淺析高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及壓力計(jì)算

1、中國新技術(shù)新產(chǎn)品2012NO .01and Pioducts建筑技術(shù)淺析高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及壓力計(jì)算何秀軍（淮安市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇淮安223001）摘要：文章根據(jù)作者近年來工作經(jīng)驗(yàn)及心得，淺析了我國高層建筑室內(nèi)消火栓的 設(shè)置，重點(diǎn)論述了消火栓的壓力設(shè)計(jì)及計(jì)算。供大家參考。關(guān)鍵詞：高層建筑；消火栓；室內(nèi)設(shè)計(jì)；壓力計(jì)算中圖分類號(hào)：Ti】972文獻(xiàn)標(biāo) 識(shí)碼:A1.我國高層建筑室內(nèi)消火栓的等級(jí)DN50我國高層建筑室內(nèi)消火栓有DN65、和DN25三種規(guī)格.其中DN25的水喉不能單獨(dú)使用，只可與DN65和DN50 配合使用。NEPA14消火栓分為3個(gè)等級(jí)：I級(jí)為DN65的I【級(jí)為DN4

2、0的消火栓箱，消火栓，僅設(shè)栓口；配有水龍帶和水槍的消火栓，對于輕危險(xiǎn)等級(jí)的場所可選用DN25的水喉；III 級(jí)為DN65的栓口和DN40的消火栓箱，對于輕危險(xiǎn)等級(jí)的場所，DN40的消火栓 箱可改為DN25的水喉；設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的場所，可不設(shè)DN40的消火栓箱。目前我國DN50的消火栓基本不用，DN40的消火栓沒有，DN25的水喉不能單獨(dú)使 用。DN65的消火栓職業(yè)消防隊(duì)員和非職業(yè)消防隊(duì)員都可用。2.高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)案例分析2.1高層建筑的火災(zāi)隱患是現(xiàn)今建筑業(yè)發(fā)展中仍然存在的一個(gè)極其顯著的問 題.進(jìn)行高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)刻不容緩.我們下面一起來探討這么一個(gè) 例子：某工程

3、系一多功能的綜合性大廈.其相關(guān)建筑指標(biāo)如下：2.1.1建筑高度為59.20m，地上共19層，12層作為辦公用房，而318作為 住宅用房.設(shè)計(jì)等級(jí)：一級(jí)。2.2.2 層高度為4.6m , 2層高度為7.2m ,三層以上每層高3m,夾層標(biāo)高- 1.2m ,地下室-4.8m o2.2.3給水管與及進(jìn)水管從建筑以南與及城以西兩側(cè)接入，給水管道規(guī)格為Dg400min ,市給水管網(wǎng)提供的可靠水壓值為O.35Mpa,最冷月水溫為4C,消火栓現(xiàn)采用 臨時(shí)的高壓消防給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先由水箱進(jìn)行供水，再由地下室加壓供水.底 部另設(shè)消火栓減壓孔板。2.2我國高層建筑室內(nèi)消火栓壓力設(shè)計(jì)高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中嚴(yán)格規(guī)定

4、 高層建筑室建筑設(shè)內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量為20L/S-40L/S,計(jì)防火規(guī)范中規(guī)定民用建筑室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量為5L/S30L/S?，F(xiàn)舉例 來加以說明壓力的設(shè)計(jì)。我們假設(shè)甲、乙、丙三個(gè)倉庫為3h,類其它為2h同時(shí)，NFPA14規(guī)定高層建筑為3h,I級(jí)、【I級(jí)消火栓系統(tǒng)水力最不利消火栓立管的最小流量為31.55/s,附加立 管的最小流量應(yīng)為每一根15.76L/S,但總流量不應(yīng)超過78.85L/II級(jí)消火栓系統(tǒng)水 力最不利消火栓立管的最S。小流量為6.32L/S,不需附加流量。I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)消防 歷時(shí)均為0.5h o當(dāng)設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)消火栓流量可減少。NFPA14規(guī)定對于與

5、自動(dòng)噴水聯(lián)合的消火栓系統(tǒng)，輕危險(xiǎn)等級(jí)、中危險(xiǎn)等級(jí)和嚴(yán)重危險(xiǎn)等級(jí)的室內(nèi)消火 栓給水量有3個(gè)等級(jí)即OL/S、3.15/S、和6.3L/S ;當(dāng)自動(dòng)噴水與室內(nèi)外消火栓系統(tǒng) 聯(lián)合時(shí)，室內(nèi)外消火栓給水量輕危險(xiǎn)等級(jí)為6.31L/S、中危險(xiǎn)等級(jí)為15.77L/S和嚴(yán) 重危險(xiǎn)等級(jí)為3L54L/S?，F(xiàn)分析流量計(jì)算步驟及有關(guān)程序如下：2.2.1滿足同時(shí)使用水槍支數(shù)條件下的充實(shí)水柱計(jì)算根據(jù)規(guī)范，該建筑為一類高層建筑。室內(nèi)外15L/S 0充實(shí)水柱取消防流量分別為20L/S、13m ,水槍噴嘴流量不少于5L/s,每根立管最小流量10L/S。最底層消火栓 所承受靜壓力不大于1. OOMPa ,故不需分區(qū)；但栓口出水壓力大

6、于0.50MPa,所 以底部幾層消火栓需設(shè)減壓孔板。消火栓布置在明顯的經(jīng)常有人出入而且使用方便 的地方。每層任何一處著火，必須保證兩股水柱同時(shí)到達(dá)。在屋頂設(shè)試驗(yàn)消火栓一 個(gè).室內(nèi)消火栓箱內(nèi)均設(shè)有遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消防泵的按鈕。室外消火栓設(shè)有兩個(gè)雙向出 口水泵結(jié)合器，以便消防車向室內(nèi)消防管網(wǎng)供水。消火栓給水管采用鍍鋅鋼管.采 用焊接方式。立管均采用DNIOOnmi的管道.消火栓口徑為65水槍噴嘴口徑19min ,水龍帶為襯膠，直mm,徑65inm,長度25m o消火栓泵選用:DAl-125x4離心泵2臺(tái)，一備一用，流 量 25L/S ,配套電機(jī)功率為40kW。揚(yáng)程92m,2.2.1.1在建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范

7、中第8.5.2條-室內(nèi)消火栓的用水量應(yīng)根據(jù)同 時(shí)使用水槍數(shù)量和充實(shí)水柱長度，由計(jì)算來決定，但不應(yīng)小同時(shí)我們應(yīng)該注意一點(diǎn)：查表于表8.5.2的規(guī)定。所得為規(guī)定的最小值，并不一定就是適合我們建筑的正確值.如果經(jīng)計(jì)算所得 的消火栓用水量大于表格內(nèi)對應(yīng)的消防水量.則應(yīng)取較大的計(jì)算值。2.2.1.2計(jì)算建筑室內(nèi)消火栓用水量的已知條件，同時(shí)使用水槍數(shù)量，一般可查 表得到，水槍一般為2支；未知條件：充實(shí)水柱長度。2.2.1.3計(jì)算充實(shí)水柱長度。一般地充實(shí)水柱長度用Hm表示，控制在7米 15 米范圍內(nèi)。下面我們來計(jì)算充實(shí)水柱的高度：對一定層高h(yuǎn)的建筑來說，它所要求 的消防要求是，當(dāng)水柱的傾角控制在45 60度

8、范圍時(shí)可以噴到天花板Hm=（h- 1/sma,這個(gè)公式在很多規(guī)范中都出上，現(xiàn)過。我們可以取a =45度，；我們再做一個(gè)統(tǒng)計(jì)，由于Hm在7米15米 之間，當(dāng)Hm=7時(shí)，h= 5.95米，就意味著當(dāng)h小于5.95米時(shí)，Hm仍取7米；當(dāng) Hm=15時(shí).h =11.6米，意味著當(dāng)h大于11.6米時(shí)，Hm超過15米，需選擇其他 滅火方式消火栓系統(tǒng)不適用。2.2.2滿足建筑防火規(guī)范要求的，同時(shí)使用水槍支數(shù)的前提下給出充實(shí)水柱的 計(jì)算法2.2.2.1室內(nèi)水壓：水槍的充實(shí)水柱長度可按下式計(jì)算取消防水槍距地（樓面的 高度為lm:Sk= （H層高-1） /sina式中Sk水槍的充實(shí)水柱長度（m ; H層高保護(hù)建筑

9、物的層高（m； a水槍的上傾角。一般可采用45。，若有特殊困難時(shí).亦可稍大些.考慮到消防隊(duì)員的安全和撲救效果，水槍的最大上傾角不應(yīng)大于 60。但應(yīng)滿足水槍的充實(shí)水柱應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定.甲、乙類廠房、層數(shù)超過6層的公共 建筑和層數(shù)超過4層的廠房(倉庫)，不應(yīng)小于10m ;高層廠、高架倉庫和體積大于250001113的商房(倉庫)店、體育館、影劇院、會(huì)堂、展覽建筑.車站、碼頭、機(jī)場建筑等.不應(yīng)小于13.0m ;其它建筑，不宜小于 7111 ;2.2.2.2水槍流量對充實(shí)水柱的影響。根據(jù)孔口出流公式：假設(shè).則：)(1B是水槍水流特性系數(shù)。(2)af為試驗(yàn)系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)公式?為與水槍噴嘴有關(guān)的阻力系數(shù)，.df為

10、水槍口徑綜上所述，將公式(1)代入公式(2),可得：我們常選用的消火栓口徑:19nmi,此 時(shí)7=0.0097, B=1.577, af可先選擇1.20,計(jì)算出Hm后校核。假設(shè)我們分別在滿足規(guī)范要求的同時(shí)使用水槍支數(shù)及每支水槍最小出流量要求 下求得了 Hm,兩者比較，取大值時(shí)自然就能滿足要求了。3.我國高層建筑室內(nèi)消火栓的設(shè)置就目前來說.我國高層建筑室內(nèi)消火栓的設(shè)置應(yīng)滿足有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 的要求。實(shí)際上也就是說建筑室內(nèi)消火栓的位置應(yīng)明顯，其間距應(yīng)通過計(jì)算確定， 但不能大于有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意按建筑物類別正確確定 室內(nèi)消火栓的用水量。室內(nèi)消火栓的口徑應(yīng)按每支水槍流量來

11、確定，水槍流量小于 3L/S時(shí)，應(yīng)采用SN50消火栓。水槍流量大于3L/s時(shí)應(yīng)采用SN65消火栓。設(shè)有消 防給水的建筑物.其各層均應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。消防電梯前室應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓。低 層建筑屋頂應(yīng)設(shè)試驗(yàn)消火栓，高層建筑屋頂應(yīng)設(shè)試驗(yàn)消火栓和壓力顯示裝置。就大多數(shù)而言，現(xiàn)在住宅建筑的消火栓一般設(shè)在梯間半層平臺(tái)處，消防立管設(shè) 在平臺(tái)內(nèi)由于半層平臺(tái)在標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)高處有梁，或平臺(tái)外。這種布置最好所以消防箱只能明設(shè)，不太好看。要加大半層平臺(tái)的寬度，以便人們的行走。筆者建議.室內(nèi)的消防箱暗設(shè)在墻 內(nèi).這樣比較好此看.消防立管設(shè)在入戶平臺(tái)或住戶衛(wèi)生間內(nèi)。處墻體一般與廳相連，現(xiàn)在的住戶采用木裝修的很多.消防箱暗設(shè)在墻內(nèi).日 常使用中消火栓漏水造成木裝修發(fā)霉的甚多.不好解決。參考文獻(xiàn)王彥虎.高層建筑消防給水系統(tǒng)供水壓力要求及相關(guān)措施N.山西科技 報(bào),2003.秦力.中高層住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)研究D.大連：大連理工大學(xué).2003.許學(xué)