十二層(地下一層)9000平米辦公樓消防給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：某辦公樓消防給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 起訖日期： V 某辦公樓消防給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展下，高層建筑火災(zāi)的數(shù)量急劇增加，因此，整個(gè)建筑的消防安全設(shè)計(jì)是否成功直接受高層建筑消防給水設(shè)計(jì)的影響。 本設(shè)計(jì)是對(duì)某辦公樓給排水系統(tǒng)及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)。參照規(guī)范本建筑被規(guī)定為二類高層建筑。室內(nèi)消火栓取直徑為65mm的栓口，19mm的噴嘴直徑，25m長(zhǎng)的水帶，材料取膠質(zhì)材料，確定室內(nèi)消防用水量為25.5L/s,通過(guò)系統(tǒng)水力計(jì)算得到水泵的揚(yáng)程為80m，選用型號(hào)DFW100-250/2/37的消防水泵兩組一用一備。建筑消防水箱的容積為15.3m3，消防水池的容積為183.6m3，水泵接合器的數(shù)量為2個(gè)。增壓穩(wěn)壓設(shè)備型號(hào)為ZW—I-X-13型。室外消火栓布置3個(gè)地上式臨時(shí)高壓消火栓。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)水力計(jì)算得到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為21.979L/s，水泵的揚(yáng)程為77m，選用型號(hào)為DFW80-250（Ⅰ）/2/37的噴淋水泵兩組，一用一備。該建筑的消防水箱的有效容積為14m3，消防水池的有效容積為159m3，水泵接合器的數(shù)量為2個(gè)。增壓穩(wěn)壓的設(shè)備為ZW(L)-Ⅱ-Z-A型。使用CAD繪制出平面布置圖與系統(tǒng)圖。本設(shè)計(jì)具有一定的可行性和科學(xué)性。 關(guān)鍵詞：消防給排水 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 高層建筑 Design of Fire Water Supply and Drainage System and Fire Extinguishing System for an Office Building Abstract With the development of economic construction, the number of fire in high-rise buildings increases sharply. Therefore, the success of the fire safety design of the whole building is directly affected by the fire water supply design of high-rise buildings. This design is the design of water supply and drainage system and fire extinguishing system for an office building. With reference to the code, this building is designated as a second-class high-rise building. Indoor fire hydrants were selected from the nozzle diameter of 65mm, nozzle diameter of 19mm, and water belt length of 25m. The indoor fire water consumption was determined to be 25.5l /s with the use of gelatinized materials. The pump head was determined to be 80m by hydraulic calculation of the system. The volume of the building's fire water tank is 15.3m cubed, the volume of the fire water tank is 183.6m cubed, and the number of water pump adapters is 2. The model of pressurizing and regulating equipment is ZW - I-X-13. Outdoor fire hydrants are arranged with 3 temporary high pressure fire hydrants on the ground. Automatic sprinkler system through the system hydraulic calculation, the design flow is 21.979 l/s., pump head is 77 m, choose model for DFW80-250 (Ⅰ) / 2/37 of the spray water pump in the two groups, one with a case. The effective volume of the building's fire water tank is 14m cubed, the effective volume of the fire water tank is 159m cubed, and the number of water pump adapters is 2. Pressurization voltage stabilizing device for ZW (L) - Ⅱ - Z - type A. I Used CAD to Draw Plane Layout Drawing and System Drawing. This design has certain feasibility and scientific nature. Key Words: Water?Supply?and?Drainage; Design of Fire Hydrant System; automatic sprinkler system; High-rise buildings 目錄 摘要 I ABSTRACT II 第1章緒論 1 1.1研究背景 1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究情況 1 1.3本文的設(shè)計(jì)意義及設(shè)計(jì)技術(shù)路線 2 1.3.1本文的設(shè)計(jì)意義 2 1.3.2設(shè)計(jì)的技術(shù)路線 2 1.4消防系統(tǒng)給水概況 2 1.4.1消火栓系統(tǒng) 2 1.4.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 4 第二章消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2.1室外消火栓的設(shè)計(jì) 5 2.1.1確定室外消火栓的給水技術(shù)參數(shù)和消防用水量 5 2.1.2確定室外消火栓的數(shù)量 5 2.1.3確定消火栓的型號(hào) 6 2.1.4室外消火栓的布置要求 6 2.2室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì) 6 2.2.1系統(tǒng)的組成： 6 2.2.2室內(nèi)消火栓的布置原則 7 2.2.3室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程 7 2.2.4室內(nèi)消火栓系統(tǒng)具體涉及內(nèi)容 7 2.3本章小結(jié) 16 第三章自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 3.1系統(tǒng)分類及適用范圍 17 3.2系統(tǒng)的選型 17 3.3系統(tǒng)概述 18 3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 18 3.5系統(tǒng)組件 20 3.5.1噴頭 20 3.5.2水流指示器 21 3.5.3報(bào)警閥組 21 3.5.4末端試水裝置 21 3.6噴頭、報(bào)警閥和水流指示器的布置 22 3.6.1噴頭布置 22 3.6.2報(bào)警閥的布置 22 3.6.3水流指示器的布置 23 3.7自噴系統(tǒng)水力計(jì)算 23 3.7.1確定系統(tǒng)管網(wǎng)形式 23 3.7.2確定各段管網(wǎng)的管徑 23 3.7.3選擇水力計(jì)算的方法 23 3.8針對(duì)性設(shè)計(jì) 25 3.8.1確定設(shè)計(jì)流量 25 3.8.2確定水泵的揚(yáng)程和選型 29 3.8.3確定系統(tǒng)中的減壓設(shè)備 29 3.8.4消防水箱 31 3.8.5消防水池 32 3.8.6水泵接合器的設(shè)置數(shù)量和選型 32 3.8.7增壓穩(wěn)壓設(shè)備 33 3.9本章小結(jié) 34 第四章總結(jié)和感想 35 4.1總結(jié) 35 4.1.1消火栓系統(tǒng) 35 4.1.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 35 4.2感想 35 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 第一章 緒論 1.1研究背景 中華人民共和國(guó)剛成立時(shí)，處于工業(yè)化初期，城市化水平不高。火災(zāi)造成的損失不高，平均每年損失僅6億元（不包括香港、澳門和臺(tái)灣）[1]。然而，隨著城市化的快速發(fā)展，火災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失也逐漸增加。特別是90年代，平均年直接火災(zāi)損失為10.6億元，21世紀(jì)前5年平均年火災(zāi)損失為15億元，是80年代火災(zāi)損失的4.8倍[1]。我國(guó)消防設(shè)施法起步較晚，直到1987年，中國(guó)才頒布了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]。1998年4月29日，中華人民共和國(guó)第九屆全國(guó)人民代表大會(huì)通過(guò)了《中華人民共和國(guó)消防法》，于1998年9月1日正式實(shí)施[2]。后來(lái)，母法處理不了300多個(gè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，取得了很大的進(jìn)步。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究情況 我國(guó)辦公樓主要依據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）(2001年版)、《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50084-2001）、《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ140-90）、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2003）進(jìn)行消防設(shè)計(jì)[2]。1995年國(guó)家頒布了《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）[2]。然而，許多高層住宅的消防設(shè)計(jì)并沒(méi)有引起設(shè)計(jì)人員的注意，特別是一些老建筑的消防設(shè)計(jì)有先天的缺陷，如消防水池的有效容量偏小[2]；消防水泵流量偏小[2]；防排煙風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)位置不當(dāng)[2]?，F(xiàn)代高層建筑或位于市中心的建筑的高密度施工，使消防車道或消防室外作業(yè)區(qū)被大量占用[2]。 19世紀(jì)工業(yè)革命后，國(guó)外近代高層建筑逐漸發(fā)展起來(lái)[3]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外高層建筑的數(shù)量比以往任何時(shí)候都增長(zhǎng)得更快。1883年，芝加哥剪成第一個(gè)近代高層建筑——采用鋼骨架的十層家庭保險(xiǎn)大廈[3]。1998年5月5日，洛杉磯額最高大樓—62層的第一國(guó)際銀行大樓陷入火海中，大火持續(xù)了5小時(shí)，共5層著火，1人喪生，40多人受傷[4]。高層建筑爆炸和火災(zāi)數(shù)量的發(fā)生造成的巨大損失，使高層建筑消防工作的重要性越來(lái)越突出。許多相關(guān)的火災(zāi)案例迫使工程師和政府組織關(guān)注消防安全問(wèn)題。 1.3本文的設(shè)計(jì)意義及設(shè)計(jì)技術(shù)路線 1.3.1本文的設(shè)計(jì)意義 隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，城市建筑規(guī)模逐步擴(kuò)大，火災(zāi)率也因此呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，因此，建筑給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理成為降火災(zāi)率的關(guān)鍵。辦公樓給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有建筑高度高、建筑面積大、用電[5]?，F(xiàn)代建筑消防設(shè)計(jì)消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)對(duì)高層建筑的消防具有重要意義。 1.3.2設(shè)計(jì)的技術(shù)路線 1、理論與實(shí)踐相結(jié)合：本次消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是將前期所學(xué)專業(yè)知識(shí)與相關(guān)文獻(xiàn)資料相結(jié)合，收集相關(guān)資料，選擇正確的設(shè)計(jì)方法完成的。 2、獲取信息：到圖書館借閱相關(guān)資料，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的實(shí)際技術(shù)案例，進(jìn)行比較，選出最合理的設(shè)計(jì)方案。 3、原理分析：通過(guò)對(duì)消防水系統(tǒng)的逐一原理分析，認(rèn)真分析各部件的技術(shù)參數(shù)，以選擇經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。 4、繪制相關(guān)圖紙：利用CAD軟件繪制對(duì)應(yīng)的平面圖和系統(tǒng)圖，使設(shè)計(jì)更加直觀。 1.4消防系統(tǒng)給水概況 消防給水的水源有天然水水源和人工水源。天然水源有地下水源和地上水源兩種，地上水源有江、河、湖泊、水庫(kù)等，地下水源是指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水層介質(zhì)中儲(chǔ)存運(yùn)移的水體等[6]；人工水源有消防水池和市政管網(wǎng)。作為消防水源，應(yīng)當(dāng)保證在任何時(shí)候、任何情況下，都能提供足夠的消防用水[6]。 消防水系統(tǒng)由消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)組成[6]。 1.4.1消火栓系統(tǒng) 消火栓系統(tǒng)是把室外給水系統(tǒng)提供的水量，經(jīng)過(guò)加壓（外網(wǎng)壓力不足時(shí))輸送到用于撲滅建筑物內(nèi)的火災(zāi)而設(shè)置的固定滅火設(shè)備，是建筑內(nèi)部最基本的滅火設(shè)施[7]。 建筑消火栓系統(tǒng)以建筑物外墻為界進(jìn)行劃分，可分為室外消火栓系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，消火栓系統(tǒng)可按圖1-1進(jìn)行分類[7]。 圖1-1消火栓系統(tǒng)分類[7] 室外消火栓是指設(shè)置在市政給水管網(wǎng)和建筑物外消防給水管網(wǎng)上的一種供水設(shè)施[7]。其作用是供消防車或其他移動(dòng)滅火設(shè)備從市政管網(wǎng)取水或直接接出水帶，水槍實(shí)施滅火[7]。室外消火栓系統(tǒng)可以擔(dān)負(fù)大到整個(gè)城市、小到單體建筑的消防給水任務(wù)，其設(shè)備對(duì)一個(gè)城市的消防安全有著很大的影響，因此應(yīng)引起足夠的重視。 規(guī)范規(guī)定：在城市、居住區(qū)、工廠、倉(cāng)庫(kù)等規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)設(shè)計(jì)消防給水系統(tǒng)。城市、居住區(qū)應(yīng)設(shè)市政消火栓。民用建筑、廠房（倉(cāng)庫(kù)）、儲(chǔ)罐（區(qū)），堆場(chǎng)應(yīng)設(shè)室外消火栓[7]。 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)既是可以供火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員使用消火栓箱內(nèi)的消防水喉、水槍來(lái)?yè)渚冉ㄖ锏某跗诨馂?zāi)、又可以供消防隊(duì)員撲救建筑物的大火[7]。 消火栓系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后，首先由人打開(kāi)消火栓箱門，按動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，由其向消防控制中心發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)或遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消防水泵，然后迅速拉出水帶、水槍（或消防水喉），將水帶的一端與消火栓栓口連接，另一端與水槍接好，接著展開(kāi)水帶，開(kāi)啟消火栓閥門，握緊水槍，通過(guò)水槍（或消防水喉）產(chǎn)生的射流，將水射向著火點(diǎn)實(shí)施滅火[7]。 1.4.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種全天候的固定式自動(dòng)主動(dòng)消防系統(tǒng)，在火災(zāi)時(shí)噴頭的熱敏元件對(duì)環(huán)境溫度產(chǎn)生反應(yīng)，噴頭自動(dòng)打開(kāi)，并把水均勻地噴灑在著火區(qū)域，快速抑制燃燒，以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的初期控制，最大限度地減少生命和財(cái)產(chǎn)損失[7]。1812年，倫敦皇家劇院安裝了世界上第一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)[6]。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用已有90多年的歷史[6]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著技術(shù)水平的提高，目前自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)滅火控火成功率平均在96%以上，像澳大利亞、新西蘭國(guó)家滅火控火率達(dá)99.8%，有些國(guó)家和地區(qū)甚至高達(dá)100%[8]。國(guó)內(nèi)外自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐和資料證明，該系統(tǒng)除滅火控火成功率高以外，還具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、適用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)、在自動(dòng)滅火的同時(shí)具有自動(dòng)報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)[8]。 1.5設(shè)計(jì)原始資料 本設(shè)計(jì)是對(duì)某辦公樓進(jìn)行消防給排水及滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)。地上總建筑面積9178.5平方米，建筑基底面積678.8平方米。地下一層，地上十二層。其中地下一層為設(shè)備層、車庫(kù)，地面層一層為接待大堂，二至十二層為辦公層。主樓建筑高度41.5米，地下層層高4米。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，屬于二類高層公共建筑。 根據(jù)建筑的特征，房間內(nèi)有完善的給排水系統(tǒng)和集中的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。熱水供應(yīng)由蒸汽和熱交換器加熱。消防給水要求建筑物內(nèi)安全可靠。設(shè)有獨(dú)立的消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和滅火器。 3 第二章消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1室外消火栓的設(shè)計(jì) 2.1.1確定室外消火栓的給水技術(shù)參數(shù)和消防用水量 查規(guī)范本次設(shè)計(jì)的辦公樓建筑，該建筑規(guī)定為二類高層公共建筑[7]。本建筑體積為 V=30885.4m3。 表2-1建筑物室外消火栓設(shè)計(jì)流量（L/s）[7] 耐火等級(jí) 建筑物名稱及類別 建筑物體積（m3） V≤1500 1500＜V≤3000 3000＜V≤5000 5000＜V≤20000 20000＜V≤50000 V＞50000 一、二級(jí) 工業(yè)建筑 廠房 甲、乙 15 20 25 30 35 丙 15 20 25 30 40 丁、戊 15 20 倉(cāng)庫(kù) 甲、乙 15 25 - 丙 15 25 35 45 丁、戊 15 20 民用建筑 住宅 15 公共建筑 單層及多層 15 25 30 40 高層 - 25 30 40 地下建筑（包括地鐵）、平戰(zhàn)結(jié)合的人防工程 15 20 25 30 根據(jù)表2-1該20000m3＜V≤50000m3，因此該建筑物的室外消火栓流量為30L/s。 2.1.2確定室外消火栓的數(shù)量 根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》7.3.2可知：建筑室外消火栓的數(shù)量應(yīng)根據(jù)室外消火栓設(shè)計(jì)流量和保護(hù)半徑經(jīng)計(jì)算確定，保護(hù)半徑不應(yīng)大于150.0m，每個(gè)室外消火栓的出流量宜按10L/s～15L/s計(jì)算[7]。 根據(jù)公式（2-1）計(jì)算出室外消火栓的個(gè)數(shù)： n≥Qq（2-1） 式中: n-室外消火栓數(shù)量，（個(gè)）； Q-建筑室外消防用水量，L/s； q-每個(gè)室外消火栓的用水量，應(yīng)按10~15L/（s·個(gè)）計(jì)。 該建筑的室外消防用水量為30L/s，故 n≥Qq=30/(10~15)=2~3個(gè) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，該建筑將設(shè)置3個(gè)室外地上式的室外消火栓。 2.1.3確定消火栓的型號(hào) 室外消火栓選用的型號(hào)為?SS100/65-1.6。 2.1.4室外消火栓的布置要求 （1）室外消火栓宜采用地上式室外消火栓[7]； （2）室外地上式消火栓應(yīng)有一個(gè)直徑為150mm或100mm和兩個(gè)直徑為65mm的栓口[7]； （3）室外消火栓的保護(hù)半徑不應(yīng)超過(guò)150m，間距不應(yīng)大于120m[7]； （4）市政消火栓距建筑外墻或外墻邊緣不宜小于5.0m[7]； （5）市政消火栓應(yīng)避免設(shè)置在機(jī)械易撞擊的地點(diǎn)，確有困難時(shí)，應(yīng)采取防撞措施[7]； （6）室外消火栓宜沿建筑周圍均勻布置，且不宜集中布置在建筑一側(cè)[7]；建筑消防撲救面一側(cè)的室外消火栓數(shù)量不宜少于2個(gè)[7]； （7）人防工程、地下工程等建筑應(yīng)在出入口附近設(shè)置室外消火栓，且距出入口的距離不宜小于5m，并不宜大于40m[7]。 2.2室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì) 2.2.1系統(tǒng)的組成： 建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)主要由消防水源、消防給水系統(tǒng)、消防給水管網(wǎng)、室內(nèi)消火栓設(shè)備、報(bào)警控制裝置和系統(tǒng)附件等組成[7]。 2.2.2室內(nèi)消火栓的布置要求 根據(jù)規(guī)范的第7.4.6條規(guī)定，室內(nèi)消火栓應(yīng)滿足同一平面有2支消防水槍和2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)任何部位的要求[7]。 2.2.3設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的基本流程 如圖2-1所示 圖2-1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程圖[9] 2.2.4室內(nèi)消火栓系統(tǒng)具體涉及內(nèi)容 1、設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓平面圖 （1）依據(jù)本建筑及其規(guī)范，室內(nèi)消火栓的設(shè)置要求設(shè)置室內(nèi)消火栓的建筑，包括設(shè)備層在內(nèi)的各層均應(yīng)設(shè)置消火栓消防電梯前室應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓，并應(yīng)計(jì)入消火栓使用數(shù)量[9]。 （2）室內(nèi)消火栓的布置應(yīng)滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實(shí)水柱同時(shí)達(dá)到任何部位的要求[9]； （3）室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)置在樓梯間及其休息平臺(tái)和前室、走道等明顯易于取用，以及便于火災(zāi)撲救的位置[9]； （4）汽車庫(kù)內(nèi)消火栓的設(shè)置不應(yīng)影響汽車的通行和車位的設(shè)置，并應(yīng)確保消火栓的開(kāi)啟[9]； （5）同一樓梯間及其附近不同層設(shè)置的消火栓，其平面位置宜相同[9]； 建筑室內(nèi)消火栓栓口的安裝高度應(yīng)便于消防水龍帶的連接和使用，其距地面高度宜為1.1m[9]；其出水方向應(yīng)便于消防水帶的敷設(shè)，并宜與設(shè)置消火栓的墻面成90o角或向下[9]。 （6）設(shè)有室內(nèi)消火栓的建筑應(yīng)設(shè)置帶有壓力表的試驗(yàn)消火栓[9]； （7）消火栓按2支消防水槍的2股充實(shí)水柱布置的建筑物，消火栓的布置間距不應(yīng)大于30.0m[9]； （8）消火栓栓口動(dòng)壓力不應(yīng)大于0.50MPa，當(dāng)大于0.70MPa時(shí)必須設(shè)置減壓裝置[9]； （9）高層建筑、廠房、庫(kù)房和室內(nèi)凈空高度超過(guò)8m的民用建筑等場(chǎng)所，消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.35MPa，且消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按13m計(jì)算[9]； 2、計(jì)算 （1）選定消火栓、水槍、水帶型號(hào) 室內(nèi)消火栓是時(shí)候內(nèi)消防給水管網(wǎng)向火場(chǎng)供水的帶有專用接口的閥門，并且其與水帶相連，消火栓有SN型直角單出口、SN型45°單出口和SNS型直角雙出口三種[9]。消火栓的栓口直徑有50mm和65mm兩種，當(dāng)水槍出水流量小于5L/s時(shí)，可選用50mm的栓口[7]；當(dāng)水槍的出水流量大于等于5L/s時(shí)，宜選用直徑為65mm的栓口[7]。 該建筑的建筑高度為41.5m，屬于二類高層公共建筑，所以室內(nèi)消火栓取直徑為65mm的栓口。 水帶：現(xiàn)目前市面上的消火栓多配套直徑為65mm或50mm的膠里水帶，每個(gè)消火栓配備一條水帶，每個(gè)水帶長(zhǎng)度一般不超過(guò)25m[7]。本建筑室內(nèi)消火栓選擇長(zhǎng)25m，直徑65mm、膠質(zhì)襯里的水帶進(jìn)行配套。 水槍：直流水槍一般配備在室內(nèi)消火栓中[7]。水槍的噴嘴口徑有13mm、16mm、19mm三種，一般水槍與水帶的配套有3中情形：50mm水帶+13mm噴嘴、65mm水帶+19mm噴嘴、50mm/65mm水帶+16mm噴嘴[7]。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水槍最小流量不大于5L/s時(shí)，采用16mm的水槍[9]。故根據(jù)本建筑的實(shí)際情況，本次選擇噴嘴口徑為19mm的水槍。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)采用直徑為65mm的SN型直角單出口消火栓、長(zhǎng)25m直徑65mm膠質(zhì)襯里水帶與噴嘴口徑為19mm的水槍。 （2）確定消火栓的水槍充實(shí)水柱、設(shè)計(jì)噴嘴壓力和水槍設(shè)計(jì)流量。 充實(shí)水柱：根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，高層建筑、廠房、庫(kù)房和室內(nèi)凈空高度超過(guò)8m的民用建筑等場(chǎng)所，消防水槍充實(shí)水柱不應(yīng)小于13m[7]。本建筑室內(nèi)具體情況可確定水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度為13m，即Sk=13m。 系統(tǒng)水槍噴嘴處的水頭壓力可按公式（2-2）進(jìn)行計(jì)算： Hq=afSk1-φafSk （2-2） 式中：Hq水槍噴嘴處的水頭（m）； af-試驗(yàn)系數(shù)； Sk-水槍充實(shí)水柱（m）； φ-與水槍噴嘴口徑有關(guān)的阻力系數(shù)。 表2-2系數(shù)af值[7] Hq/m 6 8 10 12 16 af 1.19 1.19 1.20 1.21 1.24 表2-3系數(shù)φ的值[7] d/mm 13 16 19 φ 0.0165 0.0124 0.0097 設(shè)計(jì)噴嘴壓力：查表2-2可知，當(dāng)Sk=13m時(shí)，af=1.2175，查表2-3可知，當(dāng)噴嘴口徑為19mm時(shí)，φ≈0.0097。則按公式2-2得： Hq=afSk1-φafSk=1.2175×131-0.0097×1.2175×13m=18.70m （3）水槍設(shè)計(jì)流量 可按公式（2-3）計(jì)算： qf=βHq(2-3) 式中：qf-水槍的計(jì)算流量（L/s） Hq-水槍噴嘴處的水頭（m） β-與水槍噴嘴口徑有關(guān)的阻力系數(shù)。 表2-4水槍噴嘴流量系數(shù)β值[7] 噴嘴口徑/mm 13 16 19 22 β 0.346 0.793 1.577 2.834 查表2-4可知：當(dāng)噴嘴直徑為19mm時(shí)β=1.577 qf=βHq=1.577×18.70=5.43L/S 根據(jù)規(guī)范要求，水槍的設(shè)計(jì)流量不小于5L/S[7]，故滿足要求。 （4）確定室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的消防用水量。 根據(jù)表2-5可知： 表2-5建筑物室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量[7] 建筑物名稱 高度h（m）、層數(shù)、體積V（m3）、座位數(shù)n（個(gè)）、火災(zāi)危險(xiǎn)性 消火栓設(shè)計(jì)流量（L/s） 同時(shí)使用消防水槍數(shù) 每根豎管最小流量（L/s） 民用建筑 高層 住宅 27＜h≤54 10 2 10 h＞54 20 4 10 二類公共建筑 h≤50 20 4 10 一類公共建筑 h≤50 30 6 15 H＞50 40 8 15 本建筑的室內(nèi)消防用水量為20L/s，要求同時(shí)出4根水槍，且必須有2支水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)同一滅火點(diǎn)。每只水槍的最小流量為5.43L/s. （5）計(jì)算消火栓的保護(hù)半徑及布置間距 ①Lk的確定 Lk可按公式（2-4）進(jìn)行計(jì)算： Lk=Skcosπ4（2-4） 式中：Lk-充實(shí)水柱在平面上的投影長(zhǎng)度（m）； Sk-充實(shí)水柱長(zhǎng)度（m）。 則根據(jù)公式2-4計(jì)算得： Lk=Skcos45°=13×0.707=9.2m ②保護(hù)半徑 R可按公式（2-5）進(jìn)行計(jì)算： R=fLd+Lk（2-5） 式中：f-水帶鋪設(shè)系數(shù)，一般取0.8到0.9此處取0.8； Ld-水帶長(zhǎng)度（m）。 計(jì)算得： R=fLd+Skcos45°=0.8×25+9.2m=29.2m ③確定布置間距 該建筑物長(zhǎng)度為38.8m，寬度為17.9m。 為滿足規(guī)范要求，并考慮到該建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以每層均采用單排消火栓布置，如圖2-2所示： 圖2-2單排消火栓布置 Lf≤Rf2-bf2=29.22-8.952=27.79m 具體平面布置間CAD圖底。 （6）計(jì)算最不利點(diǎn)消火栓栓口處的水壓 Hxh=Hq+Hd+Hk（2-6） 式中： Hxh-室內(nèi)消火栓栓口處所需水壓（m）； Hq-水槍噴嘴處的水頭（m）； Hd-每條水帶的水頭損失（m）其中 Hd=AZLdqxh2，AZ-水帶阻力系數(shù)（由表2-6查得），Ld-水帶長(zhǎng)度（m）, qxh-實(shí)際通過(guò)的消防流量（L/s）； Hk-消火栓栓口水頭損失（m）,可按2m計(jì)算。 如圖2-3所示，Ⅰ 管為最不利立管，Ⅱ管為次不利立管，其中節(jié)點(diǎn)1為最不利消火栓。 圖2-3消火栓系統(tǒng)圖 根據(jù)題意，水帶為膠質(zhì)襯里水帶，直徑為65mm，長(zhǎng)25m，則查表2-6可得水帶阻力系數(shù)為0.00172，代入公式（2-6）得： Hxh(1)=Hq+Hd+2=18.70+0.00172×25×5.432+2=21.97m 表2-6水帶阻力系數(shù)AZ 水帶材料 水帶直徑/mm 50 65 膠質(zhì)襯里 0.00677 0.00172 （7）確定消防給水管網(wǎng)管徑 計(jì)算時(shí)管徑可按公式（2-7）進(jìn)行計(jì)算： D=4Qπv（2-7） 式中：D-管網(wǎng)管徑（m）； Q-管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量（m3/s）； v-流速（m/s）。 消防給水管徑根據(jù)流量和流速確定，消火栓給水管徑流速不應(yīng)大于2.5m/s[7]，規(guī)范規(guī)定，高層建筑消防立管管徑應(yīng)該上下一致[7]。因該建筑總消防用水量為20L/s，發(fā)生火災(zāi)同時(shí)出4支水槍，每根消防立管出2支水槍，則每根立管的流量分別為：5.43×2L/S=10.86L/S。 若取最大流速為2.5m/s則管徑為：D=4Qπv=4×0.010863.14×2.5=0.074m=74mm。 根據(jù)管道標(biāo)準(zhǔn)直徑，確定消防立管的直徑為100mm，則當(dāng)消防流量達(dá)到10.86L/s時(shí)，管內(nèi)流速為：V=QS=Qπr2=4QπD2=4×0.010863.14×0.12=1.38m/s<2.5m/s，滿足規(guī)范要求。 （8）計(jì)算最不利管路的水頭損失 i=2.966×10-7q1.852C1.852di4.87 （2-8） 式中：v-管道內(nèi)水的平均流速（m/s）； di-管道的內(nèi)徑m； q-管段消防給水設(shè)計(jì)流量（m）； C-海澄-威廉系數(shù)，可按表2-7取值。 表2-7各種管道水頭損失計(jì)算參數(shù) 管材名稱 當(dāng)量粗糙度ε/m 管道粗糙系數(shù)nε 海澄-威廉系數(shù)C 球墨鑄鐵管（內(nèi)襯水泥） 0.0001 0.011~0.012 130 鋼管（舊） 0.0005~0.001 0.014~0.018 100 鍍鋅鋼管 0.00015 0.014 120 銅管/不銹鋼管 0.00001 - 140 鋼絲網(wǎng)骨架PE塑料管 0.00001~0.00003 - 140 根據(jù)查表2-7得節(jié)點(diǎn)1的水力坡度： i1=2.966×10-7q11.852c1.852di4.87=2.966×10-7×5.431.8521201.8520.14.87=0.000071 節(jié)點(diǎn)2處消火栓栓口的水壓為 Hxh(2)=Hxh(1)+iL+H1-2=35+0.000071×3.3+3.3=38.3m 水槍射流量為qxh(2)=βHxh(2)-βHk1+βALd=Hxh(2)-HkALd+1β=38.3-20.00172×25+11.577=7.32L/s 近似認(rèn)為次不利立管的流量與最不利立管相同，則次不利立管的流量為: Q3=5.43L/s+7.32L/s=12.75L/S 因此，消防水泵流量Q4=2×12.75=25.5L/s 底部水平干管流速取2.5m/s,則管徑為： D4=4Q4Πv=4×0.02553.14×2.5=0.113m=113mm 根據(jù)管道標(biāo)準(zhǔn)直徑，確定水平干管的直徑為125mm，則當(dāng)消防流量達(dá)到25.5L/s時(shí)，管內(nèi)流速為： v4=Q4S=Q4Πr2=4Q4ΠD2=4×0.02553.14×0.1252=2.08m/s<2.5m/s 綜上，符合要求。 最不利管路的水頭損失計(jì)算表如表2-8所示 2-8最不利管路的水頭損失計(jì)算表 節(jié)點(diǎn)號(hào) 管段號(hào) 流量 管徑（mm) D*D 流速 i L 水頭損失Mpa 1 1-2 5.43 100 0.01 0.6917 0.000071 3.3 0.0002343 2 0 2-3 12.75 100 0.01 1.6242 0.000345 34.9 0.0120405 3 0 3-4 12.75 125 0.015625 1.0395 0.0001167 18.5 0.00215895 4 0 4-5 25.5 125 0.015625 2.0789 0.000421 10.83 0.00455943 5 0.01899318 （9）管路局部水頭損失 局部水力損失可以近似等于沿程水力損失的10%，則局部水力損失為： Hy=1.899318×0.1=0.1899318 綜上所述，總損失為局部水力損失和沿程水力損失之和。HΔ=hf+hy=1.899318+0.1899318=2.0892498≈2.1 （10）消防水泵選型 計(jì)算時(shí)水泵揚(yáng)程可按公式（2-9）進(jìn)行計(jì)算： H=H?+Hxh+Hw (2-9) 式中：H-水泵的揚(yáng)程（m）； H?-最不利點(diǎn)消火栓與水泵泵軸或進(jìn)水管起點(diǎn)間的高差（m）； Hxh-室內(nèi)消火栓栓口處所需水壓（m）； Hw-最不利計(jì)算管路的水頭損失（m）。 消防水池的最低水位標(biāo)高為-3.4m,水池最低水位與最不利點(diǎn)消火栓的高程差為 H=H?+Hxh+Hw=42.7+35+2.1=79.8m 故消防泵選擇KSLD363100-400（Ⅰ），Q=50l/s,H=52m,N=22Kw。 （11）增壓穩(wěn)壓設(shè)備 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，二類高層公共建筑消防水箱最低有效水位應(yīng)滿足水滅火設(shè)施最不利點(diǎn)處的靜水頭7m的要求[7]。該消防水箱的最低水位為42.1m，最不利點(diǎn)消火栓標(biāo)高為：41.5-3.3+1.1=39.3m 則消防水箱最低水位與最不利點(diǎn)消火栓靜水頭為 42.1-39.3=2.8m＜7m 因此，需要增壓設(shè)施。 本設(shè)計(jì)為獨(dú)立的消火栓系統(tǒng)，不與自動(dòng)噴淋系統(tǒng)合用。最不利點(diǎn)消火栓栓口的水壓為35m。 根據(jù)《消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備選用與安裝》(GJBT-474)(98S205),選用ZW-I-X-13型增壓穩(wěn)壓設(shè)備[10]。 （12）消防水箱和消防水池。 計(jì)算時(shí)消防水箱按公式（2-10）進(jìn)行計(jì)算： Vf=0.06QfTx(2-10) 式中：Vf-消防水箱有效容積（m3）； Qf-室內(nèi)消防用水量（L/s）； Tx-火災(zāi)持續(xù)時(shí)間（h）。 根據(jù)公式（2-10）得消防水箱有效容積為： Vf=0.06QfTx=0.06×25.5×10=15.3m3 根據(jù)規(guī)范：二類高層公共建筑消防水箱不應(yīng)小于12m3[7]，故最終消防水箱體積為15.3m3。 查規(guī)范知該建筑火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2h[7],所以本建筑消防水池有效容積為： V=3.6×2×25.5m3=183.6m3 （13）水泵接合器的設(shè)置個(gè)數(shù)和型號(hào) ①設(shè)置個(gè)數(shù) 水泵接合器設(shè)置的數(shù)量根據(jù)室內(nèi)消防用水量確定，該建筑室內(nèi)消防用水量為25.5L/s，每個(gè)水泵接合器的出水量為10~15L/s[7]。在此取15L/s,則水泵接合器的設(shè)置數(shù)量為：N=Qq=25.515=1.7≈2個(gè) 所以設(shè)置2個(gè)水泵接合器。 ②型號(hào) 選用地上式消防水泵接合器，型號(hào)為SQS150-1.6。公稱通徑150mm。1.6- 公稱壓力1.6MPa。 2.3本章小結(jié) 表2-9室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)照表 項(xiàng)目 該辦公樓 消防水泵 DFW100-250/2/37 消防水箱 15.3m3 消防水池 183.6 m3 水泵接合器 2個(gè) 增壓穩(wěn)壓設(shè)施 ZW—I-X-13型 設(shè)計(jì)流量 25.5L/s 室外消火栓 3個(gè) 19 第三章 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1系統(tǒng)分類及適用范圍 1、系統(tǒng)分類： （1）按灑水噴頭的型式不同，有閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)之分[11]； （2）按適用場(chǎng)所和工況不同，有濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)、干濕式交替系統(tǒng)和閉式自動(dòng)噴水—泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)等多種系統(tǒng)[11]；開(kāi)式系統(tǒng)也有雨淋系統(tǒng)和開(kāi)式自動(dòng)噴水—泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)之分[11]。 2、濕式、干式系統(tǒng)應(yīng)在開(kāi)放一只噴頭后自動(dòng)啟動(dòng)，預(yù)作用、雨淋系統(tǒng)應(yīng)在火災(zāi)探測(cè)器動(dòng)作報(bào)警時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)[10]。民用建筑大多都為濕式系統(tǒng)[11]。 3、適用范圍： （1）濕式系統(tǒng)，用于環(huán)境溫度不低于4℃，且不高于70℃的場(chǎng)所[11]；? （2）干式系統(tǒng)，用于環(huán)境溫度低于4℃，或高于70℃的場(chǎng)所[11]；? （3）預(yù)作用系統(tǒng)，用于系統(tǒng)處于準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，嚴(yán)禁管道漏水的場(chǎng)所[11]；嚴(yán)禁系統(tǒng)誤噴的場(chǎng)所；替代干式系統(tǒng)的場(chǎng)所[11]； （4）重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)，用于滅火后必須及時(shí)停止噴水的場(chǎng)所[11]；? （5）雨淋系統(tǒng)，用于火災(zāi)的水平蔓延速度快、閉式噴頭的開(kāi)放不能及時(shí)使噴水有效覆蓋著火區(qū)域的場(chǎng)所，嚴(yán)重Ⅱ級(jí)場(chǎng)所[11]。 3.2系統(tǒng)的選型 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，環(huán)境溫度在4℃到70℃之間的場(chǎng)所采用濕式系統(tǒng)[11]。并結(jié)合上述幾種系統(tǒng)的特點(diǎn)和適用范圍，本建筑采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 3.3系統(tǒng)概述 1、濕式系統(tǒng)由濕式報(bào)警閥組、閉式噴頭、水流指示器、控制閥門、末端試水裝置、管道和供水設(shè)施等組成[11]。系統(tǒng)的管道內(nèi)充滿有壓水，一旦發(fā)生火災(zāi)，噴頭動(dòng)作后立即噴水[11]。 2、工作原理：火災(zāi)發(fā)生的初期，建筑物的溫度隨之不斷上升，當(dāng)溫度上升到以閉式噴頭溫感元件爆破或熔化脫落時(shí)，噴頭即自動(dòng)噴水滅火[11]。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，滅火速度快，控火效率高，比較經(jīng)濟(jì)，適用范圍廣，占整個(gè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的75%以上,適合安裝在能用水滅火的建筑物、構(gòu)筑物內(nèi)[12]。 3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的靈魂，不但涉及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，而且還涉及系統(tǒng)的可靠性[13]。濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水利計(jì)算的目的在于確定管網(wǎng)管段管徑、計(jì)算管網(wǎng)所需的供水壓力、確定高位水箱的設(shè)置高度和選擇消防水泵[13]。 3.4.1火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的劃分 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)劃分為輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)、嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)、倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)[11]。 根據(jù)表3-1的標(biāo)準(zhǔn)該建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ 級(jí)。 表3-1設(shè)置場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)舉例[11] 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí) 設(shè)置場(chǎng)所舉例 輕危險(xiǎn)級(jí) 建筑高度為24m及以下的旅館、辦公樓；僅在走道設(shè)置閉式系統(tǒng)的建筑等 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ 級(jí) （1）高層民用建筑：旅館、辦公樓、綜合樓、郵政樓、金融電信樓、指揮調(diào)度樓、廣播電視樓（塔）等 （2）公共（含單、多高層）：醫(yī)院、療養(yǎng)院；圖書館（書庫(kù)除外）、檔案館、展覽館（廳）；影劇院、音樂(lè)廳和禮堂（舞臺(tái)除外）及其其他娛樂(lè)場(chǎng)所；火車站和飛機(jī)場(chǎng)及碼頭的建筑；總建筑面積小于5000㎡的商場(chǎng)、總建筑面積小于1000㎡的地下商場(chǎng)等 Ⅱ級(jí) （1）民用建筑：書庫(kù)、舞臺(tái)（舞臺(tái)葡萄架除外）、汽車停車場(chǎng)、總建筑面積5000㎡以上的商場(chǎng)、總建筑面積1000㎡及以上的地下商場(chǎng)、凈空高度不超過(guò)8m、物品高度不超過(guò)3.5m的自選商場(chǎng)等。 （2）工業(yè)建筑：棉毛麻絲及化纖的紡織、織物及制品、木材木器及膠合板、谷物加工、煙草及制品、飲用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造紙及紙制品、制藥等工廠的備料庫(kù)與生產(chǎn)車間。 嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ 級(jí) 印刷廠，酒精制品、可燃液體制品等工廠的備料庫(kù)與車間，凈空高度不超過(guò)8m、物品高度超過(guò)3.5m的自選商場(chǎng)。 Ⅱ級(jí) 易燃液體噴霧操作區(qū)域，固體易燃物品、可燃的氣溶膠制品、溶劑清洗、噴涂、油漆、瀝青制品等工廠的備料庫(kù)及生產(chǎn)車間，攝影棚、舞臺(tái)葡萄架下部。 倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ 級(jí) 食品、煙酒；木箱、紙箱包裝的不燃難燃物品等 Ⅱ級(jí) 木材、紙、皮革、谷物及制品、棉毛麻絲化纖及制品、家用電器、電纜、B組塑料與橡膠及其制品、鋼塑混合材料制品、各種塑料瓶盒包裝的不燃物品及各類物品混雜儲(chǔ)存的倉(cāng)庫(kù)等 Ⅲ級(jí) A組塑料與橡膠及其制品；瀝青制品等 表3-2民用建筑和工業(yè)廠房的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù) 火災(zāi)等級(jí)危險(xiǎn) 凈空高度/m 噴水強(qiáng)度/L?(min-1?m-2 作用面積/㎡ 噴頭工作壓力（MPa） 輕危險(xiǎn)級(jí) ≤8 4 160 0.1 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ 級(jí) 6 Ⅱ級(jí) 8 嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ 級(jí) 12 260 該建筑為中危Ⅰ級(jí)，根據(jù)表3-2得：噴水強(qiáng)度為6 L／（min·㎡)作用面積為160㎡,噴頭工作壓力為0.1MPa[11]。 3.5系統(tǒng)組件 3.5.1噴頭 本建筑采用的是閉式濕式系統(tǒng)，故噴頭為閉式噴頭。 1、根據(jù)規(guī)范規(guī)定，民用建筑和工業(yè)廠房在凈高不大于8m時(shí)可采用閉式噴頭[12]。根據(jù)CAD圖紙，本建筑層高均小于8m，符合規(guī)范。 2、根據(jù)規(guī)范要求，其公稱動(dòng)作溫度宜高于環(huán)境最高溫度30℃[12]。根據(jù)該建筑實(shí)際情況選擇公稱動(dòng)作溫度為68℃的玻璃球噴頭。液色為紅色。 3、噴頭的流量系數(shù)K與噴頭本身的性質(zhì)有關(guān)[13]。該建筑火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)等級(jí)，故選用噴頭公稱口徑為15mm的標(biāo)準(zhǔn)口徑噴頭。 表3-3不同公稱口徑噴頭對(duì)應(yīng)的流量特性系數(shù)K值[11] 噴頭名稱 噴頭公稱口徑/mm 流量系數(shù)K 適用場(chǎng)所 小口徑 10 57 輕危險(xiǎn)級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)口徑 15 80 各種危險(xiǎn)級(jí)，不同噴水輕度 大口徑 20 115 要求單個(gè)噴頭保護(hù)面積大的區(qū)域 超大口徑 ＞20 ＞115 貨架倉(cāng)庫(kù)等 4、根據(jù)規(guī)范規(guī)定：吊頂下布置的噴頭，應(yīng)采用下垂型噴頭，不做吊頂處應(yīng)采用直立型噴頭[12]。該建筑物地下一層為地下停車場(chǎng)，沒(méi)有吊頂，因此選用直立型噴頭，其余各層均有吊頂，故采用下垂式噴頭。 3.5.2水流指示器 1、工作原理：水流指示器通常設(shè)在自噴系統(tǒng)的分區(qū)配水管上，當(dāng)噴頭開(kāi)啟噴水滅火時(shí)，有大于預(yù)定流量的水流通過(guò)管道，水流指示器發(fā)出信號(hào)，向消防控制室指示開(kāi)啟噴頭所處的位置分區(qū)[12]?？捎糜跈z測(cè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)運(yùn)行狀況及確定火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的部位[12]。 2、技術(shù)參數(shù)：為了防止水流指示器因水壓瞬時(shí)波動(dòng)而誤報(bào)，應(yīng)該經(jīng)15~20秒延時(shí)后才報(bào)警[12]。其規(guī)格有七種，公稱直徑為50mm、70mm、80mm、100mm、125mm、150mm、200mm[12]。 3、設(shè)置要求：除報(bào)警閥組控制的噴頭只保護(hù)不超過(guò)防火分區(qū)面積的同層場(chǎng)所外，設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的每一個(gè)防火分區(qū)和每一個(gè)樓層均應(yīng)設(shè)置水流指示器[11]；水流指示器宜安裝在管道井中，以便于維護(hù)管理[11]。 3.5.3報(bào)警閥組 1、選型：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)使用的報(bào)警閥組根據(jù)其構(gòu)造和功能分為濕式報(bào)警閥組、干式報(bào)警閥組、干濕兩用報(bào)警閥組、雨淋報(bào)警閥組和預(yù)作用報(bào)警閥等[11]。該建筑選用濕式報(bào)警閥組。 2、濕式報(bào)警閥組由濕式報(bào)警閥、水力警鈴、壓力開(kāi)關(guān)、延遲器、控制閥等組成，用于濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，安裝在系統(tǒng)立管上，適用于環(huán)境溫度為4~70℃，且能用水滅火的建筑物或構(gòu)筑物內(nèi)[11]。 3、工作原理：發(fā)生火災(zāi)時(shí)，閉式噴水噴頭，由于水壓平衡小孔來(lái)不及補(bǔ)水，報(bào)警閥上面的水壓下降，濕式報(bào)警閥瓣前后產(chǎn)生壓力差從而開(kāi)啟，向立管及管網(wǎng)供水，同時(shí)水沿著報(bào)警閥的環(huán)形槽進(jìn)入延時(shí)器，壓力開(kāi)關(guān)及水力警鈴等設(shè)施，發(fā)出火警信號(hào)并啟動(dòng)消防泵[12]。 4、設(shè)置要求：根據(jù)規(guī)范要求。濕式系統(tǒng)報(bào)警閥組控制的噴頭數(shù)量不宜超過(guò)800只[11]；報(bào)警閥組宜安裝在安全易操作的地點(diǎn)，距地1.2m且供水最高與最低位置的噴頭高程差不宜大于50m[13]。 3.5.4末端試水裝置 1、末端試水裝置專用于測(cè)試系統(tǒng)能否在開(kāi)放1只噴頭的最不利條件下可靠報(bào)警并正常啟動(dòng)，對(duì)水流指示器、報(bào)警閥、壓力開(kāi)關(guān)、水力警鈴的動(dòng)作是否正常，配水管道是否暢通，以及最不利點(diǎn)處的噴頭工作壓力等，進(jìn)行綜合檢驗(yàn)[11]。 2、技術(shù)參數(shù)。末端試水裝置的額定工作壓力為1.2MPa,公稱直徑為10mm、15mm、20mm，對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)為57、80、115，與灑水噴頭一致[11]。因噴頭選用公稱口徑為15mm的標(biāo)準(zhǔn)噴頭，末端試水裝置也選用公稱口徑為15mm。 3.6噴頭、報(bào)警閥和水流指示器的布置 3.6.1噴頭布置 1、規(guī)范規(guī)定：除吊頂型噴頭及吊頂下安裝的噴頭外，直立型、下垂型標(biāo)準(zhǔn)噴頭，其濺水盤與頂板的距離，不應(yīng)小于75mm，不應(yīng)大于150mm[14]。 2、設(shè)置場(chǎng)所：根據(jù)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能的特點(diǎn)和濕式系統(tǒng)的特點(diǎn)。建筑物內(nèi)除了衛(wèi)生間、樓梯間、強(qiáng)弱電設(shè)備間、配電房、空調(diào)機(jī)房、水泵房以及凈空高度大于8m的場(chǎng)所外，均應(yīng)設(shè)置噴頭[14]。 3、布置的一般規(guī)定。結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該建筑采用矩形布置形式。布置間距應(yīng)符合表3-4的規(guī)定，且不應(yīng)小于2.4m。 表3-4同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距[14] 噴水強(qiáng)度/（L?min-1?m-2） 矩形或平行四邊形布置的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)/m 一只噴頭的最大保護(hù)面積/㎡ 噴頭與墻端的最大距離/m 6 4 12.5 1.8 8 3.6 11.5 1.7 4、配水管兩側(cè)每根配水支管控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)，中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所不應(yīng)超過(guò)8只[14]。 5、具體布置。根據(jù)表3-4得，因?yàn)樵摻ㄖ橹形級(jí)，所以噴頭噴水強(qiáng)度為6L/min㎡,噴頭采用矩形布置，長(zhǎng)邊最大為4m，一只噴頭的最大保護(hù)面積為12.5㎡，噴頭與端墻的距離不超過(guò)1.8m。本次設(shè)計(jì)中噴頭的間距根據(jù)建筑物的實(shí)際結(jié)構(gòu)情況有所調(diào)整，但仍滿足。上述規(guī)定，地下1層停車場(chǎng)和其他樓層由于火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的不同，布置的標(biāo)準(zhǔn)不同，且地下1層由于無(wú)吊頂采用的是直立型噴頭，其他樓層采用的是下垂型噴頭，具體布置見(jiàn)CAD 圖紙。 3.6.2報(bào)警閥的布置 依據(jù)規(guī)定，一個(gè)濕式報(bào)警閥組最多控制800個(gè)噴頭[14]。故該建筑物每層劃分為一個(gè)防火分區(qū)。綜上所述，該建筑物一共設(shè)置1個(gè)報(bào)警閥組。具體布置見(jiàn)CAD自噴系統(tǒng)圖。 3.6.3水流指示器的布置 根據(jù)規(guī)范規(guī)定：除報(bào)警閥組控制的噴頭只保護(hù)不超過(guò)防火分區(qū)面積的同層場(chǎng)所外，每個(gè)防火分區(qū)和樓層均應(yīng)設(shè)置水流指示器[14]。具體布置間CAD自噴平面圖。 3.7自噴系統(tǒng)水力計(jì)算 3.7.1確定系統(tǒng)管網(wǎng)形式 在本次設(shè)計(jì)中，該建筑為中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)應(yīng)采用枝狀管網(wǎng)中的中央中心型和側(cè)邊中心型兩種形式進(jìn)行布置。具體布置見(jiàn)CAD自噴平面圖。 3.7.2確定各段管網(wǎng)的管徑 本建筑為中危等級(jí)，根據(jù)規(guī)范要求，故各管段管徑見(jiàn)表3-5。 表3-5中危險(xiǎn)場(chǎng)所中配水支管、配水管控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù) 公稱管徑（mm） 控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)（只） 中危險(xiǎn)級(jí) 25 1 32 3 40 4 50 8 65 12 80 32 100 64 備注：因?yàn)橐?guī)范規(guī)定配水管網(wǎng)水壓不宜大于0.4兆帕，經(jīng)詢問(wèn)工程施工人員，故采用放大管徑的方式使最不利處管線配水管網(wǎng)小于0.4兆帕，另計(jì)算時(shí)若發(fā)現(xiàn)流速大于5m/s的管段，也將進(jìn)行管徑放大處理。最終具體管線標(biāo)注見(jiàn)CAD圖紙。 3.7.3選擇水力計(jì)算的方法 目前水力計(jì)算的方法有兩種，一種是最不利作用面積內(nèi)第一個(gè)噴頭的計(jì)算壓力取大家認(rèn)同值0.10MPa,另一種是最不利作用面積內(nèi)第一個(gè)噴頭的壓力應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定[15]。第二種方法計(jì)算的壓力和流量比較準(zhǔn)確，而第一種方法計(jì)算有一定的誤差[15]。但第一種方法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，因此，在實(shí)際工程中常被采用。 為了計(jì)算精確，本次設(shè)計(jì)選用特性系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。特性系數(shù)法的計(jì)算步驟如下： 1、確定設(shè)置場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)、選擇系統(tǒng)類型[16]； 2、確定設(shè)計(jì)基本參數(shù)，如作用面積和噴水強(qiáng)度[16]； 3、選擇和布置噴頭，并進(jìn)行管網(wǎng)布置[16]； 4、從系統(tǒng)設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)開(kāi)始，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)編號(hào)（節(jié)點(diǎn)是指噴頭處、管道分支連接處及變徑處）[16]； 5、從最不利點(diǎn)開(kāi)始累計(jì)流量，增加到設(shè)計(jì)秒流量為止，以后管段中流量不再增加，僅計(jì)算水頭損失[16]。 應(yīng)滿足下式（3-1）要求： Q設(shè)計(jì)=（1.15~1.30）Q理論（3-1） 式中：Q設(shè)計(jì)-系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量(L/s)； Q理論-噴水強(qiáng)度與假定作用面積的乘積（L/s）。 6、管道流量計(jì)算。在特性系數(shù)法中考慮噴頭出流屬于管嘴出流[16]。其出流量參考流體力學(xué)中管嘴流量公式(3-2)得： q=μω2gH=BH （3-2） 式中：q-噴頭出流量(L/s)； μ-噴頭作為管嘴的流量系數(shù)； ω-噴頭作為管嘴的出流斷面面積（㎡）； H-噴頭處的水壓MPa； B-噴頭的特性系數(shù)對(duì)玻璃型標(biāo)準(zhǔn)噴頭，其值為1.77×10-5。 7、管網(wǎng)水頭損失計(jì)算[16]。任一計(jì)算管段的沿程損失就算采用公式（3-3）： h=0.01AlQ2 (3-3) 式中：h-計(jì)算管段沿程損失（MPa）； A-管道比阻值（S2/m6）,見(jiàn)表（4-5）； l-計(jì)算管段長(zhǎng)度（m）； Q-管段流量（m3/s）。 局部水頭損失可按沿程水頭損失的20%取用。 表3-6管道比阻值 鍍鋅鋼管 公稱直徑/mm A(m3/s) 25 436700 32 93860 40 44530 50 11080 70 2898 80 1168 100 267.4 125 86.23 150 33.95 8、流量校核 管段中允許流速，鋼管不宜大于5m/s[16]。 按Vp=KcQ校核管路管徑，其中Kc由表3-7查得 表3-7Kc 的取值[16] 鋼管管徑（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 鋼管 1.833 1.05 0.85 0.47 0.283 0.204 0.115 0.53 - - 3.8針對(duì)性設(shè)計(jì) 3.8.1確定設(shè)計(jì)流量 本建筑物為二類高層建筑，按照建筑實(shí)際情況將每層劃分為一個(gè)防火分區(qū)結(jié)合建筑物泵房的位置，經(jīng)測(cè)量，選12層右下方房間作為最不利噴頭所在房間，所以在第12層該房間選取最不利噴頭，并將其編號(hào)為1以及選取此房間進(jìn)行計(jì)算，得到該自噴系統(tǒng)的配水管入口壓力，具體見(jiàn)CAD圖紙?，F(xiàn)繪制12層該房間最不利管路以及作用面積示意簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖3-1。 圖3-1噴頭平面布置及節(jié)點(diǎn)編號(hào) 由表3-2可確定該建筑自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴水強(qiáng)度為6L/(min?㎡)，作用面積為160㎡，則理論噴水流量為16L/s.因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量應(yīng)不小于1.3×16=20.8L/s。取最不利點(diǎn)處噴頭最低工作壓力為0.1MPa,如圖3-1所示對(duì)管路進(jìn)行節(jié)點(diǎn)