消防给排水课设正文

1、摘要本文对丽江鹏程大酒店进行消火栓给水系统设计，本课程设计通过深入了解丽江市的地理位置和气候等客观因素，查阅并掌握有关消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014)和建筑设计防火规范（GB50016-2014）等规定及相关资料，对该酒店选择最经济合理的室内消火栓灭火系统设计。本系统主要用于高层建筑发生火灾时对消防员以及工作人员利用消火栓进行灭火救援活动，本系统设计主要包括建筑的防火分区划分、确定消火栓的布置间距和保护半径、最不利点消火栓栓口处所需的流量、水压，以及消防水泵的流量与压力的设计，最后进行消防水箱、水池、稳压泵的选择。 关键词：消火栓；防火分区；保护半径；消防水泵；消防水池

2、I目录1引言12工程概况22.1建筑概况23 建筑防火分区设计33.1耐火等级的确定33.2防火分区划分依据33.3总建筑防火分区的划分表54消火栓给水系统设计94.1室外消火栓系统设计94.1.1室外消火栓选型94.1.2室外消火栓流量及压力设计94.2室内消火栓系统设计94.2.1室内消火栓选型94.2.2最不利点处消火栓口流量及压力104.2.3 室内消火栓的保护半径及布置间距124.2.4室内消火栓用水量的确定134.2.5消防水泵接合器个数的确定144.3室内消火栓系统流量及压力计算144.3.1消防管网的选定144.3.2系统流量计算154.3.3系统压力计算175消防水池、水箱的

3、设计195.1消防水箱的设计195.2消防水池的设计19总结21III 1引言火，是人类走向文明的标志，火是人类赖以生存和发展的一种自然力，火的利用具有划时代的意义。火的利用使人类脱离了茹毛饮血的荒蛮时代，迈向人类文明的漫长征程。人类用火的范围不断扩大，用火技能逐步提高，促进了生产力的发展，在生活、生产和科学技术等方面发挥出越来越大的作用。火是具有两重性的。当火失去控制，就会成为一种具有很 大破坏力的多发性的灾害，给人类的生活、生产乃至生命安全构成威胁。所以消火栓系统在当今建筑越显重要。消火栓灭火系统的广泛应用，这也将为保护人身和财产安全发挥更大的作用。消火栓的特殊作用决定了它的管理在市政给水

4、管网上特殊性，它不同于市政给水管网上的其它设施，其使用、维护、管理均由供水企业承担。而消火栓例外，其使用主要是满足于消防管理部门使用，而维护、管理则由供水企业自身承担。对于高层建筑的消火栓系统的设计是我们所研究的重点，搞好火灾的预防及灭火的有效性可以保证更多的人的生命安全，因此做好防火准备是高层建筑必不可少的设计。本课设针对丽江鹏程大酒店进行室内消火栓系统设计，并对其进行了详细的分析说明。242工程概况2.1建筑概况 丽江鹏程大酒店，位于丽江市中心，该建筑为一类高层建筑，首层占地面积为 4095，层高为5.5m，标准层每层面积1408，层高3.3m，建筑高度为44.8m，共十一层， 二到十层为

5、标准层，每层有21个标准客房，顶层主要有消防水箱。3 建筑防火分区设计3.1耐火等级的确定 高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类。并宜符合表3.1的规定。表3.1 建筑分类 名称一类二类居住建筑高级住宅19层及19层以上的普通住宅10-18层的普通住宅公共建筑1、 医院2、 高级旅馆3、 建筑高度超过50m或24m以上部分任意层建筑面积超过1000的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼4、 建筑高度超过50m或者每层建筑面积超过1500的商住楼5、 中央级和省级（含计划单列市）广播电视楼6、 网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼7、 省级（含计划单列市）邮政楼

6、、防灾指挥调度楼8、 藏书超过100万册的图书馆、书库9、 重要的办公楼、科研楼、档案楼10、建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等1、除一类建筑外的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库2、省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼3、建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等由于该酒店的高度为44.8m，任一楼层建筑面积超过1000m2,由表3-1得该建筑属于一类高层民用建筑。根据建筑设计防火规范（GB50016-2014）5.1.3 第一条规定一类高层建筑的耐火等级不应低于一级，所以此酒店的耐火等级

7、为一级。3.2防火分区划分依据根据建筑设计防火规范（GB50016-2014），高层建筑内应采用防火墙，防火门，防火卷帘等划分防火分区，每个防火分区的允许最大建筑面积，不应超过表3.1的规定。表 3.2不同耐火等级建筑的允许建筑高度或层数、防火分区最大允许建筑面积名称耐火 等级允许建筑高度或层数防火分区的最大允 许建筑面积（m2）备注高层民用 建筑一、 二级按本规范第 5.1.1 条 确定1500对于体育馆、剧场的 观众厅，防火分区的 最大允许建筑面积可适当增加。单、多层民 用建筑一、二级按本规范第 5.1.1 条确定2500三级5 层1200四级2 层600地下或半地 下建筑（室）一级500

8、设备用房的防火分区最大允许建筑面积不 应大于 1000m2。 由于鹏程大酒店为一类建筑，其耐火等级为一级，且其具有容易着火、人员密集、疏散和扑救难度大等特点，根据表3.2每个防火分区的最大允许建筑面积应为1500 m2。每个防火分区需要用防火墙、防火门、防火卷帘等隔开， 防火墙设置防火门因为甲级防火门。 设计依据：根据建筑设计防火规范（GB50016-2014）6.2.9规定，结合本建筑设计结构，防火分区设计如下：6.2.9 建筑内的电梯井等竖井应符合下列规定：1 电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，不应 敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井的井壁除设置电梯门、安全逃

9、生门和通气孔 洞外，不应设置其他开口；2 电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向井道，应分别独立设置。 井壁的耐火极限不应低于 1.00h，井壁上的检查门应采用丙级防火门；3 建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵。建筑内的电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔隙应采用防火封堵材料封堵；4 建筑内的垃圾道宜靠外墙设置，垃圾道的排气口应直接开向室外，垃圾斗应采 用不燃材料制作，并应能自行关闭；5 电梯层门的耐火极限不应低于 1.00h，并应符合现行国家标准电梯层门耐火 试验 完整性、隔热性和热通量测定法GB/T 27903 规定的完整性和隔热

10、性要求。6 封闭楼梯间，前室和楼梯间的门均应为乙级防火门，并应向疏散方向开启。由于封闭楼梯间火灾危险性较大，前室和楼梯间应分别设置独立的防火分区。并且楼梯间为竖向防火分区。综上依据规范将本酒店划分为70个防火分区，其中3、4、5、7、8、9、11、12、13、14、15、17、18、19为竖向防火分区。其他的为各层平面防火分区。详情见3.3总建筑防火分区划分表。3.3总建筑防火分区的划分表表3.3总建筑防火分区的划分表FC1959m2会议室及其他FC21435m2大堂及其他FC338.5m2管道井FC499m2电梯井FC599m2电梯井FC651.8m2电梯前室FC738.5m2管道井FC89

11、9m2电梯井FC999m2电梯井FC1010m2楼梯间前室FC11378m2楼梯间FC1299m2消防电梯井FC1399m2消防电梯井FC1438.5m2管道井FC1575m2强电井FC1638m2消防电梯前室FC1775m2弱电井FC18220m2楼梯间FC19378m2楼梯间FC2010m2楼梯间前室FC21FC22959m2标准套房FC2251.8m2电梯前室FC2310m2楼梯间前室FC2438m2消防电梯前室FC2510m2楼梯间前室FC26959m2标准套房FC2751.8m2电梯前室FC2810m2楼梯间前室FC2938m2消防电梯前室FC3010m2楼梯间前室FC31959m2

12、标准套房FC3251.8m2电梯前室FC3310m2楼梯间前室FC3438m2消防电梯前室FC3510m2楼梯间前室FC36959m2标准套房FC3751.8m2电梯前室FC3810m2楼梯间前室FC3938m2消防电梯前室FC4010m2楼梯间前室FC41959m2标准套房FC4251.8m2电梯前室FC4310m2楼梯间前室FC4438m2消防电梯前室FC4510m2楼梯间前室FC46959m2标准套房FC4751.8m2电梯前室FC4810m2楼梯间前室FC4938m2消防电梯前室FC5010m2楼梯间前室FC51959m2标准套房FC5251.8m2电梯前室FC5310m2楼梯间前室F

13、C5438m2消防电梯前室FC5510m2楼梯间前室FC56959m2标准套房FC5751.8m2电梯前室FC5810m2楼梯间前室FC5938m2消防电梯前室FC6010m2楼梯间前室FC61959m2标准套房FC6251.8m2电梯前室FC6310m2楼梯间前室FC6438m2消防电梯前室FC6510m2楼梯间前室FC66959m2储藏室及配电室FC6751.8m2电梯前室FC6810m2楼梯间前室FC6938m2消防电梯前室FC7010m2楼梯间前室表3.3防火分隔物防火墙耐火极限3.00h以上两个防火分区之间的墙用防火墙甲级防火门耐火极限1.50h以上防火墙上的门用甲级防火门乙级防火门

14、耐火极限1.00h以上前室、楼梯间用乙级防火门丙级防火门耐火极限0.50h以上管道井、电缆井检修门用丙级防火门防火隔墙耐火极限2.00h以上耐火极限1.00h以上电梯井，楼梯间用2.00h以上防火隔墙管道井，电缆井用1.00h以上防火隔墙防火卷帘耐火极限3.00h以上两个防火分区之间不方便用防火门时用4消火栓给水系统设计4.1室外消火栓系统设计4.1.1室外消火栓选型根据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014，第7.2.2条规定，本酒店选用直径DN150的室外消火栓，并且采用地上式消火栓，栓口直径为150mm.4.1.2室外消火栓流量及压力设计1.室外消火栓用水流量： 高层公共建

15、筑的室外消火栓用水量符合表4.1规定表4.1高层公共建筑的室外消火栓用水量高层建筑类别建筑高度/m室外消火栓用水量/（L/s）一类高层50205020二类高层50305030由于本酒店为一类高层，建筑高度小于50m，故室外消火栓的用水量为30L/s2. 室外消火栓流量及压力室外低压消火栓一般只供一辆消防车用水，常出两支口径为19mm的直流水枪，火场需要充实水柱长度为10-15m，则考虑每支水枪的流量为5-6.5L/s，两支水枪的流量为10-13L/s，考虑到水带及接口的漏水量，因此每个消火栓的流量按10-15L/s计。其中最不利点消火栓出口压力不小于0.1MPa.3室外消火栓设置个数室外消火栓

16、个数按下公式计算： 式中：n-室外消火栓个数 Q-室外消火栓用水量 q-室外消火栓流量由上可知Q=30L/s，q=15L/s得：n=30/15=2个即本酒店室外消火栓应布置两个，布置间距不应大于120m，且布置距建筑外墙边缘不小于5m。4.2室内消火栓系统设计4.2.1室内消火栓选型室内消火栓目前多配套直径为65mm和50mm的胶里水带，每消火栓一般配备一条水带，水带两头为内扣式标准接头，每条水带的长度一般为20m，最长不应该大于25m。水带一头与消火栓出口相连接，令一端与水枪相连接，根据此酒店的具体情况和使用性质，箱内配备DN65mm的单出口消火栓，直径为65mm的胶里水带（每盘水带长为20

17、m），口径19mm的手提式直流水枪。4.2.2最不利点处消火栓口流量及压力1最不利处消火栓充实水柱的计算最不利处消火栓充实水柱按以下公式计:式中：Sk为水枪充实水柱（m）；H1为室内最高点离地面高度（m）；H2为水枪喷嘴离地面高度（m）一般取1m。最不利点处H1=3.3m，H2=1m,sina=1.414 得Sk=1.414X（3.3-1）=3.25m根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 7.4.12条规定，该建筑室内消火栓的水枪充实水柱的长度不应小于13m，所以确定水枪的充实水柱的长度为13m。所以取13m。2最不利点水枪枪口压力最不利点水枪枪口压力按以下公式计算：式

18、中：SK为水枪充实水柱（m）；Hq为水枪喷嘴处压力（MPa）；为系数且取0.0135，与喷嘴直径和喷嘴压力有关。 得到 表4-1系数a值充实水柱长度（m）水枪喷嘴口径（mm）131619222570.01330.01320.01280.01220.0121100.01500.01400.01350.01150.0115130.01850.01690.01580.01380.0146150.02200.01930.01800.01700.0163200.04910.03500.02950.02600.01953最不利点处水枪流量的计算最不利点处水枪流量按以下公式计算： 式中：Hq为水枪喷嘴处压力

19、（MPa）；为水枪流量（L/s）；为水枪喷嘴流量系数，与喷嘴直径有关。通过计算可以得到： 表4-2水枪喷嘴流量系数喷嘴口径mm131619223.467.93157.7283.64水带的水头损失可按公式确定： 式中：Hd为水带的水头损失（MPa）；S为水带（长20m）的阻抗系数；qf为水带所通过的实际流量（L/s）。表4-4 每条水带的阻抗系数水带类型水带直径50mm水带直径65mm水带直径75mm水带直径90mm麻质水带0.00300.000860.000300.00016胶里水带0.00150.000350.000150.00008故5最不利点消火栓口压力的计算最不利点消火栓口压力按下列公

20、式计算：故得根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 7.4.12规定，高层建筑消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，计算得，故取，所以该办公楼消火栓栓口压力取0.35MPa。反算得出水枪设计流量：设计喷嘴压力：设计充实水柱：所以最不利点处水枪充实水柱Sk为20.89m；水枪设计流量为；消火栓压力为0.35MPa。4.2.3 室内消火栓的保护半径及布置间距1.室内消火栓的保护半径的计算 水枪充实水柱在平面上的投影长度： 式中，为水枪充实水柱在平面上的投影长度()；为水枪充实水柱的长度()；为水枪上倾角，一般为。 室内消火栓的保护半径： 式中，为室内消火栓的保护半径()；为水

21、带铺设长度，() (水带铺设长度一般取水带实际长度的（80%90%)；为水枪充实水柱在平面上的投影长度()。通过上式可以计算出本建筑消火栓的保护半径为： 2.室内消火栓布置间距的计算满足两股水枪充实水柱同时到达室内任何部位的室内消火栓布置间距按下列公式计算：式中：为消火栓的布置间距()；为室内消火栓的保护半径()；为室内消火栓的最大保护宽度()。首层防火分区1的室内消火栓布置间距为： 首层防火分区2的室内消火栓布置间距为： 标准层及顶层室内消火栓布置间距为： 根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 第7.4.10条规定，布置间距最大为30m，故本建筑内首层两个防火分区内两

22、个消火栓最大的布置间距都取30m，因建筑结构，实际布置间距约为均小于30m，共设9个消火栓；标准层和顶层两个消火栓最大的布置间距取30m，但实际设置均小于30m符合标准要求，共设5个消火栓。具体见相应设计图纸4.2.4室内消火栓用水量的确定 1 室内消火栓用水量的确定 根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 3.5.2规定，室内消火栓设计流量不应小于表4-3。表4-3建筑物室内消火栓给水设计流量建筑物名称高度h(m)、层数、体积V（m3）、座位数n（个）、火灾危险性消火栓设计流量（L/s）同时使用消防水枪数（个）每根竖管最小流量（L/s）民用建筑高层住宅27<h54

23、10210h>5420410二类公共建筑h5020410一类公共建筑h5030615h>5040815由于该设计的建筑物属于一类公共建筑，建筑高度44.8m<50m，根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 3.5.2规定，该建筑室内的高区消火栓用水量为30，同时使用6支水枪，所以该水枪的分配为：最不利管3支，次不利管3支。4.2.5消防水泵接合器个数的确定消防水泵接合器个数是根据建筑消防用水量来确定的，计算符合下列公式：式中：N水泵接合器的个数 Q室内消防用水量L/s q水泵接合器流量（当Q20L/s时取10L/s，当Q20L/s时取15L/s） 由于对

24、本酒店只有消火栓系统，所以消防用水量即为室内消火栓用水量，即30L/s。所以得：个 所以本酒店需要设置两个消防水泵接合器，并且须设置在室外，具体设置见图纸消火栓系统图。4.3室内消火栓系统流量及压力计算4.3.1消防管网的选定1.给水管网管径由流量公式： 式中，为流量(L/s)；为管径()；为流速(m/s)。 得到，进行流量分配，最不利点消防竖管和消火栓最小流量分配符合要求。2.消防竖管管径结合本建筑的消火栓布置，根据消防管内水流速度不允许超过2.5m/s，所以取流速v=2.5m/s。最不利竖管的流量经计算得22.5L/s,：所以消防竖管选直径DN100管作竖管。水平管流量选定与水泵出水管相同

25、，则水泵出水管选择：所以水平管跟水泵出水管选DN150管。4.3.2系统流量计算 系统流量计算，即为消防水泵流量的计算。本酒店设置同时开启6个消火栓，其中最不利管3支，编号1、2、3，次不利管3支，编号4、5、6。示意图如下：其中管道的沿程水头损失按下式计算： 式中：为管道沿程水头损失()；为管道单位长度的水头损失(KPa/m)；为计算管段长度(m)。最不利管消火栓：编号1消火栓：HXH1=0.35MPa， 编号2消火栓：HXH2=HXH1+12+H 12=iL 式中，为管道单位长度的水头损失()；Q为管道流量()；为管道的计算内径()。管段12：Q=q1=7.2L/s，d=100mm=0.1

26、m即：即：HXH2=HXH1+12+H=0.35+1.43x10-4x3.3+0.033=0.383MPa得：编号3消火栓： 得： 又因为次不利点消火栓位置与最不利点等效平行，故q4=q1，q5=q2，q6=q3。所以系统的流量： Q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=2X（7.2+7.6+7.89）=45.38L/s4.3.3系统压力计算系统压力计算即为水泵扬程的计算，本建筑水泵到给水管网的管长30m，消火栓间距约20m。水泵扬程:从最不利第三个消火栓以下的消火栓流量均为0，竖管流量均等于0.5Q=22.69L/S，则从第三个消火栓以下竖管水力坡度为： MPa/m则最不利竖管沿程阻力损失为：又因为次不利竖管流量与最不利管相等，所以。水平管沿程阻力损失为：水泵到管网水力坡度为：水泵到管网沿程阻力损失即：则水泵扬程： 5消防水池、水箱的设计5.1消防水箱的设计根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 5.2.1规定，高层建筑消防水箱储水量，一类高层公共建筑不应小于36 m3，本建筑属于一类根据消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014) 5.2.1规定，高位消防水箱的消防储水量，一类高层公共建筑不应小于36m3；二类高层公共建筑和一类高层住宅不应小于18m3；二类