[工学]辽工大建筑消防毕业说明书.doc

摘要消防工作，是保障社会主义建设和人民生命财产安全的重要工作，随着我国社会的高速发展，人们生活的日益改善，消防工作形势日益严峻，开展消防工作就尤为重要。本设计目的是应用最少的材料、最经济的成本完成具体工程的功能需求，并且保证系统设计的安全性和经济性，即抑制北京大洋百货商场火灾发生，减少人民生命财产损失，保证商场的安全运行。设计运用基于计算的防火设计方法，结合商场的建筑特点和国家行业标准，设计出针对北京大洋百货商场的自动喷水灭火系统和消火栓灭火系统的布置方案，已具备消灭建筑物内初期火灾的能力，减少商场大型火灾的发生，可以有效的保护人民的生命财产安全。关键词:建筑防火；防火设计；自动喷水灭火系统；消火栓系统；工程预算ABSTRACTFire prevention is the most important for building the socialist construction and keep peoples life and property. And along with the rapid development of our country, the increasing improvement of our living, with the grimness of the work of fire prevention, to carry out the work of fire prevention is quite important. The purpose of this design is to cost the least materials and the most economical of cost affords the needs of complete the specific engineering, and to ensure the security of the system designs security and economical efficiency, on the other words, to inhibit the occur of fire hazard of Beijing Ocean Market and keep the function of safety of market. This design which bases on the computational prevention of fire, combined with architectural features of the market and the national industry standard works out the layout plan of its automatic sprinkler system and fire extinguishing system to have the ability of consuming the early fire of building, reduce the number of large fire of market, and protect security of peoples lives and property effectively.Key words: Fire prevention of building; The design of fire prevention; Automatic sprinkler system; Fire extinguishing system; Engineering budgetI目录前言11 确定建筑物火灾危险等级22 自动喷水灭火系统32.1 灭火系统类型32.1.1 湿式自动喷水灭火系统32.1.2 干式自动喷水灭火系统32.1.3 干湿交替式自动喷水灭火系统32.1.4 预作用式喷水灭火系统42.2 灭火系统的选择42.2.1 湿式自动喷水灭火系统的结构组成42.2.2 湿式自动喷水灭火系统的工作原理42.2.3 湿式自动灭火系统的动作过程42.2.4 湿式自动灭火系统的特点52.3 确定设计技术数据52.4 喷头的选择和布置62.4.1 闭式喷头62.4.2 开式喷头62.4.3 喷头的间距和布置72.5 管道的布置82.5.1 管道布置原则82.5.2 管道布置92.6 管网水力计算92.6.1 室内水量计算92.6.2 最不利管道管径的确定112.7 水力损失计算122.7.1 沿程水头损失132.7.2 局部水头损失142.8 供水系统152.8.1 消防水泵152.8.2 消防水池152.8.3 水泵接合器162.8.4 高位消防水箱162.8.5 末端试水装置172.8.6 水流指示器173 消火栓灭火系统193.1 消火栓灭火系统的特点与任务193.2 消火栓灭火系统的组成与动作过程193.3 消火栓、水带和水枪型号193.4 水枪充实水柱长度、喷嘴压力、设计流量203.4.1 水枪充实水柱长度203.4.2 喷嘴计算压力203.4.3 喷嘴计算流量213.4.4 喷嘴设计流量213.4.5 喷嘴设计压力213.5 消火栓系统管网的布置233.5.1 消火栓布置原则233.5.2 消火栓保护半径233.6 消火栓系统水力计算243.6.1 最不利点消火栓栓口处所需水压243.6.2 消火栓系统管网管径253.6.3 最不利管路沿程水头损失253.6.4 最不利管路局部水头损失263.7 供水系统273.7.1 消防水泵273.7.2 高位消防水箱283.7.3 水泵接合器283.7.4 消防水池284 工程预算294.1 预算依据294.2 预算包含内容294.2.1 采购费294.2.2 基价295 结论34致谢35参考文献36附录A37附录B51前言建筑灭火系统设计是建筑设计内容的重要组成部分，更是保证建筑安全的重要环节，因此，如何建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的建筑灭火系统是建筑企业重点考虑的一个问题。通过对大洋百货商场灭火系统进行设计，能够深化本科四年专业知识的综合运用和实践，更加为以后工作提供一些参考的数据和资料，具有一定的现实意义。建筑消防是保障社会主义建设和人民生命安全的一项重要工作，随着改革开放政策深入和四化建设的发展，人们生活日益改善，消防工作形势日益严峻，火灾发生率有所上升，损失日趋增大，给经济建设的发展和社会的安定造成了较大的影响，严重威胁人民的财产安全和生命安全。为减少建筑火灾的发生，有效的保护人民的财产安全和生命安全，必须加强对建筑灭火系统设计的重视。因此，大洋百货商场灭火系统设计，对于加强建筑消防知识认知具有现实意义。建筑内部消防系统设计目的是抑制火灾发生，减少损失，保证系统的安全运行。工程设计的任务是用最少的材料、最经济的成本完成具体工程的功能需求，保证系统设计的安全性和经济性。71* 北京大洋百货商场灭火系统设计1 确定建筑物火灾危险等级设置场所火灾危险等级及举例见表1-1：表1-1 设置场所火灾危险等级举例Table 1-1 Location of fire danger rating example火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24 m及以下的旅馆、办公楼；仅在走廊设置闭式系统的建筑等中危险级级1.高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼（塔）等2.公共建筑（含单、多高层）：医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览馆（厅）；影剧院、音乐厅和礼堂（舞台除外）及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于 1000m2的地下商场等3.文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等4.工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件级1.民用建筑：书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场、净空高度不超过8 m、物品高度不超过3.5 m的自选商场等2.工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间严重危险级级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过8m、物品高度不超过3.5 m的自选商场等级易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂清洗、喷涂、油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部仓库危险级级食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品、仓储式商场的货架区等级木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等级A组塑料与橡胶及其制品；沥青制品等北京大洋百货商场为建筑面积6580 m2的商场，建筑高度不超过24 m，所以查得该建筑为中危险级II级。2 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统，根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式。通常根据系统中所使用的喷头形式的不同，分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类。 闭式自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、干湿交替式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、重复启闭预作用自动喷水灭火系统等。 开式自动喷水灭火系统包括雨淋灭火系统、水幕灭火系统、水喷雾灭火系统。 闭式自动喷水灭火系统采用闭式喷头，它是一种常闭喷头，喷头的感温、闭锁装置只有在预定的温度环境下，才会脱落，开启喷头。因此，在发生火灾时，这种喷水灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火。开式自动喷水灭火系统采用的是开式喷头，开式喷头不带感温、闭锁装置，处于常开状态。发生火灾时，火灾所处的系统保护区域内的所有开式喷头一起出水灭火。 2.1 灭火系统类型2.1.1 湿式自动喷水灭火系统 湿式自动喷水灭火系统，是世界上使用时间最长，应用最广泛，控火、灭火中使用频率最高的一种闭式自动喷水灭火系统。目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70以上采用了湿式自动喷水灭火系统。 湿式自动喷水灭火系统在环境温度不低于4且不高于70的建筑物和场所(不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可采用。 2.1.2 干式自动喷水灭火系统 干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干式系统灭火效率不如湿式系统，造价也高于湿式系统，但由于它的特殊用途，至今仍受到人们的重视。 干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4和高于70的建筑物和场所，如不采暖的地下停车场、冷库等等。喷头应向上安装，或采用干式下垂型喷头。 2.1.3 干湿交替式自动喷水灭火系统 干湿交替式自动喷水灭火系统是交替使用干式系统和湿式系统的一种闭式自动喷水灭火系统。报警阀为干湿两用报警阀或干式报警阀与湿式报警阀组合阀。其工作原理与干式、湿式系统相同。 2.1.4 预作用式喷水灭火系统预作用式喷水灭火系统由闭式喷头、火灾探测系统及其自动控制的带有预作用阀门的闭式喷水灭火系统组成。预作用式喷水灭火系统由于在喷头开放前系统已呈临时湿式系统，所以它同时具有干、湿式系统的优点，再加上火灾探测器的早期报警和系统的自动监测，能随时发现系统中渗漏发生，提高了系统的安全可靠程度，其灭火成功率更优于湿式系统。但投资大，约为湿式系统的一倍。该系统适用于不允许有误喷而造成水渍损失的建、构筑物。2.2 灭火系统的选择本设计针对的是大型商场，综合商场的特点选择闭式自动喷水灭火系统中的湿式自动喷水灭火系统 。2.2.1 湿式自动喷水灭火系统的结构组成湿式自动喷水灭火系统一般由喷头、配水管道、报警阀、报警控制装置、其它配套件、消防给水管道、加压供水设备、水源等组成。2.2.2 湿式自动喷水灭火系统的工作原理灭火前管网内充满水，湿式报警阀上下腔压力相等，发生火灾时温度升到一定值后，闭式喷头爆裂，由喷头喷出压力水，喷水管网中水压力下降，使湿式报警阀阀门上移。首先由高位水箱供水灭火，同时经延迟器、水力警铃报警，当水压力不足时，经压力开关把信号传到控制器，通过控制器启动自动喷水灭火系统，继续供水灭火。2.2.3 湿式自动灭火系统的动作过程图2-1 湿式自动喷水灭火系统的动作过程图Figure 2-1 Wet sprinkler system in the action plan process2.2.4 湿式自动灭火系统的特点1）结构简单，使用可靠湿式自动喷水灭火系统与其它自动喷水灭火系统比较，结构简单，仅需湿式报警阀、喷头和必要的供水设施便可工作，系统充水后管理简单易行。2）系统施工简单湿式系统的喷头安装方向，可根据吊顶形式或美观、安全的要求，向上或向下安装，灵活方便。与其它系统比较，湿式喷水灭火系统在施工中，对其管道接头、敷设坡度等的要求不像干式系统或预作用系统那样严格，因此施工比较简单。3）灭火速度快、控火效率高湿式系统由于管网经常充有有压水，一旦发生火灾，系统在喷头开启后，能迅速出水灭火，灭火、控火效果较干式系统要好。要达到相同的控火、灭火效果，湿式系统所需开启的喷头数少于干式系统，国内外许多火灾统计资料和实例都证实湿式系统具有较好的灭火性能。4）系统投资省，比较经济由于湿式系统简单，安装省工，管理方便，所以建设投资和经常性的管理费均比其它系统要少。2.3 确定设计技术数据根据自动喷水灭火系统设计规范,民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数不应低于表为2-1的规定：表2-1 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数Table 2-1 Civil and industrial plant design of the basic parameters of the system喷头流量系数(标准喷头）/K喷水强度/Lmin-1m-2作用面积/m2 工作压力/MPa轻危险级8041600.10中危险级级806级808严重危险级级8012260级8016系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05 MPa即：设计参数为：喷水强度：作用面积：喷头工作压力 ：2.4 喷头的选择和布置喷头在灭火过程中起着探测火警、启动热敏感元件和喷水灭火的重要作用。在所有轻危险级保护场所（如办公室、医院、旅馆、高尼公寓、宿舍等）安装快速反应型喷头。这是对50年代以来广泛使用标准型水喷淋头的重大变革，主要原因是快速反应型喷头在火灾荷载不断增加的情况下，可以通过缩短动作时间、迅速控制火势达到保护人员安全的目的11。自动喷水灭火系统的灭火效果在很大程度上取决于喷头的选择和合理布置。目前，国内生产的喷头型式可分为闭式和开式二种类型。2.4.1 闭式喷头这是一种带热敏感元件及其密封组件的自动喷头。热敏感元件可在预定温度范围内动作，使热敏感元件及其密封组件脱离喷头本体进行喷水灭火。按其热敏感元件的不同，闭式喷头可分为玻璃球喷头和易熔合金喷头两种类型。又可按其安装形式、喷口口径、动作温度分为若干种类型。闭式喷头主要适用于湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统和预作用式喷水灭火系统。2.4.2 开式喷头这是一种不带热敏感元件的喷头，它和闭式喷头的不同之处是开式喷头在喷水口处没有堵盖，喷水口是经常开启的。开式喷头也可分为两种类型。一种是开式洒水喷头，主要适用于雨淋系统，用来保护可燃物多，燃烧速度快，燃烧猛烈的建、构筑物。另一种是水幕喷头，主要适用于水幕系统，它喷出的水流呈带状幕帘，主要起阻火、隔火作用，以防止火势蔓延扩大。商场的建筑内会有平滑吊顶、梁等，根据喷规，本系统确定采用闭式下垂型喷头。选用感温玻璃球洒水喷头，其公称动作温度为68，喷头的口径为151。玻璃球喷头的感温元件是玻璃球体，玻璃球是由透明玻璃制成，能承受来自水压的较大的轴向荷载，可使喷头具有较好的密封性能。玻璃球内是高膨胀率的液体，当受热到动作温度时，能产生爆破力。玻璃球内装有工作液体的同时，在玻璃球内有一小气泡，当玻璃球温度上升，这些气体溶入液体中，在低于动作温度5时，液体完全充满整个玻璃球，如果温度继续上升，玻璃球内的压力陡升，玻璃球即破成碎片，使喷头开启。介于玻璃泡喷头有外形美观、体积小、重量轻、耐腐蚀等优点，本设计中选用玻璃泡型喷头。2.4.3 喷头的间距和布置1）布置喷头应遵循的原则： a.将喷头布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流的部位，有利于喷头热敏元件的及时受热； b.喷头的洒水能够均匀分布。当喷头附近有不可避免的障碍物时，要满足喷头与障碍物的距离的要求布置喷头或者增设喷头，补偿因喷头的洒水受阻而不能到位灭火的水量7。2）喷头布置形式：一般可以分为三种：正方形布置、长方形布置、菱形布置。其中比较常用的是正方形和长方形，本设计采用正方形布置。以喷头A、B、C、D为顶点的正方形，每只喷头的25水量喷洒在正方形ABCD内。根据喷头的流量系数、工作压力以及喷水强度，可以求出正方形ABCD的面积和喷头之间的距离2。图2-2正方形布置喷头示意图 Figure 2-2 Schematic diagram of a square arrangement of nozzles根据喷规中，直立型、下垂型喷头布置的规定：包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表2-2的规定，且不宜小于2.4 m。喷头流量计算公式: （2-1）式中：喷头流量,L/min； 喷头工作压力,MPa； 喷头流量系数(查的本设计选用喷头的流量系数）。 所以：一支喷头的最大保护面积为：，由公式得：,表2-2 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 Table 2-2 Distribution of water with a branch pipe nozzle pitch and the adjacent water distribution branch spacing喷水强度/Lmin-1m-2正方形布置的边长/m矩形或平行四边形布置的长边边长/m一支喷头的最大保护面积/m2喷头与边墙的最大距离/m44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712204.03.69.01.5喷头的最大布置间距为3.4 m,喷头与端墙的最大距离为1.70 m。2.5 管道的布置2.5.1 管道布置原则喷规中：配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施2。1）系统管道的连接，应采用沟槽式连接件(卡箍），或丝扣、法兰连接。报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。2）系统中直径等于或大于100mm的管道，应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍）连接。水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m；立管上法兰间的距离，不应跨越3 个及以上楼层。净空高度大于8m 的场所内，立管上应有法兰。3）管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。4）配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过8只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。5）轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表2-3的规定。6）短立管及末端试水装置的连接管，其管径不应小于25mm。表2-3 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数Table 2-3 Light dangerous level, in places of danger-level water distribution pipes, with the number of standard sprinkler water control公称管径/mm控制的标准喷头数/只轻危险级中危险级25113233405450108651812804832100642.5.2 管道布置1）管网组成：配水支管、配水管、配水干管、配水立管、供水管等组成。2）布置方法：中央型布置、侧边型布置，本设计选取中央型布置。如图所示：图2-3 中央型布置Figure 2-3 Layout of central图2-4 侧边型布置Figure 2-4 Side-type arrangement2.6 管网水力计算2.6.1 室内水量计算1）画出作用面积：要求作用面积内必须包括最不利点喷头，形状可画正方形或矩形，其形状是根据最不利作用面积的形状来确定的。喷规规定：水力计算选定的最不利作用面积宜为矩形，其长边应平行于配水支管，且不宜小于作用面积平方根的1.2倍7。2）计算作用面积内包含的喷头个数：n3）计算： 2-2）4） 室内流量： (2-3）作用面积的计算具体如下：作用面积长边计算公式： (2-4）式中：作用面积长边的最小长度，； 作用面积，。作用面积短边计算公式： （2-5）式中：作用面积的短边，；经计算确定的作用面积长边值，。图2-5 最不利作用面积Figure 2-5 The most adverse effects of area最不利作用面积的确定：通常在水利条件最不利处，即系统供水的最远端 。最不利作用面积在顶层如图2-5所示：作用面积内喷头为：个，计算面积为：。作用面积内共有喷头，,则室内流量：。2.6.2 最不利管道管径的确定1）根据表2-3估选管径。2）校核：对流速 进行校核，其中 为流速系数，见表2-4。表2-4流量系数Kp值Table 2-4 Flow rate coefficient管材管径/mm253240507080100150200流速系数钢管1.8831.050.80.470.2830.2040.1150.053铸铁管0.12730.05660.0318管道的材质为钢管，校核流速不能大于5,最好控制在经济流速1.82.8。最不利管道在顶层如图所示：图2-6 最不利管路Figure 2-6 Worst pipeline1）节点，管段-：只有一个喷头，只给1个喷头供水，由表2-4可知：管径,校核流速：，满足要求。故选：；2）节点，管段-：有两个喷头，管径估选为：，校核流速：，满足要求。故选：；3）节点，管段-：有3个喷头，管径估选为：，校核，为了控制流速在经济流速内，选，校核流速：，故选：；4）节点，管段-：有4个喷头，管径估选为：选，校核流速：，为了控制流速在经济流速内，再选管径，此时，满足要求。故选：；5）节点，管段-：有5个喷头，管径估选为：选，校核流速：，满足要求.故选：；6）节点，管段-：有9个喷头，管径估选为：选，校核流速：，满足要求。故选：；7）节点，管段-：有18个喷头，管径估选为：选，校核流速：，满足要求。故选：。管段-以后的配水管管径均为100mm，其他所有管网的管径都依照上述方法进行估选。2.7 水力损失计算沿程水头损失: (2-6）式中：沿程水头损失，Pa； 计算管段长度，m； 计算管段流量，； 管道比阻值，见表2-5。局部水头损失管道局部水头损失的计算有两种方法：（1）按沿程水头损失的20%计算；（2）用当量长度法计算。局部水头损失为： （2-7）式中：管道局部水头损失，； 管件和阀门局部水头损失当量长度，。不同管径的管件局部水头所示当量长度见表2-6。表2-5 管道比阻值 Table 2-5 Than the resistance of pipeline管材管径/mm钢管铸铁管254367-32938.6-40445.3-50110.8-7028.93-8011.68-1002.6743.6531250.8623-1500.33950.41852000.92730.92029表2-6 管件、阀门当量长度表Table 2-6 Fittings, valves equivalent length of the table管件名称管件直径/mm25324050708010012515090弯头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蝶阀1.82.13.13.72.73.1止回阀1.52.12.73.44.34.96.78.39.8闸阀0.30.30.30.60.60.92.7.1 沿程水头损失1）管段-：；2）管段-：；3）管段-：；4）管段-：；5）管段-： ；6）管段-：；7）管段-：；8）管段-之后：；沿程水头损失总计：。2.7.2 局部水头损失管道的90弯头、三通或四通处会产生局部损失，具体计算如下：1）节点处有一个三通：；2）节点处有一个四通：；3）节点处有一个90弯头：；4）节点处有一个90弯头：；5）节点之后有1个90弯头：；6）节点之后有2处三通：；7）蝶阀、止回阀、水流指示器、湿式报警阀各一个：；局部水头损失总计：；所以水头总损失：。2.8 供水系统本设计系统的水源无污染、无腐蚀、无悬浮物。由市政消防给水管道供给,并确保持续喷水时间内的用水量4。2.8.1 消防水泵系统所需总压力为： （2-8）式中：消防水泵或系统所需的压力，Pa； 最不利点处喷头与消防水泵泵轴或供水引入管中心之间的静水压，Pa； 最不利点处喷头的工作压力，Pa； 计算管网的总水头损失。总压力：。所以水泵扬程：一个大气压101325Pa相当于10m水柱90m，经转化为，再结合供水量为,则确定选XBD-L10/30-100型消防泵系立式单吸多段式离心泵，它的性能参数如表2-7所示。在地下室消防泵房内设有独立的自动喷水灭火系统加压泵二台，一用一备。表2-7 XBD-L型消防泵系立式单吸多段式离心泵性能参数表Table 2-7 XBD-L type fire pump series vertical single suction multi-stage centrifugal pump performance parameters of Table型号流量Q扬程转速效率配用功率LS-1m3h-1mrmin-1%kwXBD-L10/30-100 30108100148075552.8.2 消防水池消防水池是人工建造的储存消防用水的构筑物，是天然水源或市政给水管网的一种重要补充手段。消防用水宜于生活、生产用水合用一个水池，这样既可降低造价，又可以保证水质不变坏10。本设计将消防水池设置在商场地下室，建规规定：消防水池为自动喷水灭火系统储存1h的消防用水量。所以消防水池的容积为： 。2.8.3 水泵接合器1）定义:连接到消防车向室内消防给水系统加压供水的装置。2）作用水泵接合器通常与建筑物内的自动喷水灭火系统或消火栓等消防设备的供水系统相连接。当发生火灾时，消防车的水泵可迅速方便地通过该接合器的接口与建筑物内的消防设备相连接，并送水加压，从而使室内的消防设备得到充足的压力水源，用以扑灭不同楼层的火灾，有效地解决了建筑物发生火灾后，消防车灭火困难或因室内的消防设备因得不到充足的压力水源无法灭火的情况5。3）型号水泵接合器由消防水带接口、单向阀、安全阀、闸阀等组成，分为：地上式、地下式和墙壁式三种。高规和建规中规定，高层建筑室内消防给水管网应设水泵接合器，其数量应按室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按1015L/S计算3 1。消防水泵接合器应有明显的标志，以免被误认为是消火栓。自动喷水灭火系统采用15L/s的水泵接合器，所需数量为： ，安装在自动喷水灭火系统湿式报警阀的下面，以便给整个系统供水。2.8.4 高位消防水箱消防水箱是消防系统的重要组成部分,它设置在地面标高以上,用于储存或传输灭火初期消防用水,它包括高位消防水箱和中间消防水箱5。高位消防水箱主要是提供系统启动初期的用水量和水压,在消防泵出现故障的紧急情况下应急供水,确保喷头开启后立即喷水,及时控制初期火灾,并为外援灭火争取时间,同时利用高位差为系统提供准工作状态下所需的水压,以达到管道内充水并保持一定压力的目的。在自动喷水灭火系统中,当采用稳高压或临时高压消防给水系统时,或当采用高位消防水箱供水的常高压系统时,均应设高位消防水箱。1）高位消防水箱的容积建筑设计防火规范(以下简称建规）第8.4.4条规定,消防水箱应储存10min消防用水量1。高层民用建筑设计防火规范(以下简称高规）第7.4.7.1条规定:高位消防水箱的消防储水量,一类公共建筑不应小于3。喷规第10.3.1条:采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱,其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱供水,应满足系统最不利点处喷水的最低工作压力和喷水强度。高位水箱的容积为：。2）高位消防水箱的设置高度 高位消防水箱应设置在建筑物的最高处,可以靠重力自流给室内消防管网提供压力水。其设置高度应能保证最顶层自动喷水灭火系统最不利喷头出水压力。喷规规定：“消防水箱的供水,应满足系统最不利点处喷水的最低工作压力和喷水强度”，自动喷水灭火系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05 MPa2，即可认为消防水箱的设置高度应保证最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05 MPa。设高位水箱安装距屋顶米处：所以：其中为最不利点喷头与高位水箱之间的水头损失：。然而若要将消防水箱设置在距商场楼顶87m以上的高度,在实际工程中可以将消防水箱设置在该商场附近的高层上。2.8.5 末端试水装置1）为了检验系统的可靠性,测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下，可靠报警并正常启动,要求在每个报警阀的供水最不利点处设置末端试水装置。末端试水装置测试的内容包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常,配水管道是否畅通,以及最不利点处的喷头工作压力等。其他的防火分区与楼层,则在供水最不利点处装设直径25的试水阀,以便在必要时连接末端试水装置2。2）末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成。试水接头出水口的流量系数,应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。末端试水装置的出水,应采取孔口出流的方式排入排水管道2。本设计将末端试水装置安装在商场顶层自动喷水灭火系统供水最不利点处。2.8.6 水流指示器1）定义:用于自动喷水灭火系统中将水流信号转换成电信号的一种报警装置。2）作用：用于自动喷水灭火系统，它可以安装在主供水管或横杆水管上，给出某一分区域小区域水流动的电信号，此电信号可送到电控箱，也可用于启动消防水泵的控制开关。 水流指示器的功能是及时报告发生火灾的部位。喷规中对系统设置水流指示器的部位提出了规定，即每个防火分区和每个楼层均要求设有水流指示器。同时规定当一个湿式报警阀组仅控制一个防火分区或一个层面的喷头时，由于报警阀组的水力警铃和压力开关已能发挥报告火灾部位的作用，故此种情况允许不设水流指示器2。所以在每层供水横管中设置水流指示器，共有4个，用于控制每层火灾的报警。3 消火栓灭火系统3.1 消火栓灭火系统的特点与任务消火栓灭火系统是把室外给水系统提供的水量，经过加压输送到用于扑灭建筑物内的火灾而设置的固定灭火设备，是建筑物中最基本的灭火设施。多层建筑内的消火栓灭火系统的任务主要是控制前期10火灾，10后由消防车扑救；高层建筑消防立足自救，消火栓灭火系统要在整个灭火过程中起重要作用。3.2 消火栓灭火系统的组成与动作过程消火栓灭火系统一般由消火栓箱、消防卷盘、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵等组成。 图3-1 消火栓灭火系统的动作过程图Figure 3-1 Indoor hydrant system in the action plan process3.3 消火栓、水带和水枪型号消火栓均为内扣式接口的球形阀式龙头，有单出口和双出口之分。单出口消火栓直径有和两种，双出口消火栓直径为。水带口径有、两种，水带长度一般为、四种；水带材质有麻织和化纤两种，有衬胶与不衬胶之分，衬胶水带阻力较小。水枪一般为直流式，喷嘴口径有、三种。口径水枪配备直径水带，水枪可配或水带，水枪配备水带。底层建筑的消火栓可选用或口径水枪，高层建筑选用口径水枪。本设计选用单出口直径为的消火栓，口径、长的胶里水带，水枪喷嘴口径为。3.4 水枪充实水柱长度、喷嘴压力、设计流量3.4.1 水枪充实水柱长度充实水柱是由水枪喷嘴起，到射流90%水柱水量穿过直径38cm圆圈处的一段射流长度。各类建筑要求水枪充实水柱长度，见表3-1。表3-1 不同类型建筑消火栓充实水柱Table 3-1 Different types of building fire hydrant to enrich the water column建筑类型充实水柱/m不超过6层的民用建筑不超过4层的厂房和库房超过6层的民用建筑超过4层的厂房、库房甲、乙类厂房建筑高度不超过100m的高层建筑高层工业建筑高架库房建筑高度超过100的高层建筑本设计的充实水柱选用为。3.4.2 喷嘴计算压力水枪喷嘴处所需的压力，根据扑救室内火灾所要求的水枪充实水柱长度来进行计算： （3-1）式中：水枪喷嘴压力，； 水枪充实水柱长度，； 与水枪喷嘴口径和充实水柱长度长度有关的系数，其值见表3-2。表3-2 系数值Table 3-2 Coefficient 充实水柱长度/m水枪喷嘴口径/mm1316192225713.313.212.812.212.11015.014.013.511.511.51318.516.915.813.814.61522.019.318.017.016.32049.135.029.526.019.5喷嘴计算压力为：。3.4.3 喷嘴计算流量每支水枪的计算流量，可按下式计算： （3-2）式中：每支水枪的计算流量，； 水枪喷嘴压力，； 水枪喷嘴流量系数，其值见表3-3。表3-3水枪喷嘴流量系数值Table 3-3 Gun nozzle flow coefficient喷嘴口径/mm131619220.06460.07930.15770.2836每支水枪的计算流量：，根据建规规定，该商场消火栓每支水枪的最小流量不应小于5，即：。3.4.4 喷嘴设计流量喷嘴设计流量为：。3.4.5 喷嘴设计压力水枪喷嘴的设计压力： （3-3）式中：水枪喷嘴设计压力，； 每支水枪的设计流量，； 水枪喷嘴流量系数，其值见表3-3。代入公式得：水枪喷嘴的设计压力：；水枪的设计充实水柱：。表3-4 非高层建筑室内消火栓用水量表Table 3-4 non-high-rise building fire hydrant water table建筑物名称高度、层数、体积或座位数消防栓用水量/Ls-1同时使用水枪数量/支每支水枪最小流量/Ls-1每根竖管最小流量/Ls-1厂房高度24m、积10000m3522.55高度24m、积10000m3102510高度24m至50m255515高度50m306515科研楼、试验楼高度24m、积10000m3102510高度24m、积10000m3153510库房高度24m、积5000m35155高度24m、积5000m3102510高度24m至50m306515高度50m408515车站、码头、机场的候车（船、机）楼和展览馆500125000m31025102500150000m315351050000m3204515病房楼、门诊楼等500110000m3522.551000025000m310251025000m3153510商店、旅馆等500110000m31025101000025000m315351025000m3204515剧院、电影院、俱乐部、礼堂、体育馆等8011200个10251012015000个153510500110000个20451510000个306515住宅层数大于8层153510办公楼、教学楼及其他建筑6层或体积10000153510国家级文物保护重点砖木、木结构的古建筑体积10000m320451010000m3255515由表3-4得系统消防用水量：。3.5 消火栓系统管网的布置3.5.1 消火栓布置原则室内消火栓是室内消火栓系统的最终端设备，消火栓布置合理与否,影响扑救火灾的成败。本建筑消火栓布置按以下原则进行：1）适当缩小消火栓的布置间距,提高消火栓的布置密度。2）保证每一个防火分区同