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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 /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。

室內(nèi)消火栓間距.jpg

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)l0min2h,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。

       消火栓布置間距.png

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。

     最不利層消火栓水槍充實(shí)水柱壓力.png

(2)水槍噴嘴射流量為5.2L/s

      水槍噴嘴射流量.png

(3)水龍帶沿程水頭損失

hd=AZLdq2xh=0.000043×20×5.22=0. 023MPa

(4)最不利層消火栓出口所需壓力

Hxh=Hd+Hq=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Hxh)+(層高3.20m)(1716)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

計(jì)算管段

管段設(shè)計(jì)秒流量/(L/s)

管長(zhǎng)/mm

管徑DN/mm

μ/(m/s)

I/(kPa/m)

沿程水頭損失I1/KPa

12

5.2

3.2

100

0.60

0.078

0.25

23

10.4

3.2

100

1.15

0.264

0.84

34

15.6

52.2

100

1.79

0.637

33.25

45

31.5

76.6

150

1.84

0.429

32.86

總計(jì)






67.20

: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

Hb=hg+hz+Hzh=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=2535L/s,揚(yáng)程Hp=7501160kPan=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1015L/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0.50MPa,因此,-16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HZ=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 hy=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

Hl=HZ+1.1hy+Hxh54.50+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

(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


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