武汉理工大学高层建筑给排水课件(上课用)

武汉理工大学高层建筑给排水课件(上课用)第一页，共173页。参考教材《高层建筑给水排水工程》钱维生主编同济大学出版社《建筑给水排水工程》（第四版）中国建筑出版社《高层民用建筑设计防火规范》（2005年版）《自动喷水灭火系统设计规范》（2005年版）《水喷雾灭火系统设计规范》（1995年版）高层建筑给排水绪论2023/4/222第二页，共173页。

绪论

一、本课程的主要内容给水系统（重点）消防系统（重点）排水系统热水系统高层建筑给排水绪论2023/4/223第三页，共173页。二、高层建筑分界

1.各国对高层建筑划分的标准高层建筑给排水绪论国名高层建筑划分情况德国按最高一层地板（经常有人停留）高出地面以上22米日本层数>=11层或建筑高度>=31米英国建筑高度>=24.3米比利时地面以上建筑高度>=31米原苏联层数>=10层的居住建筑；层数>=7层的公共建筑美国建筑高度>=22~25米或层数>=7层2023/4/224第四页，共173页。2.我国高层建筑划分的标准十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；建筑高度超过24米的公共建筑。高层建筑给排水绪论2023/4/225第五页，共173页。3.我国高层建筑划分的依据登高消防器材：登高消防车扑救24米左右高度以下的建筑火灾最为有效；消防车供水能力：大多数通用消防车在最不利情况下直接吸水扑救火灾的最大高度约24米左右；住宅建筑定为十层及十层以上的原因，除了考虑上述因素外，还考虑它占的数量，约占全部高层建筑的40%~50%；对于高层住宅，每个单元间防火分区面积不大，并有较好的防火分离，火灾发生时蔓延扩大受到一定限制，危害较小，故做区别对待。高层建筑给排水绪论2023/4/226第六页，共173页。三、高层建筑给排水工程的特点保证供水安全性和排水通畅；给水、热水和消防系统须进行经济合理的竖向分区；必需设置可靠的室内消防给水系统，而且消防给水的设计应“立足自救”；必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防水锤、防管道伸缩变位等技术措施；一般需设置技术层（设备层）和管道井。高层建筑给排水绪论2023/4/227第七页，共173页。

第一章高层建筑给水工程

主要内容给水系统分类给水系统竖向分区（重点）供水方式（重点）组成部分及设计步骤高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/228第八页，共173页。

第一节给水系统分类

高层建筑室内给水按其用途可分为三类：

一、生活给水系统供厨房烹调饮用、卫生间洗浴、冲洗厕所等生活上的用水，水质必须严格符合国家规定的饮用水标准；在水资源缺乏的地方，冲洗厕所可采用海水或者“中水”，但必需设置独立的管道系统；直饮水系统。（注意：系统间要防止产生水质回流污染。）高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/229第九页，共173页。二、生产给水系统生产工艺用水空调冷却用水洗衣房、锅炉房软化用水高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2210第十页，共173页。三、消防给水系统消火栓系统自动喷淋灭火系统水喷雾系统水幕消防系统高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2211第十一页，共173页。

第二节给水系统竖向分区

一、高层给水系统不分区的缺点

龙头开启，水成射流喷溅，影响使用，难以关闭；必须采用耐高压管材、零件及配水器材；由于压力过高，龙头、阀门等器材磨损迅速，寿命缩短，漏水增加，检修频繁；高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2212第十二页，共173页。

下层龙头的流出水头过大，如不减压，其出流量比设计流量大得多，使管道内流速增加，以致产生流水噪音、振动噪音（塑料管材更明显），并使顶层龙头产生负压抽吸现象，容易形成回流污染；由于压力过大，容易产生水锤及水锤噪音（建筑高度较高时）；维修管理费用和水泵运转电费增高（重要原因是能量浪费）。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2213第十三页，共173页。二、给水系统竖向分区的标准各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。注意：

1.竖向分区的最大水压不是卫生器具正常使用的最佳水压；

2.卫生器具正常使用的最佳水压宜为0.20~0.30MPa；

3.各分区顶层住宅入户管的进口水压不宜小于0.10MPa。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2214第十四页，共173页。

第三节供水方式高位水箱供水方式气压水箱供水方式无水箱供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2215第十五页，共173页。一、高位水箱供水方式分为：并列供水方式串联供水方式减压水箱供水方式减压阀供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2216第十六页，共173页。1.高位水箱并列供水方式（1）工作原理：在各分区独立设置水箱和水泵，且水泵集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（2）优点：

a.各区是独立给水系统，互不影响，若某区发生事故，不影响全局，供水安全可靠；

b.水泵集中，管理维护方便；

c.运行动力费用经济。

高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2217第十七页，共173页。2023/4/2218第十八页，共173页。

（3）缺点：

a.水泵台数较多，水泵出水高压管线长，设备和管线费用高；

b.分区水箱占建筑楼层若干面积，给建筑房间布置带来困难，减少了房间面积，影响经济效益。（4）适用情况：现在采用较少。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2219第十九页，共173页。2.高位水箱串联供水方式（1）工作原理：水泵分散设置在各分区的楼层中，低区的水箱兼作上一区的水泵吸水水箱。（2）优点：

a.无高压水泵和高压管线；

b.运行动力费用经济。

高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2220第二十页，共173页。2023/4/2221第二十一页，共173页。

（3）缺点：

a.水泵分散设置，连同水箱所占楼层面积较大；

b.水泵设在楼层，防震隔音要求高；

c.水泵分散布置，管理维护不方便；

d.若下区发生事故，其上部数区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：一般高层建筑采用较少，超高层建筑中有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2222第二十二页，共173页。3.减压水箱供水方式（1）工作原理：整个高层建筑的用水量全部由设置在底层的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各分区水箱，分区水箱起减压作用。（2）优点：

a.水泵数量少，设备费用降低，管理维护简单；

b.水泵房面积小，各分区减压水箱调节容积小。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2223第二十三页，共173页。2023/4/2224第二十四页，共173页。

（3）缺点：

a.水泵运行动力费用高；

b.屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗地震不利；

c.建筑物高度较高、分区较多时，下区减压水箱中进水装置承压过大，造成关不严或经常维修；

d.若总水箱发生事故，下区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：现在采用较少。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2225第二十五页，共173页。4.减压阀供水方式（1）工作原理：工作原理与减压水箱供水方式相同，不同之处在于以减压阀代替减压水箱。（2）优点：

a.水泵数量最少，设备费用降低，管理维护简单；

b.水泵房面积小；

c.减压阀不占楼层房间面积，使建筑面积发挥最大的经济效益。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2226第二十六页，共173页。2023/4/2227第二十七页，共173页。

（3）缺点：

a.水泵运行动力费用高；

b.屋顶总水箱容积大，对建筑的结构和抗地震不利；

c.若总水箱发生事故，下区供水均受影响，供水可靠性差。（4）适用情况：现在采用较多。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2228第二十八页，共173页。二、气压水箱供水方式分为：并列供水方式减压阀供水方式高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2229第二十九页，共173页。1.并列供水方式（1）工作原理：在各分区独立设置气压水箱，且气压水箱集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（2）优点：

a.各区是独立给水系统，互不影响，供水安全可靠；

b.气压水箱集中，管理维护方便；

c.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积；

d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2230第三十页，共173页。2023/4/2231第三十一页，共173页。

（3）缺点：

a.气压水箱套数较多，高压管线长，设备和管线费用高；

b.运行动力费用高；

c.气压罐贮水量小，水泵起闭频繁，水压变化幅度大；

d.罐内起始压力高于管网所需设计压力，分区有效高度减小，分区数增加。（4）适用情况：高层生活给水系统采用较少，消防系统有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2232第三十二页，共173页。2.减压阀供水方式（1）工作原理：气压水箱设置在建筑物底层或者地下室，通过减压阀分别向各区供水。（2）优点：

a.气压水箱一般只需要一套，设备费用低，管理维护方便；

b.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积；

c.管网管线简单经济。

d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2233第三十三页，共173页。2023/4/2234第三十四页，共173页。

（3）缺点：

a.运行动力费用高；

b.气压罐贮水量小，水泵起闭频繁，水压变化幅度大；

c.罐内起始压力高于管网所需设计压力，分区有效高度减小，分区数增加。（4）适用情况：高层生活给水系统采用较少，消防系统有采用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2235第三十五页，共173页。三、无水箱供水方式（变频水泵供水方式）1.变频水泵工作原理

通过设在供水管网上的压力传感器动态监测管网水压，根据管网水压、水量变化，自动调节水泵电机转速和多台水泵的启动、停止，使管网主干出口端水压始终保持在恒定值上，控制水泵对供水管网的稳定供水量，使整个供水系统始终保持在高效、节能的最佳运行状态，满足用户供水的要求。

高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2236第三十六页，共173页。2.变频水泵工作模式（1）多泵并联变频恒压变量供水：多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是这样的：当用水流量小于一台泵在工频恒压条件下的流量，由一台变频泵调速恒压供水；当用水流量增大，变频泵的转速自动上升；当变频泵的转速上升到工频转速，而用水流量进一步增大，由变频供水控制器控制，自动启动一台工频泵投入，该工频泵提供的流量是恒定的（工频转速恒压下的流量），其余各并联工频泵按相同的原理投入。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2237第三十七页，共173页。

在多泵并联变频恒压变量的供水情况下，当用水流量下降，变频调速泵的转速下降（变频器供电频率下降）；当频率下降到零流量的时候，变频供水控制器发出一个指令，自动关闭一台工频泵使之退出并联供水。为了减少工频泵自动投入或退出时的冲击（水力的或电流的冲击），在投入时，变频泵的转速自动下降，然后慢慢上升以满足恒压供水的要求；在退出时，变频泵的转速应自动上升，然后慢慢下降以满足恒压供水的要求。上述频率自动上升，下降由供水变频控制器控制。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2238第三十八页，共173页。

（2）恒压变量循环状启动：在这种供水模式中，当供水流量少于变频泵在恒压工频下的流量时，由变频泵自动调速供水，当用水流量增大，变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速，由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电（不通过变频器供电）。变频器则另外启动一台并联泵投入工作。随用水流量增大，其余各并联泵均按上述相同的方式软启动（电流的冲击非常小）投入。这就是循环软启动投入方式。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2239第三十九页，共173页。3.供水方式

（1）并列供水方式（a）工作原理：在各分区独立设置变频水泵，且变频水泵集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各区供水。（b）优点：

a.各区是独立给水系统，互不影响，供水安全可靠；

b.变频水泵集中，管理维护方便，运行费用低；

c.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积。

d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2240第四十页，共173页。2023/4/2241第四十一页，共173页。

（c）缺点：

a.变频水泵套数较多，高压管线长，设备和管线费用高；

b.变频水泵维修较复杂。（d）适用情况：高层给水系统现在采用较多，推荐使用。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2242第四十二页，共173页。（2）减压阀供水方式（a）工作原理：变频水泵设置在建筑物底层或者地下室，通过减压阀分别向各区供水。（b）优点：

a.变频水泵一般只需要一套，设备费用较低，管理维护方便；

b.不需高位水箱，不占高层建筑上层面积；

c.管网管线简单经济。

d.减少二次污染。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2243第四十三页，共173页。2023/4/2244第四十四页，共173页。

（c）缺点：

a.运行动力费用较高；

b.变频水泵维修较复杂。（d）适用情况：高层给水系统现在采用较多。高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2245第四十五页，共173页。第四节组成部分及设计步骤一、组成部分由地下室生活水箱、生活加压泵、生活给水管网、高位生活水箱、水表（总表和分户水表）、用水器具等组成。高层建筑给排水

第一章高层建筑给水工程2023/4/2246第四十六页，共173页。二、生活加压泵的选用1.流量根据室内用水器具计算设计秒流量（变频水泵），依此确定水泵流量。2.扬程

H=h1+h2+h3+h4+h5H—水泵扬程；

h1—地下室生活水箱最低水位至最不利用水器具的高度（变频水泵），或者地下室生活水箱最低水位至高位生活水箱最高水位的高度（泵箱供水）；

h2—最不利用水器具的流出水头；

h3—管网系统的水头损失；

h4—生活加压泵的水头损失；

h5—水表的水头损失。高层建筑给排水

第一章高层建筑给水工程2023/4/2247第四十七页，共173页。三、生活给水系统的设计计算步骤1.根据建筑专业提供的资料图纸，确定高层建筑的类型，确定给水系统的方式，统计用水器具量，计算总用水量；2.确定给水系统如何分区；3.计算地下室生活水箱和高位生活水箱的容积；4.计算给水系统设计秒流量，初选生活加压泵，并布置地下室水泵房；5.根据建筑专业提供的平面图，布置给水系统立管；高层建筑给排水第一章高层建筑给水工程2023/4/2248第四十八页，共173页。6.在地下室、设备层、屋顶等处布置横管，完善生活给水管网系统；7.设计和布置高位生活水箱；8.检查和完善各平面图；9.设计给水系统图；10.进行水力计算，校核水泵；11.设计地下室生活水箱和水泵房大样图；12.设计高位水箱大样图；13.设计说明、图例和设备表。高层建筑给排水

第一章高层建筑给水工程2023/4/2249第四十九页，共173页。

第二章高层建筑消防工程

主要内容高层建筑消防特点和类型高层建筑分类消火栓系统（重点）自动喷水灭火系统（重点）水喷雾系统工程实例高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2250第五十页，共173页。

第一节高层建筑消防特点和类型一、特点火种多，火势猛，蔓延快；消防扑救困难；人员疏散困难；经济损失大。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2251第五十一页，共173页。

二、类型消火栓系统；自动喷水灭火系统；水喷雾系统；水幕系统；气体灭火系统；灭火器系统。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2252第五十二页，共173页。

第二节高层建筑分类

高层建筑根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类，一般分为一类高层建筑和二类高层建筑。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2253第五十三页，共173页。

名称

一类

二类居住建筑十九层及十九层以上的住宅十层至十八层的住宅公共建筑1.医院2.高级旅馆3.建筑高度超过50米或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1000平米的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼4.建筑高度超过50米或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1500平米的商住楼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、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50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等1.除一类建筑以外的商业楼、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50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等2023/4/2254第五十四页，共173页。

第三节高层建筑消火栓系统一、组成由消防水池、消火栓加压泵、消火栓管网、屋顶消防水箱、屋顶增压稳压设备、消火栓箱、消防卷盘、水泵接合器、室外消火栓等组成。

高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2255第五十五页，共173页。1.消防水池（1）当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。（2）当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。（这样规定出于“立足自救”考虑的）高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2256第五十六页，共173页。

（3）火灾延续时间

a.商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间按3.0小时计算；

b.其它高层建筑火灾延续时间按2.0小时计算。（4）消防水池的补水时间不宜超过48小时。（确定消防水池的进水管管径）（5）消防水池的总容量超过500立方米时，应分成两个能独立使用的消防水池。（6）一般消防水池不与地下室生活水箱合建。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2257第五十七页，共173页。2.消火栓加压泵（1）要选用消防专用水泵，一般立式泵不满足要求。（2）应设置备用消防水泵，其工作能力不应小于其中最大一台消防工作水泵。（3）消防水泵应采用自灌式吸水，吸水管应设阀门。（4）消防水泵供水管上应装设试验和检查用压力表和65mm的放水阀门。（5）消防水泵房应设不少于两条的供水管与环状消防管网连接。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2258第五十八页，共173页。3.消火栓管网（1）室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。（2）消火栓竖管的布置原则：应保证同层相邻两个消火栓水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位。（3）十八及十八层以下的单元式住宅；十八及十八层以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650平米的塔式住宅，当设置两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2259第五十九页，共173页。

（4）室内消火栓管网应布置成环状，一般要求立面成环，平面成环。（5）室内消火栓管网应采用阀门分成若干独立段。阀门的布置，应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一根。当竖管超过4根时，可关闭不相邻的两根。（6）选用的阀门应有明显的起闭标志，一般采用明杆阀门。（7）消火栓竖管管径应按通过的流量计算确定，但不应小于100mm。（8）管材一般为镀锌管、无缝钢管等，连接方式有法兰、焊接和卡箍连接。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2260第六十页，共173页。4.屋顶消防水箱（高位消防水箱）（1）高位消防水箱是提供前十分钟消防用水的。（2）采用高压给水系统时，可不设高位消防水箱。（3）采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱。（4）高位消防水箱的容积要满足下列要求：一类公共建筑不应小于18立方米；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12立方米；二类居住建筑不应小于6立方米。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2261第六十一页，共173页。

（5）高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。建筑高度不超过100米时，最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；建筑高度超过100米时，最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa；（6）若高位消防水箱的设置高度不能保证最不利点消火栓静水压力，应设置增压稳压设备。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2262第六十二页，共173页。5.屋顶增压稳压设备（1）增压稳压设备一般由两台增压泵（一用一备）和一个气压水罐组成。（2）增压水泵的出水量，对于消火栓给水系统不应大于5L/s。（即满足一个消火栓用水量）（3）气压水罐的调节水容量宜为450L。调节水容量为2支水枪和5个喷头30秒用水量之和，即2X5X30+5X1X30=450L。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2263第六十三页，共173页。6.消火栓箱（1）消火栓箱有单出口和双出口两种类型。（2）消火栓箱有两种安装方式：明装式和暗嵌式。（2）消火栓栓口离地面高度1.10米，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。（3）应采用同一型号的消火栓，栓口直径为65mm，水龙带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。（4）消防电梯间前室应设消火栓。（不计入消防流量）（5）高层建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2264第六十四页，共173页。7.消防卷盘（1）消防卷盘的别称：小口径自救式消火栓、自救水枪、消防水喉、消防软管卷盘、消防软管转轮、急救消火枪等。（2）消防卷盘的组成：由小口径室内消火栓（口径为25mm或32mm）、输水胶管（内径19mm）、小口径开关水枪（喷嘴口径为6.8mm或9mm）和转盘组成。长度20~40m的胶管卷绕在由摇臂支撑并可旋转的转盘上，胶管一头与小口径室内消火栓连接，另一头连接小口径开关水枪。整套消防卷盘与普通消火栓共放在组合型消防箱内或者单独放置在专用消防箱内。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2265第六十五页，共173页。

（3）由于消防卷盘用水量较少，只供本单位职工使用，适用于扑救碳水化合物引起的初起火灾，消防队员不使用这种设备灭火。（4）高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼、综合楼等和建筑高度超过100米的其它高层建筑，应设消防卷盘，其用水量可不计入消防用水总量。（5）消防卷盘的间距应保证有一股水流能到达室内地面任何部位，消防卷盘的安装高度应便于取用。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2266第六十六页，共173页。8.水泵接合器（1）水泵接合器是消防车与室内消防管网相连接的装置，消防车上的水泵抽吸室外消火栓（或者地下室消防水池）的水加压后通过它向室内消防管网补水，支援室内灭火。（2）每个水泵接合器的流量按10~15L/S计算。（3）水泵接合器的数量按室内消防用水量经计算确定。（4）消防给水有竖向分区时，应分别设置水泵接合器。（5）水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15~40米。（6）水泵接合器一般采用地上式；若采用地下式，应有明显标志。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2267第六十七页，共173页。9.室外消火栓（1）每个室外消火栓的流量按10~15L/S计算。（2）室外消火栓的数量按室外消防用水量经计算确定。（3）室外消火栓应沿高层建筑均匀布置，消火栓距高层建筑外墙的距离不宜小于5米，并不宜大于40米；距路边的距离不宜大于2米。（4）在本高层建筑范围内的市政消火栓可计入室外消火栓的数量。（5）室外消火栓一般采用地上式；若采用地下式，应有明显标志。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2268第六十八页，共173页。二、消火栓系统控制原理1.发生火灾后，前十分钟消防用水量由屋顶消防水箱供给。2.发生火灾后，就近启动消火栓箱处报警按钮，消防控制室接到火灾信号，同时消火栓加压泵启动，消防控制室向本建筑物广播通知人员疏散，并向消防站报火警。若设置有消防卷盘，工作人员可以用它扑救初起火灾。3.消防站接到火警后立即出动，一般在十分钟内赶到火灾现场灭火。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2269第六十九页，共173页。三、消火栓系统竖向分区1.分区原则消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，若大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采用减压设施。原因：（1）栓口水压过大，一个消防队员难以控制水枪；（2）栓口水压过大，水枪的出水量远远大于设计流量5L/S，高位消防水箱的消防用水可能在极短时间内用完，不利于扑救初期火灾。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2270第七十页，共173页。2.分区给水方式（1）每个分区各设一套消火栓加压泵（并列）（a）系统原理图：（b）优点：

a.每个分区相互独立，互不影响，安全性高；

b.低分区可采用一般管线，整个系统高压管线较少。（c）缺点：

a.消火栓加压泵较多，投资较大；

b.地下室水泵房面积较大，用电负荷高。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2271第七十一页，共173页。2023/4/2272第七十二页，共173页。

（2）每个分区各设一套消火栓加压泵（串联）（a）系统原理图：（b）优点：

a.整个系统各分区均可采用一般管线；

b.消火栓加压泵的扬程低，功率小。（c）缺点：

a.每个分区相互联系，安全性较差；

b.消火栓加压泵各分区分散布置；

c.各分区单独设置高位消防水箱。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2273第七十三页，共173页。2023/4/2274第七十四页，共173页。

（3）两个分区共用一套消火栓加压泵（a）系统原理图：（b）优点：

a.消火栓加压泵少，投资小；

b.地下室水泵房面积较小，用电负荷低。（c）缺点：

a.每个分区相互联系，安全性较差；

b.管网系统高压管线较多。高层建筑给排水第二章高超建筑消防工程2023/4/2275第七十五页，共173页。2023/4/2276第七十六页，共173页。四、消火栓加压泵的选用1.流量根据室内消火栓用水量初选，然后进行水力计算校核，一般会比初选的室内消火栓用水量略大。2.扬程

H=h1+h2+h3+h4H—水泵扬程；

h1—消防水池最低水位至最不利消火栓栓口的高度；

h2—最不利消火栓栓口的出水压力；

h3—管网系统的水头损失；

h4—消火栓加压泵的水头损失。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2277第七十七页，共173页。五、消火栓系统的控制参数1.消火栓系统的分区标准：栓口的静水压力1.00MPa。2.消火栓栓口的出水压力（动水压）大于0.50MPa时，应设减压装置。3.消火栓水枪的充实水柱：建筑高度不超过100米，充实水柱不应小于10米；建筑高度大于100米，充实水柱不应小于13米。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2278第七十八页，共173页。六、消火栓系统的设计计算步骤1.根据建筑专业提供的资料图纸，确定高层建筑的类型，查找规范确定室内和室外消火栓用水量；2.判断消火栓系统是否需要分区；3.计算消防水池和高位水箱的容积；4.初选消火栓加压泵，并布置地下室水泵房；5.根据建筑专业提供的平面图，布置消火栓立管；6.在地下室、设备层、屋顶等处布置横管和环状管网，完善消火栓管网系统；高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2279第七十九页，共173页。

7.设计和布置高位水箱，并考虑是否需要增压设备；8.检查和完善各平面图；9.设计消火栓系统图；10.进行水力计算，校核水泵；11.设计地下室消防水池和水泵房大样图；12.设计高位水箱大样图；13.设计说明、图例和设备表。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2280第八十页，共173页。

第四节高层建筑自动喷水灭火系统一、适用条件1.建筑高度超过100米的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.0平米的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。2.建筑高度不超过100米的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.0平米的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2281第八十一页，共173页。3.二类高层公共建筑的下列部位应设自动喷水灭火系统：（1）公共活动用房；（2）走道、办公室和旅馆的客房；（3）自动扶梯底部和垃圾道顶部；（4）可燃物品库房。4.高层建筑中歌舞娱乐放映游艺场所、空调机房、公共餐厅、公共厨房以及经常有人停留或可燃物较多的地下室、半地下室房间等，应设自动喷水灭火系统。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2282第八十二页，共173页。二、火灾危险等级分类及设计参数1.轻危险级2.中危险级

I级；II级3.严重危险级

I级；II级4.仓库危险级

I级；II级；III级高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2283第八十三页，共173页。

火灾危险等级

设置场所轻危险级建筑高度为24米及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等中危险级I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、广播电视楼等；2.公共建筑：医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览厅；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5000平米的商场、总建筑面积小于1000平米的地下商场等；3.文化遗产建筑：4.工业建筑：II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5000平米及以上的商场、总建筑面积1000平米及以上的地下商场、净空高度不超过8米、物品高度不超过3.5米的自选商场等；2.工业建筑：严重危险级I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8米、物品高度超过3.5米的自选商场等II级摄影棚、舞台“葡萄架”下部2023/4/2284第八十四页，共173页。

民用建筑和工业厂房的系统设计参数火灾危险等级喷水强度(L/min.m2)作用面积(m2)净空高度(m)轻危险级4160

<=8中危险级I级6II级8严重危险级I级12260II级16注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05MPa。2023/4/2285第八十五页，共173页。非仓库类高大净空场所的系统设计参数适用场所净空高度(m)喷水强度(L/min.m2)作用面积(m2)喷头选型喷头最大间距(m)中庭、影剧院、音乐厅、单一功能体育馆8-126260K=803会展中心、多功能体育馆、自选商场8-1212300K=115注：最大储物高度超过3.5m的自选商场应按16L/min.m2确定喷水强度。2023/4/2286第八十六页，共173页。三、组成

由消防水池、自动喷水系统加压泵、自动喷水系统管网、屋顶消防水箱、屋顶增压稳压设备、湿式报警阀、水流指示器、喷头、末端试水装置、水泵接合器、室外消火栓等组成。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2287第八十七页，共173页。1.消防水池（1）消防水池的有效容积应考虑火灾延续时间按1.0小时计算的自动喷水系统的用水量；（2）消防水池的其它相关规定同消火栓系统相同。2.自动喷水系统加压泵自动喷水系统加压泵的相关规定同消火栓系统加压泵相同。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2288第八十八页，共173页。3.自动喷水系统管网（1）自动喷水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。（2）湿式报警阀以前的管网应布置成环状，湿式报警阀以后的管网布置成枝状。（3）自动喷水管网的立管顶部应设置自动排气阀。（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。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2289第八十九页，共173页。

（5）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。（6）选用的阀门应有明显的起闭标志，一般采用明杆阀门。（7）管材一般为内外壁热镀锌钢管，连接方式有丝扣、法兰和卡箍连接。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2290第九十页，共173页。4.屋顶消防水箱（高位消防水箱）（1）高位消防水箱的设置高度应保证最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。（2）高位消防水箱的其它相关规定同消火栓系统相同。5.屋顶增压稳压设备自动喷水系统屋顶增压稳压设备的相关规定同消火栓系统相同。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2291第九十一页，共173页。6.湿式报警阀（1）一个报警阀控制的喷头数应符合下列规定：

a.湿式系统、预作用系统不宜超过800只，干式系统不宜超过500只。

b.当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀控制的喷头总数。（2）每个报警阀供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50米。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2292第九十二页，共173页。

（3）报警阀宜设在安全及易于操作的地点，报警阀距地面的高度宜为1.2米。安装报警阀的部位应设有排水设施。（4）连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。（5）水力警铃的工作压力不应小于0.05MPa，并应符合下列规定：

a.应设在有人值班的地点附近；

b.与报警阀连接的管道，其管径应为20mm，总长不宜大于20米。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2293第九十三页，共173页。7.水流指示器（1）水流指示器的作用：当喷头破裂喷水灭火或者试水装置试水时，管道内就有水流流动，水流通过水流指示器的时候，水流指示器会产生弱电控制信号，并将该信号传到消防控制室。（2）每个防火分区、每个楼层均应设水流指示器。（3）当水流指示器入口前设置控制阀时，应采用信号阀。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2294第九十四页，共173页。8.喷头（1）喷头的类型：a.玻璃球闭式喷头（爆炸瓶式喷头）玻璃球用于支撑喷头喷水口的阀盖，玻璃球内充装一种高膨胀液体（乙醚、酒精）。玻璃球内留有一个小气泡，当温度升高时，小气泡会缩小，在达到规定温度时，液体全部充满玻璃球容积，温度再升高，玻璃球就发生爆炸，喷水口阀盖脱落，喷水口就开启喷水灭火。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2295第九十五页，共173页。玻璃球闭式喷头指示高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程喷头额定温度玻璃球充液颜色最高环境温度57橙色2768红色3879黄色4993绿色63141兰色1112023/4/2296第九十六页，共173页。

b.易熔合金闭式喷头

喷头喷水口的支撑利用熔解温度很低的金属合金控制，铅、锡、镉等数种金属，按不同配比组合时，可以得到不同的低的熔解温度。利用这种特性，可以制造各种焊料，做成不同温度下的喷头，在要求的温度下开放喷水。喷头额定温度支架温级色标最高环境温度72本色4298白色68142兰色112高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2297第九十七页，共173页。（2）喷头的布置间距：高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程喷水强度(L/min.m2)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)一只喷头的最大保护面积(m2)喷头与端墙的最大距离(m)44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712~203.03.69.01.5注：1.仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；

2.货架内喷头的间距不应小于2米，并不应大于3米。2023/4/2298第九十八页，共173页。

（3）闭式系统的喷头，其公称动作温度宜高于环境最高温度30度。（4）净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。（5）当局部场所设置自动喷水灭火系统时，与相邻不设自动喷水灭火系统场所连通的走道或连通开口的外侧，应设喷头。（6）顶板或吊顶为斜面时，喷头应垂直于斜面，并应按斜面距离确定喷头间距。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/2299第九十九页，共173页。（7）采用闭式系统场所的最大净空高度(m)高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程设置场所最大净空高度(m)民用建筑和工业厂房8仓库92023/4/22100第一百页，共173页。9.末端试水装置（1）每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置。（2）其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设直径为25mm的试水阀。（3）末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成。（4）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。（5）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。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22101第一百零一页，共173页。

10.水泵接合器自动喷水系统水泵接合器的相关规定同消火栓系统相同。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22102第一百零二页，共173页。四、系统原理图五、自动喷水灭火系统工作原理流程图高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22103第一百零三页，共173页。2023/4/22104第一百零四页，共173页。湿式报警阀动作压力开关报警喷头动作喷水末端试水装置消防控制室水力警铃报警报告与传送指令发生火灾水流指示器动作服务台值班室启动加压泵2023/4/22105第一百零五页，共173页。六、自动喷水灭火系统的控制参数（1）自动喷水系统的分区标准为1.20MPa。（2）每个报警阀供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50米。（3）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）喷头处出水压力不应小于0.10MPa，确定高位消防水箱的安装高度时，最不利喷头处出水压力可为0.05MPa。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22106第一百零六页，共173页。七、自动喷水灭火系统的水力计算现在常用的方法：作用面积法特性系数法高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22107第一百零七页，共173页。1.作用面积法（1）作用面积法是《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）推荐的水力计算方法，它是借鉴英、美的相关标准。（2）根据危险等级的相关设计参数，可以得知作用面积的大小，然后确定自动喷水灭火系统中最不利工作作用面积的位置。此作用面积的形状应是矩形，矩形长边应平行于配水支管，该长边的边长应大于或等于作用面积平方根的1.2倍。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22108第一百零八页，共173页。

（3）计算系统的设计流量时，仅包括作用面积内的喷头，并应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于各危险等级设计参数。（4）对于轻危险级和中危险级建筑物的自动喷水灭火系统，计算时可假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头喷水量取值，但其中任意4个喷头组成的保护面积内平均喷水强度，不应低于相应危险等级设计参数的85%。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22109第一百零九页，共173页。

（5）对于严重危险级和仓库危险级建筑物的自动喷水灭火系统，作用面积选定后，从最不利点喷头开始，依次计算各管段的流量和水头损失，直至作用面积内最末一个喷头为止。（6）作用面积内喷头计算完后，以后管段的流量不再增加，仅计算管道水头损失。（7）对仅在走道内布置一排喷头的情况，其水力计算不需按作用面积法进行。无论此排管道上布置有多少喷头，计算动作喷头数每层最多按5个计算。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22110第一百一十页，共173页。2023/4/22111第一百一十一页，共173页。

例题：某办公楼设置自动喷水灭火系统，喷头布置详图。喷头流量特性系数为0.133，喷头处压力为0.10MPa，设计喷水强度为6L/min.m2，作用面积为200平米。按作用面积法进行水力计算。解：a.作用面积形状为长方形，长边为短边长为200/17=12m

作用面积内喷头数一共20个，布置形式见图。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22112第一百一十二页，共173页。

b.每个喷头的喷水量为：c.作用面积内的设计秒流量为：d.理论秒流量为：比较Qs和Ql，Qs=1.3Ql，满足要求。高层建筑给排水第二章高层建筑消防工程2023/4/22113第一百一十三页，共173页。

e.作用面积内的计算平均喷水强度为：此