【正文】 消火栓系統(tǒng)給水方式本設(shè)計(jì)中室內(nèi)消火栓系統(tǒng)最不利點(diǎn)消火栓標(biāo)高為 。當(dāng)建筑物高度低于 100m，最不利點(diǎn)消火栓口保持靜水壓力大于等于 。，最低點(diǎn)24消火栓口靜壓力為 m 小于 80m，可采用不分區(qū)方式給水系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)采用不分區(qū)方式給水系統(tǒng)，火災(zāi)初期前 10 分鐘由屋頂高位水箱供水，報(bào)警啟動(dòng)消防泵后由高壓消防泵加壓供水。消火栓系統(tǒng)整體構(gòu)成環(huán)狀網(wǎng)，高位水箱與消火栓給水系統(tǒng)相連，中間加設(shè)止回閥，閘閥等消防閥門附件。 消火栓系統(tǒng)的布置 [3]1)消火栓給水管網(wǎng)布置①高層建筑室內(nèi)的消防給水系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)必須分開設(shè)置，自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。消防給水管道應(yīng)該布置成環(huán)狀，橫向、豎向均成環(huán)。在環(huán)狀管道管道上需要引申支管時(shí)，則支管平行梁、墻布置，既美觀又便于設(shè)置支架。消防立管盡量沿著墻、柱布置，并考慮設(shè)置消火栓方便，在管道井安裝或建筑內(nèi)隱蔽處明裝。消防水箱的消防出水管與環(huán)狀管網(wǎng)連接時(shí)，考慮到管路較短，且閥門配件較少，采用一條管路。消防水泵的壓水管設(shè)置兩條管路與地下消防管網(wǎng)相對(duì)連接。水泵和壓水管應(yīng)滿足水量與水壓的要求。②室內(nèi)消防給水管網(wǎng)的進(jìn)水管不應(yīng)少于兩根，當(dāng)其中一根發(fā)生故障時(shí)，其余的進(jìn)水管能保證設(shè)計(jì)要求的消防流量和水壓。③《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求，室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)上應(yīng)采用閥門分成若干獨(dú)立段，以備檢修。閥門的設(shè)置應(yīng)便于管網(wǎng)維修和使用安全，檢修關(guān)閉閥門后，停止使用的消防立管不應(yīng)多于 1 跟，在一層中停止使用的消火栓不應(yīng)多于 4 個(gè)。本建筑主體建筑消防立管的上下兩端分別設(shè)置閥門，以便于立管檢修，同時(shí)在橫干管上設(shè)置了閥門將系統(tǒng)分為若干個(gè)獨(dú)立段，閥門按分水節(jié)點(diǎn)的管道數(shù) n1 的原則設(shè)置。2)消火栓布置按規(guī)范要求設(shè)消火栓消防給水系統(tǒng)的建筑內(nèi)，每層均應(yīng)設(shè)置消火栓。室內(nèi)消火栓的合理布置，直接關(guān)系到撲救火災(zāi)的效果。因此，高層建筑的各層包括和主體建筑相連的附屬建筑均應(yīng)合理設(shè)置消火栓。消火栓間距布置應(yīng)滿足下列要求：①每個(gè)消火栓處應(yīng)設(shè)啟動(dòng)消防水泵按鈕，并應(yīng)設(shè)置保護(hù)按鈕措施。消火栓箱可根據(jù)建筑要求明裝或嵌墻安裝。②設(shè)有室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的建筑物，其各層應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)置在樓梯出入處或樓梯前室、走到等明顯易于取用的地點(diǎn)。25③消防電梯前室內(nèi)應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓。該消火栓可作為普通的室內(nèi)消火栓使用。④設(shè)有室內(nèi)消火栓的建筑，應(yīng)在平屋頂上或通向屋頂?shù)淖罡邩翘蓍g內(nèi)設(shè)置帶有壓力表的供試驗(yàn)和檢查用的消火栓。該消火栓不應(yīng)設(shè)在電梯機(jī)房內(nèi)。⑤高層建筑室內(nèi)消火栓直徑采用 65mm，配水的水龍頭長度不應(yīng)超過 25 米，水槍噴嘴口徑不應(yīng)小于 19 mm。栓口離地面或樓板面得高度宜為 ，其出水方向宜向下或與設(shè)置消火栓的墻面垂直。⑥按照消防栓的機(jī)械強(qiáng)度，消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于 ，當(dāng)大于 時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于 時(shí)，應(yīng)采取減壓措施。本設(shè)計(jì)在建筑物屋頂設(shè) 1 個(gè)裝有壓力顯示裝置的檢驗(yàn)用消火栓。在消火栓平面布置時(shí)，結(jié)合建筑平面圖，建筑防火分區(qū)，以 為消火栓保護(hù)半徑，以 為布置間距，每個(gè)著火點(diǎn)同時(shí)有 2 股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)的原則，將消火栓分散布置在樓層走道、樓梯、大廳入口附近等明顯、經(jīng)常有人走動(dòng)，易于取用的地方。 消火栓給水管道的材料室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)采用普通碳素?zé)o縫鋼管。此類鋼管具有強(qiáng)度高、承受壓力大、抗震性能好、長度大、重量比鑄鐵管輕、接頭少、加工安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。除在需要拆解的地方采用法蘭連接外、其余為焊接。無縫鋼管同一外徑下有多種壁厚，按管道承壓情況選擇壁厚。鋼管防腐采用刷油防腐，刷防銹漆 2 道，面漆 2 道。根據(jù)上述管道布置要求進(jìn)行消火栓系統(tǒng)平面布置，具體平面布置見消火栓系統(tǒng)平面布置圖（圖紙）。根據(jù)具體平面圖，管線的標(biāo)高相對(duì)位置（軸側(cè)關(guān)系）進(jìn)行系統(tǒng)圖繪制，具體系統(tǒng)圖見消火栓給水系統(tǒng)系統(tǒng)圖（圖紙）。 消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 水槍噴嘴處所需的水壓 (34)10()fmHqkPa????式中 水槍垂直射流高度，m；H 實(shí)驗(yàn)系數(shù)，查表 34；f? 是與水槍噴嘴口徑有關(guān)的阻力系數(shù)查表 35。?26表 34 系數(shù) 值f?Tab 34 coefficient values /mmH6 8 10 12 16f? 表 35 系數(shù) 值?Tab 35 coefficient values /mmfD13 16 19? ()fmHqkPa????＝12／(1－12)＝ 2O＝169kpa 水槍噴嘴的出流量 (35) qxhBH?式中 水槍射出流量，L/s；xhq 水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，查表 36；B 同上。qHqxhBH?= ?= 5L/s 所以取噴口流量 =。xhq處于供水安全考慮，故最不利消火栓出流量定為 ，充實(shí)水柱為 12m。表 36 水槍水流特性系數(shù)Tab 36 Water gun water flow characteristic coefficient水槍噴口直徑 /mm 13 16 19 22B 27 水帶水頭損失： (36)2zAxhddqL?式中 水帶水頭損失，mH 2O；dh 水帶長度，m；L 水帶阻力系數(shù)，采用襯膠材料的，見表 37；zA 同上。xhq=dhzALxhq2=25= mH2O。表 37 水帶阻力系數(shù) 值z(mì)ATab 37 water resistance coefficient values水帶直徑/mm水帶材料50 65 80麻織 襯膠 消火栓栓口所需水壓= + + (37) xhHqdk式中 消火栓口的水壓，mH 2O；xh水槍噴嘴處的壓力，mH 2O；q 水帶的水頭損失，mH 2O；d消火栓栓口水頭損失，mH 2O，一般按 2 mH2O 計(jì)算。kH則： = + +xhqHdk=++2= mH2O。 消防管網(wǎng)水力計(jì)算表 38 高層和超高層建筑最不利點(diǎn)計(jì)算流量分配Tab 38 highlevel and tall building the most unfavorable point calculation flow distribution室內(nèi)消防流量/ 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10 220 2 225 3 230 3 32840 3 3 2注：①出兩支水槍的豎管，如設(shè)置雙出口消火栓時(shí)，最上一層按雙出口消火栓進(jìn)行計(jì)算。 ②出三支水槍的豎管，如設(shè)置雙出口消火栓時(shí)，最上一層按雙出口消火栓加相鄰下一層水槍進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)規(guī)范該建筑設(shè)計(jì)采用不分區(qū)方式給水系統(tǒng)?；馂?zāi)初期由水箱供水，水流自上向下流動(dòng)，計(jì)算出消防流量由消防水箱至最不利點(diǎn)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)。根據(jù)規(guī)范，按照最不利點(diǎn)消防豎管和消火栓的流量分配要求，最不利消防豎管為 XFL4，出水槍數(shù)為 3支。次不利消防豎管 XFL5，出水槍數(shù)為 3 支，次次不利豎管為 XFL6，出水槍數(shù)為 2 支，最不利點(diǎn)為 1 點(diǎn)。 圖 31 為消火栓系統(tǒng)水力計(jì)算圖。圖 31 消火栓管網(wǎng)計(jì)算圖29Fig 31 Fire hydrant pipe work calculation chart1) 消火栓管網(wǎng)水力計(jì)算已知消火栓豎管管徑不得低于 DN100，故豎管都選取 DN100 的鋼管。最不利消火栓豎管 XFL4 上1 點(diǎn)消火栓口所需水壓: = + +xhHqdk=++2= mH2O。2 點(diǎn)消火栓口所需水壓: ＝ ＋ (1 點(diǎn)和 2 點(diǎn)的消火栓間距)＋ (12 管段的水頭損失)2xhdh＝＋＋ ＝ 2O?水槍射流量： (38)kxdHBqLAH???22得 L/ ??????BALqd3 點(diǎn)消火栓口所需水壓: ＝ ＋ (2 點(diǎn)和 3 點(diǎn)的消火栓間距)＋ (23 管段的水頭損失)3H2dh＝＋＋ ＝ 2O?水槍射流量: L/ ??????BALqd由于豎管 XFL4 到豎管 XFL5 之間的橫向干管管徑較大，水流量較小，沿程水頭損失忽略不計(jì)，即豎管 XFL5 的計(jì)算同豎管 XFL4 的計(jì)算。次次不利豎管 XFL6 上1”點(diǎn)消火栓口所需水壓 := + +xhHqdk=++2= mH2O。2”點(diǎn)消火栓口所需水壓 : ＝ ＋ (1 點(diǎn)和 2 點(diǎn)的消火栓間距)＋ (12 管段的水頭損失)2xhdh30＝＋＋ ＝ 2O?水槍射流量: L/ ??????BALHqd將計(jì)算得出的數(shù)據(jù)列入消火栓水力計(jì)算表 39 中。表 39 消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計(jì)算表Tab 3 9 fire hydrant water system hydraulic calculation table 計(jì)算管段設(shè)計(jì)秒流量/Ls1 管長 L/m管徑DN/mm流速 V/ms1單阻 i/mm1沿程水頭損失/m12 100 23 +＝ 100 34 += 100 45 150 56 +＝ 150 67 += 150 ∑hy= m消火栓給水系統(tǒng)中局部水頭損失按 10%的沿程水頭損失計(jì)算：故總水頭損失為 ==消火栓給水系統(tǒng)所需總水壓：= + + (39)XlxhHw式中 最不利點(diǎn)消火栓與消防貯水池最低水位的位置高差，m ；l=（4）++=H= =消火栓總用水量 ＝，故選用消防泵型號(hào)為：80GDL54147 型立式多級(jí)離xQ心清水泵 2 臺(tái)，一用一備。（Q＝54L/s，H＝98m，n=2900r/min）。 水箱安裝高度校核與計(jì)算 [11]高位水箱的設(shè)置高度應(yīng)滿足下式要求： (310)gxhXH??式中 高位水箱最低液位與最不利點(diǎn)消火栓之間的垂直壓力差，mH 2O；XH31 最不利點(diǎn)消火栓所需水壓，mH 2O；xhH 管路的總水頭損失，mH 2O。g已知 =7 mH2O，水損 =(++）= 2O，xhg則 + = mH2O。消防水箱的出水口標(biāo)高為 63+=，最不利消火栓的xHg標(biāo)高為 +=，消防水箱供給最不利消火栓的靜壓 =,不滿足要求，需要設(shè)增壓設(shè)施。水箱的容積計(jì)算按 10 分鐘消防用水量計(jì)算，由于消火栓消防水箱與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防水箱合用故水箱計(jì)算將于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水箱計(jì)算中進(jìn)行計(jì)算。 增壓設(shè)施的計(jì)算與選擇 [7] mH2O 本建筑采用補(bǔ)氣式立式氣壓給水設(shè)備供水。????xgxhHP1)氣壓罐內(nèi)的最低工作壓力 應(yīng)滿足管網(wǎng)最不利處的配水電所需要水壓： 2)氣壓罐內(nèi)的最低工作壓力為 ，不得使管網(wǎng)最大水壓處配水點(diǎn)的水壓大于。 (311)098..12???bP?式中 為罐內(nèi)空氣最小工作壓力與最大工作壓力的比值（以絕對(duì)大氣壓力計(jì)），一b?般采用 ～，本設(shè)計(jì)中取 。則 =。???P 3)氣壓水罐內(nèi)水的調(diào)節(jié)容積 ：2qV (312)qbaqn42???式中 為安全系數(shù)，宜取 ～，設(shè)計(jì)中取 ； 為水泵在 1 小時(shí)內(nèi)的啟動(dòng)次數(shù)，a? qn一般為 6～8 次，設(shè)計(jì)中取 7 次。 根據(jù)規(guī)范，消火栓系統(tǒng)單設(shè)氣壓罐時(shí)，穩(wěn)壓泵流量為b5L/s。則氣壓罐內(nèi)的調(diào)節(jié)容積 =179。??qV324)氣壓水罐的總?cè)莘e ：qV (313)bqV????1式中 為氣壓水罐的容積系數(shù)，補(bǔ)氣立式取 ； =179。? ???q5)水泵或泵組的流量按給水系統(tǒng)最大小時(shí)用水，即所需揚(yáng)程以氣壓水罐內(nèi)的平均壓力計(jì)算，即揚(yáng)程 MPa=。????pH氣壓給水設(shè)備的泵選用一備一用，自動(dòng)切換。泵選用 IL 型 150125250，兩臺(tái)一用一備。流量參數(shù)為 3L/s6L/s，揚(yáng)程 3m5m。氣壓給水設(shè)備上裝有安全閥、壓力表、泄水管、水位計(jì)、泄水管和密閉人孔等附件。氣壓給水罐的進(jìn)出水管合設(shè)為一條，設(shè)備最低處設(shè)有泄空閥門，氣壓給水泵應(yīng)設(shè)自動(dòng)開關(guān)裝置。氣壓給水設(shè)備安裝在樓頂水箱間內(nèi)，罐頂至頂棚距離不宜小于 ，底座高出水箱間地面 。 減壓孔板的設(shè)計(jì)與計(jì)算 [7]按“高規(guī)”第 條“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于 ，當(dāng)大于 時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于 時(shí)，消火栓前設(shè)減壓裝置”。通常所設(shè)的減壓裝置是減壓孔板。設(shè)置孔板，一是安裝方便，二是便于調(diào)整?？装宓拇笮】赏ㄟ^計(jì)算得到。消火