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第1页摘要本次课程设计根据国家的相关法规、标准、规范以及建筑的实际情况。首先对建筑的防火分区进行了划分。又根据《高层民用建筑防火规范》（GB50045--2005）的有关规定，对辽宁某办公楼进行了室内消火栓计算与设计。根据消火栓系统的设计程序，通过对消火栓及水利管网的计算选定符合要求的消火栓、水带、水枪、消防水泵、水泵接合器、消防水枪及消防水池等。并对消防给水管网进行布置。通过结合低投入高输出、提供最大安全保护的设计理念进行设计，最终达到设计要求。关键词：防火分区；水头损失；扬程；水泵建筑消防给水系统对于确保建筑物的消防安全，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全起着十分重要的作用。大量火灾统计资料表明，由于火场缺乏消防用水造成火灾扑救失利的次数，占火灾扑救总次数的81.5%。因此，为给建筑物营造良好的消防安全环境，建筑工程建设质量管理工作中各责任主体必须按照国家消防法律法规的规定，设计好、施工好、使用好建筑消防给水系统。室内消火栓给水系统是建筑物应用最广泛的一种消防设施。其既可供火灾现场人员使用消火栓箱内的消防水喉、水枪扑救建筑物的初期火灾，有可供消防队员扑救建筑物的大火。就现阶段而言，消火栓仍然具有着不可替代的作用。首先，水作为一种廉价、高效的灭火剂被人们一直沿用到今天，而且，依旧发挥着自身重要的作用。其次，消火栓可以提供火灾全周期的灭火条件，而不像灭火器一样，若是火灾初期不能有效的控制，火灾很快便会蔓延开来。最后，消火栓不仅仅作为一种灭火工具，它在灭火战斗中，也担负着保护消防队员，开辟疏散通道的作用。因此，我们应该合理的设计消火栓系统，是火灾对人的伤害减小到最低。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion．工程概况1.1建筑概况辽宁某办公楼是一座楼长36.3m，宽12.9m，占地面积468.27m2的公共办公楼，办公楼搞27m，共九层，设有两个消防楼梯间和一个电梯，其余房间为办公室、会议室、接待室等。根据《高层民用建筑防火规范》（GB50045--2005）[1]的有关规定，将该建筑划为二类民用公共类建筑。1.2自然条件辽宁省地处欧亚大陆东岸、中纬度地区，属于温带大陆性季风气候区。境内雨热同季，日照丰富，积温较高，冬长夏暖，春秋季短，四季分明。雨量不均，东湿西干。全省阳光辐射年总量在100-200卡/平方厘米之间，年日照时数2100-2600小时。春季大部地区日照不足；夏季前期不足，后期偏多；秋季大部地区偏多；冬季光照明显不足。全年平均气温在7-11℃之间，最高气温零上30℃，极端最高可达40℃以上，最低气温零下30℃。受季风气候影响，各地差异较大，自西南向东北，自平原向山区递减。年平均无霜期130--200天，一般无霜期均在150天以上，由西北向东南逐渐增多。辽宁省是东北地区降水量最多的省份，年降水量在600-1100毫米之间。东部山地丘陵区年降水量在1100毫米以上；西部山地丘陵区与内蒙古高原相连，年降水量在400毫米左右，是全省降水最少的地区；中部平原降水量比较适中，年平均在600毫米左右。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion．防火分区的划分根据《高层民用建筑防火规范》（GB50045--2005）[1]第3.0.1条可知本建筑为二类建筑。高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表2.1的规定。表2.1每个防火分区允许的最大建筑面积建筑类别每个防火分区建筑面积（m2）一类建筑1000二类建筑1500地下室500根据表2.1规定，以及《高规》[1]第5.1.3条的规定：“5.1.4高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其允许最大建筑面积之和不应超过本规范第5.1.1条的规定。当上下开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕等分隔设施时，其面积可不叠加计算。”因此，可做如表2.2的划分。表2.2防火分区划分防火分区编号位置防火分区面积A（2m）1电梯及电梯前室320.82消防楼梯间1160.43消防楼梯间2160.44一层397.05二层397.0续表2.26三层397.07四层397.08五层397.0PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion．消火栓安装计算3.1室内消火栓给水方式当高层建筑最低消火栓设备处的静水压力不超过0.8MPa或建筑高度不超过50m时，可采用不分区给水方式。所以本设计采用临时高压不分区给水方式。3.2消火栓、水带、水枪的型号根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045--2005）7.4.6.6规定：“消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。”通常，喷嘴口径19mm的水枪与65mm的水带配套。室内消火栓目前多配套直径为65mm或50mm的胶里水带，因此本设计选用消火栓选用65mm口径消火栓、19mm喷嘴水枪、直径65mm长度20m胶里水带。3.3水枪充实水柱、水枪设计流量计算和设计喷嘴压力3.3.1水枪充实水柱计算为有效扑灭建筑物火灾，要求水枪射流时的充实水柱应能到达建筑物每层的任何高度。因此，水枪的充实水柱应按层高计算确定。通常水枪射流上倾角不宜超过45°，在最不利情况下也不能超过60°。按上倾角45°考虑，则12kHHSsin45-=°(3.1)式中：Sk为水枪充实水柱，m；H1为建筑物层高，m；H2为水枪喷嘴离地面高度，m，一般取1m。本建筑层高为3m，因此充实水柱为k31S2.83msin45-==°根据《高规》[1]第7.4.6.2条规定：“消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。”因此，Sk=10m。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion=×(3.2)式中：α为系数，与喷嘴直径和压力有关，见表3.1；Sk为水枪充实水柱，m。查表可得α为0.0135，因此qkHαS0.0135100.135MPa=×=×=水枪流量计算公式为qQβH=(3.3)式中：β为系数，与喷嘴直径有关，见表3.2；Q为水枪流量，L/s。查表得=157.7，因此水枪流量Q157.70.1354.6m=×=根据《高规》[1]第7.2.2条规定，室内消火栓最小用水量为20L/s,每根竖管最小流量10L/s，每支水枪最小流量5L/s。因此，Q=5L。将Q带入(3.2)、(3.3)得水枪压力Hq为0.16MPa，充实水柱高度Sk为12m。表3.1系数系数充实水柱/m水枪喷嘴口径13mm水枪喷嘴口径16mm水枪喷嘴口径19mm水枪喷嘴口径22mm70.01330.01320.01280.0122100.01500.01400.01350.0115130.01850.01690.01580.0138表3.2系数喷嘴口径/mm131619223.467.93157.7283.6PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion消火栓的保护半径和布置间距根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045--2005）[1]7.4.6.3规定：“消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。”消火栓保护半径可按下式计算dkRfLL=+(3.4)式中：dL为一条水带的实际长度，20m；kL为水枪充实水柱在平面上的投影长度；f为水带铺设系数，一般f=80%—90%，取f=85%。水枪充实水柱在平面上的投影长度可按下式计算：coskkLSa=(3.5)式中：a为水枪射流上倾角，由层高、充实水柱确定，一般不超过45°，取a=45°则有已知可计算出保护半径：mLfLRkd48.2545cos122085.0=×+×=+=o根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045--2005）[1]第7.4.2条：“消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。”消火栓单排双水柱的布置间距计算公式为22ffSRb=-(3.6)式中：Rf为消火栓保护半径，m；bf为消火栓最大保护宽度，m。有图纸可看出bf=7.5m，因此最大布置间距为2225.487.5=24.35mS=-图纸设计符合规范要求，详细设计见图纸。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion．管路水力计算4.1选择最不利点消火栓和确定最不利计算管路建筑中，最不利消火栓选在九层的最右侧。见图4.1。图4.1最不利管路在计算时，将管路分为三段，分别是1-2段、2-3段、3-4段。4.2计算最不利点消火栓栓口处所需的水压水流通过水带的损失为2dfHSq=(4.1)式中：S为每条水带（长20m）的阻抗系数，其值见表4.1；fq为水带所通过的实际流量（即水枪的设计流量），L/s。表4.1每条水带的阻抗系数水带S值PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion．000300.00016胶里水带0.00150.000350.000150.00008查表4.1可知，S=0.00035，水枪的设计流量为5L/s。将其带入式(4.1)得20.0003550.00875MPadH=×=消火栓栓口压力计算公式为xhqsdHHH=+(4.2)式中：qsH为水枪喷嘴处的设计水压，MPa；dH为每条水带的水头损失，MPa。带入数值可得最不利点的消火栓栓口压力为0.160.008750.16875xhH=+=根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045--2005）[1]第7.4.7.2条：“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。”满足上述要求，不设增压设施。4.3确定消防给水管网的管径管径大小的计算公式为：4Qdpn=(4.3)式中:Q为管段流量,sL；n为流速,sm,小于2.5sm；d为管段直径,mm。根据《建筑消防给水系统》[1]的设计规定，不超过50m的办公楼消火栓用水量为20L/s，同时使用水枪数为4支，每只水枪的最小流量为5L/s，每根竖管最小流量为10L/s。竖管的管径341010100071.36mm2.5πd-×××=×＞；PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion×××=×＞。根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045--2005）[1]第7.4.2条规定：“消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于100mm。”所以，竖管应采用DN100钢管；水平横管应采用DN150钢管。4.4计算最