自动喷水灭火系统设计书

自动喷水灭火系统设计书

第一章原始资料

1.1建筑基本概况

商场楼占地面积约为962.2平方米。有地下室,地上部分共有7层,建筑高度为25.2m。室外高差为0.45m。

地下一层为消防房和设备间，一至六层为超市，七层为水箱间。

1.2 室消火栓系统

消火栓系统的基本组成为：消防泵、消防管网、消火栓。

1.3 自动喷洒灭火系统

自动喷水灭火系统特的主要组成为：洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施。

第二章室消火栓系统设计

2.1 消火栓系统的组成

消火栓系统是由水枪、水带、消火栓、消防水喉、消防管道消防水池、水箱、增压设备和水源等组。

水枪一般采用直流式，喷嘴口径有13、16、19mm。

水带有麻质、化纤之分，口径一般为直径50mm和65mm。水带长度有15、20、25、30m4种。

2.2 室消火栓系统的选择

1．过5层或体积大于10000m3的办公楼、教学楼、非住宅类居住建筑等其它民用建筑应设置消火栓。当室消防立管不小于2根时，至少应每2根立管相连组成环状管网。

2．应保证相邻两个消火栓的水枪充实水拄同时到达室任何部位。

3．室消火栓水枪的充实水拄不应小于12m，消火栓口径应为65ｍ，水枪口

径应为19ｍ，保护半径不应超过25ｍ。同层相邻室消火栓的间距不应小于50ｍ，但高层汽车库和地下汽车库的室消火栓的间距不应大于30ｍ。

5．室消火栓应设在明显易于取用的地点，栓口离地面高度宜为1.1ｍ，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。

6.消火栓的作用半径不得超过30米，按此原则在室布置消火栓，并确定数量。

7.室消火栓给水管网宜与自动喷水灭火系统的管网分开设置；室设水泵接合器，以便消防车接入，保证消防安全可靠。

2.3 消火栓管网的布置

1．室消防管网应布置成环状，向其供水的输水干管不应小于2条，其中1条发生故障时，其他输水干管仍然满足消防给水系统设计流量；此次设计为三个水源，即消防水箱、水泵接合器、水池。在室消防管不能形成环状网时，可利用室外给水管网与进水管形成环状网。

2．室环状管道的进水管不应少于两条，并宜从建筑物的不同方向引入。

3．当建筑物同时设有消火栓给水系统和自动喷水消防系统时，可共用一个消防水泵房。但应将自动喷水设备管网与消火栓给水管网分开设置。

2.4 水泵接合器的设置

1.超过5层的公共建筑，其室消防给水管网应设消防水泵接合器。

2.水泵接合器应设在室外便于消防车接管供水地点，同时考虑在周围15-40m有供消防车取水的室外消防栓和蓄水池。水泵接合器的间距不宜小于20m，以便供水。

2.5 管材及安装要求

1．管材采用热浸镀锌钢管，连接采用沟槽式机械接头。

2．消火栓口离地面高度为1.1 m。

3．消火栓立管管径为DN125mm，消火栓口径为65 mm,水枪喷嘴直径为 19mm，水龙带为麻织衬胶，直径65 mm，长25m。

4、设消防用水量为20L/s。立管为15L/s，每个消火栓为5L/s。

2.6 设计计算

2.6.1 设计参数

1.室消防用水量：s L Q /20=。

2.立管流量：s L q /15=。流速为1.8s m /。

3.干管的流速：s m v /5.1=。

4.每个消火栓流量为s L /5。

5.消火栓水带选用：m L mm mm DN d 25,19,65=φ的衬胶水带。

2.6.2 消火栓口所需水压

1.消火栓保护半径：

h

L R +=8.0

式中：R —消火栓保护半径（m ）；

L d —水带敷设长度（m ），考虑到水带的转弯曲折，应乘以折减系数0.8； h —水枪充实水柱在平面上的投影长度（m ）。 若按45°计算，则充实水柱长度为：

)

(14.145sin 212

1H H H H S k -=-=

ο

式中：S k —水枪充实水柱的长度（m ）；

H 1—室最高着火点离地面高度（m ）；

H 2—从水枪喷嘴离地面高度（m ），一般取lm 。

水枪的上倾角一般按45°计算，则

k

s S L 71.0=

61.22)16.3(414.171.08.025=-?+?=+=s d L L R

消火栓布置保护半径计算：

在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，以22.61m 为消火栓保护半径。栓口离地面高度宜为 1.1m ，其出水方向宜与设置消火栓的墙面相垂直。消火栓口径DN65mm ，配备水龙带长度为25m ，水枪喷嘴口径19mm 。 2.水枪喷嘴处所需的水压：

本设计中，经查表，水枪喷口直径选19mm ，水枪系数值为?=0.0097，充实水柱m H 取12(mH 2O)，，水枪实验系数f α值为1.21。因此，水枪喷嘴处所需水压为：

q H m

f m f H H ??-?=

?αα1 =

.916121.210.097-112

1.21=??? O mH 2 式中：q H —水枪喷嘴处水压，(mH 2O)；

f α—水枪实验系数，取1.21; m H —水枪充实水柱，取12(mH 2O)；

? —与水枪喷嘴口径有关的阻力系数，查表得?=0.0097。 3.水枪喷嘴的射流量

喷嘴口径19mm 的水枪水流特征系数B 为1.577。

xh q =59.16577.1=?L/S 式中：xh q —水枪的射流量，L/s;

q H —水枪喷嘴处水压，(mH 2O)；

B —水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，查表得B=1.577。

4.消火栓水龙带水头损失

本设计中，19mm 的水枪配65mm 的水带，因此，本设计中亦选择衬胶水带，查表可知65mm 的水带阻力系数d A 值为0.00172。因此，水带阻力损失为：

.0751*******.0022

=??==xh d d d q L A H O mH 2

式中：d H —水带阻力损失，(mH 2O)；

d A —水带阻力系数，查表得d A =0.00172； d L —水带有效长度，m ；

xh q —水枪喷嘴出流量， L/s

2.6.3 消火栓给水管网水力计算

1.给水管网管径和水头损失计算 （1）管径的确定 干管管径 mm Q

D 1305

.102

.044=??=

=

ππυ，查规选用125mm 管。

立管管径 mm Q D 1068

.1015

.044'

'

'

=??=

=

ππυ，查规选用100mm 管。

Q 、'Q —管道设计流量，s m /3。

v 、'v —管道中水的流速，s m /。 （2）沿程水头损失 公式：il h y ∑=

y h —管段的沿程水头损失，()O mH kP a 2；

l —计算管段长度，m ；

i —管道单位长度水头损失，m kP a /。

消火栓给水管网最不利管段如下图：

、

1—2段：管长m L 6.3=，管径mm D 100=，流速s m v /8.1=，流量s L Q /5=

查得比摩阻m kP i a /0602.0=，

则沿程水头损失a y kP h 027.06.300749.01=?=。

（3）局部水头损失

10=j h %a y kP h 4644.0644.41.0=?=

2.6.4 水箱设置高度

0.7''++=h H H

H —水箱距地面的几何高差，O mH 2；

'H —层高，O mH 2；

'h —消火栓距地面的高度。 O mH H 21.2671.118=++=

2.6.5 消防水泵扬程的计算

z d q b H h h H H +++=

b H —消防水泵的扬程，O mH 2；

z H —消防水池最低水面与最不利消火栓之间的几何高差，m 。

则：O mH H b 27834.457.224644.0644.4075.19.16=++++= 根据X Q =20L/S ，b H =45.7834O mH 2（0.449MPa ）选泵，

选用消防泵型号为WBD5.8/20-100W,其性能为：流量为20L/S ，压力为0.58MPa ，转速为1450r/min,效率为72％，功率为22Kw.

第三章 自动喷洒灭火系统设计

3.1 自动喷洒系统的组成

自动喷水灭火系统特指由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成的自动灭火系统。自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动启动，并能同时通过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。

3.2 自动喷洒系统的选择

自动喷水灭火系统其按保护对象可分为四种类型：洒水系统、雨淋系统、水幕系统、水喷系统。其中洒水系统又可以分为湿式系统、干式系统和预作用系统。

本次设计场所采用闭式自动喷水灭火系统的湿式系统，闭式自动喷水灭火系统一般由闭式喷头、管网、报警阀门系统、探测器、加压装置等组成。发生火灾时，建筑物温度升高，当温度升高到足以打开闭式喷头上的闭锁装置时，喷头即自动喷水灭火，同时阀门通过水力警铃发出报警信号。

3.3 喷头的选用与布置原则

1．喷头的布置不应超出其最大保护面积以及喷头最大和最小间距，喷头的保护面积应在最大保护面积和最小保护面积之间，其随喷头的工作压力的增加而增加。（中危险II 级最大保护面积为160m 2）

2．除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型标准喷头，其溅水

盘与顶板的间距，不应小于75mm,其不应大于150mm 。

3．装置喷头的场所注意防止腐蚀气体的侵入，不受外力打击，要定期清除喷头上的尘土。

4．喷头的布置应均匀洒水和满足设计喷水强度的要求。

3.4 自动喷水灭火系统设计计算

3.4.1 设计基本参数

该建筑物自动喷水灭火系统按火灾危险等级中的中危险II 级设计计算。 1.设计喷水强度：)/(min 82m L W ?=。

2.计算作用面积：2160m F =。

3.最不利喷头工作压力：a MP 1.0。

4.自动喷水灭火持续喷水时间为1h 。

3.4.2 喷头和配水管网布置

根据楼层平面图，喷头按矩形布置，其长边间距m L 6.31=，短边间距m L 32=。配水管网布置将m L 32=作为配水支管间距，支管中喷头间距m L 6.31=。

3.4.3 流量特性系数法做系统计算

1、作用面积尺寸的确定 根据公式F L 2.1=

L —矩形作用面积的长边，m; F —面积，本工程2160m F =。

代入公式得：m F L 18.152.1==

m L F B 54.1018.15160===

2.最不利点处作用面积围

作用面积在最高层、最不利点处，长边平行于配水支管，短边垂直于配水支管。作用面积有4根配水支管，每根配水支管上有4个喷头，作用面积共有16个。

实际作用面积 长边L m 4.146.34=?= 短边m B 1243=?= 28.172124.14m LB F =?==

3.系统水量计算

喷头流量

=

q10

K

p

/L

q—喷头流量min

K—喷头流量特性系数，标准喷头80

K

=

MP

p—喷头工作压力，

a

则s

80=

=

10

=

1.0

?

?

L

80

L

33

q/

/

min

.1

自动喷水灭火系统计算草图如下：

作用面积法作系统计算，计算过程见下表

则管段总损失275.6031.1068.52=+?=∑h O mH 2 4.喷水泵扬程计算

Z P h H ++=∑0

式中 H —水泵扬程的供水压力，MPa ；

∑h —管道沿程和局部损失的累计值，MPa ； 0P —最不利点处喷头的工作压力，MPa ；

Z —最不利处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，当系统入口或消防水池的最低水位高于最不利点处喷头是，Z 应取负值，MPa 。

代入公式可得：MPa H 801.0= 根据s L Q /28.21=，MPa H 801.0=，

查得：水泵型号为：XBDB125-100LSG 喷淋泵，其性能为：转速2900r/min,功率37Kw,效率67％。

第四章 消防水箱设计

4.1设置原则

消防水箱对扑救初期火灾起着重要作用，水箱应设置在建筑物一定的高度位置，采用重力流向管网供水，经常保持消防给水管网中有一定压力。重要建筑和高度超过50m 的高层建筑物，宜设置两个水箱，以备检修或清洗时仍能保证火灾初期消防用水。

4.2消防水箱计算

水箱供水工况的计算主要是为了确定水箱的安装高度是否满足最不利点消火栓的压力的依据，消火栓的用水量为s L /20，又因自动喷水系统作用面积的喷头数为16，每个喷头的流量为s L /33.1,则自动喷水的用水量为21.28L/s 。

60

1000

X X X q T V ??=

式中：X V —消防水箱容积，3m ；

X q —室消防用水总量，L/S ； X T —火灾初期时间，按10min 计。

该建筑物室消火栓用水量为20L/S ，自动喷水灭火系统用水量为21.28L/S ，室消防用水总量为40.27L/S ，按公式计算消防水箱贮水量为：

3768.241000

60

10)28.2120(m V x =??+=

根据资料《建筑消防设备工程》查得：低层建筑的消防水箱，应存10min 的消防用水量。当室消防用水量不超过25L/s 是，经计算水箱的消防存水量超过12m 3仍采用12m 3。

水箱尺寸：34?=?h A

第五章 消防水池的设计

5.1 应设水池的条件

1、市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量。

2、不允许消防水泵从室外给水管网直接抽水。

3、市政给水管网为枝状或只有1跟进水管，且消防用水量只和超过s L /25（二类高层居住建筑除外）。

5.2 水池有效容积的计算

消防水池的容量按补水时间h 3计算 得： 321660

103600

312m V =???=

5.3 设置位置

该厂房的消防水池室外地下。距墙6m 的距离。

结束语

经过将近两周的时间，我的建筑消防设备工程的课程设计终于结束了，也完成了这学期的最后一个任务了，这次设计不仅加强了我的专业知识，更锻炼了我的意志。

通过这次设计我从中学到了有关消防工程中自动喷水灭火系统、消火栓系统及消防水箱和水泵房设计的基本知识，解了管道的布置﹑水力计算﹑水泵的选择﹑水箱的计算等相关知识，使我受益非浅。

在这次设计的过程中，我要感的人太多了。首先，要感我的设计指导老师齐老师，在这次设计过程中老师给了我很大的帮助，在这段时间里老师不辞辛苦的对我们进行指导，发现问题及时指出并且还不知疲倦的给我讲解为什么是这样，对于我们遇到的问题老师能耐心的为我们解答。老师认真的态度值得我们学习，老师的一言一行都是我们效仿的对象。其次，我要感我的同学们，没有他们的帮助，我的设计不会这么顺利的完成，在我迷茫的时候是他们提醒我，使他们帮助我查阅资料，给予我信心。

通过这次设计，让我明白知识的重要性，我会加倍努力，认真学习专业知识，为我的未来打好基础。

参考文献

（1）《建筑消防设备工程》（第三版），主编：天荣大学（2010年版）（2）《建筑消防工程》（第一版），主编：徐志嫱中国建筑工业(2009年版) （3）《自动喷水灭火系统设计规》GB 50084-2001 ［S］中国计划

（4）《建筑设计防火规》GB50045-95，［S］中国计划（2005年版）