消防工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計

1、1.2 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計1.2.1確定賓館火災(zāi)危險等級根據(jù)gb 500842001自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范,本建筑中包含了兩個不同危險等級,主樓的-1到10層和負樓的1至7層為中i危險等級,而負樓的-1、-2層作地下車庫用，為中ii危險等級。1.2.2設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)確定設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)為：設(shè)計噴水強度：；設(shè)計作用面積：a=160m2；最不利點處噴頭工作壓力：p0=0.1mpa。1.2.3 選擇與布置噴頭1.2.3.1 選擇噴頭由于廣州市金泉賓館地處中國南部，這里夏季最高溫度可達38左右。選擇下垂型閉式灑水噴頭，本系統(tǒng)采閉式68下垂型玻璃球式灑水噴頭，其動作溫度為68，公稱直徑15mm，額定工作壓

2、力為1.2mpa，流量特性系數(shù)k=804。1.2.3.2 確定噴頭的布置形式和布置間距噴頭保護面積計算公式： （1-1）式中：a每個噴頭的保護面積，m2；最不利點噴頭噴水量，l/min；設(shè)計噴水強度，l/(minm2)；最不利點處工作壓力，mpa。k噴頭的流量特性系數(shù)（本系統(tǒng)的噴頭k=80）對于地上部分的建筑物,屬于中i危險等級,故每個噴頭的保護面積為：對于地下部分的建筑物,屬于中ii危險等級,故每個噴頭的保護面積為： 噴頭的布置主要依據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中關(guān)于保護面積和間距的規(guī)定，以及建筑消防給排水工程中有關(guān)噴頭布置要求而設(shè)置。采用正方形布置時（如圖1.2所示），噴頭的布置間距可按下式

3、計算。 （1-2）圖1.2 正方形布置噴頭中i危險等級中: 取最大噴頭間距為3.6m。中ii危險等級中: 取最大噴頭間距為3.0m。以上計算的只是按正方形布置，噴水強度和噴水強度時的噴頭的間距，其他噴水強度的標準噴頭布置間距在自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范都有規(guī)定，見表1.1。表1.1 同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距噴水強度正方形布置的邊長(m)矩形或平行四邊形布置的長邊邊長(m)一只噴頭的最大的保護面積(m2)噴頭與邊墻的最大距離(m)44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712203.03.69.01.5注：1.僅在走道設(shè)置單排噴頭的閉

4、式系統(tǒng)，其噴頭檢舉應(yīng)做到地面不留漏噴空白點確定；2.貨架內(nèi)噴頭的檢舉不應(yīng)小于2m，并不應(yīng)大于3m。按照規(guī)范上的相關(guān)規(guī)定，本著所布置的噴頭的保護半徑在地面上的投影,使地面不留空白點的原則,以及有利于均勻布水的位置的原則，本設(shè)計采取了正方形布置與長方形布置結(jié)合的方式來布置噴頭。以上的表1.1列出的只是最大的噴頭間距，考慮到房間的實際狀況和布置美觀等要求，本建筑的噴頭布置如消防平面圖所示。1.2.3.3系統(tǒng)管道及組件布置1) 管道采用鍍鋅鋼管，每根配水支管或配水管的直徑不應(yīng)小于25mm，每根配水支管上設(shè)置的噴頭數(shù)均不超過8個；2) 系統(tǒng)的管路設(shè)0.003的坡度坡向配水立管，以便泄水排污；3) 自動噴

5、水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置報警閥組。報警閥組宜設(shè)置在安全易于操作的地點，報警閥距地面的高度宜為1.2m。一個報警閥組控制的噴頭數(shù)不宜超過800只。除報警閥組控制的噴頭只保護不超過防火分區(qū)面積的同層場所外，每個防火分區(qū)、每個樓層均應(yīng)設(shè)水流指示器。當水流指示器入口前設(shè)置控制閥時，應(yīng)采用信號閥。每個報警閥組控制的最不利點噴頭處，應(yīng)設(shè)末端試水裝置，其他防火分區(qū)、樓層的最不利點噴頭處，均應(yīng)設(shè)直徑為25mm的試水閥。根據(jù)以上規(guī)定，本設(shè)計中設(shè)置兩個濕式報警閥組，分別控制主樓和副樓的噴淋頭。在每個樓層的水平干管上設(shè)一個水流指示器，水流指示器前設(shè)一個信號閥，在每層最遠點的噴頭處設(shè)一末端試水

6、裝置。1.2.4 確定最不利點在計算這個工程所需的用水量之前，我們必須確定它的最不利點。建筑消防給水工程所需壓力值的大小，必須滿足將所需的水量輸送到建筑物內(nèi)最不利點用水設(shè)備處，并保證有足夠的水壓。在本設(shè)計中，主樓共有11層，通過校核，它的最不利點，就在11層。副樓共8層，最不利點在頂層。通過進行水利計算，分別比較得出了本設(shè)計主樓和負樓的最不利點。1.2.5 確定計算區(qū)域 先要確定160平方設(shè)計作用面積的位置，根據(jù)規(guī)范需要取它的長邊平行于配水支管，根據(jù)本建筑內(nèi)房間面積和管道的走向等一些實際的問題來確定這個面積范圍。所以，確定的區(qū)域如計算圖所示。1.2.6水力計算采用沿程阻力損失法，查表1.2得出

7、的管網(wǎng)管徑如圖紙系統(tǒng)圖所示表1.2 輕、中危險級場所中配水支管、配水管控制的標準噴頭數(shù) 公稱直徑 (mm)控制的標準噴頭數(shù)（只）輕危險級中危險級25113233405450108651812804832100642.2.6.1 計算公式 1) 噴頭的流量計算公式： （1-3）式中：q噴頭流量, l/min；p噴頭工作壓力, mpa；k噴頭流量系數(shù),（本系統(tǒng)的噴頭k=80）。2) 管道內(nèi)水的平均流速計算公式： （1-4）式中：v管道內(nèi)水的平均流速,m/s；q管段流量,l/min；流速系數(shù)，不同管徑的流速系統(tǒng)見表1.3。表1.3 流速系數(shù)值管材管 徑 (mm)253240507080100150流

8、 速 系 數(shù)鋼管1.8831.050.80.470.2830.2040.1150.0533) 每米管道的水頭損失計算公式： （1-5）式中：i每米管道的水頭損失，mpa/s；v管道內(nèi)水的平均流速，m/s；dj管道的計算內(nèi)徑，mm；取值應(yīng)按管道內(nèi)徑減1mm確定。4) 管道的水頭損失計算公式：h=il （1-6）式中：i每米管道的水頭損失，mpa/s；l管道的長度，m。 管道的局部水頭損失可把局部的管件換算成當量長度的管徑（見表1.4）。表1.4 當量長度表（m）管件名稱 管件直徑（mm）25324050658010012515045彎頭0.30.30.60.60.90.91.21.52.190彎

9、頭0.60.91.21.51.82.13.13.74.3三通或四通1.51.82.43.13.74.66.17.69.2蝶閥1.82.13.13.72.73.1閘閥0.30.30.30.60.60.9止回閥1.52.12.73.44.34.96.78.39.82.2.6.2主樓十一層管網(wǎng)水力計算確定11-12-a-b-c-d-e-fg-o計算管路，見圖1.5圖1.5 主樓十一層水力計算示意圖1) 11-12段：設(shè)最不利點壓力 根據(jù)公式（1-3），有：根據(jù)公式1-4，有：根據(jù)公式1-5和公式1-6，可得：2) 12-a段： 3) 求21點壓力 設(shè)21點的壓力為： 又有前面計算12-a管段時得出：

10、 由于壓力平衡原理，故：1.4642x=0.1543 ,計算可得：x=0.1054即21點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值4) 21-22段： 5) 22-a段： 6) a-23段:由于計算節(jié)點接出支管，故該點的7) 23-24段:8) 24-b段：9) 求25點壓力 設(shè)25點的壓力為： 又有前面計算24-b管段時得出： 由于壓力平衡原理，故：1.4x=0.2137 ,計算可得：x=0.1526即25點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值10) 22-a段： 11) b-c段：11) 求32點壓力 設(shè)32點的壓力為： 又有前面計算b-c管段時得出： 由于壓力平衡原理，故：1.4338x=0

11、.2169 ,計算可得：x=0.1513即32點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值12) 32-31段：13) 31-c段：14) c-d段 15) 求41點壓力 設(shè)41點的壓力為： 又有前面計算b-c管段時得出： 由于壓力平衡原理，故：2.0373x=0.2192 ,計算可得：x=0.1076即41點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值16) 41-42段：17) 42-d段：18) d-e段： 19) 求51點壓力 設(shè)51點的壓力為： 又有前面計算d-e管段時得出： 由于壓力平衡原理，故：1.882x=0.2285,計算可得：x=0.1214即51點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值2

12、0) 51-52段：21) 52-53段：22) 54-53段：23) 54-e段：24) 求57點壓力設(shè)57點的壓力為： 又有前面計算d-e管段時得出： 由于壓力平衡原理，故：1.602x=0.2285,計算可得：x=0.1426即57點壓力為： 由此可求出其他各點的參數(shù)值25) 57-56段：26) 56-55段：27) 55-e段：28) e-f段:29) 64-f段：根據(jù)特定系數(shù)法得： 30) f-g段:30) g-o段:1.2.6.4 計算泵口參數(shù) 1.2.6.5 水力計算結(jié)果系統(tǒng)設(shè)計秒流量：qs=36.181l/s；消防水泵出口壓力：消防水泵揚程: 2.2.7 選擇消防水泵所以，按

13、照上述qs與值，選擇自動噴水系統(tǒng)的消防水泵兩臺（其中一用一備）， 選擇如下：廠家: 江西省新瑞洪泵業(yè)有限公司型號:xbd9.8/40-150dl5流量:40l/s揚程: 100米功率: 55千瓦備注: 轉(zhuǎn)速1480，效率6773%，必需氣蝕余量2.8米，進出口直徑dn150。2.3 設(shè)置水泵結(jié)合器本系統(tǒng)中的設(shè)計流量為38l/s,按照規(guī)范中的說明,系統(tǒng)水泵結(jié)合器的數(shù)量應(yīng)按系統(tǒng)的設(shè)計流量確定,每個水泵結(jié)合器的流量應(yīng)按1015l/s計算.所以,本系統(tǒng)設(shè)了3個水泵結(jié)合器. 水泵接合器與室外消火栓或消防水池的距離宜為1540m.。第2章 辦公樓室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是目前撲救高層建

14、筑火災(zāi)的主要滅火系統(tǒng)，所擔負的任務(wù)不僅用于撲救初期火災(zāi)，還擔負著撲救大火的任務(wù)。所以,高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置成獨立的消防給水系統(tǒng),采用臨時高壓消防給水系統(tǒng),當室內(nèi)消防用水達到最大時,應(yīng)滿足室內(nèi)最不利點滅火設(shè)備的要求.2.1系統(tǒng)設(shè)備選型根據(jù)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定：高層建筑室內(nèi)消火栓的栓口直徑應(yīng)為65mm,消火栓配備的水帶長度不應(yīng)超過25m,水槍噴嘴口徑不應(yīng)小于19mm。結(jié)合本建筑的實際情況和規(guī)范選擇sn65mm單出口消火栓，直徑65mm麻質(zhì)水帶(長25m)，口徑19mm的手提式直流水槍。2.2消火栓管道布置高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定：室內(nèi)消防給水系統(tǒng)應(yīng)與生活、生產(chǎn)給水系統(tǒng)分開獨

15、立設(shè)置。室內(nèi)消防給水管道應(yīng)布置成環(huán)狀。室內(nèi)消防給水環(huán)狀管網(wǎng)的進水管和區(qū)域高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)的引入管不應(yīng)少于兩根，當其中一根發(fā)生故障時，其余的進水管或引入管應(yīng)能保證消防用水量和水壓的要求。消防豎管的布置，應(yīng)保證同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱同時達到被保護范圍內(nèi)的任何部位。每根消防豎管的直徑應(yīng)按通過的流量經(jīng)計算確定，但不應(yīng)小于100。室內(nèi)消防給水管道應(yīng)采用閥門分成若干獨立段。閥門的布置，應(yīng)保證檢修管道時關(guān)閉停用的豎管不超過一根。當豎管超過根時，可關(guān)閉不相鄰的兩根。閥門應(yīng)有明顯的啟閉標志。消火栓栓口離地面的高度宜為1.1m，栓口出水方向向下或與設(shè)置消火栓的墻面成900角。同一建筑內(nèi)采用同一型

16、號規(guī)格。根據(jù)以上要求將管道在豎向和負一層的水平向布置成環(huán)狀，閥門設(shè)置成常開狀態(tài)，為了防止管道和消防設(shè)備檢修后忘開或誤關(guān)閉閥門，閥門設(shè)置明顯的啟閉標志。消火栓栓口離地面的高度為1.1m，栓口出水方向與設(shè)置消火栓的墻面成900角。采用同一型號規(guī)格。本建筑根據(jù)這些原則，布置了布置成環(huán)狀管網(wǎng),四條進水管,四個消防水泵，二主二備，分別負責主樓和副樓的消火栓管網(wǎng)供水。主樓和副樓的消火栓系統(tǒng)各設(shè)有三個水泵結(jié)合器和一個屋頂消火栓。其詳細情況見各層的消防平面圖及系統(tǒng)圖。2.3系統(tǒng)設(shè)計計算 本建筑高37.4m，利用設(shè)置在樓頂?shù)南浪洌诨馂?zāi)初期10分鐘內(nèi)自動向消防管網(wǎng),以及水泵結(jié)合器和兩臺消防泵供水。2.3.1

17、 計算消火栓的水槍充實水柱長度水槍充實水柱長度可用下式計算： （2-1）式中：水槍充實水柱長度，m；室內(nèi)最高點離地面高度，m；水槍噴嘴離地面高度，m；一般取1m。根據(jù)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定，消火栓的水槍充實水柱長度不應(yīng)小于10m。所以，本建筑取 =10m。2.3.2 計算水槍噴嘴所需的壓力 水槍設(shè)計壓力計算公式： （2-2）式中：水槍噴嘴壓力，kpa；水槍充實水柱長度，m； 與水槍噴嘴口徑和充實水柱長度有關(guān)的系數(shù)，其值見表2.1。表2.1 系數(shù)值充實水柱長度（m）水槍噴嘴口徑（mm）1316191015.014.013.52.3.3 計算每支水槍的設(shè)計流量每支水槍流量的計算公式： （2-

18、3）式中：每支水槍的計算流量，l/s；水槍噴嘴壓力，kpa；水槍噴嘴流量系數(shù)，其值見表2.2。表2.2 水槍噴嘴流量系數(shù)值噴嘴口徑（mm）131619220.006460.007930.15770.2836 根據(jù)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定，該建筑每支水槍的最小流量不應(yīng)小于5l/s。通過比較，確定每支水槍的設(shè)計流量qf=5l/s2.3.4 確定消火栓的水槍設(shè)計充實水柱和設(shè)計噴嘴壓力 在算得水槍設(shè)計流量后，根據(jù)公式（2-2）和（2-3），反算得出水槍設(shè)計噴嘴壓力為：設(shè)計充實水柱為：根據(jù)高規(guī)中對本建筑特征的規(guī)定（建筑高度小于50米的高級旅館）,由表2.3數(shù)據(jù)確定室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的消防用水量表2.

19、3 消火栓系統(tǒng)用水量室外消火栓用水量(l/s)室內(nèi)消火栓用水量(l/s)每支水槍最小流量(l/s)同時使用水槍數(shù)量(支)每根豎管最小流量(l/s)30305615 （2-4）式中：室內(nèi)消火栓用水量，l/s；同時使用的水槍數(shù)量，支；每支水槍的設(shè)計流量，l/s。本建筑高度不超過50m，室內(nèi)消火栓用水量超過20l/s，且設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)，其室內(nèi)消火栓用水量可減少5l/s，即實為25l/s。 2.3.5 確定室內(nèi)消火栓及消防豎管的布置間距室內(nèi)消火栓的保護半徑計算公式： （2-5）式中：室內(nèi)消火栓的保護半徑，m；水帶鋪設(shè)長度，m；水槍充實水柱在平面上的投影長度，m。 考慮到水帶在使用中的曲折彎轉(zhuǎn)，水

20、帶鋪設(shè)長度一般取水帶實際長度的80%90%。水槍充實水柱在平面上的投影長度可按下式計算： （2-6）式中：sk水槍充實水柱，m；水槍射流上傾角，按45計。取保護半徑為2.3.6 選擇計算管路由于本建筑包括了主樓與副樓，分別由一臺消防水泵負責供水。見系統(tǒng)圖，故分別選擇了p-1-2-3管段和q-a-b-c管段作為最不利計算管路。圖2.3 消火栓給水管網(wǎng)軸測圖2.3.7 最不利點消火栓栓口處所需水壓的確定栓口所需水壓計算公式：hxh=hqshd （2-7）式中：hxh室內(nèi)消火栓栓口處所需水壓，kpa；hqs水槍噴嘴設(shè)計壓力，kpa；hd每條水帶的水頭損失，kpa；hd=sq2 （2-8）式中：q水帶

21、通過的實際流量（即水槍的設(shè)計流量），l/s；s每條水帶的阻抗系數(shù)。（20m長水帶的阻抗系數(shù)見表2.4）表2.4長20m的水帶阻抗系數(shù)類型水帶直徑（mm）50657590s值麻質(zhì)水帶3.00.860.30.16膠里水帶1.50.350.150.082.3.8 確定消防給水管網(wǎng)管徑 根據(jù)高層建筑的供水特點和該建筑室內(nèi)消火栓用水量（25l/s）以及每根消防豎管所通過的最小流量（15l/s）計算得出各段管徑如圖所示。高層建筑室內(nèi)消防豎管的管徑，應(yīng)按最不利部位消防豎管所通過的流量和消火栓給水管道允許的流速范圍的中，低限值計算確定。消防水泵的引水管道的流速不應(yīng)超過1.2m/s,消防管道的設(shè)計流速不應(yīng)超過2

22、.5m/s。若算得的消防立管管徑小于100mm，應(yīng)采用100mm。 高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的進水管徑，應(yīng)按室內(nèi)消防用水量計算確定。其水平干管的管徑，應(yīng)按所擔負的消防豎管的實際流量由計算確定。同時應(yīng)符合：消防豎管管徑水平干管管徑進水管管徑。確定進水管的管徑為dn150，水平環(huán)管的管徑為dn150，豎管為dn100。消火栓出口到豎管的管徑為dn65。2.3.8.1 計算主樓最不利管路p-1-2-3的水頭損失經(jīng)過核算，確定最不利點處消火栓為主樓十一層1/2*de軸處xfl3立管上的消火栓。，又因本設(shè)計中，豎管中同時開啟的消火栓定為3個，故xfl3立管的最小流量為15l/s。環(huán)管的最小流量為25l

23、/s。從消防水泵吸水管到系統(tǒng)最不利點消火栓的管路水頭損失有以下幾部分組成：1） p-1段(消防水泵到消防豎管xfl3與消防環(huán)管相交處)： 選擇 ：注：獨立的消火栓給水管網(wǎng)管道局部水頭損失按沿程水頭損失的10%進行估計。2）1-2段(消防豎管xfl3與消防環(huán)管相交處到十一層消火栓水平管)： 選擇 3）2-3段(十一層消火栓水平管到消火栓出水口)： 選擇 ：4）最不利管路p-1-2-3的水頭損失為：2.3.8.2 計算副樓最不利管路p-a-b的水頭損失 經(jīng)過核算，確定最不利點出消火栓為副樓第八層1/6h*g軸處xfl5立管上的消火栓。，從消防水泵吸水管到系統(tǒng)最不利點消火栓的管路水頭損失有以下幾部分

24、：1）q-a段(消防水泵到消防豎管xfl5與消防環(huán)管相交處)： 選擇 ：2） a-b段(消防豎管xfl5與消防環(huán)管相交處到副樓八層消火栓水平管)： 選擇 3）b-c段(副樓八層消火栓水平管到消火栓出水口)： 選擇 ：4）最不利管路q-a-b-c的水頭損失為：2.4 選擇消防水泵2.4.1 確定主樓消防水泵的流量和揚程消防水泵揚程： （2-9）式中:hb 建筑物室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)所需的揚程，m；h最不利點消火栓栓口與室外消防進水管網(wǎng)起點間的靜水壓，kpa； hxh最不利點消火栓栓口處所需的水壓， kpa；計算管路的水頭損失，kpa；主樓水泵揚程：根據(jù)表2.3，有水泵流量： 消火栓栓口的靜水壓力不

25、應(yīng)大于0.80mpa，當大于0.80mpa時，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50mpa時，消火栓處設(shè)減壓裝置，本設(shè)計中消火栓的靜水壓力超過0.5mpa，故增設(shè)一減壓裝置。2.4.2 確定副樓消防水泵的流量和揚程副樓水泵揚程：根據(jù)表2.3，有水泵流量： 本設(shè)計中消火栓的靜水壓力超過0.5mpa，故增設(shè)一減壓裝置。2.4.3 選擇消防水泵所以，主樓水泵的揚程為70m，其流量為25l/s。選擇消火栓的消防水泵兩臺（其中一用一備）， 型號如下：廠家:江西省新瑞洪泵業(yè)有限公司型號：xbd7.8/30-100dl4（立式多極泵）流量：30l/s揚程：80米功率：37千瓦備注: 轉(zhuǎn)速148

26、0，效率7275%，必需氣蝕余量3.53米，進出口直徑dn100。副樓水泵的揚程為55m，其流量為25l/s。選擇消火栓的消防水泵兩臺（其中一用一備）， 型號如下：廠家: 江西省新瑞洪泵業(yè)有限公司型號：xbd5.9/30-100dl3（立式多極泵）流量：30l/s揚程：60米功率：30千瓦備注: 轉(zhuǎn)速1480，效率7275%，必需氣蝕余量3.53米，進出口直徑dn100。2.5 設(shè)置水泵結(jié)合器本系統(tǒng)中的主、副樓的設(shè)計流量均為25l/s,按照規(guī)范中的說明,系統(tǒng)水泵結(jié)合器的數(shù)量應(yīng)按系統(tǒng)的設(shè)計流量確定,每個水泵結(jié)合器的流量應(yīng)按1015l/s計算。所以,本系統(tǒng)在主、副樓分別設(shè)了2個水泵結(jié)合器。 水泵接合器與室外消火栓或消防水池的距離宜為1540m.。2.6 設(shè)置消防水箱高位消防水箱是一種很適宜于撲救初期火災(zāi)的自動給水設(shè)備，其供水可靠性高、經(jīng)濟性好。當建筑物發(fā)生火災(zāi)而消防水泵未啟動時，依靠在建筑物的最高部位設(shè)置的重力自流式消防水箱，把一定的消防用水輸送到水源附近的滅火設(shè)備處進行滅火。高位消防水箱應(yīng)儲存撲