第3章建筑消防系統3.1室內消火栓給水系統及布置3.2

消火栓給水系統的水力計算

建筑消防系統根據使用滅火劑的種類和滅火方式分為消火栓給水系統；自動噴水滅火系統；其他使用非水滅火劑的固定滅火系統。建筑物發生火災，根據建筑物的性質、功能及燃燒物，可通過水、泡沫、鹵代烷、二氧化碳和干粉等滅火劑來撲滅火勢。本章重點介紹層數少于10層的住宅及建筑物高度不超過24m的底層民用建筑中以水作為滅火劑的消防系統。第3章建筑消防給水系統首頁水消防系統常用的可分為第3章建筑消防給水系統消火栓給水系統自動噴水滅火系統首頁3.1消火栓給水系統及布置3.1.1設置室內消火栓給水系統的原則首頁按照我國現行的《建筑設計防火規范》的規定，下列建筑應設置DN65消火栓給水系統：1）廠房、庫房、高度不超過24m的科研樓。2）超過5層或體積超過1000立方米的教學樓等等其他民用建筑。3）超過7層的單元住宅和超過6層的塔式、通廊式、底層設有商業網點的單元住宅。4）超過800個座位的劇院、電影院、俱樂部和超過1200個座位的禮堂、體育館.5)體積超過5000立方米的車站、碼頭、機場建筑物以及展覽館、商店、病房樓、門診樓、圖書館等。

3.2.1

消火栓滅火系統的設置6）國家級文物保護單位的重點磚木或木結構的古建筑。7）使用建筑超過300平方米的防空地下室的商場、醫院、旅館、展覽廳、旱冰場、體育館、舞廳、電子游藝場等。8）使用面積超過450平方米的防空地下室的餐廳、丙類和丁類生產車間、丙類和丁類物品庫房。9）防空地下室的電影院、禮堂。10)設有空氣調節系統的旅館、辦公樓和超過1500個座位的劇院及會堂，其悶頂內安裝有面部燈位的馬道，宜增設消防卷盤設備。首頁3.2室內消火栓系統水泵接合器消火栓水池水泵增壓穩壓設備

3.1.2

消火栓給水系統的組成水箱首頁1.

消火栓設備消火栓設備由水槍、水帶和消火栓組成，均安裝于消火栓箱內。水槍水帶消火栓箱

3.1.2

消火栓給水系統的組成首頁

3.1.2

消火栓給水系統的組成（1）消火栓1）分類a）單出口b）雙出口2）型號a）單出口DN65水槍出流量≥5L/sDN50

水槍出流量<5L/sb）雙出口DN65（2）水槍——一般為直流式

1）作用：形成具有一定沖擊力的射流水柱

2）型號：噴嘴口徑13mm（配直徑50mm水帶）、16mm（配直徑50mm或65mm水帶）、19mm（配直徑65mm水帶）。低層建筑物的消火栓選用13或16mm（3）水帶

1）口徑50、65mm2）作用：將水輸送到滅火地點

3）材質：麻質：抗折疊，質輕，水流阻力大；橡膠：易老化，質重，水流阻力小

4）長度：15m、20m、25m；30m2.水泵接合器作用：水泵接合器是連接消防車向室內消防給水系統加壓供水的裝置，一端有消防給水管網水平干管引出,另一端設于消防車易于接近的地方。組成：閘門、安全閥、止回閥、消防水泵結合器接口。形式：地面、地下、墻壁式。設置點：便于消防車接管供水地點；周圍在15-40m范圍內有消防水池或室外消火栓。

3.1.2

消火栓給水系統的組成首頁首頁3.消防管道建筑物內消防管道是否與其他給水系統合或獨立設置，應根據建筑物的性質和使用要求經技術經濟比較后確定。專用：無縫鋼管、熱鍍鋅鋼管、焊接鋼管。最小管徑：50mm，消防立管最小管徑100mm4.消防水池適用條件：用于無室外消防水源情況下，貯存火災持續時間內的室內消防用水量。427頁附錄表3-1設置：可設于室外地下或地面上，也可設在室內地下室，或與室內游泳池、水景水池兼用。

3.2.2

消火栓給水系統的組成首頁消防水池要求：消防水池應設有水位控制閥的進水管和溢水管、通氣管、泄水管、出水管及水位指示器等附屬裝置。根據各種用水系統的供水水質要求是否一致，可將消防水池與生活或生產貯水池合用，也可單獨設置。

3.2.2

消火栓給水系統的組成首頁5.消防水箱消防水箱對撲救初期或起著重要作用。水箱的設置要求：為確保其自動供水的可靠性，應采用重力自流供水方式消防水箱宜與生活（或生產）高位水箱合用，以保持箱內貯水經常流動、防止水質變壞；水箱的安裝高度應滿足室內最不利點消火栓所需的水壓要求，且應貯存有室內10min的消防水量（p80表3-4）。當室內Q消≤25L/s，Vmax=12m3；當室內Q消>25L/s，Vmax=18m3

3.2.2

消火栓給水系統的組成首頁

3.1.3

消火栓給水系統的給水方式由室外給水管網直接供水的消防給水方式設水箱的消火栓給水方式設水泵、水箱的消火栓給水方式設水池、水泵的消火栓給水方式設水泵、水池、水箱的消火栓給水方式分區給水方式首頁水表消火栓1.外網直接供水的給水方式3.2.3

消火栓給水系統的給水方式首頁適用條件：室外給水管網提供的水量和水壓，在任何時候均能滿足室內消火栓給水系統所需的水量、水壓要求時采用。初步確定給水方式時，對于層高不超過3.5m的民用多層建筑，消防給水系統所需壓力估算：P=280+40(n-2)（n—建筑物層數）如消火栓系統水槍的設計流量小于5L/s，p值可減少40kpa。對于引入管或室內消防管道較長或層高超過3.5m時，p值可適當增加3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁水表消火栓水泵接合器水箱

3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁2.設水箱的消火栓給水方式供水特點：由室外給水管網向水箱供水，箱內貯存

10min消防用水量。火災初期：由水箱向消火栓給水系統供水；火災延續：可由室外消防車通過水泵接合器向消火栓給水系統加壓供水。適用條件：外網水壓變化較大。宜在室外管網一天之內有一定時間能保證消防水量、水壓時（或有生活泵向水箱補水）采用用水量小時：水壓升高能向高位水箱供水用水量大時：不能滿足建筑消火栓系統的水量、水壓要求。

3.2.3

消火栓給水系統的給水方式首頁3.

設水泵、水箱的消火栓給水方式水表水泵水泵接合器水箱3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁適用條件：宜在室外給水管網的水壓不能滿足室內消火栓給水系統的水壓要求時采用供水特點：由生活泵向水箱供水，箱內貯存10min消防用水量。火災初期：由水箱向消火栓給水系統供水；火災延續：消防水泵啟動后，由消防水泵供水滅火水池消火栓水泵水表止回閥4.

設水池、水泵的消火栓給水方式

3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁4.設水池、水泵的消防給水方式設置特點：水泵從貯水池抽水，與室外給水管網間接連接，可避免水泵與室外給水管網直接連接的弊病。當外網壓力足夠大時，也可由外網直接供水。適用條件：設水池、水泵的給水方式適用于室外給水管網的水壓經常不能滿足室內供水所需的建筑。

3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁5.設水泵、水池、水箱的消火栓給水方式設置特點：室外給水管網供水至貯水池，由水泵從水池吸水送至水箱，箱內貯存10min消防用水量。火災初期：由水箱向消火栓給水系統供水。水泵啟動：水泵從水池吸水，由水泵供水滅火。3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁設水池、水泵、水箱的消火栓給水方式的適用條件：a.外網經常不能滿足建筑物消火栓系統的水壓水量要求，也不能確保向高位水箱供水。b.系統需外援供水時，可借助室外消防車經水泵接合器向建筑消火栓給水系統加壓供水。c.室外給水管網為枝狀或只有一條進水管時，消防給水系統中均需設置消防貯水池，儲備火災延續時間內的消防用水量。

3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁6.分區供水方式設置特點:室外給水管網向低區供水和高位水箱供水箱內貯存10min消防水量。高區火災初起時:由水箱向高區消火栓給水系統供水;當水泵啟動后:由水泵向高區消火栓給水系統供水滅火。低區滅火:水量、水壓由外網保證。3.1.3

消火栓給水系統的給水方式首頁分區供水方式適用條件：a.

外網僅能滿足低區建筑消火栓給水系統的水量水壓要求，不滿足高區滅火的水量、水壓要求。b.當地部門不允許消防水泵直接從外網抽水。c.

高層建筑中由于樓高，消防管道上、下部的壓差很大，當消火栓處最大壓力超過1.0MPa時，必須分區供水。3.2.3

消火栓給水系統的給水方式首頁

3.1.4

消火栓給水系統的布置1.水槍充實水柱長度Hm定性：消火栓設備的水槍射流滅火，需求有一定強度的密實水流才能有效地撲滅火災。定量：水槍射流在26cm～38cm直徑圓斷面內、包含全部水量75%～90%的密實水柱長度稱為水槍的充實水柱長度。水槍充實水柱長度應大于7m，小于15m。首頁⑴Hm的長度可按室內最高著火點離地面高度，水槍噴嘴離地面離度和水槍傾角算出：Hm=(H1-H2)/sin=2?

(H1-H2)[實際上Hm=H層高/sin]H1---室內最高著火點離地面的高度H2---水槍噴嘴高地面的高度---水槍的傾角(一般為45oc)⑵規范Hm規定：見下表：各類建筑要求充實水柱的長度建筑類別最小長度低層建筑一般建筑甲、乙類廠房、＞六層民用建筑、＞四層廠房、庫房高架庫房71013高層建筑民用建筑高度≥100米民用建筑高度＜100米高層工業建筑131013人防工程內10停車場、修車庫內10例題：有一廠房內設有室內消火栓，該廠房的層高為10m，試求水槍充實水柱的長度。Hm=10/0.707=14.1該廠房屬于單層丙類廠房，要求水槍充實水柱長度不應小于7m則充實水柱長度為14.1m例題：有一高層工業建筑，其層高為5m，試求水槍的充實水柱長度Hm=5/0.707=7.1m該建筑為高層工業建筑，要求水槍充實水柱長度不應小于13m。則該充實水柱長度為13m。2.消火栓布置a.建筑高≤24m，體積≤5000m3的庫房，應保證有一支水槍的充實水柱到達同層內任何部位。布置間距：保護半徑為：R=C·Ld+hb.其他民用建筑應保證有2支水槍的充實水柱達到同層內任何部位。布置間距為：首頁c.當建筑物較寬，需要布置多排消火栓，且要求有一股水柱到達室內任何部位時，消火栓間距為：S=1.4R；要求有兩股同時到達室內任何部位時，消火栓的間距為S=0.8Rd.室內消火栓的間距應由計算確定。高層廠房（倉庫）、高架倉庫和甲、乙類廠房中室內消火栓的間距不應大于30m；其它單層和多層建筑中室內消火栓的間距不應大于50me.消火栓口距地面安裝高度為1.1m。f.消火栓應設在走道內，宜靠近疏散方便的通道口處、樓梯間內。g.在建筑物頂應設一個消火栓。h.室內消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時，應設置減壓設施；靜水壓力大于1.0MPa時，應采用分區給水系統

i.同一建筑物內應采用統一規格的消火栓、水槍和水帶。每條水帶的長度不應大于25mj.當設2根消防豎管確有困難時，可設1根消防豎管，但必須采用雙口雙閥型消火栓。3、給水管道的布置N>10,Q>15L/s，至少要兩條進水管，并應將室內管道連成環狀。消防給水管道損壞時，停止使用的消火栓在一層中不應超過5個。停止使用的消防立管不應多于1根。水泵接合器布置超過4層的廠房和庫房、設有消防管網的住宅、超過5層的其他民用建筑應設水泵接合器，接合器的數量按室內消防用水量計算確定，每個接合器的流量按10-15L/s（DN100按10，DN150按15）,接合器不少于2個，距接合器15-40米內應設室外消火栓或消防水池。3.2消火栓給水系統水力計算消火栓給水系統水力計算的主要任務：根據規范規定的消防用水量及要求使用的水槍數量和水壓確定管網的管徑系統所需的水壓水池、水箱的容積和水泵的型號等。3.2.1消火栓口所需的水壓一、栓口所需壓力式中：Hxh——消火栓的水壓(kpa)Hq——水槍噴嘴處的水壓(kpa)hd——水帶的壓力損失(kpa)Hk——消火栓栓口的壓力損失(kpa)，按20kpa計算1．求水槍噴嘴處的壓力不計空氣阻力，理想狀態下的射流長度為:式中：v——水流在噴嘴處的流速m/sHq——水槍噴嘴處的壓頭mH2O實際上，水槍噴嘴及空氣都對射流產生阻力，垂直射流高度Hf為：空氣阻力為：按水力學管道的沿程損失公式：式中：

將代入上式2．水龍帶損失

式中：Hd——水帶的水頭損失，kpaAd——水帶的比阻

Ld——水帶的長度mqxh——水槍的射流量L/s3．消防射流量

其中：

總之：消火栓口所需壓力Hxh=Hq+hd+HkHq—水槍噴嘴處壓力，kPa;hd—水帶的水頭損失，hd=10AZLdqxh2kPa；Hk—消火栓栓口水頭損失，20kPa。注意消防流量：1、低層建筑室內消火栓用水量

q定(每支水槍的最小流量)

P81表3-43-52、實際消防水槍射流量qxh式中：B—83頁表3-8Hq—水槍噴嘴處壓力，mH2O*83頁表3-9Hm-Hq-qxh3、設計消防水槍射流量qxhˊ

若qxh<q定取qxhˊ=q定

qxh>q定取qxhˊ=qxh—試驗系數，82頁表3-7—與噴嘴口徑有關的阻力系數，82頁表3-61.消防水池容積消防水池總容積=有效容積+無效容積有效容積計算公式：3.2.2

消防水池、水箱的貯存容量VfQf

QLTx——消防水池貯存消防水量，m3；——室內消防用水量與室外給水管網不能保證的室外消防用水量之和，L/s；——在火災延續時間內，可連續補充的水量，L/s；——火災延續時間，h；指消防車去火場后開始出水時起，至火災被基本撲滅的時間。無效容積定義:↑水池上部：在溢流管管內底標高或溢流喇叭口頂標高以上，被空氣所占有的保護容積或為浮球閥正常工作所需要的容積，一般為200～300mm。←水池中部：被立柱、隔墻、梁等承重構件和導流裝置所占用的容積。↓水池下部：無法被消防水泵所取用的那部分水容積，無吸水井(坑)時，該部分無效容積占有相當比重。2.消防水箱的消防貯水量指的是消防水箱的有效容量，消防水箱應貯存10min的室內消防用水總量，以供撲救初期火災之用。有效容量的計算公式為：

VxQx0.6——消防水箱貯存消防水量；——室內消防用水量；——單位換算系數；1建筑物類別消防貯水量(m3)低層和多層建筑10min的室內消防用水量說明：

低層和多層建筑以外救為主，應考慮消防車至火災現場的時間。消防水箱的最小消防貯水量

為避免水箱容積過大，消防水箱的最小消防貯水量也可按下列規定確定：2建筑物類別消防貯水量(m3)二類高層民用建筑住宅≥6公用建筑≥12說明：

高層民用建筑以自救為主，消防水箱的消防儲水量按需要考慮。3建筑物類別消防貯水量(m3)一類高層民用建筑住宅≥12公用建筑≥18說明：

高層民用建筑以自救為主，消防水箱的消防儲水量按需要考慮。

3.3.4

消防水池、水箱的貯存容量（接上頁）首頁消防水箱的設置高度序號建筑物類別設置高度/m說明1低層建筑建筑物最高部分消防水箱水能靠重力流至消防水箱；室內消防用水量超過15L/s的建筑如不能保證頂層消火栓處的靜水壓力，應設增壓設備2高層建筑應保證頂層消火栓處靜水壓力不小于0.07MPa如不能保證頂層消火栓處靜水壓力，則應設增壓設備序號建筑物類別設置高度/m說明3建筑物高度超過100m應保證頂層消火栓處靜水壓力不小于0.15MPa如不能保證頂層消火栓處靜水壓力，則應設增壓設備3、消防水泵的選擇計算消防水泵的流量Qxh=Qx/Nx消防水泵的揚程Hxb=Hxh+hxg+10Hz當消防水泵直接從市政給水管網吸水時，消防水泵的揚程應按市政給水管網的最低壓力計算，并以市政給水管網的最高壓力校核消防水泵應設置備用泵，其工作能力不應小于最大一臺消防工作泵的能力當工廠、倉庫、堆場和儲罐的室外消防用水量<25L/s或建筑的室內消防用水量≤10L/s時，可不設置備用泵。消防管網水力計算的主要目的：3.3.3

消防管網水力計算計算或校核消防水箱的設置高度30確定消防給水管網的管徑選擇消防水泵首頁消防管網水力計算的步驟1、獨立的消火栓給水系統（1）確定設計的計算管路（2）確定qxhˊqxhˊ=取大（qxh

，q定）

（3）計算各管段的消防設計流量

1）分配流量如：門診樓V=6000m3

展覽館V=30000m3

機場V=55000m3V=6000m3門診樓5L/s2支2.5L/s/支5L/sV=30000m3展覽館15L/s3支5L/s/支10L/sV=55000m3機場20L/s4支5L/s/支15L/s2）計算立管流量①最不利立管

q0-1=qxh0=qxhˊ

q1-2=qxh0+qxh1

q2-3=q1-2

q3-4=q2-3=q1-2

②其他立管:同最不利立管

3）計算干管流量

q4-5=q