水消防系统设计要点

水消防系统设计要点

罗定元

二○一○年七月第一页，共六十八页。1.建筑物的分类

广义划分：民用建筑、工业建筑具体划分：（1）居住建筑（包括底部设置有商业服务网点的居住建筑，也包含公寓、宿舍、养老院等）（2）公共建筑（3）地下建筑（4）生产建筑（含厂房、仓库、储罐、堆场）（5）城市交通隧道第二页，共六十八页。

2.建筑物的火灾危险性类别

（1）厂房、仓库

按使用或产生、储存物品的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊类。（如可燃、难燃、不燃材料，物质的闪点、爆炸下限、自燃、易燃、助燃特性等）

（2）储罐、堆场

按被储存或堆放物质种类及储量（m3、t）分类。第三页，共六十八页。

（3）民用建筑按使用性质、建筑高度划分为居住建筑、公共建筑；低层建筑、多层建筑、高层建筑（二类高层、一类高层、超高层、超限高层）等。第四页，共六十八页。3.火灾形成的必要条件

火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧过程。形成火灾的三个必要条件：可燃物、氧化剂、温度。（有焰燃烧还要增加未受抑制的链式反应）火灾过程可分为三个阶段：

（1）初起阶段--局部燃烧--阴燃或缓慢燃烧（小范围、点）--轰燃（整个空间）。（2）火灾发展阶段--可燃物全面点燃、迅速燃烧，可燃气体积聚时可能产生爆轰。（3）熄灭阶段--可供燃烧的物质逐渐减少，温度开始下降，火势慢慢减弱。第五页，共六十八页。

4.灭火机理

建筑火灾监控系统必须在轰燃发生前发挥效能。火灾扑救力争在轰燃前进行，以减少火灾的损失。

灭火机理分为：

冷却、窒息、隔离和化学抑制第六页，共六十八页。

5.为什么选择以水为主要灭火剂？

水作为灭火剂，具有资源丰富、易于获取和储存、价格便宜、使用方便、器材简便、灭火效果好、对生态环境没有危害等优点。以水为灭火剂的水消防系统具有冷却、窒息和水力冲击等作用，可用于固体火灾的扑救；水喷雾系统还具有稀释和乳化作用，可用于扑救可燃液体火灾和电气设备火灾。第七页，共六十八页。6.不宜用水扑救的部位指哪些？

（1）遇水燃烧或遇水发热的物质存放场所。如活泼金属、生石灰、苛性钠等；（2）粉尘密布场所；（3）高压电气设备场所；（4）不溶于水的可燃液体存放场所；（5）浓硫酸、浓硝酸存放场所；（6）高温生产设备场所；（7）因水渍造成严重损失场所。第八页，共六十八页。7.水消防系统的分类

（1）按系统特征、灭火原理分类消火栓给水系统---

室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统

自动喷水灭火系统---闭式系统、开式系统；湿式系统、干式系统、预作用系统；雨淋系统；水幕系统；自动喷水－泡沫联用灭火系统。第九页，共六十八页。

水消防系统的分类（续）

水喷雾灭火系统---粒径小于1mm的雾状水滴。系统组成与雨淋系统相似，仅喷头不同（中速、高速）。

细水雾灭火系统---

粒径小于等于400µm的雾状水滴。低压系统（P＜1.21MPa）中压系统（P＝1.21MPa～3.45MPa）高压系统（P＞3.45MPa～16MPa）第十页，共六十八页。

水消防系统的分类（续）

固定消防炮灭火系统（水炮、泡沫炮）---分远控炮、手动炮。Q＝40～200L／s

因其流量大、射程远(≥60m)，主要用于保护面积和空间较大、火灾危险性高且价值较昂贵的重要工程的群组设备等要害场所。如石化企业、油气储罐区、飞机库、油码头、海上钻井平台等。第十一页，共六十八页。水消防系统的分类（续）自动消防炮灭火系统---自动探测火灾、自动喷水灭火。Q＝20、30、40L／s，射程50～70m。

因其除具有固定消防炮的基本功能外，还可自动完成火灾探测、火灾报警、对准着火点喷射灭火剂快速灭火。用于大空间物资库房、博物馆、展览馆、候机楼、体育馆等火灾危险性较高、面积和空间较大、价值较昂贵等重要场所。第十二页，共六十八页。水消防系统的分类（续）大空间智能型主动喷水灭火系统---自动扫描、自动喷水灭火。Q＝2、5、10、15L／s，射程15～30m。大空间智能型主动喷水灭火系统是我国科技人员自主研发的一种新型自动喷水灭火系统。具有自动探测识别火灾、自动定位喷水灭火的特点，用于剧院、会展、宾馆中庭及卖场、图书馆、科技馆等场所。第十三页，共六十八页。

水消防系统的分类（续）

（2）按准工作状态系统压力分类高压系统（常高压系统）---消防给水管网中经常保持足够的压力和消防水量，不需要使用消防车或其他消防加压设备，直接由消火栓接出水带就可满足灭火要求的消防给水系统（一般用于消火栓给水系统）。第十四页，共六十八页。

水消防系统的分类（续）

稳高压消防给水系统---消防给水管网中平时由稳压装置保持系统中最不利点的水压以满足灭火时的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统。在灭火时，由压力联动装置启动消防泵，使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。第十五页，共六十八页。

水消防系统的分类（续）

临时高压消防给水系统---消防给水管网中的水压和流量平时不能满足最不利点灭火的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统。在灭火时启动消防泵，使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。第十六页，共六十八页。8.稳高压消防给水系统的由来和特点

“稳高压消防给水系统”最早见于《石油化工企业设计防火规范》GB50160－92（1999年版），其次是上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》DGJ08－94－2001。“石化规”要求：“大型石油化工企业的工艺装置区、罐区等，应设独立的稳高压消防给水系统，其压力宜为0.7～1.2MPa”。第十七页，共六十八页。

稳高压消防给水系统与临时高压消防给水系统相比，具有启动迅速、供水速度快的特点，可大大提高固定式消防设施的应急防护能力，尽快地将火灾在初期阶段扑灭或使火灾得到有效控制。第十八页，共六十八页。

9.室外消防给水系统设计要点

（1）系统分类高压室外消防给水系统（较少）临时高压室外消防给水系统（极少）稳高压室外消防给水系统（化工等大型企业较多）低压室外消防给水系统（常规作法。供水压力不低于0.1MPa；“石化规”要求不低于0.15MPa）第十九页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

（2）低压室外消防给水系统宜与生产、生活给水系统合并；高压室外消防给水系统在压力许可范围内也可与生产、生活给水系统合并。

（3）城镇及居住区的室外消防用水量依同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。第二十页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

（4）工厂、仓库、储罐、堆场及民用建筑的室外消火栓用水量依建筑物类别、建筑物体积、储存物品种类和储量确定。（5）室外消防给水管网应布置成环状（室外消防水量小于及等于15L／s时可为枝状）。第二十一页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

（6）室外消火栓的种类室外地上式消火栓和室外地下式消火栓。推荐采用地上式消火栓，但北方寒冷地区宜采用地下式消火栓或有防冻措施的地上式消火栓。

每个室外消火栓的流量按10～15L／s计算。第二十二页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

地上式消火栓有DN100和DN150两种，1.0MPa和1.6MPa两个公称压力等级。其中DN100有DN100出水接口一个，DN65出水接口两个；DN150有DN150出水接口一个，DN80出水接口两个。DN150规格不常使用，需采用时应征得当地消防主管部门同意。第二十三页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

地下式消火栓只有DN100一种规格，1.0MPa和1.6MPa两个公称压力等级。有DN65出水接口两个或DN100、DN65出水接口各一个；还有一种仅有一个DN100出水接口。第二十四页，共六十八页。室外消防给水系统设计要点（续）

（7）室外消火栓的布置间距一般场所为不大于120m。高层建筑：按80～100m沿高层建筑室外道路均匀布置。室外消火栓距路边不应大于2m（一般控制在1～2m；距建筑物外墙不小于5m；距高层建筑外墙不大于40m）。第二十五页，共六十八页。

室外消防给水系统设计要点（续）

（8）室外消火栓的用途主要有：

a、直接扑救高度在24m以下的建筑物、构筑物的火灾；b、向相邻建筑物、构筑物淋水降温防止火灾蔓延；c、通过消防水泵接合器向室内消防管网送水；d、通过登高消防车直接扑救高层建筑24m高度以上部位的火灾。第二十六页，共六十八页。室外消防给水系统设计要点（续）

（9）为什么低压消防给水管网要求室外消火栓栓口处的水压不得低于0.1MPa？

消防车从室外消火栓取水有两种方式：

a．车载消防泵吸水管直接接在消火栓DN65或DN80接口上吸水，加压灭火；b．消火栓DN100或DN150接口接上水带往消防车水罐注水，车载消防泵再从水罐吸水加压灭火。第二十七页，共六十八页。室外消防给水系统设计要点（续）

通常，火场上一辆车占用一个室外消火栓，出2支水枪，出水量约10～15L／s。室外消火栓地面与消防车水罐入口的标高差约1.5m，加上DN65水龙带的水头损失,两者合计约需10m水柱。因此，“规范”要求最不利位置室外消火栓的供水压力不应小于0.1MPa。第二十八页，共六十八页。

10.在一个建筑物中，消火栓给水系统、自动喷水灭火系统及建筑灭火器可否只设置其中一种？

考虑到我国的技术条件和经济水平及工程项目的使用性质，要求部分性质重要、人员密集、可燃物较多、火灾危险性较大的建筑物既要设置室内、室外消火栓给水系统，又要设置自动喷水灭火系统，还要配置建筑灭火器。第二十九页，共六十八页。

灭火器轻便灵活，成年人稍经训练即会使用，是扑救初起火灾的重要消防器材。

消火栓系统器材简单，造价低廉，使用方便，灭火效果好。既可用于初期火灾的扑救，也可用于整个火灾延续时间内的灭火。长期以来，我国一直作为优先选用的主要灭火系统。第三十页，共六十八页。

自动喷水灭火系统全天侯忠诚值守、无需人工操作、扑救火灾及时迅速、初期火灾控火灭火效果好。对于火灾隐患多、火灾蔓延迅速、人员疏散困难、扑救难度大的工业建筑和民用建筑，设置自动喷水灭火系统是十分必要的。第三十一页，共六十八页。

在火灾初期，如现场有人，可迅速用灭火器、消防卷盘或消火栓控火灭火，并报警消防部门赶赴现场参与灭火；如现场无人，则由自动喷水灭火系统控火灭火，并通过火灾自动报警系统报警，消防部门赶赴现场参与灭火。三者功能各有侧重，不能互相代替。第三十二页，共六十八页。

11.室内消火栓环状管网如何布置？

室内消火栓给水系统环状管网有水平环网、竖向环网和立体环网三种形式。

室内消火栓给水管道环状布置的目的，是保证每条消防竖管和每个室内消火栓都能做到双向供水、安全供水。当某个管段检修时，仍可保证消防用水的供给。第三十三页，共六十八页。室内消火栓环状管网如何布置（续）

对于低层建筑，一般应做到水平成环（大型超市、商场除外）；多层建筑，应做到竖向成环（单层面积较大时应立体成环）；高层建筑的裙房部位一般采用立体成环，塔楼部位竖向成环。环状管网的水平管一般沿梁底敷设，而竖管一般贴墙角及柱边敷设。室内消火栓给水管道构成环网时，给水引入管不应少于两条。第三十四页，共六十八页。12.室内消火栓水枪充实水柱为什么

随建筑物性质不同而有所区别？

充实水柱是指从水枪喷嘴起到水枪射流90％的水柱水量穿过直径为380mm园孔处的射流长度。“规范”对充实水柱长度的要求：13m、10m、7m（上海仅13m、10m两种）第三十五页，共六十八页。室内消火栓水枪充实水柱为什么

随建筑物性质不同而有所区别（续）

充实水柱的主要作用为：

（1）保证射流强度，提高灭火效果(充实水柱以外的水流呈散流状态，灭火效果不明显)。（2）保证灭火人员的安全距离，减少幅射热的伤害。（3）防止射流导电。在火场难以切断电源情况下，消防人员在充实水柱为10m以外的范围基本安全。第三十六页，共六十八页。13.为什么室内消火栓栓口

出水压力不能大于0.5MPa？

经过训练的专业消防队员能承受的水枪反作用力为20kg，一般不宜超过15kg。充实水柱在17m时的水枪反作用力约为20kg。火场常用的水枪充实水柱为10～15m。当水带长度为20m时，消火栓栓口的出水压力约为0.3MPa。第三十七页，共六十八页。因此，栓口压力大于0.3MPa时就设减压装置更显合理。但这样一来，势必造成减压装置设置过多。

从国情出发，各地消防部门及设计单位反馈意见，大多同意按0.5MPa划线。

如条件许可，从0.3MPa开始减压更好。第三十八页，共六十八页。

14.室内消火栓栓口有哪些减压措施？

（1）减压孔板。有栓前接管段安装和栓后固定接口内安装两种设置方式。材质为不锈钢或黄铜。（2）减压稳压消火栓。栓前压力0.4～1.6MPa，栓后压力0.3±0.5MPa。（3）可调式无后座力多功能消防水枪。栓前压力0.4～1.2MPa，反作用力小于3.0kg，喷水状态可调。第三十九页，共六十八页。

15.室内消火栓有哪些种类？（1）普通单阀单出口消火栓（SN25、SN40、SN50、SN65）（2）旋转型单阀单出口消火栓（SNZ65）（3）双阀双出口消火栓（SNSS50、SNSS65）（4）减压稳压消火栓（SNW65）（5）旋转型减压稳压消火栓（SNZW65）

（薄型栓箱应注意选用旋转型消火栓）20条强制性条文第四十页，共六十八页。16.室内消火栓布置原则（1）室内消火栓应设置在楼梯出入处、楼梯前室、走廊、门厅等位置明显且易于操作的部位；（2）室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位；（3）室内消火栓的间距应计算确定。高层建筑、高架仓库和甲、乙类厂房不应大于30m；高层建筑裙房、其它单层和多层建筑不应大于50m；第四十一页，共六十八页。（4）设有室内消火栓给水系统的建筑物，其各层均

应设置室内消火栓；

（5）同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪

和水带。每条水带的长度不应大于25m；

（6）消防电梯间前室应设置消火栓。平屋顶上宜设

置试验和检查用的消火栓；

（7）临时高压室内消火栓给水系统，其消火栓箱内

应配置启动消防泵的按钮。第四十二页，共六十八页。17.室内消火栓系统与喷淋系统的管网为什么要分开设置？（1）作用时间不同；（2）供水压力要求不同。高层建筑分区供水界限不同；（3）供水水质要求不同；（4）管材材质要求不同；（5）系统水量按需要均衡分配有困难。确有必要情况下，可合用消防泵，但在喷淋报警阀前必须分开。第四十三页，共六十八页。18.为什么喷淋系统工作压力不能大于1.2MPa？

“规范”要求自动喷水灭火系统工作压力不应大于1.2MPa，是指自报警阀后的喷淋配水管道的工作压力不应大于1.2MPa。主要依据是报警阀、压力开关、水流指示器、喷头等系统组件的允许工作压力为1.2MPa。第四十四页，共六十八页。在确保报警阀和报警阀后配水管道工作压力不大于1.2MPa前提下，消防水泵、水泵出水管及报警阀前的供水管网、管网附件如果需要允许超过1.2MPa。

（泰科报警阀有2.1MPa产品）第四十五页，共六十八页。

19.自动喷水灭火系统环状管网如何布置？

在下列三种情况下，自动喷水灭火系统中的管网需要或可以环状布置。（1）系统中设有2个及2个以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。（原因：火灾初期无人在场情况下，喷淋系统优于室内消火栓系统，其供水可靠性不应低于室内消火栓系统）第四十六页，共六十八页。（2）高层建筑自动喷水灭火系统设计中，为了减少报警阀和管井立管数量，将两组报警阀组后的配水干管构成环状，如下图。（二十世纪九十年代中期曾经流行过一段，现在基本不再采用）第四十七页，共六十八页。第四十八页，共六十八页。（3）喷淋配水管（水流指示器后－－配水支管前）构成环状。适用于单层防火分区面积较大场所（如地下车库、大型商场、大型超市）。可保证配水支管双向供水，减小配水管管径，但管网的水力计算相对复杂和繁琐。第四十九页，共六十八页。20.关于消防水泵接合器（一）设置消防水泵接合器的作用？（1）当消防电源不能保证或消防水泵出现故障，消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送至室内消防管网；（2）当室内消防水泵的供水量不能满足室内实际灭火需要，消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送至室内消防管网；

（3）当室内消防水池贮水量不能满足灭火实际需要，消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送至室内消防管网。第五十页，共六十八页。（二）消防水泵接合器分为地上式、

地下式、墙壁式三种类型，有DN100和

DN150两种规格。其中：DN100水泵接合器有二个DN65消防接口，DN150水泵接合器有二个DN80消防接口。设计中究竟选用哪种规格，应注意与室外消火栓的规格一致。第五十一页，共六十八页。（三）下列建筑应设置水泵接合器：

1.超过5层的多层公共建筑；

2.高层建筑；

3.地下工程；

4.地下汽车库、高层汽车库及四层以上

的多层汽车库；

5.设有自动喷水灭火系统的民用建筑；第五十二页，共六十八页。（四）消防水泵接合器的设置原则

（1）水泵接合器的设置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10～15L／s计算；

（2）如气候条件许可，宜优先选用地上式或墙壁式水泵接合器；

（3）除合用系统外，室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应分别设置消防水泵接合器；

（4）水泵接合器应设在便于消防车使用的地点，其周围15～40m范围内宜有室外消火栓或消防水池的取水口、取水井。

（5）超过消防车供水能力（一般按1.2MPa考虑）的分区可不设水泵接合器。

第五十三页，共六十八页。（五）为什么每个水泵接合器和室外消火栓的流量都应按10～15L／s计算？

消防车能长期正常运转、发挥较大效能时的流量一般为10～15L／s。灭火时，一台消防车需同时使用一个室外消火栓和一个水泵接合器。即消防车从室外消火栓取水，再向水泵接合器送水。一个室外消火栓的出水量，等于一台消防车水泵流量，也等于一个水泵接合器通过的流量，三者是相匹配的。因此，水泵接合器的流量应与室外消火栓的流量一致，都为10～15L／s。（不宜如03版《技术措施》第7.4.4条所说的DN100为10L／s，DN150为15L／s）第五十四页，共六十八页。

21.喷淋系统设计中的喷头选用原则？

（1）闭式喷头适用场所的室内最大净空高度不应大于12m（上海18m）：民用建筑和工业厂房8m仓库9m（采用ESFR喷头13.5m）非仓库类高大净空场所12m

（上海8m～18m）

第五十五页，共六十八页。（2）闭式系统喷头的公称动作温度宜高于环境温度30℃。一般场所采用68℃，厨房、洗衣间采用93℃。

（3）不做吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，采用直立型喷头。

（4）吊顶下布置的喷头，应采用下垂型喷头或吊顶型喷头。第五十六页，共六十八页。（5）顶板为水平面的轻、中危Ⅰ级场所中的居室、办公室，可采用边墙型喷头。

标准覆盖面边墙型喷头（K=80，DN15）保护跨度：轻危险级3.6m，中危Ⅰ级3.0m。

扩展覆盖面边墙型喷头（K=115，DN20）最大保护跨度：应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定。第五十七页，共六十八页。（6）公共娱乐场所、病房楼、老人院、福利院、少儿及残疾人集体活动场所、地下商业及仓储用房应采用快速响应喷头。

最大净空高度大于9m的仓库应采用快速响应早期抑制喷头（ESFR喷头，K=200）。

但严重危险级场所不应采用快速响应喷头。第五十八页，共六十八页。（7）同一防护隔间内应采用相同热敏性能喷头。

（8）一个报警阀组控制的喷头数：湿式系统、预作用系统为800只；干式系统为500只。

（9）每个报警阀组所服务的最高与最低位置喷头的高程差不宜大于50m。第五十九页，共六十八页。（10）高度超过0.8m吊顶内布置的喷头可不计入报警阀组控制的喷头总数。

（11）备用喷头按总数的10％考虑，但每种型号不得少于10只。第六十页，共六十八页。22.喷头布置的一般原则

（1）平面布置方式---矩形布置正方形布置菱形布置不规则形状布置

第六十一页，共六十八页。（2）喷头布置基本要求

a.无洒水空白点；

b.湿水面积不致重叠过多；