《建筑给水排水工程》教案-第4章建筑消防给水(14)(1)

-1-第4章建筑消防给水4-1消火栓给水系统及布置低层建筑：扑救初期火灾高层建筑：满足自救需要一.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》。例：第8.4.1条第4款：超过七层的单元式住宅，超过六层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅。(应设室内消防给水)二.建筑内消火拴给水系统组成、组件及类型(一)组成及组件水枪、水龙带、消火拴、消防水喉、消防通道、水箱、消防水泵接合器、增压设备和水源。1.水枪喷嘴口径：13，16，19mm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qxh≤3l/s，φ16,DN50橡胶：易老化，质重，水流阻力小qxh＞3l/s，φ16，19，DN653.消火拴内扣式快速连接螺母+球形阀，单出口、双出口DN65，DN504.消防水喉——小口径拴25mm，喷嘴，φ6~8mm，L=20，25，30m工作压力：106Pa=103kPa=1MPa=10kg/cm2爆破压力：3×106Pa=3MPa=30kg/cm25’屋顶检验用拴5.消火拴箱——玻璃门内置：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：一端接室内消防管网，另一端可供消防车加压供水组成：闸门、安全阀、止回阀形式：地面、地下、墙壁式设置点：便于消防车接管供水地点；周围有15~40m范围内***水池。7.消防给水管网环状，立管不变径。低层可生活+消防，高层独立8.消防贮水设备及加压设备、水源初期火灾用水(10分钟)水箱，气压给水装置火灾连续用水水池可与生活贮水合用，但存不动用措施消防水泵水源(二)类型1.不设消防水箱及水泵的消火拴给水系统DNφ-2-室外管网的压力及水量在任何时候均可满足室内消防要求2.仅设水箱只保证火灾初期10分钟供水(室外水量及压力不足)3.设消防贮水箱、消火拴泵的消火拴系统火灾延续时间内由室内保证消防用水量及水压4.分区供水的室内消火拴系统(高层)分区原因：从便于灭火和系统安全考虑分区依据：最低处消火拴最大静水压力超过80mH2O时分区方式：串联分区，并联分区三、设置要求1.设有消火拴的建筑内，其各层均应设置(无可燃物的设备层除外)；2.设在明显、易于取用的地点(走廊、楼梯间、大厅入口处)；3.保证有二只水枪的充实水柱同时达到室内任何部位(H≤24，V≤5000m3，库房除外，一只水枪)；图4-1消火拴布置方式单排一只枪：2212bRS单排二只枪：222bRS4.保护半径R间距S通过计算确定045cosmdHLR-3-——折减系数，0.8dL——水龙带长度mH——充实水柱(为保证喷枪射出的水流具有一定强度而需要的密集射流)5.消火拴拴口静水压力≥80mH2O减压孔板(便于使用，控制出水量，维持10分钟)；6.拴口距地面1.10m；7.同一建筑采用同一规格的消火拴、水枪及水龙带；8.消防电梯前应设消火拴；9.每个消火栓处应设直接启动消火拴泵按钮。四、室内消火给水管道的布置1.室内消火拴个数大于10个，且室外消防水量大于15l/s，市内给水管道应为环状，进水管应为二条。一条事故时，另一条供应全部水量；2.阀门设置便于检修又不过多影响供水；3.室内消火拴管网与喷淋管网宜分开设，如有困难在报警阀前分开五、水泵接合器设置a)便于消防车接管供水地点，同时考虑周围有15~40m内有室外消火拴或消防贮水池：b)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10~15l/s。六、消防水池与水箱的布置a)独立消防水池设置条件①室外管网的和进水管流量＜室外消室内消生活生产QQQQ''②不允许直接抽水③室外管网为支状,室外消室内消QQ＞25l/sb)防止消防贮水被动用的措施c)水箱安装高度：原则上满足最不利点灭火设备所需水量和水压。一类高层(住宅除外)，可设增压设备，气压罐、稳压泵。二类公共建筑、一类住宅，水箱高度：最高处消火拴静水压力≮7mH2O七、消防泵及泵房a)消防泵吸水管应有独立的吸水管b)消防泵自灌吸水c)消防泵压水管二条与环管接d)备用泵：不小于一台主泵的能力e)泵房有直通室外出口，在楼层内应靠近安全出口4-2建筑内消火栓系统的水力计算目的：确定管径、系统所需压力、选定设备一.消防用水量根据：火场用水量统计资料，消防设备供水能力，建筑物的重要性和保证建筑物的基本安全及国民经济发展水平等因素综合确定。《建筑设计防火规范》《高层建筑设计防火规范》。二.充实水柱充实水柱——从水枪喷口射出的水流，为保证一定的强度而需要的密集射流长度。过长，-4-压力大，作用力大，使用不便，过短，不能射及火焰充实水柱，低层mH≮7m甲、乙厂房，大于六层民宅mH≮10m高层mH≮13m计算：sinnmHHnH——建筑层高三.水力计算1.拴口所需压力xhH图5-2垂直射流组成dqxhHHHqH——枪口造成某长度的充实水柱所需水压dH——水龙带水头损失①求qH-5-qmgHmv221不计空气阻力，理想状态下的射流长度，所以gvHq22其中：v——水流离开喷嘴的流速g——重力加速度实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力，HHHqffH——垂直射流高度fqHHH按水力学管道的沿程损失公式：iLHLgvdHf22式中：——水流与管壁的阻力系数，因是水流在空气中流动故用1K代替L——水流流动距离，用fH代替Lfd——柱口喷嘴直径ffHgvdKH221qHgv22fqfHHdKH1令：fdK1fqfqHHHH整理：qqfHHH1或ffqHHH1建立了qH与fH的关系——与喷嘴直径有关的系数，由试验得：2)1.0(25.0ffdd(表5-8，p79)qH与mH之间的关系由试验mffHH-6-fH——垂直射流高度f——试验系数，4)01.0(8019.1mfH(表5-9)则：mfmfffqHHHHH11给出了qH与mH之间的关系(f，查表得到)。故确定了mH值后，便可求出产生mH的枪口压力值实验证明：充实水柱长度与倾角无关②水龙带损失2xhdzdqLAH式中：dH——水带水头损失，mH2OdL——水带长度，mzA——水带阻力系数xhq——消防射流量，l/s③消防射流量xhqxhq与水枪枪口压力qH有关，规范规定xhq≮5l/s，xhq≮2.5l/s是不同性质建筑消防水枪射流的界限值，实际射流量应根据枪口压力计算并满足规范规定。vqxh其中：24dqgHv2qxhgHdq242qHd200347.0——喷口流量系数qxhHdq4220000121.0——圆形断面，=1.0令：qHdB420000121.0则：qxhBHq2，qxhBHq2，给出xhq与qH之间的关系例：DN=50mm，dL=20m，d=16mm，mH=8m，求xhH？-7-dqxhHHH7.10819.10124.01819.11mmqHHHm，2xhddqLAH9.27.101610000121.04gxhBHql/s＞2.5l/s，52.29.2200154.022xhddqLAHA——(p80，5-12表)2.1352.27.10dqxhHHHmH2O查表p80，表5-11根据xhdqxhmHHOmHHslqH27.10/9.2最不利点消火拴压力确定。2.消防贮备水量计算100060xfxhtqVxLfTQQV)(6.3池其中：fq——室内消防用水量xt——初期火灾时间，10分钟fQ——室内外消防用水量，l/sLQ——水池连续补水量xT——火灾延续时间3.管路水力计算目的：确定DN和h环状网：假设不通水管段，选不利管段进行计算，方法同给水1)水箱供水：从水箱出水口到最不利点算h，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h，选泵的扬程。注意：①建筑内同时发生火灾的次数为1次，着火点1处②消防管，低层≮50，高层≮100，且立管不变径(流向水箱供水、水泵供水，双向)③各立管流量确定应符合规范要求，p82，表5-13各管段流量应符合实际情况-8-4.余压消耗多层建筑，最不利点AdqxAHHH；xAxABHqhHHHdqxB；)(hHBqxAxB使得xBq＞xAq，故B点着火消防射流量增大，使水箱贮水迅速放空。(数据10层建筑，低层出水量=2.5，10分钟水在5分钟用完)，为保证柱出水均匀，需将余压消耗掉。采用减压孔板gvh222244dqdQQvxhgdqhxh2)4/(222，求出d即为孔口口径。各层h不同，求出孔径不同，由小到大，由下到上。4.增压设备选型①水泵，H、Q②气罐局部增压水V=30s，室内消防用水量代替水箱水V=60s，室内消防用水量minP应满足最不利点消火拴口需要的水压。4-3自动喷水灭火系统及布置一.组成及动作过程自喷系统是一种固定式的自动喷水灭火系统设置，在国外有百年的历史，国内有五十余年的历史，是控制火灾的有效手段之一。与消火拴系统相比有如下优点：1.自动报警，自动洒水。2.随时处于准备工作状态。3.从火场中心喷水，并不受烟雾的影响，造成水渍的损失小。4.灭火及时，2~5min使火灾不易扩散，灭火成功率高：美国纽约69~78年十年间，254起装有自动喷淋灭火系统的建筑发生的火灾中有仅开放3个喷头而扑灭的火灾239起，成功率94.1%。美国国家防火协会1922~1967(45年)发生火灾81425起，自动喷淋设备火灾控制率96.2%。澳大利亚和新西兰1886~1967(81年)扑救了5734次，成功率99.8%。成功的灭火，保证建筑的安全，国外应用于各类建筑及住宅(保险金下降，10年内回收)投资：占建筑总投资的1~3%我国自动喷淋设置要求见规范。AhB-9-二、分类1.闭式：湿式——系统充水4℃＜室温＜70℃建筑干式——系统充气70℃＜室温＜4℃预作用式——探测系统+喷水系统。快速排气充水，变干式为湿式，减少误报、水渍。2.开式：水幕——冷却、阻火、防火隔断雨淋——严重危险级别喷雾——喷射出水雾状，起冷却、窒息、稀释、乳化作用。1.湿式适用4℃＜t＜70℃2.干式适用无采暖场所管路容积V≯2000L3.预作用适用建筑装饰要求高，灭火要求及时4.水幕5.雨淋喷水系统6.水喷雾灭火系统三、布置7.喷头布置：喷头布置在吊顶下正方形045cos2RBA长方形222)2(RBAR——喷头的最大保护半径(见P270表4-3)表中给出的喷头的最大保护面积F=12.5m2，R=2.5m，D=5m正方形BA54.3FA。规范正方形最大间距为3.6m。长方形BAFBA5.12选A=4.0mB=3.1m2.管网布置1)中央布置2)侧边布置支管喷头个数≯8个报警阀个数≯500个4-4自动喷淋灭火系统的水力计算目的：选定管径，计算管路的总水头损失，确定实际消防用水量和所需总压力，选择加压设备。1.基础设备建筑物危险等级消防用水量(l/s)设计喷水强度(L/m2·min)作用面积(m2)喷头作用压力(Pa)严重危险生产建筑5010.03009.8×104储存建筑7515.03009.8×104中危险级206.02009.8×104轻危险级93.01809.8×104注：1)困难时，最不利点工作压力可为5×1042)设计流量=1.3理论流量AB-10-3)消防用水量=设计喷水强度/60×F2.计算方法1)步骤①选择系统内最不利计算管路，从末端起编号。②逐一计算各喷头节点的出流量和各管段的流量，使计算管段的流量为规定流量的1.3倍。③按求出各管段的流量(v＜5m/s)初选管径，求出水头损失。④流量达到设计流量后的管段，其流量按设计流量求水头损失。⑤确定水泵扬程举例