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第3章建筑消防给水系统3.1建筑消防基本知识3.2消火栓给水系统的组成和给水方式3.3消火栓给水系统的设计计算3.4自动喷水灭火系统3.5高层建筑消防给水系统3.1建筑消防基本知识3.1.1建筑火灾3.1.2火灾救助原则3.1.3灭火剂及其灭火的基本原理3.1.4建筑消防工程系统3.1.1建筑火灾所谓火灾就是在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。3.1.2火灾救助原则1)10层及10层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)。2)建筑高度超过24m的公共建筑。3.1.3灭火剂及其灭火的基本原理1.水2.泡沫3.干粉4.卤代烷1.水(1)水流形态及其适用火灾范围针对不同燃烧物类别和状态的火灾，需要采用不同形态的水流，以达到尽快扑灭火灾的功效。(2)禁用范围存放有能与水发生反应释放大量热量(钾、钠、钙等轻金属材料)，或遇水能生成可燃、可爆、有毒气体(碳化轻金属、金属硅化物、金属磷化物及某些金属粉末)的建筑不能用水作为灭火剂。(1)水流形态及其适用火灾范围表3-1水流形态及其适用火灾范围2.泡沫(1)隔离作用泡沫层将可燃物的液相与气相分隔，阻止可燃物的蒸发，即将可燃物与火焰区或空气隔离。(2)冷却作用泡沫本身及泡沫中的水能起到冷却作用。3.干粉(1)化学抑制作用当干粉射向燃烧区域，干粉粒子或在火焰中气化后的粒子与火焰中的活性氢、氧基团反应，形成不活泼的水或氢氧化物。(2)烧爆作用干粉与火焰接触时，受高热作用后爆裂成许多更小的颗粒，从而大大增加了粉粒与火焰的接触面积，提高了灭火效力。(3)其他作用干粉粉雾包围火焰后可减少火焰的热辐射，同时粉末受热后放出结晶水或发生分解生成不活泼气体，防止火灾的进一步蔓延。4.卤代烷卤代烷灭火剂是碳氢化合物中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。卤代烷的灭火机理是通过氯、溴等卤素氢化物的化学催化作用，使燃烧连锁反应中断，抑制燃烧反应。3.1.4建筑消防工程系统1.建筑消防工作原则2.建筑防火系统3.建筑灭火系统1.建筑消防工作原则预防为主，防消结合。在总结长期以来人类同火灾做斗争的经验教训的基础上，我国在消防法规中提出了“预结合”的工作方针，准确地表达了“防”的重要性和“防”与“消”的辩证关系。2.建筑防火系统(1)总平面防火在场地规划或建筑总平面设计时，应根据建筑物的使用性质、火灾危险性、场地地形和气象等因素确定建筑物之间的合理距离，以避免一栋建筑发生火灾波及旁边的建筑，并为消防车留出足够宽度的消防通道。(2)建筑物耐火等级要求建筑的梁、柱、墙、楼板、吊顶等基本构件在火灾高温的持续作用下，能在一定时间内不破坏且不传播火灾，从而为人员疏散、物资抢运、火灾扑救和灾后结构修复赢得时间并创造有利条件，尽量减少火灾损失。2.建筑防火系统(3)防火分区是指通过耐火性能较好的分隔构件(防火卷帘、防火门等)将建筑空间分隔成若干区域，防止火灾在不同分区之间蔓延的防火措施，《建筑设计防火规范》等相关规范中对不同性质建筑的不同部位的防火分区面积进行了具体的规定。(4)防烟分区一般在防火分区内用挡烟构件(挡烟垂壁、隔墙等)细分为若干防烟分区，将烟气控制在分区内，以便于排烟系统有效排烟，减小烟气对人员疏散和灭火工作的影响。2.建筑防火系统(5)安全疏散为保证火灾时建筑物内人员尽快撤离火灾现场，要求建筑物内通道(楼梯间、走道等)宽度和数量足够，以控制人员安全疏散时间低于规范要求(一般建筑物层数越高疏散时间就越长)。(6)其他建筑防火措施主要包括民用建筑室内装修防火、特殊工业建筑防爆等。3.建筑灭火系统(1)手提式灭火器对于建筑的初起火灾，由于火势较小，如能正确使用好灭火器材，就能将火灾消灭在初起阶段，不至于使小火酿成大灾，从而避免重大损失。(2)消火栓给水及自动喷水灭火系统以水为灭火剂扑灭建筑一般物质火灾是最经济、有效的方法，而输送水这种灭火剂的系统主要有消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。3.建筑灭火系统(3)气体灭火系统由于以水为灭火剂的系统适用范围存在一定的局限性，如其不适用于扑救可燃气体、可燃液体和电气火灾，也不宜用于计算机房、重要文物档案库、图书库、通信机房等禁水场合，而气体灭火系统正是为扑救上述场合火灾而发展起来的。(4)泡沫灭火系统泡沫灭火系统是采用泡沫液作为灭火剂，主要用于非水溶性可燃液体和一般固体引起的火灾，在石化企业、油库、汽车库、大型飞机库、煤矿、仓库等场所使用广泛。3.建筑灭火系统(5)建筑防烟排烟系统火灾时伴随物质不充分燃烧产生的大量有毒烟气会阻碍人的视线，引起人的恐慌，这对人员的尽快疏散和火灾的及时扑救是不利的；同时，室内人员如果吸入有毒烟气，会引起人员头晕无力、窒息、甚至引起死亡。(6)自动报警与消防电气控制系统建筑自动报警与消防电气控制系统包括火灾探测器与自动报警系统、火灾事故广播与消防电话系统、消防联动控制系统、消防供配电系统、火灾应急照明与疏散系统等。(3)气体灭火系统图3-1单元独立气体灭火系统原理图1—探测器2—喷嘴3—压力继电器4—报警器5—手动按钮启动装置6—控制盘7—电动启动头(3)气体灭火系统图3-2组合分配气体灭火系统原理图1—探测器2—手动按钮启动装置3—报警器4—选择阀5—集流管6—操作管7—安全阀8—连接管9—储存容器10—气体启动容器11—报警控制装置12—检测盘(3)气体灭火系统图3-3全淹没气体灭火系统工作原理图(3)气体灭火系统图3- 4气体自动灭火系统控制流程图(4)泡沫灭火系统图3-5固定式液上喷射泡沫灭火系统1—油罐2—泡沫发生器3—泡沫混合液输送管道4—比例混合器5—泡沫液罐6—输送泵7—水池(5)建筑防烟排烟系统图3-6活动式挡烟垂壁(5)建筑防烟排烟系统图3-7全面通风排烟方式(5)建筑防烟排烟系统图3-8自然排烟方式a)有外窗的防烟楼梯间及其前室b)有外窗的防烟楼梯间及其前室c)有阳台的防烟楼梯间d)带凹廊的防烟楼梯间e)四周有可开启外窗的前室f)两个不同相向的可开启外窗自然排烟(5)建筑防烟排烟系统图3-9机械加压送风防烟方式(5)建筑防烟排烟系统图3-10排烟管道防火阀设置示意图a)剖面示意b)平面示意3.2消火栓给水系统的组成和给水方式3.2.1室外消防给水系统3.2.2室内消火栓给水系统3.2.3给水方式3.2.1室外消防给水系统1.室外消防给水系统设置原则2.室外消防给水系统类型3.室外消防给水管道4.室外消火栓的布置1.室外消防给水系统设置原则根据《建筑设计防火规范》的规定，在进行城镇、居住区、企事业单位规划和建筑设计时，必须同时设计消防给水系统。2.室外消防给水系统类型(1)按消防给水系统水压要求分类(2)按室外给水系统供水对象分类3.室外消防给水管道室外消防给水管网应布置成环状管网。室外环状管网的进水管不少于两条，并宜从两条市镇给水管道引入，当其中一条发生故障时，其余进水管应仍能保证全部消防用水量。4.室外消火栓的布置室外消火栓有地上式与地下式两种。在我国北方寒冷地区宜采用地下式消火栓；在南方温暖的地区可采用地上式或地下式消火栓；室外地上式消火栓应有一个直径150mm或直径100mm和两个直径65mm的栓口；室外地下式消火栓应有直径100mm和65mm的栓口两个，并有明显的标志。3.2.2室内消火栓给水系统1.设置室内消火栓给水系统的原则2.消火栓给水系统的组成1.设置室内消火栓给水系统的原则1)建筑占地面积大于300m2的厂房(仓库)。2)超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，当确有困难时，可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱的直径65mm的室内消火栓，消防竖管的直径不应小于65mm。3)超过5层或体积超过10000m3的办公楼、教学楼等其他民用建筑。4)特等、甲等剧场，超过800个座位的其他等级的剧场、电影院等，超过1200个座位的礼堂、体育馆等。5)体积超过5000m3的车站、码头、机场建筑物以及展览馆、商店、病房楼、门诊楼、图书馆等。1.设置室内消火栓给水系统的原则图3-11设水泵、水箱的消防供水方式1—室内消火栓2—消防竖管3—干管4—进户管5—水表6—旁通管及阀门7—止回阀8—水箱9—消防水泵10—水泵接合器11—安全阀2.消火栓给水系统的组成(1)消火栓设备一个完整的消火栓箱应由水枪、水带和消火栓组成，如图3-12所示。(2)水泵接合器在建筑消防给水系统中应设置室外水泵接合器，其作用是提供消防车向室内消防给水系统加压供水的接口。(3)消防给水管道建筑物内消防给水管道系统宜连成环状管网，是否与生活、生产给水管道合并设置或不同消防给水系统管道是否合并设置应根据建筑物的性质和规范要求，经技术经济比较后确定。2.消火栓给水系统的组成(4)消防水池当生产、生活用水量达到最大时，市镇给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量，或当市镇给水管道为枝状或只有一条进水管，且消防用水量之和超过25L/s时，应设置消防水池。(5)消防水箱消防水箱储存扑救初期火灾的消防用水量。(1)消火栓设备图3-12消火栓箱(1)消火栓设备图3-13双出口消火栓(2)水泵接合器图3-14水泵接合器外形图a)SQ型地上式b)SQ型地下式c)SQ型墙壁式1—法兰接管2—弯管3—升降式单向阀4—放水阀5—安全阀6—楔式闸阀7—进水用消防接口8—本体9—法兰弯管(2)水泵接合器表3-2水泵接合器型号及其基本参数3.2.3给水方式(1)由室外给水管网直接供水的给水系统当室外给水管网所供水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需水量、水压时，可以优先采用这种方式。(2)设水箱的消火栓给水系统这种给水方式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、生活和生产用水。3.2.3给水方式(3)设水泵、水箱的消火栓给水系统这种方式适用于室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统所需水压，为保证一旦使用消火栓灭火时有足够的消防水量而设置水箱，储备10min室内消防用水量。(4)高层建筑分区给水消火栓给水系统在消火栓给水系统中，消火栓口的静水压力不应大于0.8MPa，当大于0.8MPa时，应采用分区给水系统。3.2.3给水方式(5)区域集中消防给水系统建筑小区或由多幢建筑组成的建筑群共同设置一套室内消防给水系统，其系统消防供水量按最大一幢建筑计算，系统压力按标高最高(或距离最远)一幢建筑设计，区域内任何一幢发生火灾都能够得到有效控制。3.2.3给水方式图3-15直接供水的消防-生活共用给水方式1—室外给水管网2—室内管网3—消火栓及立管4—给水立管及支管3.2.3给水方式图3-16设水箱的消火栓给水系统1—室内消火栓2—消防竖管3—干管4—进户管5—水表6—止回阀7—旁通管及阀门8—水箱9—水泵接合器10—安全阀3.2.3给水方式图3-17生活与消防合用给水系统1—室外给水管2—储水池3—消防泵4—生活水泵5—室内管网6—消火栓及消火立管7—给水立管及支管8—水箱9—单向阀10—水箱进水管11—水箱出水管3.2.3给水方式图3-18高层建筑室内消火栓给水系统组成示意图3.2.3给水方式图3-19分区供水室内消火栓给水系统3.2.3给水方式图3-20分区减压给水方式3.3消火栓给水系统的设计计算3.3.1系统布置3.3.2水量和水压要求3.3.3水力计算3.3.1系统布置1.水枪充实水柱的要求2.消火栓布置3.消防给水管道的布置1.水枪充实水柱的要求表3-3各类建筑要求水枪充实水柱长度1.水枪充实水柱的要求图3-21垂直射流组成2.消火栓布置(1)消火栓的间距(2)消火栓的安装(1)消火栓的间距要求设置消火栓给水系统的低层建筑和高层建筑，除无可燃物的设备层外，其余各层均应设置消火栓。(1)消火栓的间距图3-22消火栓布置间距a)单排1股水柱到达室内任何部位b)单排2股水柱到达室内任何部位c)多排1股水柱到达室内任何部位d)多排2股水柱到达室内任何部位(2)消火栓的安装1)消火栓距地面安装高度为1.1m，栓口宜向下或与墙面垂直安装。同一建筑内应选用同一规格的消火栓、水带和水枪，以方便使用。为保证及时灭火，每个消火栓处应设置直接启动