談某工程消火栓消防給水系統(tǒng)計(jì)算

1前言

高層建筑由于層數(shù)多，建筑高度高，因此，在火災(zāi)蔓延和撲救等方面，危險(xiǎn)性大，而建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是把室外給水系統(tǒng)提供的水量經(jīng)加壓輸送到用于撲滅建筑火災(zāi)而設(shè)置的固定滅火設(shè)備，是建筑物最基本的滅火設(shè)施。談某工程消火栓消防給水系統(tǒng)計(jì)算文 /朱志平

建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)一般由水槍、水帶、消防栓、消防卷盤、消防管道、消防水池、消防水箱、水泵結(jié)合器、增壓水泵及遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消防水泵的設(shè)備組成。

工程概況:某棟商住與寫字間組成的綜合大樓，總建筑面積為2365m²，建筑總高度為58.00m，地上15層，地下1層。淺談該工程消火栓消防給水系統(tǒng)計(jì)算，供參考。

2設(shè)計(jì)用水水量及標(biāo)準(zhǔn)

高層建筑消防用水量與建筑高度、燃燒面積、空間大小、蔓延速度、可燃物質(zhì)、人員情況、經(jīng)濟(jì)損失等密切相關(guān)。

高層建筑室內(nèi)消防栓用水量根據(jù)同時(shí)使用水槍數(shù)量和充實(shí)水柱長(zhǎng)度計(jì)算確定。根據(jù)本建筑的性質(zhì)，按規(guī)范規(guī)定本建筑按二類高層建筑消防給水要求設(shè)計(jì)。消火栓系統(tǒng)最小供水量為:室外20L/S;室內(nèi)30L/S。火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h，設(shè)計(jì)充實(shí)水柱取0. 12MPa。

3室內(nèi)消火檢系統(tǒng)

室內(nèi)最底層消火栓所承受的靜水壓力小于0.80MPa，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)同壓制不分區(qū)給水系統(tǒng)。室內(nèi)高位水箱消防用水量按18m³設(shè)計(jì)，地下室設(shè)有水泵房與地下儲(chǔ)水池。

消火栓的給水方式有如下兩種：

(1)l0min前，屋頂水箱一氣壓缸一消防立管一消火栓。

(2)l0min～2h，地下儲(chǔ)水池一消防泵一消防立管一消火栓。

4消火栓

消火栓設(shè)備由水槍、水帶和消火栓組成，安裝于箱里。

消火栓選用65mm口徑消火栓、19mm噴嘴水槍、直徑65mm長(zhǎng)度20m麻質(zhì)水龍帶。消火栓箱內(nèi)均設(shè)有遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消火栓的按鈕，以便在使用消火栓滅火的同時(shí)，啟動(dòng)消防泵。

5消火檢布置

5.1布置原則

(1)高層建筑和裙房各層均應(yīng)設(shè)置消火栓。

(2)設(shè)置消火栓在明顯易于取用的地方，一般設(shè)在走廊，樓梯附近和出入口處。

(3)消火栓口離地面高為1.lm，栓口出水方向宜向下。

5.2布置間距

(1)水龍帶有效長(zhǎng)度Ld=0. 8×20=16m

(2)水槍充實(shí)水柱在水平面上的投影長(zhǎng)度Ls=12×sin45°=8.52m

(3)消火栓保護(hù)半徑

Rf=Ld+Ls=20×0.8+0.71×12=24.52m

(4)消火栓**保護(hù)寬度bf=8.0m

(5)消火栓布置間距**布置間距23m。

6最不利點(diǎn)處水槍的實(shí)際噴水流量與消火檢檢口所需壓力

(1)根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，此建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)需要6支水槍同時(shí)工作，且每根豎管需要3支水槍同時(shí)工作，最不利層消火栓水槍造成12m充實(shí)水柱所需的壓力為。

(2)水槍噴嘴射流量為5.2L/s

(3)水龍帶沿程水頭損失

h_d=A_ZL_dq²_xh=0.000043×20×5.2²=0. 023MPa

(4)最不利層消火栓出口所需壓力

H_xh=H_d+H_q=0.172+0.023=0.195MPa

7消防給水管道水力計(jì)算

水力計(jì)算的重要任務(wù)是根據(jù)規(guī)范規(guī)定的消防用水及要求使用的水槍數(shù)量與水壓確定管網(wǎng)管徑、系統(tǒng)所需水壓、水池、水箱容積、水泵型號(hào)、減壓設(shè)備等。

根據(jù)規(guī)范，該建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)需6支水槍同時(shí)工作，最不利消防立管水槍數(shù)為3支，相鄰消防立管水槍數(shù)為3支。從理論上講，17,16,15層消火栓處壓力不同，如16層消火栓處壓力為:(17層消火栓處壓力H_xh)+(層高3.20m)千(17～16)層消防豎管的水頭損失，計(jì)算出16層消火栓水槍射流量比5.2L/s大。另外，每根消防立管消防射流量不可能相同，但變化不大，可忽略這些增大因數(shù)，6支水槍射流量都按5.2L/s取值，則最不利消防立管與相鄰消防立管實(shí)際流量為15.6L/s，消火栓系統(tǒng)總流量為31.2L/s。

立管考慮3股水柱作用，采用DN100鋼管，考慮該建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)消火栓環(huán)狀給水管能保證同時(shí)考慮6股水柱作用，采用DN150鋼管。供水系統(tǒng)按枝狀管網(wǎng)計(jì)算，最不利計(jì)算管路，計(jì)算結(jié)果見下表。

消火栓給水系統(tǒng)配水管水力計(jì)算

μ/(m/s)

注:局部水頭損失按沿程水損失io%計(jì)為6. 72kPa>總水頭損失為73.92kPae

8消防水泵計(jì)算

(1)最不利點(diǎn)處消火栓到消防水池最低水位高層差

53.40+1.00+4.60=59.00=590kPa

(2)消防水泵到最不利消火栓處的總水頭損失為73.92kPa a

(3)消防水泵所需揚(yáng)程

H_b=h_g+h_z+H_zh=73.92+590+195=858.92kPa

選擇消栓泵為DA1-125-5離心泵兩臺(tái)，一用一備。其設(shè)計(jì)參數(shù):流量Q=25～35L/s，揚(yáng)程Hp=750～1160kPa，n=73%～-5%，轉(zhuǎn)速=n=2950r/min，電機(jī)功率N=55Kw。

9水泵接合器

按《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定:每個(gè)水泵接合器的流量應(yīng)按10～15L/s計(jì)算，本建筑室內(nèi)消防水泵的設(shè)計(jì)水量為31.2L/s，故設(shè)置三個(gè)水泵接合器，型號(hào)為SQB150。

10消火栓減壓

當(dāng)消防泵工作時(shí)，經(jīng)計(jì)算第6層消火栓口出水的壓力為0.518MPa，超過(guò)0.50MPa，因此，-1～6層的消火栓應(yīng)設(shè)置減壓孔板減壓，或采用減壓消火栓，從而保證消火栓正常使用(計(jì)算略)。

11校核水箱安裝高度

水箱最低消防水位標(biāo)高62.40m，最不利水火栓幾何高度H_Z=54.50m，水箱出水口至最不利消火栓(7～8～0)沿程水頭損失為:

0.427×14.5+0.637×13.02=14.49kPa總水頭損失為

∑h=1.1 ∑h_y=1.1×14.49=15.94kPa=1.63m

水箱滿足最不利點(diǎn)最不利消火栓用水要求的最低水位為

H_l=H_Z+1.1∑h_y+H_xh54.50+1.73+19.5+75.73m

水箱安裝高度不能滿足最不利消火栓所需壓力，可考慮設(shè)置氣壓罐或穩(wěn)壓泵增壓(計(jì)算略)。

12結(jié)束語(yǔ)

(1)高層建筑消防給水受建筑高度影響。

(2)高層建筑消防應(yīng)立足于室內(nèi)自救。

(3)滅火劑以水為主，其他滅火劑為輔。

(4)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地區(qū)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和條例。談某工程消火栓消防給水系統(tǒng)計(jì)算作者/朱志平