消防給排水課設正文

1、摘要本文對麗江鵬程大酒店進行消火栓給水系統(tǒng)設計，本課程設計通過深入了解麗江市的地理位置和氣候等客觀因素，查閱并掌握有關消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014)和建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2014）等規(guī)定及相關資料，對該酒店選擇最經(jīng)濟合理的室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)設計。本系統(tǒng)主要用于高層建筑發(fā)生火災時對消防員以及工作人員利用消火栓進行滅火救援活動，本系統(tǒng)設計主要包括建筑的防火分區(qū)劃分、確定消火栓的布置間距和保護半徑、最不利點消火栓栓口處所需的流量、水壓，以及消防水泵的流量與壓力的設計，最后進行消防水箱、水池、穩(wěn)壓泵的選擇。 關鍵詞：消火栓；防火分區(qū)；保護半徑；消防水泵；消防水池

2、I目錄1引言12工程概況22.1建筑概況23 建筑防火分區(qū)設計33.1耐火等級的確定33.2防火分區(qū)劃分依據(jù)33.3總建筑防火分區(qū)的劃分表54消火栓給水系統(tǒng)設計94.1室外消火栓系統(tǒng)設計94.1.1室外消火栓選型94.1.2室外消火栓流量及壓力設計94.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設計94.2.1室內(nèi)消火栓選型94.2.2最不利點處消火栓口流量及壓力104.2.3 室內(nèi)消火栓的保護半徑及布置間距124.2.4室內(nèi)消火栓用水量的確定134.2.5消防水泵接合器個數(shù)的確定144.3室內(nèi)消火栓系統(tǒng)流量及壓力計算144.3.1消防管網(wǎng)的選定144.3.2系統(tǒng)流量計算154.3.3系統(tǒng)壓力計算175消防水池、水箱的

3、設計195.1消防水箱的設計195.2消防水池的設計19總結(jié)21III 1引言火，是人類走向文明的標志，火是人類賴以生存和發(fā)展的一種自然力，火的利用具有劃時代的意義?；鸬睦檬谷祟惷撾x了茹毛飲血的荒蠻時代，邁向人類文明的漫長征程。人類用火的范圍不斷擴大，用火技能逐步提高，促進了生產(chǎn)力的發(fā)展，在生活、生產(chǎn)和科學技術等方面發(fā)揮出越來越大的作用?；鹗蔷哂袃芍匦缘摹．敾鹗タ刂?，就會成為一種具有很 大破壞力的多發(fā)性的災害，給人類的生活、生產(chǎn)乃至生命安全構(gòu)成威脅。所以消火栓系統(tǒng)在當今建筑越顯重要。消火栓滅火系統(tǒng)的廣泛應用，這也將為保護人身和財產(chǎn)安全發(fā)揮更大的作用。消火栓的特殊作用決定了它的管理在市政給水

4、管網(wǎng)上特殊性，它不同于市政給水管網(wǎng)上的其它設施，其使用、維護、管理均由供水企業(yè)承擔。而消火栓例外，其使用主要是滿足于消防管理部門使用，而維護、管理則由供水企業(yè)自身承擔。對于高層建筑的消火栓系統(tǒng)的設計是我們所研究的重點，搞好火災的預防及滅火的有效性可以保證更多的人的生命安全，因此做好防火準備是高層建筑必不可少的設計。本課設針對麗江鵬程大酒店進行室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設計，并對其進行了詳細的分析說明。242工程概況2.1建筑概況 麗江鵬程大酒店，位于麗江市中心，該建筑為一類高層建筑，首層占地面積為 4095，層高為5.5m，標準層每層面積1408，層高3.3m，建筑高度為44.8m，共十一層， 二到十層為

5、標準層，每層有21個標準客房，頂層主要有消防水箱。3 建筑防火分區(qū)設計3.1耐火等級的確定 高層建筑應根據(jù)其使用性質(zhì)、火災危險性、疏散和撲救難度等進行分類。并宜符合表3.1的規(guī)定。表3.1 建筑分類 名稱一類二類居住建筑高級住宅19層及19層以上的普通住宅10-18層的普通住宅公共建筑1、 醫(yī)院2、 高級旅館3、 建筑高度超過50m或24m以上部分任意層建筑面積超過1000的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓4、 建筑高度超過50m或者每層建筑面積超過1500的商住樓5、 中央級和省級（含計劃單列市）廣播電視樓6、 網(wǎng)局級和省級（含計劃單列市）電力調(diào)度樓7、 省級（含計劃單列市）郵政樓

6、、防災指揮調(diào)度樓8、 藏書超過100萬冊的圖書館、書庫9、 重要的辦公樓、科研樓、檔案樓10、建筑高度超過50m的教學樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等1、除一類建筑外的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓、商住樓、圖書館、書庫2、省級以下的郵政樓、防災指揮調(diào)度樓、廣播電視樓、電力調(diào)度樓3、建筑高度不超過50m的教學樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等由于該酒店的高度為44.8m，任一樓層建筑面積超過1000m2,由表3-1得該建筑屬于一類高層民用建筑。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2014）5.1.3 第一條規(guī)定一類高層建筑的耐火等級不應低于一級，所以此酒店的耐火等級

7、為一級。3.2防火分區(qū)劃分依據(jù)根據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2014），高層建筑內(nèi)應采用防火墻，防火門，防火卷簾等劃分防火分區(qū)，每個防火分區(qū)的允許最大建筑面積，不應超過表3.1的規(guī)定。表 3.2不同耐火等級建筑的允許建筑高度或?qū)訑?shù)、防火分區(qū)最大允許建筑面積名稱耐火 等級允許建筑高度或?qū)訑?shù)防火分區(qū)的最大允 許建筑面積（m2）備注高層民用 建筑一、 二級按本規(guī)范第 5.1.1 條 確定1500對于體育館、劇場的 觀眾廳，防火分區(qū)的 最大允許建筑面積可適當增加。單、多層民 用建筑一、二級按本規(guī)范第 5.1.1 條確定2500三級5 層1200四級2 層600地下或半地 下建筑（室）一級500

8、設備用房的防火分區(qū)最大允許建筑面積不 應大于 1000m2。 由于鵬程大酒店為一類建筑，其耐火等級為一級，且其具有容易著火、人員密集、疏散和撲救難度大等特點，根據(jù)表3.2每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積應為1500 m2。每個防火分區(qū)需要用防火墻、防火門、防火卷簾等隔開， 防火墻設置防火門因為甲級防火門。 設計依據(jù)：根據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2014）6.2.9規(guī)定，結(jié)合本建筑設計結(jié)構(gòu)，防火分區(qū)設計如下：6.2.9 建筑內(nèi)的電梯井等豎井應符合下列規(guī)定：1 電梯井應獨立設置，井內(nèi)嚴禁敷設可燃氣體和甲、乙、丙類液體管道，不應 敷設與電梯無關的電纜、電線等。電梯井的井壁除設置電梯門、安全逃

9、生門和通氣孔 洞外，不應設置其他開口；2 電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等豎向井道，應分別獨立設置。 井壁的耐火極限不應低于 1.00h，井壁上的檢查門應采用丙級防火門；3 建筑內(nèi)的電纜井、管道井應在每層樓板處采用不低于樓板耐火極限的不燃材料或防火封堵材料封堵。建筑內(nèi)的電纜井、管道井與房間、走道等相連通的孔隙應采用防火封堵材料封堵；4 建筑內(nèi)的垃圾道宜靠外墻設置，垃圾道的排氣口應直接開向室外，垃圾斗應采 用不燃材料制作，并應能自行關閉；5 電梯層門的耐火極限不應低于 1.00h，并應符合現(xiàn)行國家標準電梯層門耐火 試驗 完整性、隔熱性和熱通量測定法GB/T 27903 規(guī)定的完整性和隔熱

10、性要求。6 封閉樓梯間，前室和樓梯間的門均應為乙級防火門，并應向疏散方向開啟。由于封閉樓梯間火災危險性較大，前室和樓梯間應分別設置獨立的防火分區(qū)。并且樓梯間為豎向防火分區(qū)。綜上依據(jù)規(guī)范將本酒店劃分為70個防火分區(qū)，其中3、4、5、7、8、9、11、12、13、14、15、17、18、19為豎向防火分區(qū)。其他的為各層平面防火分區(qū)。詳情見3.3總建筑防火分區(qū)劃分表。3.3總建筑防火分區(qū)的劃分表表3.3總建筑防火分區(qū)的劃分表FC1959m2會議室及其他FC21435m2大堂及其他FC338.5m2管道井FC499m2電梯井FC599m2電梯井FC651.8m2電梯前室FC738.5m2管道井FC89

11、9m2電梯井FC999m2電梯井FC1010m2樓梯間前室FC11378m2樓梯間FC1299m2消防電梯井FC1399m2消防電梯井FC1438.5m2管道井FC1575m2強電井FC1638m2消防電梯前室FC1775m2弱電井FC18220m2樓梯間FC19378m2樓梯間FC2010m2樓梯間前室FC21FC22959m2標準套房FC2251.8m2電梯前室FC2310m2樓梯間前室FC2438m2消防電梯前室FC2510m2樓梯間前室FC26959m2標準套房FC2751.8m2電梯前室FC2810m2樓梯間前室FC2938m2消防電梯前室FC3010m2樓梯間前室FC31959m2

12、標準套房FC3251.8m2電梯前室FC3310m2樓梯間前室FC3438m2消防電梯前室FC3510m2樓梯間前室FC36959m2標準套房FC3751.8m2電梯前室FC3810m2樓梯間前室FC3938m2消防電梯前室FC4010m2樓梯間前室FC41959m2標準套房FC4251.8m2電梯前室FC4310m2樓梯間前室FC4438m2消防電梯前室FC4510m2樓梯間前室FC46959m2標準套房FC4751.8m2電梯前室FC4810m2樓梯間前室FC4938m2消防電梯前室FC5010m2樓梯間前室FC51959m2標準套房FC5251.8m2電梯前室FC5310m2樓梯間前室F

13、C5438m2消防電梯前室FC5510m2樓梯間前室FC56959m2標準套房FC5751.8m2電梯前室FC5810m2樓梯間前室FC5938m2消防電梯前室FC6010m2樓梯間前室FC61959m2標準套房FC6251.8m2電梯前室FC6310m2樓梯間前室FC6438m2消防電梯前室FC6510m2樓梯間前室FC66959m2儲藏室及配電室FC6751.8m2電梯前室FC6810m2樓梯間前室FC6938m2消防電梯前室FC7010m2樓梯間前室表3.3防火分隔物防火墻耐火極限3.00h以上兩個防火分區(qū)之間的墻用防火墻甲級防火門耐火極限1.50h以上防火墻上的門用甲級防火門乙級防火門

14、耐火極限1.00h以上前室、樓梯間用乙級防火門丙級防火門耐火極限0.50h以上管道井、電纜井檢修門用丙級防火門防火隔墻耐火極限2.00h以上耐火極限1.00h以上電梯井，樓梯間用2.00h以上防火隔墻管道井，電纜井用1.00h以上防火隔墻防火卷簾耐火極限3.00h以上兩個防火分區(qū)之間不方便用防火門時用4消火栓給水系統(tǒng)設計4.1室外消火栓系統(tǒng)設計4.1.1室外消火栓選型根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范GB50974-2014，第7.2.2條規(guī)定，本酒店選用直徑DN150的室外消火栓，并且采用地上式消火栓，栓口直徑為150mm.4.1.2室外消火栓流量及壓力設計1.室外消火栓用水流量： 高層公共建

15、筑的室外消火栓用水量符合表4.1規(guī)定表4.1高層公共建筑的室外消火栓用水量高層建筑類別建筑高度/m室外消火栓用水量/（L/s）一類高層50205020二類高層50305030由于本酒店為一類高層，建筑高度小于50m，故室外消火栓的用水量為30L/s2. 室外消火栓流量及壓力室外低壓消火栓一般只供一輛消防車用水，常出兩支口徑為19mm的直流水槍，火場需要充實水柱長度為10-15m，則考慮每支水槍的流量為5-6.5L/s，兩支水槍的流量為10-13L/s，考慮到水帶及接口的漏水量，因此每個消火栓的流量按10-15L/s計。其中最不利點消火栓出口壓力不小于0.1MPa.3室外消火栓設置個數(shù)室外消火栓

16、個數(shù)按下公式計算： 式中：n-室外消火栓個數(shù) Q-室外消火栓用水量 q-室外消火栓流量由上可知Q=30L/s，q=15L/s得：n=30/15=2個即本酒店室外消火栓應布置兩個，布置間距不應大于120m，且布置距建筑外墻邊緣不小于5m。4.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設計4.2.1室內(nèi)消火栓選型室內(nèi)消火栓目前多配套直徑為65mm和50mm的膠里水帶，每消火栓一般配備一條水帶，水帶兩頭為內(nèi)扣式標準接頭，每條水帶的長度一般為20m，最長不應該大于25m。水帶一頭與消火栓出口相連接，令一端與水槍相連接，根據(jù)此酒店的具體情況和使用性質(zhì)，箱內(nèi)配備DN65mm的單出口消火栓，直徑為65mm的膠里水帶（每盤水帶長為20

17、m），口徑19mm的手提式直流水槍。4.2.2最不利點處消火栓口流量及壓力1最不利處消火栓充實水柱的計算最不利處消火栓充實水柱按以下公式計:式中：Sk為水槍充實水柱（m）；H1為室內(nèi)最高點離地面高度（m）；H2為水槍噴嘴離地面高度（m）一般取1m。最不利點處H1=3.3m，H2=1m,sina=1.414 得Sk=1.414X（3.3-1）=3.25m根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 7.4.12條規(guī)定，該建筑室內(nèi)消火栓的水槍充實水柱的長度不應小于13m，所以確定水槍的充實水柱的長度為13m。所以取13m。2最不利點水槍槍口壓力最不利點水槍槍口壓力按以下公式計算：式

18、中：SK為水槍充實水柱（m）；Hq為水槍噴嘴處壓力（MPa）；為系數(shù)且取0.0135，與噴嘴直徑和噴嘴壓力有關。 得到 表4-1系數(shù)a值充實水柱長度（m）水槍噴嘴口徑（mm）131619222570.01330.01320.01280.01220.0121100.01500.01400.01350.01150.0115130.01850.01690.01580.01380.0146150.02200.01930.01800.01700.0163200.04910.03500.02950.02600.01953最不利點處水槍流量的計算最不利點處水槍流量按以下公式計算： 式中：Hq為水槍噴嘴處壓力

19、（MPa）；為水槍流量（L/s）；為水槍噴嘴流量系數(shù)，與噴嘴直徑有關。通過計算可以得到： 表4-2水槍噴嘴流量系數(shù)噴嘴口徑mm131619223.467.93157.7283.64水帶的水頭損失可按公式確定： 式中：Hd為水帶的水頭損失（MPa）；S為水帶（長20m）的阻抗系數(shù)；qf為水帶所通過的實際流量（L/s）。表4-4 每條水帶的阻抗系數(shù)水帶類型水帶直徑50mm水帶直徑65mm水帶直徑75mm水帶直徑90mm麻質(zhì)水帶0.00300.000860.000300.00016膠里水帶0.00150.000350.000150.00008故5最不利點消火栓口壓力的計算最不利點消火栓口壓力按下列公

20、式計算：故得根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 7.4.12規(guī)定，高層建筑消火栓栓口動壓不應小于0.35MPa，計算得，故取，所以該辦公樓消火栓栓口壓力取0.35MPa。反算得出水槍設計流量：設計噴嘴壓力：設計充實水柱：所以最不利點處水槍充實水柱Sk為20.89m；水槍設計流量為；消火栓壓力為0.35MPa。4.2.3 室內(nèi)消火栓的保護半徑及布置間距1.室內(nèi)消火栓的保護半徑的計算 水槍充實水柱在平面上的投影長度： 式中，為水槍充實水柱在平面上的投影長度()；為水槍充實水柱的長度()；為水槍上傾角，一般為。 室內(nèi)消火栓的保護半徑： 式中，為室內(nèi)消火栓的保護半徑()；為水

21、帶鋪設長度，() (水帶鋪設長度一般取水帶實際長度的（80%90%)；為水槍充實水柱在平面上的投影長度()。通過上式可以計算出本建筑消火栓的保護半徑為： 2.室內(nèi)消火栓布置間距的計算滿足兩股水槍充實水柱同時到達室內(nèi)任何部位的室內(nèi)消火栓布置間距按下列公式計算：式中：為消火栓的布置間距()；為室內(nèi)消火栓的保護半徑()；為室內(nèi)消火栓的最大保護寬度()。首層防火分區(qū)1的室內(nèi)消火栓布置間距為： 首層防火分區(qū)2的室內(nèi)消火栓布置間距為： 標準層及頂層室內(nèi)消火栓布置間距為： 根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 第7.4.10條規(guī)定，布置間距最大為30m，故本建筑內(nèi)首層兩個防火分區(qū)內(nèi)兩

22、個消火栓最大的布置間距都取30m，因建筑結(jié)構(gòu)，實際布置間距約為均小于30m，共設9個消火栓；標準層和頂層兩個消火栓最大的布置間距取30m，但實際設置均小于30m符合標準要求，共設5個消火栓。具體見相應設計圖紙4.2.4室內(nèi)消火栓用水量的確定 1 室內(nèi)消火栓用水量的確定 根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 3.5.2規(guī)定，室內(nèi)消火栓設計流量不應小于表4-3。表4-3建筑物室內(nèi)消火栓給水設計流量建筑物名稱高度h(m)、層數(shù)、體積V（m3）、座位數(shù)n（個）、火災危險性消火栓設計流量（L/s）同時使用消防水槍數(shù)（個）每根豎管最小流量（L/s）民用建筑高層住宅27<h54

23、10210h>5420410二類公共建筑h5020410一類公共建筑h5030615h>5040815由于該設計的建筑物屬于一類公共建筑，建筑高度44.8m<50m，根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 3.5.2規(guī)定，該建筑室內(nèi)的高區(qū)消火栓用水量為30，同時使用6支水槍，所以該水槍的分配為：最不利管3支，次不利管3支。4.2.5消防水泵接合器個數(shù)的確定消防水泵接合器個數(shù)是根據(jù)建筑消防用水量來確定的，計算符合下列公式：式中：N水泵接合器的個數(shù) Q室內(nèi)消防用水量L/s q水泵接合器流量（當Q20L/s時取10L/s，當Q20L/s時取15L/s） 由于對

24、本酒店只有消火栓系統(tǒng)，所以消防用水量即為室內(nèi)消火栓用水量，即30L/s。所以得：個 所以本酒店需要設置兩個消防水泵接合器，并且須設置在室外，具體設置見圖紙消火栓系統(tǒng)圖。4.3室內(nèi)消火栓系統(tǒng)流量及壓力計算4.3.1消防管網(wǎng)的選定1.給水管網(wǎng)管徑由流量公式： 式中，為流量(L/s)；為管徑()；為流速(m/s)。 得到，進行流量分配，最不利點消防豎管和消火栓最小流量分配符合要求。2.消防豎管管徑結(jié)合本建筑的消火栓布置，根據(jù)消防管內(nèi)水流速度不允許超過2.5m/s，所以取流速v=2.5m/s。最不利豎管的流量經(jīng)計算得22.5L/s,：所以消防豎管選直徑DN100管作豎管。水平管流量選定與水泵出水管相同

25、，則水泵出水管選擇：所以水平管跟水泵出水管選DN150管。4.3.2系統(tǒng)流量計算 系統(tǒng)流量計算，即為消防水泵流量的計算。本酒店設置同時開啟6個消火栓，其中最不利管3支，編號1、2、3，次不利管3支，編號4、5、6。示意圖如下：其中管道的沿程水頭損失按下式計算： 式中：為管道沿程水頭損失()；為管道單位長度的水頭損失(KPa/m)；為計算管段長度(m)。最不利管消火栓：編號1消火栓：HXH1=0.35MPa， 編號2消火栓：HXH2=HXH1+12+H 12=iL 式中，為管道單位長度的水頭損失()；Q為管道流量()；為管道的計算內(nèi)徑()。管段12：Q=q1=7.2L/s，d=100mm=0.1

26、m即：即：HXH2=HXH1+12+H=0.35+1.43x10-4x3.3+0.033=0.383MPa得：編號3消火栓： 得： 又因為次不利點消火栓位置與最不利點等效平行，故q4=q1，q5=q2，q6=q3。所以系統(tǒng)的流量： Q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=2X（7.2+7.6+7.89）=45.38L/s4.3.3系統(tǒng)壓力計算系統(tǒng)壓力計算即為水泵揚程的計算，本建筑水泵到給水管網(wǎng)的管長30m，消火栓間距約20m。水泵揚程:從最不利第三個消火栓以下的消火栓流量均為0，豎管流量均等于0.5Q=22.69L/S，則從第三個消火栓以下豎管水力坡度為： MPa/m則最不利豎管沿程阻力損失為：又因為次不利豎管流量與最不利管相等，所以。水平管沿程阻力損失為：水泵到管網(wǎng)水力坡度為：水泵到管網(wǎng)沿程阻力損失即：則水泵揚程： 5消防水池、水箱的設計5.1消防水箱的設計根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 5.2.1規(guī)定，高層建筑消防水箱儲水量，一類高層公共建筑不應小于36 m3，本建筑屬于一類根據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范(GB50974-2014) 5.2.1規(guī)定，高位消防水箱的消防儲水量，一類高層公共建筑不應小于36m3；二類高層公共建筑和一類高層住宅不應小于18m3；二類