2根；4)对成环的立管，上下均设置阀门，对非成环的立管，只设置一个阀门，横管上阀门按分水节点的管道数的n-1原则布置阀门。5)阀门应经常开启，并在明显启闭标志。消火栓给水管网和自动喷淋管网宜分开设置，如有困难需合用时，在报警阀前分开设置。,第3章 室内消火栓系统,2）对高层建筑：消火栓系统必须独立设置，不得与生活、生产合用，但进水管网可合用；立管竖向一定成环，立管间距保证同层相邻两个消火栓水枪所射出充实水柱达到室内任何部位，且进水管不应少于两条，每条通过100%事故流量特例：层数18层，每层8户，建筑面积650m2的一般塔式住宅，允许设一根立管（连接消防电梯前室的消火栓立管除外），但必须采用双阀双出口消火栓，进水管可采用一条消防立管直径不小于DN100mm；阀门设置与低层建筑类似，当管网中立管超过4条时，检修时关闭不相邻的两根立管；消火栓应与自喷的管网系统分开。,第3章 室内消火栓系统,3）水泵接合器的设置 超过4层的厂房、库房；设有消防管网的住宅；超过5层的其他多层民用建筑；高层民用建筑和工业建筑。均须设置水泵接合器当消防给水管网为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。水泵接合器应设在便于消防车接管的地方，同时考虑其周围1540m内有供消防车取水的室外消火栓或水池水泵接合器宜分散放置，以便供水水泵接合器数量应按室内消防用水量计算,第3章 室内消火栓系统,3.3.3 消防水池和水泵房1）消防水池设置消防水池的条件a)当生活、生产用水量达到最大时，市政给水管网或天然水体不能满足消防用水量b)市政给水管网为枝状或只有1条进水管，且室内外消防用水量25L/s（二类住宅除外）c)市政管网不允许消防水泵直接抽水,第3章 室内消火栓系统,消防水池有效容积的计算原则贮水量的计算：a)室外消防管网能保证室外消防用水量时，消防水池的容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量的要求；b)室外消防管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。,第3章 室内消火栓系统,火灾延续时间：商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科技楼和高级旅馆的火灾延续时间按3小时计，其它高层按2小时计，自喷按1小时计。消防水池的总容积若超过500m3，则应分成两个能独立使用的消防水池。补水时间：不超过48小时。,第3章 室内消火栓系统,消防水池可设于室外地下、地面上、半地下或半地上，也可设于建筑内的地下室、首层等。如果消防水池贮存有室外消防用水，则必须设便于消防车取水的取水口或取水井，取水点位置同室外消火栓，水深应满足消防车消防水泵吸水高度不超过6米。消防水池同其它水池、水箱一样，有进水管、出水管、溢流管、放空管、通风管、检修人孔、水位计等。,第3章 室内消火栓系统,3.4 建筑室内消火栓给水系统的计算,3.4.1 消火栓口压力计算Hxh 其中：Hxh消火栓栓口压力（KPa,mH2O）Hq水枪喷嘴造成充实水柱所需水压（KPa,mH2O）Hd水流通过水龙带的水头损失（KPa,mH2O）Hh消火栓栓口水头损失（Kpa,mH2O),一般取2mH2O。,第3章 室内消火栓系统,1)水枪喷嘴处压力HqHq=Hf+H(1)其中：Hf垂直射流高度H喷嘴和空气对射流产生的阻力损失,不考虑H时，(2)其中V水流离开喷嘴的速度；若考虑H，则：(3)其中：水阻力系数，用空气阻力系数K1代入。L管道长度，用Hf代入df喷口直径。,将(2)代入(3),则得：（4）将(4)代入(1)，可得：（5）整理得：令，则得：,第3章 室内消火栓系统,在空气阻力系数一定的情况下，值是与水枪喷口直径df有关的系数，由实验可得：数据详表3.8。水枪充实水柱Hm与垂直射流高度Hf之间有如下关系：其中f实验系数，f=1.19+80(0.01Hm)4,见表3.9。,系数值,系数f 值,水枪喷嘴压力与充实水柱的关系是：（Kpa,mH2O）若知道充实水柱长度时，即可求出Hq。Hm先计算再经查表确认。另：上述计算过程中是假定水流垂直向上，而灭火通常是4560，但实验证实，水枪充实水柱长度Hm与倾角几乎无关，故计算时充实水柱长度可按垂直高度考虑。,第3章 室内消火栓系统,2)水枪喷口处射流量qxh由水力学计算公式知：于是：其中：喷口流量系数，取0.97-1.0，S喷口截面积，S=df2/4代入，得：其中：B水枪水流特征系数，与喷口口径df 有关，可查表3.10,第3章 室内消火栓系统,水流特性系数 B 值,3)消防水龙带水头损失计算hd 达西公式其中：AZ水龙带的阻力系数，查表3.12，Ld水带长度 qxh水枪喷口射流量,第3章 室内消火栓系统,4）消火栓栓口压力计算步骤小结：根据建筑的层高和性质，确定Hm；根据Hm及选择的喷口口径，查表3.8，3.9得，f，并通过 计算Hq；查表3.10得B,通过 计算qxh，比较是否满足水枪最小流量要求，不满足需重选，并重新计算；查表3.12得AZ，通过 计算 hd；通过 计算Hxh。,某些设计资料中将不同Hm、不同口径喷嘴和消火栓，不同口径、长度、材质的水龙带制成计算表，可根据自已的选择直接查用。,第3章 室内消火栓系统,3.4.2 消火栓给水管网水力计算消防管网水力计算的主要目的,第3章 室内消火栓系统,1）给水管网管径和水头损失计算 确定管径根据，已知管段流量、确定流速，即可得管径。消火栓给水系统中的流速宜为：1.41.8m/sa.立管：依次计算计算管路上各消火栓实际q 及管段Q，查水力计算表，上下不变径。另规定：低层DN50mm，高层DN100mmb.横管：按实际总消火栓设备用水量，且V2.5m/s，查水力计算表 沿程水头损失计算 由 计算，对不同流速 i 有不同的计算公式,第3章 室内消火栓系统,根据Q、v，查阅相关水力计算表,局部水头损失计算由 计算。一般按沿程水损的百分数估算：局部水头损失估算数据：1）生活、消防共用给水管网，生活、生产、消防共用给水管网为20%；2）消火栓系统消防给水管网为10%；3）生产、消防共用给水管网为15%；4）自动喷水灭火系统管网为20%。,第3章 室内消火栓系统,2)消火栓给水管网水力计算 计算目的：确定管网管径、计算或校核消防水箱的设置高度、选择消防水泵。最不利立管：离消防主泵或消防水箱距离最远的立管。最不利消火栓：离消防主泵或消防水箱距离最远、位置最高的消火栓。建筑火灾地点的不确定性及水枪充实水柱数量的限度决定的消防立管的流量分配：建筑火灾要求同层相邻两个消火栓出水水柱同时到达室内任一点，相邻两个消火栓往往不在同一立管上；消防全流量与消防立管流量间存在差异是消防立管需要进行流量分配的原因。流量分配的具体方法详表3.13、3.14、3.15。,第3章 室内消火栓系统,第3章 室内消火栓系统,第3章 室内消火栓系统,1)环状管网水力计算方法与枝状完全相同，只是计算前根据工况找到最不利立管和最不利消火栓后，将环网分别按最不利情况断开后仍以枝状管网计算。2)单个消火栓供水管道管径不得小于DN50，高层建筑消火栓供水管道管径不得小于DN100。,枝状管网的水力计算方法：1）确定最不利立管和最不利消火栓，选择计算管路，并对各管路进行流量分配；2）自最不利消火栓起，计算各层水枪的实际射流量，累计得各计算管路的流量，通过流速控制，水力计算求得各计算管路的管径；3）以不同的工况计算各管路的沿程或局部水头损失；市政管网直接供水时，校核市政管网的水量与水压；水箱供水时，以水箱最低水位为起点选择计算管路，确定水箱的安装高度或选择补压设备；水泵供水时，以消防水池最低水位为起点选择计算管路，确定水泵的流量和扬程。,第3章 室内消火栓系统,3)水箱设置高度两种工况：a.仅用为火灾初期使用；b.重力流保证最不利消火栓灭火所需的流量及充实水柱长度。工况b采用:其中：H水箱最低水位与最不利消火栓间的几何高差，mH2OHq水枪喷口造成充实水柱所需的水压，mH2OHd水流通过水龙带的水头损失，mH2Oh水箱与最不利消火栓间水头损失，mH2O,第3章 室内消火栓系统,4)消防水泵扬程计算其中：Hb消防水泵扬程，mH2O；Hq水枪喷口造成充实水柱所需的水压，mH2O；Hd水流通过水龙带的水头损失，mH2O;h 管网的水头损失，mH2O；Hz消防水池最低水面与最不利消火栓间的几何高差，mH2O。,第3章 室内消火栓系统,3.4.3 消火栓处的剩余压力和减压孔板当消防泵工作时，消火栓处水压超过50mH2O时应设减压装置，一般在需减压的各层设置不同孔径的孔板。各层消火栓处的剩余压力可如下计算：其中：H0计算层消火栓处的剩余水头值，mH2O；Hb消防水泵扬程，mH2O；Hxh消火栓栓口造成充实水柱所需最小水压，mH2O；h最低吸水位到计算消火栓间管网局部与沿程水 头损失总和，mH2O；hz消防水池最低水面与计算消火栓间高差，mH2O。,第3章 室内消火栓系统,各层消火栓处的剩余压力可由节流孔板所形成的水流阻力所消耗，即应使剩余水头与孔板局部水头损失相等。水流通过孔板的水头损失如下计算：其中：H水流通过孔板的水头损失，mH2O；孔板的局部阻力系数，mH2O,可通过书中的公式进行计算，也可查表求取；水流通过孔板后的流速，m/s；简化计算：根据剩余水头和管道管径查表3.16,第3章 室内消火栓系统,得到孔板直径后，需用消防水箱供水工况校核栓口压力,3.4.4 消防给水系统的水池、水箱容积1）消防水池的贮水容积：其中：Vf 消防用水容量，m3；Qf 室内外消防用水总量（l/s）QL 水池连续补充水量（l/s）Tx 火灾延续时间（指消防泵开始自消防水池抽水到火灾基本扑灭为止的一段时间）2）消防水箱的贮水量：低层建筑，按10分钟消防流量计算，当：Q室内25l/s,取V12m3,Q室内25l/s,取V18m3,高层建筑：一类公建，V18m3，二类公建，一类住宅 V12m3，二类住宅，V6m3。,第3章 室内消火栓系统,第3章 室内消火栓系统,本章思考题1.室内消火栓给水系统的组成及各部分功能特点、系统供水方式及其特点和适用条件。2.系统什么情况下需增压？增压方式有哪些？3.系统为什么要采用减压措施？有哪些方式?4.什么情况下需设消防水池？有效容积多少？5.消防水箱的设置高度及有效容积如何确定？6.如何确定充实水柱长度、消火栓保护半径以及栓口压力？7.系统水力计算的方法。,第3章 室内消火栓系统,习题 一栋9层高住宅，层高2.9m，建筑体积为13000m3。室外给水管网提供水量充足，水压为0.350.5MPa。试分析该建筑的消火栓给水系统（包括室外消防管网部分）。,