【文章內(nèi)容簡介】 高層建筑最不利點計算流量分配 室內(nèi)消防計算流量 /Ls1 最不利消防豎管出水槍數(shù) /支 相鄰消防豎管出水槍數(shù) /支 次相鄰消防豎管出水槍數(shù) /支 40 3 3 2 對于高層建筑，在確定通過個管段流量時，還要考慮以下幾個因素： a 火災(zāi)期間消防水流的兩種不同工況和流向。 火災(zāi)初期，由高位水箱向管網(wǎng)供水，此時，水流由上向下；消防泵啟動之后，由水泵向管網(wǎng)供水，此時水流自下而上。 b 滅火期間，管網(wǎng)水流運行的不利情況，即管網(wǎng)某段可能發(fā)生故障，消防水流需要繞行。 c 撲救火災(zāi)時， 消防車通過水泵結(jié)合器向管網(wǎng)供水的可能性。 水槍充實水柱長度應(yīng)根據(jù)建筑物層高和選定的水槍設(shè)計流量通過水力計算確定。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求對建筑高度不超過 100m的高層建筑，充實水柱長度不應(yīng)小于 10m。本建筑消火栓充實水柱長度取 Hm=10m，選用 DN65的消火栓，水槍口徑為 19mm, 襯膠水龍帶長度 L=25m。 R： R=Lp+Lk （ 21） 式中 Lp：水帶敷設(shè)長度， m。在寬闊地帶按水帶總長的 90%計算，當(dāng)轉(zhuǎn)折多時按水帶總長 的 80%～ 85%計算，本設(shè)計可取配備水帶長度 85%； Lk： 消防水槍 充實水柱 的水 平投影， m Lk=Hm COS α α : 消防水槍傾角，一般取 45176。，最大不應(yīng)超過 60176。 Hm ： 消防水槍充實水柱高度， m。 18 ∴ 消火栓保護半徑 R=Lp+Lk=25+10cos45176。= ，則在消火栓平面布置時，以。 S≤(R2b2)189。 式中 S：消火栓間距（ 2股水柱達到室內(nèi)任何部位）， m； R：消火栓保護半徑； b：消火栓的最大保護寬度，應(yīng)為一個房間的長度加走廊的寬度， m。 本設(shè)計取建筑最大寬度的一半，查圖得 b為 。則 S=(R2b2)189。= 合理確定水平干管，立管等位置。 在全面分析研究并確定消防管網(wǎng) 各 管段需要通過的流量后，按流量公式 Q= 188。πd2 選定流速，即可計算處各 管段管徑，或查水力計算表確定管徑。也可在豎管流量確定的基礎(chǔ)上，采用消防管道流速范圍中的中、低限來選定管徑。 消火栓管道系統(tǒng)的沿程水頭損失計算方法與給水管網(wǎng)計算相同，其局部水頭損失按沿程水頭損失的 10%采用，消火栓管道內(nèi)流速不應(yīng)大于 。 消火栓系統(tǒng)為環(huán)狀管網(wǎng)，在進行水力計算時，假設(shè)環(huán)狀管網(wǎng)某段斷開，并確定最不利消火栓和計算管路，以枝狀管路對消火栓進行計算。 由圖知， XL3為最不利管，按照最不利點消火栓的流量分配要求，最不利消防立管上出水水槍為 3 支，相鄰消防立管上出水槍為 3 支。 a 水槍 造成 10m充實水柱 根據(jù)公式： Hq=?f*Hm/（ 1?fΦHm） 所需的水壓 Hq及水槍噴嘴的出流量 qxh根據(jù)其公式制成下表，根據(jù)水槍口徑和充實水柱長度可查出。 表 23 Hm－ Hq－ qxh技術(shù)數(shù)據(jù) 充實水柱/m 水槍噴口直徑 /mm 13 16 19 19 Hq/mH2O qxh/Ls1 Hq/mH2O qxh/Ls1 Hq/mH2O qxh/Ls1 10 查表知水槍流量為 ＜ 5 L/s；由規(guī)范知一支消火栓流量 qxh0應(yīng)為 5L/s。所以需提高工作壓力，增大流量。可按下式計算： Hq= q2xh0/B 表 24 水槍水流特性系數(shù) 水槍噴口直徑 /mm 13 16 19 22 B 查表得 B=。則實際需要的消火栓口處的壓力為 Hq= q2xh0/B =52/= mH2O。 其實際的充實水柱長度為： 表 25 系數(shù)值 Hm/m 6 8 10 12 16 α f 表 26 系數(shù)值表 df/mm 13 16 19 ? 查表得 α f ； ? ，則 Hm=Hq/α f (1+? Hq)=(1+) = mH2O (24) 水流通過水龍帶的水頭損失 hd可按下式計算： hd= AzLdq2xh0 式中 Ld：水帶長度， m； Az：水帶阻力系數(shù)； qxh0：水槍噴嘴的出流量， L/s。 表 27 水帶阻力系數(shù) 20 水帶材料 水帶直徑 /mm 襯膠 50 65 80 由上表知襯膠水龍帶，當(dāng)直徑為 DN65mm時， Az=；水槍噴嘴實際的出流量qxh0=。則水流通過水龍帶的水頭損失 hd=25= 消火栓口處所需壓力 Hxh=Hq+Hd+Hk (26) 式中 Hxh：消火栓口處的壓力， kPa； Hq：水槍噴嘴處的壓力， kPa； hd ：水帶的水頭損失， kPa； Hk ：消火栓栓口的水頭損失，按 20 kPa計算，即 2mH2O。 水槍噴嘴處的壓力 Hq =，則 Hxh=++2= mH2O。 考慮三股水柱作用，消防立管實際流量為 15L/s，選 DN125鋼管， v=1000i=. 考慮該建筑發(fā)生火災(zāi)時能同時保證供應(yīng) 4股水柱，消火栓用水量 Q=8*5=30L/s 消火栓環(huán)狀給水管網(wǎng)采用 DN150鋼管， v= 1000i= 水池最低水位至管網(wǎng)長度為 ，水池至最不利消火栓高度為 沿程水頭損失為 Σ iL=*+*= 局部水頭損失按沿程水頭損失 10%計算，則總水頭損失 h= iL=*= b 消防管網(wǎng)的水力計算： ⑴ 水泵供水工況。 最不利消火栓到消防泵的高層差為 ，消防立管流量為 15L/s，選立管管徑為d=125mm， 1000i=， v=。消防環(huán)管流量 30L/s，環(huán)管管徑 dg=150mm， 1000i=81，v=，環(huán)管長度 22m 最不利消火栓到消防泵的管長為 ，沿程水頭損失為： Σ iL=（ 22*81+*） /1000== 局部水頭損失按沿程水頭損失 10%計算，則總水頭損失為 h= iL= 21 消防泵所需揚程為 Hb=hg+hz+Hxh=+= 消防泵流量為 5*6=30 選擇消防泵 2臺 ，型號 DA1504，一用一備。 水泵接合器 按《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，每個水泵接合器按 1015L/s計算，本建筑室內(nèi)消防設(shè)計水量為 30L/s，故設(shè)置 3個水泵接合器，型號為 SQB150. ⑵ 水箱高度的校核。 由于水箱高度已定， 火災(zāi)初期由水箱供水，水流自上向下流動，計算出消防水流量由消防水箱至最不利點消火栓處的水頭損失，為校核水箱安裝高度是否滿足消防壓力提供依據(jù)。 最不利消火栓實際流量為 5L/s，消防立管流量 15L/s，管徑 125mm， 1000i=，v=,L=：消防立管環(huán)流量為 30L/s，管徑 d=150mm， 1000i=，v=,L=。 高位水箱的設(shè)置高度應(yīng)滿足下式要求： Hx=Hxh+Hg (28) 式中 Hx：高位水箱最低液位與最不利點消火栓之間的垂直壓力差， kPa； Hxh：最不利點消火栓所 需水壓， kPa； Hg：管路的總水頭損失， kPa。 H= 水箱對最不利點的消火栓作用壓力是 5m，不能滿足最不利點的消火栓水壓要求，應(yīng)選擇氣壓供水加壓設(shè)備。 3 自噴系統(tǒng) 收集資料 根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，本建筑為商住樓，其高度大于 50m 的公共建筑，屬于一類高層建筑，設(shè)置室內(nèi)自動噴淋滅火給水系統(tǒng)。 方案確定 濕式自動噴水滅火系統(tǒng) 22 系統(tǒng)組成：閉式噴頭、管道系統(tǒng)、濕式報警閥、報警裝置和供水設(shè)施等。 工作原理：該系統(tǒng)具有自動探測、 報警和噴水的功能，也可以與火災(zāi)自動報警裝置聯(lián)合使用。之所以稱為濕式自動噴水滅火系統(tǒng)，是由于其供水管路和噴頭內(nèi)始終充滿有壓水。 發(fā)生火災(zāi)時，火焰或高溫氣流使閉式噴頭的熱敏感元件動作，噴頭開啟，噴水滅火。此時，管網(wǎng)中的水由靜止變?yōu)榱鲃樱顾髦甘酒鲃幼魉统鲭娦盘?，在報警控制器上指示某一區(qū)域已在噴水。由于噴頭開啟持續(xù)噴水泄壓造成濕式報警閥上部水壓低于下部水壓，在壓力差的作用下，原來處于關(guān)閉狀態(tài)的濕式報警閥就自動開啟，壓力水通過報警閥流向滅火管網(wǎng)，同時打開通向水力警鈴的通道，水流沖擊水力警鈴發(fā)出聲響報警信號?？刂浦?心根據(jù)水流指示器或壓力開關(guān)的報警信號，自動啟動消防水泵向系統(tǒng)加壓供水，達到持續(xù)自動噴水滅火的目的。適用于常年溫度不低于 40C，且不高于 700C 的場所。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟，施工管理方便，滅火速度快，使用廣泛。 干式自動噴水滅火系統(tǒng) 系統(tǒng)組成：干式報警閥組、空壓機、壓力維持裝置、快速排氣裝置、氣體干燥裝置。 工作原理：干式自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥后的噴淋管網(wǎng)內(nèi)平時充以有壓氣體，與報警閥前的供水壓力保持平衡，報警閥處于緊閉狀態(tài)。火災(zāi)發(fā)生時火源上方噴頭開啟，管網(wǎng)中的壓縮空氣借助排氣閥或加速排氣閥排除，閥后管 網(wǎng)壓力下降，報警閥開啟。消防水進入閥后管網(wǎng)，從而開啟噴頭滅火。安裝在供氣管道上的壓力開關(guān)監(jiān)視器系統(tǒng)管網(wǎng)的氣壓情況，平時的輕微漏氣由空壓機補給。 系統(tǒng)特點：因報警閥后的管網(wǎng)平時無水，可避免凍結(jié)或水氣化的危險，常用于一些濕式自動噴水滅火系統(tǒng)無法使用的場所，且管網(wǎng)容積不宜超過 1500L。適用于常年溫度不低于 40C，且不高于 700C的場所。其缺點是系統(tǒng)增加了充氣設(shè)備，對管網(wǎng)的氣密性要求較嚴(yán)格，施工管理復(fù)雜，開啟滅火噴水后要排除管道中的氣體才能噴水，有遲滯性。 預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng) 系統(tǒng)組成：火災(zāi)探 測報警系統(tǒng)、閉式噴頭、預(yù)作用閥、充氣設(shè)備、管道系統(tǒng)及控制組件等。 系統(tǒng)的特點是：具有干式自動噴水滅火系統(tǒng)平時無水的優(yōu)點，在預(yù)作用閥以后的管網(wǎng)中平時不充水，而充加壓空氣或氮氣，或是干管，只有在發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)探測系統(tǒng)自動打開預(yù)作用閥，才使管道充水變成濕式系統(tǒng)，可避免因系統(tǒng)破損而造成的水漬損失；同時它又沒有干式自動噴水滅火系統(tǒng)必須待噴頭動作后排完氣才能噴水滅火，延遲噴頭噴水時間的缺點；另外，系統(tǒng)有早期報警裝置，能在噴頭動作之前及時報警，以便及早組織撲救。系 23 統(tǒng)將濕式噴水滅火系統(tǒng)與電子報警技術(shù)和自動化 技術(shù)緊密結(jié)合，使系統(tǒng)更完善和安全可靠，從而擴大了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。 通過對比分析，此次設(shè)計選擇濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。 表 31 濕式自動噴水滅火系統(tǒng)主要部件 編號 名稱 用途 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 閉式噴頭 火災(zāi)探測器 水流指示器 水力警鈴 壓力開關(guān) 延遲器 過濾器 壓力表 濕式報警閥 閘閥 截止閥 放水閥 火災(zāi)報警控制箱 感知火災(zāi)，出水滅火 感知火災(zāi)，自動報警 輸出電信號，指示火災(zāi)區(qū)域 發(fā)出音響報警信號 自動報警或自動控制 克服水壓波動引起的誤報警 過濾水中雜質(zhì) 指示系統(tǒng)壓力 系統(tǒng)控制閥，輸出報警水流 總控制閥門 試警鈴閥和末端試驗裝置 檢修系統(tǒng)時放空用 接收電信號并發(fā)出指令 注： 1其中閉式噴頭采用玻璃球灑水噴頭，地下采用玻璃球灑水噴頭中的直立型灑水噴頭，地上采用玻璃球灑水噴頭中的吊頂型灑水噴頭。 2 壓力開關(guān)、延遲器、壓力表、濕式報警閥統(tǒng)稱為濕式報警閥組。 噴頭布置形式在《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》 (以下簡稱《噴規(guī)》 )中只提到正方形布置，至于別的布置形式是在設(shè)計手冊中出現(xiàn)的，究其原因：正方形布置噴水均勻、布置方便、應(yīng)用 較多。設(shè)計中除正方形布置外常用的還有長方形、菱形布置等。究竟采用哪種形式，筆者認(rèn)為宜按噴頭實際工作壓力并結(jié)合結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置形式確定，其優(yōu)點是：既能滿足規(guī)范要求的噴水強度，又能靈活適應(yīng)建筑分隔的變化。對地下車庫及一些不設(shè)吊頂?shù)姆块g又可將噴頭布置在主梁分格中，從而提到高建筑的使用空間。 自噴滅火系統(tǒng)中噴頭布置間距及間距范圍《噴規(guī)》第 4． 1． 1 條規(guī)定，中危險級建筑噴頭布置的最大水平間距為 3． 6 m，條文中沒有注明這是在最不利點噴頭的工作壓力為 9． 8KPa、作用面積內(nèi)平均噴水強度為 6 L／ min m2 的條件下 定出的間距，因而造成民用建筑中出現(xiàn)不少噴頭靠柱布置，使該處噴頭噴水受阻，并在柱周圍形成不被噴水覆蓋的空白，對滅火十分不利。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是設(shè)計 (或施工 )忽視了規(guī)范規(guī)定 3． 6 m 24 間距的特定條件，沒有考慮到結(jié)構(gòu)柱距對噴頭布置的影響，這種布置應(yīng)用在僅布一排噴頭的走道就更值得研究，其結(jié)果是：對寬走道可能大于實際需要的間距，造成噴水覆蓋的空白，留下火災(zāi)隱患；對于窄走道則可能小于實際所需要