【名流花园A区7栋消防系统设计15000字（论文）】

名流花园A区7栋消防系统设计摘要本文以名流花园A区7栋为研究对象。在建筑物的分类、耐火等级以及防火和防烟分区划分的基础上，参考相关规范和文献，针对名流花园A区7栋的具体情况设计室外消火栓系统、室内消火栓系统及灭火器配置。室外消火栓系统直接由市政管网供水，再确定消防用水量及给水管网管径200mm，最终为本建筑设计一个地上式室外消火栓，布置在后左方；室内消火栓系统首先确定室内消火栓为SN65，根据建筑特点采取并联分区方式，且分为低区和高区，设置4条消防立管并进行水力计算，再确定高区消防水泵、分析水泵的工况，根据消防用水量确定高位消防水箱和消防水池，由于消火栓栓口压力过低需要设置气压水罐稳压设备，再针对管网超压现象，采取减压稳压型消火栓和Y43X-16T且比例为2:1的减压阀进行减压，最后确定低区消防水泵以及低区和高区水泵结合器各2个；本建筑主要为A类火灾，其危险等级为轻度危险级，选择磷酸铵盐干粉手提式灭火器，每层建筑面积为保护面积，最终确定第一层7个灭火器设置点，其余层各2个灭火器设置点，每个设置点为2具灭火器。通过以上设计，目的是及时控制火灾，使居民的生命安全得到保障。关键字：高层居民住宅建筑；消火栓系统；灭火器配置目录TOC\o"1-3"\h\u200591绪论 绪论1.1研究背景随着生活水平不断提高，多数人选择在城市生活，而土地资源逐渐匮乏，高楼大厦像雨后春笋涌现。范玉松认为高层建筑虽然给人们生活提供了较大的便利性，但是，安全问题也逐步的暴露出来，更加需要相关人士能够引起高度重视，尽力规避建筑火灾问题REF_Ref22238\r\h[1]。如今高层建筑相对早期高层建筑有很大的区别，建筑物高度、使用的材料、建筑结构都发生了巨大的变化，使得增加了防火、灭火的复杂性和难度程度。高层建筑通常布置多个竖井，如电梯、管道、及电缆等，由于竖井将各楼层相互连通，当某处有火源，则相应处竖井会有极大的抽吸力，因为热压的作用，从而促使火势向上蔓延。张银认为高层建筑火灾特点有：火灾蔓延快、设备需求复杂、人员集中,疏散困难REF_Ref27613\r\h[2]。随着高层建筑越来越多，火灾也不断增加。一些大火导致灾难性后果:

据有关部门公布的数据，我国目前高层建筑已达62万多栋。应急管理部统计，2019年全国接报火灾23.3万起，高层建筑发生火灾6974起，呈多发之势，同比上升10.6%。2020年2月23日01时20分许，深圳市宝安区航城街道三围社区雅居苑统建楼东侧一楼临街商铺“青藏手工酸奶店”发生一起火灾事故，过火面积40平方米，造成4人死亡,火灾直接经济损失117.82万元人民币。今年2月13日0时20分许，浙江丽水市云和县石塘镇石塘村西滩头A区一栋民房发生火灾，造成3人死亡。一些高层建筑火灾带来严重的后果，火灾形成的原因主要是高层建筑存在以下隐患：消防设施存在不能正常使用的现象，高层建筑消防设施配置标准高、设施设备多，故障维修及日常维护成本高，物业服务企业不能有效履行消防设施维护保养责任，造成消防设施损坏现象较为普遍，因为不能正常使用则会错过最佳控制火势的时间，从而导致火势发展为不可控制的局面；消防疏散通道被堵塞占用现象较多，一些居民消防意识不强，会将生活垃圾、杂物等放置在安全疏散楼梯，一旦出现火灾，则会错过最佳逃生时间，从而导致被困在火灾中，使生命安全得不到保障，增加火灾造成的损失；消防车道被占用阻碍及时救援，一些高层建筑，特别是住宅小区的公共停车位数量严重不足，消防车道和救援场地被大量随意停放的机动车辆占用，则会阻碍消防车以最快的速度到达火灾地点，可能造成错过最佳救援时间，不能及时控制火势REF_Ref25366\r\h[3]。研究表明，火灾发生时，其产生的烟雾中富含一氧化碳和其他有害气体，如果不小心吸入，严重危害到人体健康，吸入过量可造成吸入者昏厥，从而丧失火灾中的逃生机会REF_Ref9338\r\h[4]。火灾带来的损失主要是人员伤亡及财产焚毁，所以应该尽力规避火灾带来的损失，保障居民的生命健康及财产安全。1.2研究目的及意义高层建筑的火灾损失是巨大的，有效防止火灾发生以及如何及时有效地抑制火灾的发展、减少损失，成为人民关心的话题。高层建筑一般为几十米至一百米的高度，则消防登高设备最大工作高度不能满足高层建筑的火灾扑救需求，所以为高层建筑设计消防系统应该对自救自防功能进行强调，在火灾初期仅通过消防车进行扑灭火灾相当困难，所以应该通过室内消防设备进行自救，再者可以通过室外消火栓进行扑救。消防系统不仅能减少国家和居民的损失，而且为居民逃生赢得宝贵的时间，也能增加救援的时间，让居民的生命安全得到保障。本建筑位于燕泉路与南湖路间，原郴州筑路机械厂内。地理位置雄踞城市双中心的中心：“五岭广场”是郴州政治、经济、文化的中心，“御泉大酒店”与“文化路”是老城区的中心，本建筑正好是城市发展两个中心的中心，周边市政配套应有尽有，所以一旦发生火灾如果不能及时有效的控制，会造成一定范围的影响及恐慌，从而造成人员伤亡及财产损失。随着高层建筑数量迅速增加的同时，火灾也随之增多，这就需要在火灾初期及时扑灭火灾，从而控制火灾、防止火灾蔓延、及时疏散人员，减少火灾造成的损失，切实保障居民的生命安全和财产安全。本文江对名流花园A区7栋进行消防系统设计，针对建筑物的实际情况将设计室外消火栓、室内消火栓以及灭火器，从而提高建筑物对火灾发生整体紧急应对能力，从而降低火灾造成的损失和危害。

2建筑物概况名流花园A区7栋坐落于湖南省郴州市北湖区，每层高度为2.9m，一层六户，共有33层，总高度为99.3m，第一层建筑面积为885m2，其它楼层面积为745m2，总建筑面积为25476.58m2。室外消火栓直接由市政管网供水，供水压力为0.4MPa，室内消火栓由消防水池和消防水箱供水，自来水水质符合2.1高层建筑火灾特点及火灾类别2.1.1火灾特点通过查阅并分析以往火灾事例资料，由此总结出高层居民住宅建筑火灾特点主要有三点：1）火势蔓延快。高层居民住宅建筑有多个竖井，如果未采取好的防火分隔措施，这些竖井使得火势迅速蔓延，并且室内可燃物较多，一旦可燃物被点燃，蔓延迅速；2）疏散困难。高层居民住宅建筑层数多、人员集中，一旦发生火灾疏散到地面或其它安全场所所需的时间长，再者由于各竖井空气相互流通，火势和烟雾能快速向上蔓延，从而疏散的难度大大增加；3）消防救援装备要求高。高层居民住宅建筑高度一般为几十米至一百米，在扑救火灾过程中需要使用消防云梯、登高平台车等设备，而且大多数城市尚无登高消防车，而且其高度也不满足扑救的需要REF_Ref25768\r\h[6]。2.1.2火灾类别《火灾分类》（GB/T4968-2008）将火灾分为六类：A类火灾，固体物质火灾；B类火灾，液体或可熔化的固体物质火灾；C类火灾，气体火灾；D类火灾，金属火灾；E类火灾，带电火灾；F类火灾，烹饪器具内的烹饪物火灾REF_Ref3606\r\h[7]。高层居民住宅建筑火灾类别主要为A类，火灾危险等级为轻度危险级。2.2建筑物分类及耐火等级根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）（2018年版），本建筑为一类高层建筑，具体分类见下表2-1REF_Ref3874\r\h[8]。由《建筑设计防火规范》可知，高层居民住宅建筑根据其建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积可分为一类和二类，并且规定地下或半地下建筑（室）和一类高层建筑的耐火等级不应低于一级REF_Ref3874\r\h[8]。所以本建筑耐火等级为一级，每层平面图详见图2-1、图2-2、图2-3。表2-1民用建筑的分类名称 高层民用建筑一类二类单、多层民用建筑住宅建筑建筑高度大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)建筑高度大于22m，但不大于54m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)建筑高度不大于27m的住宅建筑(包括设置商业服务网点的住宅建筑)图2-1一层平面图图2-2二-三十三层平面图图2-3顶层平面图2.3平面防火设计高层建筑通常布置多个竖井，由于竖井将各楼层相互连通，当某处有火源，则相应处竖井会有极大的抽吸力，因为热压的作用，从而促使火势向上蔓延，最终可能使火灾蔓延整栋楼。平面防火分区能在一定时间、空间将火灾控制住，所以高层建筑需要进行平面防火设计，平面防火设计可分为防火分区和防烟分区。2.3.1防火分区划分（1）水平防火分区由《建筑设计防火规范》，该建筑物属于一级耐火等级，其对应的水平防火分区面积为1500m2REF_Ref3874\r\h[8]，第一层建筑面积为885m2，其它楼层面积为745m2，所以每层划分为垂直防火分区因为高层建筑室内有多个竖井，如果没有将火灾及时控制，则火灾会向上蔓延，所以高层建筑必须划分垂直分区，才能及时将火灾控制在相应楼层内，通过查阅资料以及结合本高层建筑的实际情况，每层划分为1个垂直防火分区。2.3.2防烟分区划分根据火灾事故统计结果可知，烟气是可燃物在燃烧过程中产生的混合物，是阻碍居民逃生从而导致死亡事故发生的主要原因，而防烟分区能极大阻止烟气进一步扩大，减少烟气进入疏散通道，从而保障居民疏散过程中的安全，所以高层建筑应该设置防烟分区。根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017），对于净高度小于3m，防烟分区的最大允许建筑面积为500m2，本建筑物的楼层高度为2.9m，每层的建筑面积大于500m2，应该划分为两个防烟分区REF_Ref10114\r\h[9]，详见图图2-4防烟分区划分

3室外消火栓系统设计3.1室外消火栓概述室外消火栓主要指直接由市政给水管网供水的设备，其作用是供消防车和其他移动灭火设备从市政管网取水，对建筑小区的消防安全有重要作用REF_Ref8514\r\h[10]。本建筑属于一类高层建筑，应该配置室外消火栓，结合实际情况，选用地上式室外消火栓，型号为SS100。3.2室外消火栓设计3.2.1消防用水量由《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）以及本建筑的实际情况，室外消防用水量为15Ls，室内消火栓设计流量为20Ls，火灾延续时间为2小时REF_Ref4266\r\h[11]。名流花园A区7栋消火栓系统消防用水量见下表表3-1消火栓系统消防用水量序号消防系统名称消防用水量L火灾延续时间h一次灭火用水量m1室内消火栓系统2021442室外消火栓系统1521083.2.2给水管网管径因为市政管网供水压力符合室外消火栓供水压力，室外消火栓可由市政管网直接供水，根据本栋设计的最高日用水量为139m3d=0.03861m所以给水管网管径为：（3-1）式中D：进水管管径，mQ：生活、生产和消防用水总量，mn：进水管的数目，nv：进水管的水流速度，ms，一般不大于由Q=（0.03861+0.035）m3s，n=2，管网管道不应该小于2条，当1条出现故障不能正常供水，其余管道也能满足消防用水总量REF_Ref8514\r\h[10]，将数据代入公式3-1REF_Ref14899\r\h[12]得，根据计算可知，给水管网管径为190mm，符合不小于150mm的要求，因此给水管网管径为200mm。3.2.3消火栓数量室外消火栓是供消防车使用，其用水量应是每辆消防车的用水量，所以每个室外消火栓的用水量按10−15Ls计算REF_Ref4266\r\h[11]。室外消火栓数量：（3-2）式中：室外消火栓数量，个：室外消防用水量，Ls：每个室外消火栓的用水量，10−15L室外消防用水量和每个室外消火栓的用水量都按照15Ls，代入公式3-2REF_Ref14899\r\h[12]得，所以本建筑至少需要1个消火栓，根据规范可知室外消火栓最大保护半径为150mREF_Ref4266\r\h[11]。3.3室外消火栓的布置室外消火栓宜采用地上式消火栓，应沿建筑物外墙布置，距道路边缘不应大于2mREF_Ref4266\r\h[11]。考虑室外消火栓的使用功能，应该布置在方便消防员取水和车辆出行的地方，室外消火栓布置点见图2-1。

4室内消火栓系统设计4.1室内消火栓的设置4.1.1室内消火栓设备室内消火栓的选型应根据使用者、火灾危险性、火灾类型和不同灭火功能等因素综合确定,根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）REF_Ref4266\r\h[11]《室内消火栓》（GB3445-2018）REF_Ref12333\r\h[13]以及本建筑特点，选用SN65的消火栓，直径65mm且长度25m的胶质衬里水带，水枪喷嘴口径为19mmREF_Ref8514\r\h[10]。消火栓箱采用钢制材料，箱内设置消防水泵直接启动按钮，安装方式采用明装或者暗装，消火栓箱暗装时应预留洞口，甲型消火栓箱预留680*1050（mm）洞口，洞底距完成地面725mm。4.1.2充实水柱（1）充实水柱长度：

（4-1）式中Sk：水枪充实水柱的长度，H1：室内最高着火点离地面高度，H2：从一水枪喷嘴至地面高度，m，一般取1mα：水枪倾角，取450本建筑高度为2.9m，代入公式4-1REF_Ref6160\r\h[14]得，由《消防给水及消火栓系统技术规范》，高层建筑充实水柱长度为13mH2O，且消火栓的栓口压力控制在0.35MPaREF_Ref4266\r\h[11]。（2）喷嘴压力：（4-2）式中Hq：水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力，af：φ：实验系数，与水枪喷嘴口径有关Sk：水枪充实水柱长度，查表4-1得，当水枪喷嘴口径为19mm时，φ≈0.0097查表4-2得，当充实水柱长度为13mH2O时，af=1.2175表4-1系数φ值d/mm1316190.01650.01240.0097表4-2系数值68101201.211.24（3）水枪流量：（4-3）式中qxℎ：水枪射流量，β：水枪水流特性系数Hq：水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力，mH2查表4-3得，β=1.577REF_Ref8514\r\h[10]由于水枪流量不能低于5Ls，所以符合要求表4-3水枪喷嘴流量系数值喷嘴口径/mm131619220.03460.07931.5772.836（4）反求该喷嘴压力的水枪充实水柱长度为：（4-4）式中Sk：水枪充实水柱长度，Hq：水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力，φ：实验系数，与水枪喷嘴口径有关∂f：由上文的数据代入式4-4中REF_Ref8514\r\h[10]，则因此可知水枪充实水柱长度为13mH2O，喷嘴流量为5.43L/s4.1.3布置间距室内消火栓保护半径：（4-5）式中R：消火栓保护半径，mL：水带长度，mLs：水枪充实长度在平面上的投影长度，倾角取45°，由于建筑长为56.85m，宽为21.7m，即b=10.85m，两股水枪充实水柱同时到达室内任何部位，消火栓布置的间距为REF_Ref8514\r\h[10]：（4-6）式中S：两股水柱时的消火栓间距，mR：消火栓保护半径，mb：消火栓最大保护高度，取10.85m将上文数据代入公式4-6得，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）可知，室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求，且高层建筑中室内消火栓的间距不应大于30mREF_Ref4266\r\h[11]。使用S=27.14m符合要求，所以应该至少设置两个室内消火栓，室内消火栓保护半径见图4-1。图4-1室内消火栓保护半径4.2室内消火栓管路的设计及计算4.2.1消防管网管径管径的大小应该由流量和流速来确定，根据最不利消防立管和消火栓流量分配规定应该满足本建筑同时使用4支水枪，最不利消防立管和相邻消防立管各2支出水水枪，见表4-4REF_Ref20698\r\h[15]，由上文可知每支出水水枪流量为5.43Ls，则立管流量为5.43×2L/s=10.86L/s，当流速为2.5ms（4-7）式中V：管道流速，mQ：管段流量，LD：管道的计算内径，m将上文数据代入公式4-7得，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》规定，室内消火栓立管管径应根据立管最低流量经计算确定，但不应小于DN100，所以室内消火栓系统立管管径为DN100REF_Ref4266\r\h[11]。所以当立管流量为10.86Ls时，则流速为：（4-8）式中V：管道流速，mQ：管段流量，LD：管道的计算内径，m将上文数据代入公式4-8得，所以立管管径为DN100时，符合要求。不考虑管道的阻力，最不利管和次不利管流量近似相同，则底部水平干管流量：则管径为：所以底部水平管径应该为150mm。消防流量为21.72L所以底部水平管径为DN150时，符合要求。表4-4最不利消防流量分配室内消防设计流量（）最不利消防立管出水枪数/支相邻消防立管出水枪数/支次相邻消防立管出水枪数/支102202225323033403324.2.2管路数量和布置根据后文计算可知，最不利点的栓口压力为0.2196MPa≥0.07MPa，根据后文计算可知稳压泵停泵压力为PS2=0.4906MPa，所以系统最低处消火栓栓口静压为H=所以应该对该消火栓系统进行分区，根据建筑特点及实际情况确定为临时高压消防给水系统，采取并联分区方式，且分为低、高两区，1-16层设置为低区，17-33层设置为高区。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》，室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求REF_Ref4266\r\h[11]，所以至少设置2条消防立管，消防电梯周围应设置室内消火栓，则也设置2条消防立管，所以设置4条消防立管。室内消防管道应该布置环状REF_Ref4266\r\h[11]，根据建筑特点及消防竖管布置要求，系统简图如图4-2所示。图4-2室内消火栓系统简图4.2.3管网水力计算1）最不利点栓口压力假设立管1为最不利立管，立管1第33层a为最不利点，立管2为次不利立管，详见图4-3。图4-3室内消火栓系统计算简图则最不利点栓口压力REF_Ref10076\r\h[17]为：（4-9）式中Hxℎ：消火栓栓口处所需水压，mH2Ad：水带的比阻，根据下表4-5，取值为Ldqxℎ：消火栓射流出水量，β：水流特性系数，根据表4-3，取值为1.577Hsk：消火栓栓口水头损失，mH2O，宜取2mH2将尚文数据代入公式4-9REF_Ref10076\r\h[17]得，表4-5水带比阻Ad水带口径（mm）帆布的、麻织的水带衬胶的水带500.015010.00677650.004300.001722）i为水力坡降，消火栓给水管道流速一般1.4～1.8m/s，不宜大于2.5m/s。代入公式4-8得：（4-10）式中i：每米管道的水头损失，D:管道的计算内径，mV：管内水的平均流速，将上文数据代入公式4-10REF_Ref6160\r\h[14]得，a到b管道间水头损失为：（4-11）式中h：沿程水头损失，mL：管段长度，mi：每米管道的水头损失，m将上文数据代入公式4-11得，所以32层b点的栓口压力为：（4-12）将上文数据代入公式4-12得，水枪流量为：（4-13）将上文数据代入公式4-13得，3）b到c管道间流量为a到b管道间流量之和：根据公式4-10计算得i为0.044，管道长度为41.7m，则b到c管道间水头损失为：同理可得，c到d的管道长度为43.5m，则水头损失为：d到e管道间长度为13.57m，不考虑管道的阻力，最不利管1和次不利管2流量近似相同，所以流量为：管道直径为150mm，计算得i为0.0203:e到f管道间长度为5m，则水头损失为：f到g管道间长度为2m，则水头损失为：由上可知，水泵供水工况计算详见表4-6。表4-6水泵供水工况计算表管段管长（m）管径(mm)流量(L/s)流速(m/s)单阻i水头损失(m)a-b2.91005.430.6910.01020.033b-c41.710011.251.4300.04402.018c-d43.510011.251.4300.04402.105d-e13.5715022.501.2700.02030.303e-f515022.501.2700.02030.112f-g215022.501.2700.02030.045表4-6可知，各管段的水头损失相加得管路的沿程水头损失为4.6mH2O。局部水头损失可按沿程水头损失的百分数估算，独立的消火栓给水管网为10％REF_Ref8514\r\h[10]，则管道的总水头损失为：4.3高区消防水泵设计4.3.1水泵计算和选择室内消火栓由消防水池和消防水箱供水，消防水泵流量是由各消火栓的设计流量总和计算。由上文可知消防用水总量为22.50L/s，假设消防水池的最低水位为地下4m，且最不利点的栓口压力为，高度为96.6m，则两者之间的高度差为100.6m。由上文可知管道总水头损失，所以消防水泵扬程为：（4-14）式中：消防水泵的压力，mH：最不利消火栓的水压，mH：管路的总水头损失，mH：消防水池最低水位与最不利消火栓的几何高差，mH将上文数据代入公式4-14得，根据计算及建筑物的实际情况可知应选用型号150DL-150-20多级消防泵，水泵性能参数分别为Q=27.8L/s，H=140mH2O，N=75kW，n=1450r/min，应该使用两台多级消防泵，一台使用一台备用，当运行的消防水泵出现故障或者水压上不来时，将自动启动备用消防水泵，确保室内消火栓系统能正常工作。4.3.2水泵供水工况根据上文可知应选用离心式多级消防泵且型号为150DL-150-20多级消防泵，在图4-4选两点进行计算，当Q1=19.5Ls=70m3ℎ时，H1=170m（4-15）式中SxH：水泵的实际扬程，mQ：管段流量，L/s将上文数据代入公式4-15得，图4-4DL型立式多级离心泵性能图由能量守恒准则可得，水泵供给水比能与管路系统比能相同，即水泵扬程曲线Q−H与特性曲线Q−HG交点为平衡点REF_Ref14608\r\h[18]。水泵扬程曲线Q−H为：（4-16）式中H：水泵的实际扬程，mHx：水泵在时的虚总扬程，mSkQ：流量，L/s当水泵没有流量时的虚总扬程为：根据前面可知L=25m，β=1.577，Ad=0.00172，Hsk=2mH2O，因为栓口水头损失的值（4-17）式中：第i层消火栓到消防水池的最低水位几何高差。所以当H相同时，水泵扬程曲线Q−H和特性曲线Q−HG的交点为（4-18）1）一般火灾初期往往发生在一层，所以只考虑一支水枪单独工作，则qxℎ33层与最低水位之间的高差为100.6m，所以33层水枪流量为：则33层实际扬程为:按照上述公式，可计算出33-17层的水枪流量和实际扬程。则33层栓口压力：33-17层栓口压力可由公式4-19计算：（4-19）根据上文可知，则剩余压力为:33-17层水枪流量、总流量、水泵实际扬程、栓口压力和剩余压力计算结果见下表4-7。表4-733-17层一支水枪流量、扬程和压力消火栓所在楼层高差(m)水枪流量(L/s)总流量(L/s)水泵实际程（mH2O）栓口压力（mH2O）剩余压力（mH2O）33100.608.458.45165.2545.2823.323297.708.698.69165.1047.8925.933194.808.918.91164.9650.3428.383091.909.139.13164.8252.8630.902989.009.359.35164.6755.4433.482886.109.569.56164.5357.9535.992783.209.779.77164.3860.5338.572680.309.979.97164.2463.0341.072577.4010.1710.17164.1065.5943.632474.5010.3610.36163.9668.0646.102371.6010.5510.55163.8170.5848.622268.7010.7410.74163.6773.1451.182165.8010.9210.92163.5375.6253.662062.9011.1011.10163.3878.1356.171960.0011.2811.28163.2480.6858.721857.1011.4611.46163.0983.2861.321754.2011.6311.63162.9585.7763.812)当水枪是两支同时工作，假设两支水枪流量以及栓口压力相同，即，则：（4-20）将上文数据代入公式4-20得，则33层水枪流量为：则33层实际扬程:根据上述公式，可计算出33-17层的水枪流量和实际扬程。33层栓口压力：由公式4-19可计算33至17层栓口压力：根据上文可知，则剩余压力为:当水枪是两支同时工作，33-17层水枪流量、总流量、水泵实际扬程、栓口压力和剩余压力计算结果见下表4-8。表4-833-17层两支水枪流量、扬程和压力消火栓所在楼层高差(m)水枪流量(L/s)总流量(L/s)水泵的实程（mH2O）动水压力（mH2O）剩余压力（mH2O）33100.67.9715.94165.5340.2818.323297.78.1916.38165.4142.5320.573194.88.4016.80165.2844.7444.743091.98.6117.22165.1547.0125.052989.08.8117.62165.0349.2227.262886.19.0118.02164.9051.4829.522783.29.2118.42164.7753.7931.832680.39.4018.80164.6456.0334.072577.49.5819.16164.5258.2036.242474.59.7719.54164.3860.5338.572371.69.9519.90164.2662.7840.822268.710.1220.24164.1364.9442.982165.810.3020.60164.0067.2745.312062.910.4720.94163.8769.5147.551960.010.6421.28163.7471.7949.831857.110.8021.60163.6273.9652.001754.210.9621.92163.5076.1754.21由表4-7和4-8可知，当一支水枪工作，31层栓口压力为50.34mH2O>50mH2O，当室内消火栓栓口压力超过50mH2O则需要减压；当两支水枪同时工作，28层栓口压力都大于为51.48mH2O>50mH2O，也需要使用减压设备。4.4消防水源设计4.4.1高位消防水箱（1）高位消防水箱容积火灾发生前10分钟由房顶的高位消防水箱提供的消防用水，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）规定一类建筑，高位消防水箱不应小于18m3REF_Ref4266\r\h[11]。消防水箱的容积:（4-21）式中qx：室内消火栓流量，Tx：时间，一般为10将上文数据代入公式4-21得，故高位消防水箱有效容积为18m3。按照高位消防水箱的布置要求，高位消防水箱的设置高度为，但是建筑物总高度99.3m不满足103.6m的需求，则不能保证高区消防水箱正常工作，故应该采用增压稳压设备，按照建筑物的实际情况采用气压水罐稳压设备。高位消防水箱供水工况根据上文可知最不利点栓口压力为21.96mH则水头损失为：则栓口压力为：则水枪流量为：剩余压力为：（4-22）式中Hs：剩余压力，由上文计算公式可计算33-17层各管段流量、流速、栓口压力、剩余压力和水头损失，详见表4-9。表4-933-17层各管段流量、流速、栓口压力、剩余压力和水头损失管段管长（m）管径(mm)流量(L/s)流速(m/s)单阻i栓口压水(m)剩余压力（mH2O）水头损失（mH2O）33-322.91005.810.7400.010224.892.930.0295832-312.91006.180.7870.011727.835.870.0339331-302.91006.520.8300.013230.778.810.0382830-292.91006.840.8710.014733.7211.760.0426329-282.91007.160.9120.016236.6714.710.0469828-272.91007.450.9490.017839.6317.670.0516227-262.91007.740.9850.019242.5920.630.0556826-252.91008.021.0210.020745.5623.600.0600325-242.91008.291.0560.022348.5326.570.0646724-232.91008.551.0890.023851.5129.550.0690223-222.91008.801.1200.025354.4932.530.0733722-212.91009.051.1520.026857.4835.520.0777221-202.91009.291.1830.028360.4738.510.0820720-192.91009.531.2130.029963.4741.510.0867119-182.91009.761.2430.031466.4744.510.0910618-172.91009.981.2710.033069.4847.520.09570由表4-9可知，23层栓口压力为51.51mH2O>50mH2O，则应该采用减压设备。4.4.2消防水池消防水池是人工建造的储水设施，供固定或移动消防水泵取水，有出水管、进水管、泄水管、溢流管和水位信号装置。由上文可知室内消火栓用水量为20L/s，室外消火栓用水量为15L/s，火灾持续时间为2hREF_Ref4266\r\h[11]。假设发生火灾时不考虑补充水量，所以消防水池有效容积为：（4-23）Qs：室内消火栓用水量，QP：室外消火栓用水量，将上文数据代入公式4-23得，所以消防水池的有效容积为252m³。4.5高位消防水箱增压稳压设备当消火栓压力过低，不能起到室内消火栓灭火的作用，则需要设置增压稳压设备，结合建筑物的实际情况选择气压水罐稳压设备REF_Ref23147\r\h[19]。增压系统启动时最低工作压力P假设增压系统水头损失为2mH（4-24）式中：为高位消防水箱高度，m：为最不利小伙栓高度，m气压水罐初始压力P1）结合建筑物的实际情况选用立式气压水罐，气压水罐的容积系数计算气压水罐总容积V：（4-25）式中V:消防气压水罐总容积，Vxf：消防水总容积，等于消防储水容积、稳压水容积、缓冲水容积之和，Vx:消防储水容积对消火栓消防而言Vs:稳压水容积，要计算V值先假定ab：工作压力比，宜为0.5-0.9，本文取代入后得：最低工作压力P1下水罐内空气容积（4-26）最高工作压力P2（4-27）（4-28）稳压泵启动压力PS1下罐内空气容积（4-29）（4-30）假定工况下缓冲水容积V（4-31）由于计算结果与假定V∆P=0.03m3不同，所以需要各计算结果分别为：VxfV=1.87V1VVS1V由于V''∆P与V稳压泵停止压力PS2下罐内空气容积（4-32）（4-33）校核该稳压泵水容积V（4-34）由于稳压容积Vx=0.13m3确定气压水罐尺寸查阅资料可知，当V=1.87m3时，选用1200mm的气压水罐REF_Ref13938\r\h[20]。两端封头容积为：圆柱形段容积为：圆柱形段长度为：确定气压水罐中各工况的水位查阅资料可知，D=1200mm时，ℎg=0.25m，V=0.255m3REF_Ref13938\r\h[20]，则相应最低工作压力P则ℎ1符合要求求相应消防主泵压力P2水位ℎ求相应稳压泵开启压力PS1水位求相应稳压泵停止压力PS2水位ℎ结合计算结果和建筑物的实际情况以及通过查阅公安部GOA-20《消防气压给水设备的性能要求和实验方法》REF_Ref15101\r\h[21]和《国家建筑标准设计图集》（17S25）REF_Ref15128\r\h[22]选用ZW（L）-1-X-13立式隔膜式气压水罐，规格为XQG1000×0.6，容积为300L，相对应的水泵型号为25LG3-10×4，N=1.5kW，运行压力为PS1=0.35MPa，PS2=0.4MPa。4.6减压措施4.6.1减压稳压型消火栓当室内消火栓栓口压力过大，反向冲击力很大会导致增加灭火的难度，所以应该对消火栓栓口采用减压设置，结合实际情况以及消火栓的类型采用减压稳压型消火栓。1）由表4-7、表4-8和表4-13可知，31-17层和7-1层室内消火栓栓口压力过大需要采取减压措施，则室内消火栓类别选用减压稳压型消火栓。其相应栓口压力详见表4-10。表4-1031-17层和7-1层室内消火栓栓口压力楼层3130292827262524栓前压力50.3452.8655.4457.9560.5363.0365.5968.06楼层23222120191817栓前压力70.5873.1475.6278.1380.6883.2885.77楼层7654321动水压力52.9555.9358.9261.9164.9167.9170.922）确定型号，因为不同室内消火栓栓口压力选用不同的减压稳压型类别，详见下表4-11REF_Ref12333\r\h[13]。表4-11减压稳压性能及流量减压稳压类别进水口压力出水口压力流量Ⅰ0.5-0.80.25-0.40Ⅱ0.7-1.20.35-0.45Ⅲ0.7-1.60.35-0.45结合表4-10和表4-11以及实际情况，31-20层和7-1层的减压稳压型消火栓应该选用SNW65-Ⅰ,而19-17层的减压稳压型消火栓应该选用SNW65-Ⅱ。由图4-5减压稳压型消火栓特性曲线可以得出31-17层和7-1层使用减压稳压型消火栓的栓口压力。图4-5减压稳压型消火栓特性曲线31-17层和7-1层使用减压稳压消火栓的栓口压力结果详见表4-12。表4-1231-17层和7-1层减压稳压消火栓的栓口压力楼层3130292827262524栓前压力50.3452.8655.4457.9560.5363.0365.5968.06栓后压力26.6526.9027.2027.4027.7027.9028.1528.40楼层23222120191817栓前压力70.5873.1475.6278.1380.6883.2885.77栓后压力28.6528.8529.1529.4029.6529.9030.15楼层7654321栓前压力52.9555.9358.9261.9164.9167.9170.92栓后压力26.9027.2027.5027.7528.1028.3528.684.6.2减压阀在系统试运行或火灾初始时，因为开启的消火栓数量少或仅为一支枪，这就产生了因消防水泵能力过大而引起系统的超压。为了使设计既满足规范的相关要求，同时又尽量避免消火栓系统发生超压现象，需要选择合适的减压阀REF_Ref13299\r\h[23]，结合实际情况考虑选用比例式减压阀。水箱供水工况减压阀阀前压力：（4-35）式中：最不利点消火栓栓口压力，mH：消防水箱到消火栓的管路总水头损失与消火栓至消防水箱最低水位的，mH2OH1:最不利点消火栓至减压阀的几何压力差，减压阀阀后压力：（4-36）式中H2：最不利点消火栓至减压阀的几何压力差，水泵供水工况减压阀阀前压力：（4-37）式中H3:最不利点消火栓至减压阀的管道水头损失，mH2减压阀阀后压力：（4-38）式中H4：最不利点消火栓至减压阀的管道水头损失，mH2将上文两者的阀前压力进行比较，取较小值，即水箱供水工况，所以P1=49.66mH根据计算结果可知，减压比例为2.42:1。结合实际情况综合考虑选用比例为2:1的比例式减压阀，所以减压阀的阀后压力为：。最终选用Y43X-16T且比例为2:1的减压阀。4.7低区消防水泵的设置4.7.1供水工况由上文可知减压阀的阀后压力，则16层栓口压力为：则水枪流量为：参考上文计算公式可得16-1层的流速、流量、栓口压力和水头损失，详见表4-13。表4-1316-1层的流速、流量、栓口压力和水头损失消火栓所在楼层单阻i流速(m/s)流量(L/s)栓口压力（mH2O）水头损失（mH2O）160.01230.730.03924150.01400.816.3529.270.04466140.01540.856.6832.210.04913130.01690.897.0035.160.05391120.01850.937.3038.110.05902110.02010.977.6041.070.06412100.02131.007.8844.030.0679590.02311.048.1547.000.0736980.02441.078.4249.970.0778470.02581.108.6752.950.0823060.02771.148.9255.930.0883650.02921.179.1758.920.0931540.03071.209.4161.910.0979330.03231.239.6464.910.1030420.03391.269.8767.910.1081410.03501.2810.0970.920.1117将16-11层各管路的水头损失相加，再计算出管道总水头损失为：由上表结果可知，7层栓口压力为52.95mH2O>50mH2O，则应该采用减压设备。4.7.2水泵计算和选择低区消防水泵扬程：（4-39）式中Hb：消防水泵压力，：减压阀的阀前压力，mH：管路的总水头损失，mH：消防水池最低水位与减压阀的几何高差，mH根据计算结果和建筑物的实际情况，选用80DL多级消防泵两台，水泵性能参数分别为Q=14L/s，H=110mH2O，N=30kW，n=1450r/min，应该使用两台多级消防泵，一台使用一台备用，当运行的消防水泵出现故障或者水压上不来时，将自动启动备用消防水泵，确保室内消火栓系统能正常工作。4.8水泵结合器查阅资料可知，一般水泵结合器出水量为q=10−15LsREF_Ref14899\r\h[12]，由于室内消火栓消防用水总量为Q=22.04Ls，则消防（4-40）将上文数据代入公式4-40得，计算可知低区和高区分别使用2个供水，则共选用消防水泵结合器4个，选用SQS100。

5灭火器配置5.1确定火灾种类和危险等级由上文可知，高层居民住宅建筑火灾类别主要为A类火灾。根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）REF_Ref14307\r\h[24]以及建筑特点，其危险等级为轻度危险级REF_Ref6160\r\h[14]。5.2灭火器的选择不同的火灾类型选用不同的灭火器，根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）REF_Ref14307\r\h[24]及建筑可能发生的火灾类型，选择磷酸铵盐干粉手提式灭火器REF_Ref6160\r\h[14]。5.3划分计算单元，计算保护面积在灭火器配置场所的危险等级和火灾类型均相同的相邻场所，可以将一个楼层或者一个防火分区作为一个计算单元REF_Ref14307\r\h[24]。第一层建筑面积为885m2，其它楼层面积为745m5.4灭火器的配置设计5.4.1计算单元需要配置的最低灭火级别在灭火器配置的场所，所需要灭火级别可以按照下列公式5-1REF_Ref6160\r\h[14]计算:（5-1）式中Q：灭火器配置地方，所需要配置的灭火级别（A或者B）S：灭火器配置场地方的保护面积，mU：A或者B类火灾的灭火器配置地方其相应危险等级的灭火器配置标准（㎡/A或㎡/BK：修正系数根据建筑的火灾种类和危险等级，由表5-1可知U=100，因为建筑有室内消火栓系统和灭火系统，根据表5-2确定修正系数K=0.5REF_Ref6160\r\h[14]。则第一层最低灭火级别：其它楼层最低灭火级别：表5-1灭火器最低配置标准表扑灭火灾的类型A类B、C类场所危险等级轻度危险级中度危险级严重危险级轻度危险级中度危险级严重危险级单具灭火器的最小灭火级1A2A3A21B55B89B每A类或者每B类最大保护面积(m2)10075501.51.00.5表5-2修正系数取值（K）计算单元K计算单元K可燃物露天堆放甲、乙、丙类液体储罐区可燃气体储罐区0.3室内未设消火栓系统和灭火系统1.0室内设有消火栓系统0.9设有灭火系统0.7室内设有消火栓系统和灭火系统确定布置位置和数量根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）可知灭火器能完全保护该计算单元内任何一个可能的着火点，不能出现空白区域，可能的着火点必须在保护圆内REF_Ref14307\r\h[24]。表5-3灭火器最大保护范围表(单位：m）扑灭火灾的级别A类B、C类场所的危险等级轻危险级中危险级重危险级轻危险级中危险级重危险级手提式灭火器25201515129推车式灭火器504030302418由上文可知选用手提式灭火器，按照下列表5-3，可以知道单元单具手提式灭火器，在轻度危险级场所的最大保护宽度是25mREF_Ref6160\r\h[14]，所以根据建筑物的实际情况进行布置设计，第一层为公共场所，所以设置7个灭火器布置点，第二至三十三层数为居民住宅区以及顶层较少人流，各设置2个灭火器布置点，具体布置位置分别见图2-1、图2-2、图2-3，灭火器保护半径见图5-1。图5-1灭火器保护半径5.4.3计算每个灭火器设置点的需配灭火级别利用下列公式：（5-2）式中：计算单元中每个设置点的灭火级别，AN：计算单元中的灭火器设置点数，主要是和最大保护范围等影响因素有关第一层：第二至三十三层：5.4.4确定每个设置位置灭火器规格和数量根据表5-1可以知道，轻度危险级的场所，灭火级别1A是每具灭火器的最低要求。根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005），可以知道MF/ABC2的最大灭火级别是1AREF_Ref14307\r\h[24]。第一层：第二至三十三层：因为第一层0.632具＜1具，但基于涉及安