【正文】 消火栓系統(tǒng)給水方式本設計中室內消火栓系統(tǒng)最不利點消火栓標高為 。當建筑物高度低于 100m，最不利點消火栓口保持靜水壓力大于等于 。，最低點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)。本次設計采用不分區(qū)方式給水系統(tǒng)，火災初期前 10 分鐘由屋頂高位水箱供水，報警啟動消防泵后由高壓消防泵加壓供水。消火栓系統(tǒng)整體構成環(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高層建筑室內的消防給水系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)必須分開設置，自成一個獨立系統(tǒng)。消防給水管道應該布置成環(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，則支管平行梁、墻布置，既美觀又便于設置支架。消防立管盡量沿著墻、柱布置，并考慮設置消火栓方便，在管道井安裝或建筑內隱蔽處明裝。消防水箱的消防出水管與環(huán)狀管網(wǎng)連接時，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置兩條管路與地下消防管網(wǎng)相對連接。水泵和壓水管應滿足水量與水壓的要求。②室內消防給水管網(wǎng)的進水管不應少于兩根，當其中一根發(fā)生故障時，其余的進水管能保證設計要求的消防流量和水壓。③《高層民用建筑設計防火規(guī)范》要求，室內消火栓給水管網(wǎng)上應采用閥門分成若干獨立段，以備檢修。閥門的設置應便于管網(wǎng)維修和使用安全，檢修關閉閥門后，停止使用的消防立管不應多于 1 跟，在一層中停止使用的消火栓不應多于 4 個。本建筑主體建筑消防立管的上下兩端分別設置閥門，以便于立管檢修，同時在橫干管上設置了閥門將系統(tǒng)分為若干個獨立段，閥門按分水節(jié)點的管道數(shù) n1 的原則設置。2)消火栓布置按規(guī)范要求設消火栓消防給水系統(tǒng)的建筑內，每層均應設置消火栓。室內消火栓的合理布置，直接關系到撲救火災的效果。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合理設置消火栓。消火栓間距布置應滿足下列要求：①每個消火栓處應設啟動消防水泵按鈕，并應設置保護按鈕措施。消火栓箱可根據(jù)建筑要求明裝或嵌墻安裝。②設有室內消火栓給水系統(tǒng)的建筑物，其各層應設置室內消火栓。室內消火栓應設置在樓梯出入處或樓梯前室、走到等明顯易于取用的地點。25③消防電梯前室內應設室內消火栓。該消火栓可作為普通的室內消火栓使用。④設有室內消火栓的建筑，應在平屋頂上或通向屋頂?shù)淖罡邩翘蓍g內設置帶有壓力表的供試驗和檢查用的消火栓。該消火栓不應設在電梯機房內。⑤高層建筑室內消火栓直徑采用 65mm，配水的水龍頭長度不應超過 25 米，水槍噴嘴口徑不應小于 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置消火栓的墻面垂直。⑥按照消防栓的機械強度，消火栓栓口的靜水壓力不應大于 ，當大于 時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于 時，應采取減壓措施。本設計在建筑物屋頂設 1 個裝有壓力顯示裝置的檢驗用消火栓。在消火栓平面布置時，結合建筑平面圖，建筑防火分區(qū)，以 為消火栓保護半徑，以 為布置間距，每個著火點同時有 2 股充實水柱同時到達的原則，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，易于取用的地方。 消火栓給水管道的材料室內消火栓給水系統(tǒng)采用普通碳素無縫鋼管。此類鋼管具有強度高、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。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，管線的標高相對位置（軸側關系）進行系統(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)設計計算 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 實驗系數(shù)，查表 34；f? 是與水槍噴嘴口徑有關的阻力系數(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，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zATab 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 計算。kH則： = + +xhqHdk=++2= mH2O。 消防管網(wǎng)水力計算表 38 高層和超高層建筑最不利點計算流量分配Tab 38 highlevel and tall building the most unfavorable point calculation flow distribution室內消防流量/ 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，如設置雙出口消火栓時，最上一層按雙出口消火栓進行計算。 ②出三支水槍的豎管，如設置雙出口消火栓時，最上一層按雙出口消火栓加相鄰下一層水槍進行計算。根據(jù)規(guī)范該建筑設計采用不分區(qū)方式給水系統(tǒng)?；馂某跗谟伤涔┧?，水流自上向下流動，計算出消防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)。根據(jù)規(guī)范，按照最不利點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，最不利點為 1 點。 圖 31 為消火栓系統(tǒng)水力計算圖。圖 31 消火栓管網(wǎng)計算圖29Fig 31 Fire hydrant pipe work calculation chart1) 消火栓管網(wǎng)水力計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 點消火栓口所需水壓: = + +xhHqdk=++2= mH2O。2 點消火栓口所需水壓: ＝ ＋ (1 點和 2 點的消火栓間距)＋ (12 管段的水頭損失)2xhdh＝＋＋ ＝ 2O?水槍射流量： (38)kxdHBqLAH???22得 L/ ??????BALqd3 點消火栓口所需水壓: ＝ ＋ (2 點和 3 點的消火栓間距)＋ (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，即豎管 XFL5 的計算同豎管 XFL4 的計算。次次不利豎管 XFL6 上1”點消火栓口所需水壓 := + +xhHqdk=++2= mH2O。2”點消火栓口所需水壓 : ＝ ＋ (1 點和 2 點的消火栓間距)＋ (12 管段的水頭損失)2xhdh30＝＋＋ ＝ 2O?水槍射流量: L/ ??????BALHqd將計算得出的數(shù)據(jù)列入消火栓水力計算表 39 中。表 39 消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算表Tab 3 9 fire hydrant water system hydraulic calculation table 計算管段設計秒流量/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 ＝，故選用消防泵型號為：80GDL54147 型立式多級離xQ心清水泵 2 臺，一用一備。（Q＝54L/s，H＝98m，n=2900r/min）。 水箱安裝高度校核與計算 [11]高位水箱的設置高度應滿足下式要求： (310)gxhXH??式中 高位水箱最低液位與最不利點消火栓之間的垂直壓力差，mH 2O；XH31 最不利點消火栓所需水壓，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高為 63+=，最不利消火栓的xHg標高為 +=，消防水箱供給最不利消火栓的靜壓 =,不滿足要求，需要設增壓設施。水箱的容積計算按 10 分鐘消防用水量計算，由于消火栓消防水箱與自動噴水滅火系統(tǒng)消防水箱合用故水箱計算將于自動噴水滅火系統(tǒng)水箱計算中進行計算。 增壓設施的計算與選擇 [7] mH2O 本建筑采用補氣式立式氣壓給水設備供水。????xgxhHP1)氣壓罐內的最低工作壓力 應滿足管網(wǎng)最不利處的配水電所需要水壓： 2)氣壓罐內的最低工作壓力為 ，不得使管網(wǎng)最大水壓處配水點的水壓大于。 (311)098..12???bP?式中 為罐內空氣最小工作壓力與最大工作壓力的比值（以絕對大氣壓力計），一b?般采用 ～，本設計中取 。則 =。???P 3)氣壓水罐內水的調節(jié)容積 ：2qV (312)qbaqn42???式中 為安全系數(shù)，宜取 ～，設計中取 ； 為水泵在 1 小時內的啟動次數(shù)，a? qn一般為 6～8 次，設計中取 7 次。 根據(jù)規(guī)范，消火栓系統(tǒng)單設氣壓罐時，穩(wěn)壓泵流量為b5L/s。則氣壓罐內的調節(jié)容積 =179。??qV324)氣壓水罐的總容積 ：qV (313)bqV????1式中 為氣壓水罐的容積系數(shù)，補氣立式取 ； =179。? ???q5)水泵或泵組的流量按給水系統(tǒng)最大小時用水，即所需揚程以氣壓水罐內的平均壓力計算，即揚程 MPa=。????pH氣壓給水設備的泵選用一備一用，自動切換。泵選用 IL 型 150125250，兩臺一用一備。流量參數(shù)為 3L/s6L/s，揚程 3m5m。氣壓給水設備上裝有安全閥、壓力表、泄水管、水位計、泄水管和密閉人孔等附件。氣壓給水罐的進出水管合設為一條，設備最低處設有泄空閥門，氣壓給水泵應設自動開關裝置。氣壓給水設備安裝在樓頂水箱間內，罐頂至頂棚距離不宜小于 ，底座高出水箱間地面 。 減壓孔板的設計與計算 [7]按“高規(guī)”第 條“消火栓栓口的靜水壓力不應大于 ，當大于 時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于 時，消火栓前設減壓裝置”。通常所設的減壓裝置是減壓孔板。設置孔板，一是安裝方便，二是便于調整。孔板的大小可通過計算得到。消火