高层建筑室内消火栓给水系统水力计算
室内消火栓用水量计算公式
室内消火栓用水量计算公式在建筑物中，室内消火栓是一种重要的消防设施，用于在发生火灾时提供灭火用水。
为了确保室内消火栓系统能够有效地灭火，我们需要计算出消火栓的用水量。
下面将介绍室内消火栓用水量计算的公式及其相关内容。
一、室内消火栓用水量计算的公式室内消火栓用水量的计算公式如下：用水量（L/s）= K * A * √P其中，K为消火栓系数，取决于消火栓的类型和规格；A为消火栓的数量，单位为个；P为消火栓系统的工作压力，单位为帕斯卡（Pa）。
二、消火栓系数的确定消火栓系数是根据消火栓的类型和规格来确定的，不同类型和规格的消火栓具有不同的消火能力。
消防规范中给出了各种类型和规格消火栓的系数取值范围，根据实际情况选择合适的系数进行计算。
消火栓系数一般在0.05~0.2之间，具体数值需根据实际情况确定。
三、消火栓数量的确定消火栓数量的确定需要考虑建筑物的类型、面积、高度等因素。
消防规范中规定了不同类型建筑物应配置的消火栓数量和位置要求。
根据规范要求和建筑物的实际情况，确定消火栓的数量。
消火栓数量一般为整数，且应满足实际需要。
四、消火栓系统的工作压力消火栓系统的工作压力是指在正常工作状态下，消火栓系统所提供的水压力。
根据消防规范要求，消火栓系统的工作压力应满足相关标准，一般为0.2~0.4兆帕（MPa）。
在计算室内消火栓用水量时，需将工作压力换算成帕斯卡（Pa）。
五、室内消火栓用水量计算的实例假设某建筑物需要配置消火栓系统，根据消防规范要求，消火栓系数为0.1，消火栓数量为4个，消火栓系统的工作压力为0.3兆帕（MPa）。
根据上述数据，我们可以计算出该建筑物室内消火栓的用水量。
用水量（L/s）= 0.1 * 4 * √0.3 = 0.774 L/s六、室内消火栓用水量计算的注意事项在进行室内消火栓用水量计算时，需要注意以下几点：1. 系统参数准确：消火栓系数、消火栓数量和工作压力等参数需要准确地获取，以确保计算结果的准确性。
消火栓的给水系统的水力计算
扑灭不同建筑物火灾对水枪充实水柱的要求
水枪充实水柱的确定
H1 H 2 Sk sin
Ｈ1—水枪所在的建筑物的层高 Ｈ2—水枪所在的高度，一般为1.0m sinα—α水枪射流的上倾角，一般取α ＝４５°但α≯６０°
例题：一座单层丙类厂房，设有室内消火栓系统， 厂房层高为10m，试确定水枪的充实水柱。
3).消防水泵扬程的计算
H b H Z H xh h
Hb——消防水泵的扬程, Hz——最不利点消火栓与消防水池最低水面之 间的几何高差， Hxh——最不利点消火栓栓口处的水压， h——最不利计算管路的水头损失，
h包括沿程损失和局部损失。局部损失可按沿程损失 的百分数进行估算：独立系统：10%；生产、消防合 用：15%；生活、消防合用及三者合用为20%
6 8 10 12 14 16
３）消火栓水龙带水头损失
hd AZ Ld q xh
2
表
水带比阻 AZ 值
比阻AZ值
Ｌd－水带长度,m AZ－水带阻力系数, 见表3.2.7 qxh－水枪喷口的射 流量，Ｌ／Ｓ
水带口径
(mm)
帆布水带、麻 衬胶水带 织水带
0.01501 0.00430 0.0015 0.00677 0.00172 0.00075
p123表3-20 高层建筑物室内消火栓用 水量
2.室内消防给水系统水压
1）. 水枪充实水柱长度
消火栓设备的水枪射流灭火，需求有一定 强度的密实水流才能有效地扑灭火灾。
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水枪充实水柱长度应大于7m，小于15m。 水枪射流在26mm～38mm直径圆断面内、包含 全部水量75%～90%的密实水柱长度称为水枪的充 实水柱长度。
建筑消防系统：消防栓给水系统的水力计算
3 控制与监测设备
包括阀门、压力传感器和水流指示器等。
消防栓给水系统的水力计算方法
流量法
根据灭火水源需要的水流量 来计算系统的供水能力。
压力法
根据灭火所需的最小压力来 计算系统的供水能力。
综合法
结合流量法和压力法，综合 考虑系统的供水能力。
计算所需的水压和水流量
参数 灭火水流量
摩阻损失 度、直径和材料等 因素会影响水流的阻力。
3 水泵性能
水泵的性能要符合流量和 压力要求，以保证系统正 常供水。
总结和结论
消防栓给水系统的水力计算是确保消防系统正常运行的关键步骤，需要综合 考虑多个参数，并保证准确性和可靠性。
建筑消防系统：消防栓给 水系统的水力计算
本演示将介绍消防栓给水系统的定义、组成、水力计算方法，以及所需的水 压和水流量。
消防栓给水系统的定义
消防栓给水系统是建筑物内的一种消防供水设施，用于提供灭火所需的水源。
消防栓给水系统的组成
1 主体设备
包括水泵、水箱和消防栓等。
2 管道系统
包括主干管道、分支管道和支管等。
符号 Q
H P
G
计算方法
根据建筑消防规范和实际情况 确定。
根据管道长度和直径计算。
根据消防给水系统的布置和高 度计算。
根据灭火水流量和摩阻损失计 算。
消防栓给水系统的水流计算
流量计算
根据系统参数和水力学公式计算水流量。
压力计算
根据系统参数和水力学公式计算水压。
问题和挑战
1 水力计算的准确性
准确计算消防栓给水系统 的水力参数对系统的正常 运行至关重要。
高层建筑室内消火栓给水系统水力计算
高层建筑室内消火栓给水系统计算例子：某宾馆建筑有地上10层和地下室一层，该建筑地上第一层层高为3.3 m，其余层高均为3.0 m，其设计系统图如图1，计算消防水箱的储水量。
解：（1）最不利点的确定通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。
（2）水枪喷嘴处所需水压查表，水枪喷嘴直径选择19mm ，水枪系数φ值为0.0097；充实水柱m H 要求不小于10m ，选m H =10m ，水枪实验系数f ∂值为1.20。
水枪喷嘴处所需水压kPa O mH H f H f H m m q 1366.13)102.10097.01/(102.1)-1/(2==⨯⨯-⨯=•∂•∂=（3）水枪喷嘴的出流喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。
)/(5)/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=⨯==取q xh =5L/s则：2211515.85()1.577xh q q H m B ''=== （4）水带阻力19mm 的水枪配65mm 水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。
查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为0.00172.水带阻力损失：m q L A h xh d z d 86.052000172.022=⨯⨯=••=（5）消防栓口所需的水压： 最不利点1ˊ消火栓口的水压O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6)水力计算本设计按不考虑自喷系统进行，则规范规定，室内消防流量不得小于20L/s ，消防竖管的最小流量为10 L/s 。
同时，消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。
因此需要计算两根竖管的消防流量。
按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于100mm 。
初步设计选择DN100。
管道局部水头损失，消火栓系统按管道沿程水头损失的10％采用。
高层建筑室内消火栓给水系统设计计算_王启立
2. 4 消防水箱安装高度校核
最不利的 供水情况为水箱 ) ) ) 消火栓的 供水方式, 最高
层消火栓出水 口标高为 56. 3 m, 消防水箱底标高为 64. 10 m, 静水 压力为 7. 8 m> 7. 0 m, 满足 消防供 水压 力要 求, 无 需再 设增 压设备[ 1] 。
室内消防 流量为 20 L / s, 一个 DN100 的水 泵结合 器的负 荷流量为 10~ 15 L/ s[1] , 故选两个 SQB100 型水泵 结合器; 室 外消 防流量为 15 L/ s, 选两个双出口室外地面式消火栓。
2. 3 消火栓减压孔板计算
为使消火栓各层压力均接近 Hxh, 需设置减压孔板, 从而 保证 消火栓正常使用。
第 4期
王启立: 高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
1 59
Hq=
Af 1-
@ Af
Hm UH m
=
1-
1.
1. 24
24@ 13 @ 0. 0097@
13 =
19. 1mH2O
( 2) 水枪喷嘴射流量
qxh = B @ H q= 1. 577@ 19. 1= 5. 49 L/ s> 5 L/ s ( 3) 水龙带采用衬胶 水带, 阻力系 数为 0. 00172, 水龙带 沿程水头损失为: hd = A z @ Ld @ q2xh = 0. 00172@ 25@ 5. 492= 1. 30mH2O ( 4) 消火栓出口压力
1 设计说明
某综合楼为一 多 功能 综合 性 大厦, 建 筑 高度 58. 10 m。 大厦地下一层为设备用房及库房; 地 上 18 层, 其中 1~ 2 层为 办公用房; 3~ 18 层为住宅; 本楼建筑设计等级为 一类高层建 筑。1 层层 高 4. 5 m, 2 层层 高 7. 2 m, 3~ 18 层每 层层 高 2. 9 m, 夹层标高- 1. 2 m, 地 下室标高- 4. 8 m。给水 进水管从建 筑南侧和西侧市政给 水管 Dg400 mm 接入, 城市 给水 管网常 年提供可靠水压为 0. 35 MPa。最冷月平均 水温为 4e 。
室内消火栓给水系统的水力计算(精)备课讲稿
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模块三 室内消防给水系统核算
2.室内消火栓给水系统的水力计算与步骤 目的：确定DN和总压力H 1）从室内消防给水管道系统图，选不利消火栓和最不利
立管，确定计算管路。环状网：假设某端发生故障， 按枝状计算； 2）按消防规范规定，分配室内消防流量；（注意：建筑 内同时发生火灾的次数为1次，着火点1处） 3）求出计算管路上各消火栓的消防射流量及栓口压力； 4）在消防管道的流速允许的范围内确定管径； 5）计算最不利管段（计算管段）及计算最不利管路的沿 层压力损失和局部压力损失；
模块三 室内消防给水系统核算
于12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量大于25L/s， 经计算消防水箱所需消防储水量大于18m3时，仍可采用 18m3。 ➢ 消防用水与其它用水合用的水箱应采取消防用水不作他 用的技术措施。 ➢ 发生火灾后，由消防水泵供给的消防用水不应进入消防 水箱。 ➢ 消防水箱可分区设置。 ⑤室内消防水箱的设置高度，原则上应满足室内最不利点 灭火设备所需水量和水压，如果有困难，也可设置气压 给水设备。
模块三 室内消防给水系统核算
3）对减压节流设备的要求： 在低层室内消火栓给水系统中，消火栓口处静水压力
不能超过800KPa，否则应采用分区给水系统。同时，消火 栓栓口处出水水压超过500KPa时应考虑减压，减压设备为 减压阀或减压孔板。
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Hd AzLdqx2h
模块三 室内消防给水系统核算
q—xh —消防射流量，l/s
H d ——水带水头损失，mH2O
L d ——水带长度，m
Az ——水带阻力系数
消火栓给水系统计算
消火栓给水系统计算（1）消火栓的布置该建筑总长32.5m ，宽度19.6m ，高度48.45m 。
按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)第7.4.6.1条要求，消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
第7.4.6.8 条要求，消防电梯间前室应设消火栓。
水带长度取20m ，展开时的弯曲折减系数C 取0.8，消火栓的保护半径应为：消火栓采用单排布置时，其间距为：m b R S 29.18)8.135.3(192222=+-=-≤，取19m 。
据此应在走上布置1个消火栓，消防电梯间前室设置1个消火栓。
系统图如图XXX 所示。
S ——消火栓间距（2股水柱达到同层任何部位），m ； R ——消火栓保护半径，m ；C ——水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9； Ld ——水带长度，每条水带的长度不应大于25m ，m ；h ——水枪充实水柱倾斜45°时的水平投影长度，m ，h=0.7Hm ，对一般建筑（层 高为3~3.5m ）由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m ； Hm ——水枪充实水柱长度，m ；b ——消火栓的最大保护宽度，应为一个房间的长度加走廊的宽度，m 。
（2）水枪喷嘴处所需水压据7.4.6.6条要求，消火栓应采用同一型号规格。
消火栓的栓口直径应为65mm ，水带长度不应超过25m ，水枪喷嘴口径不应小于19mm 。
水枪喷口直径选19mm ，查表3-6（p82），水枪系数φ值为0.0097；据7.4.6.2 条要求，消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m 的高层建筑不应小于10m ；建筑高度超过100m 的高层建筑不应小于13m 。
充实水柱Hm 要求不小于10m ，选Hm=12m ，查表3-7（p82），水枪实验系数f α值为1.21。
水枪喷嘴处所需水压kPaO mH H H H f f q 1699.16)12*21.1*0097.01/(12*21.1)**1/(*2m m ==-=-=αφα（3）水枪喷嘴的出流量查表3-8（p83），喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。
消火栓的给水系统的水力计算
消火栓的给水系统的水力计算1.确定水流量要求：水流量的要求取决于建筑物的类型和规模，以及消防主管部门的规定。
一般来说，重要的建筑物和大型建筑物需要更大的水流量。
根据建筑物的类型和规模，确定所需的最小水流量。
2.选择消火栓的类型和数量：根据消火栓的类型和数量，可以确定每个消火栓所需的水流量。
根据建筑物的布局和消防要求，确定最佳的消火栓布置方案。
3.确定供水管道的直径和长度：根据消火栓的数量和类型，以及建筑物的布局，可以确定供水管道的直径和长度。
供水管道的直径应足够大，以保证水流的流量和压力。
4.确定水泵的性能：水泵的性能包括排水量和扬程。
根据建筑物的高度和水流量要求，确定所需的水泵性能。
5.进行水力计算：根据以上的参数，进行水力计算，计算出需要的总水流量和压力。
水力计算可以通过使用公式和计算软件来进行。
在进行水力计算时1.水力计算应考虑建筑物内部的压力损失，包括管道摩擦损失和管件、弯头等附件的损失。
2.消防水源的选择也是水力计算的重要部分。
一般来说，可以使用自来水供水或设置专用消防水箱供水。
3.水力计算应考虑系统的可靠性和安全性。
在计算水流量时，应留出一定的余量，以应对突发情况和降低压力损失。
4.在进行水力计算时，应注意尽可能减少系统的阻力和压力损失，例如减少管道的弯头和附件，提高管道的光滑度。
消火栓的给水系统水力计算是一个复杂的过程，需要根据具体的建筑物和消防要求进行详细的分析和计算。
准确的水力计算可以确保消火栓系统在火灾发生时提供足够的水流和压力，保证有效的灭火工作，保护人们的生命和财产安全。
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高层建筑室内消火栓给水系统计算例子：某宾馆建筑有地上10层和地下室一层，该建筑地上第一层层高为3.3 m，其余层高均为3.0 m，其设计系统图如图1，计算消防水箱的储水量。
解：（1）最不利点的确定
通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。
（2）水枪喷嘴处所需水压
查表，水枪喷嘴直径选择19mm ，水枪系数φ值为0.0097；充实水柱m H 要求不小于10m ，选m H =10m ，水枪实验系数f ∂值为1.20。
水枪喷嘴处所需水压
kPa O mH H f H f H m m q 1366.13)102.10097.01/(102.1)
-1/(2==⨯⨯-⨯=•∂•∂=
（3）水枪喷嘴的出流
喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。
)/(5)/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=⨯==
取q xh =5L/s
则：2211
515.85()1.577
xh q q H m B '
'=== （4）水带阻力
19mm 的水枪配65mm 水带，衬胶水带阻力较小，室内消火栓水带多为衬胶水带。
查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为0.00172.水带阻力损失：
m q L A h xh d z d 86.052000172.022
=⨯⨯=••=
（5）消防栓口所需的水压： 最不利点1ˊ消火栓口的水压
O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6)水力计算本
设计按不考虑自喷系统进行，则规范规定，室内消防流量不得小于20L/s ，消防竖管的最小流量为10 L/s 。
同时，消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。
因此需要计算两根竖管的消防流量。
按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于100mm 。
初步设计选择DN100。
管道局部水头损失，消火栓系统按管道沿程水头损失的10％采用。
（6---1）消防水箱
有消防水箱时，应以水箱的最低水位作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定水箱的设置高度和容积。
管网的水力计算采用枝状管网进行。
计算采用试算法，先假设离压力控制点最远点的消火栓的流量（一般为规范规定的立管的最小流量），计算控制点的压力。
通过采用逼近法调整最远点消火栓的假设流量，直至计算得的压力和控制点的压力相同或者在误差的要求范围之内。
按图1，利用Excel，其立管x1的计算结果见表1和表2。
表1 立管x1中1支水枪出流的流量计算表
表2 立管x1中2支水枪同时出流的流量计算表
q′xh11′（L/s ）H′xh11′
（m）
i10′-11′
(mH2O/
m)
l10′-11′
(m)
q′xh10′
（L/s）
H′xh10′
（m）
q′xh11′+ q′xh10′
（L/s）
i10′-11′
(mH2O/m)
l0′-10′
(m)
H′xh1′
（m）
15152.42 0.066 3.314.8149.3 29.85 0.234 27129.3 844.78 0.021 3.37.69 41.56 15.69 0.071 2716.68 8.348.05 0.022 3.38.00 44.83 16.30 0.077 2720.11 8.246.95 0.021 3.37.90 43.73 16.10 0.075 2718.95 8.145.86 0.021 3.37.80 42.64 15.90 0.073 2717.81
备注：合流量16.10>15合且经校核流速符合要求
通过表1的计算可知，当采用1个消火栓出水时，其流量为8.29L/s；该流量不能满足消防流量为10 L/s的要求，因此，消防立管需要2个消火栓同时出水。
通过表2的计算可知，消火栓11′和消火栓10′的流量分别为8.20 L/s和7.90L/s，二者之和8.20L/s+7.90L/s=16.10L/s满足消防立管最小流量的要求。
因此，该立管同时出流的水枪个数为2个，其设计
流量为16.10L/s，管径取DN100。
以消防立管x1的设计流量和最不利点的控制压力，计算图1中0点处的压力O H 为：
O mH hf Z H H O 2'1
31.15)17075.0(1.1271.18=⨯⨯+-=+∆-=
则以0点处的压力作为控制压力，采用试算法获得立管x2的同时出流水枪数和及其各自的设计消防流量，把同时出流水枪的流量按最不利组合相加，即得到该立管的设计消防流量。
按图1，利用Excel ，其立管x2的计算结果见表3
通过表3的计算可知，消火栓11和消火栓10的流量分别为8.40 L/s 和8.11L/s ，二者之和8.4L/s+8.11L/s=16.51L/s 满足消防立管最小流量的要求。
因此，该立管同时出流的水枪个数为2个，其设计流量为16.51L/s ，管径为DN100。
以消防立管x2的设计流量和0点的控制压力，计算图1中水箱底的竖管与横管的交A 点处的压力A H 为：
O mH H H H f O A 248.152078.01.131.15=⨯⨯+=+=
同理以A 点处的压力作为控制压力，采用试算法获得立管x5的同时出流水枪数和及其各自的设计消防流量，把同时出流水枪的流量按最不利组合相加，即得到该立管的设计消防流量。
按图1，利用Excel ，其立管x5的计算结果见表4
通过表4的计算可知，消火栓11”和消火栓10”的流量分别为8.60 L/s 和8.32L/s ，二者之和8.6L/s+8.32L/s=15.47L/s 满足消防立管最小流量的要求，且管径选DN100。
同理，可以确定立管x3、x4、的同时出流水枪数及各自的流量，并最终确定立管的消防设计流量。
最不利区域为预设一处着火点，按规范所规定的消防流量的限定，最不利消防流量组合的多个消火栓构成的消防区域。
一般位于消防系统中压力最大的区域.即按一处着火点，其周围对应水枪的出水情况，确定最不利区域，所需消防总流量为31.98L/s,且水箱底部的立管管径选DN150。
该设计中，最不利区域通过计算比较分析如图1所示，
则消防水箱10min 消火栓系统的储水量计算公式为： 111011''10''250.6()0.6()x x Q q q q q q q =+++=+=0.6×（16.51+15.47）=19.19 m 3
式中：Q —消防水箱的储水量，m 3；
q x2—x2消防立管的设计流量，L/s ； q x5—x5消防立管的设计流量，L/s 。
根据高层民用建筑设计防火规范，当室内消防用水量超过25L/s ，经计算消防储水量超过18m 3 时，任可采用18m 3
应次水箱体积为18 m 3。
（6---2）水泵的选择
当设有消防水泵时，应以消防水池最低水位作为起点选择计算管道，计算水头损失，确定消防水泵的扬程。
对X1管进行计算如表格（6-2-1）和表（6-2-2）及表格（6-2-3）
）
计算通过上表的计算可知，管道B-C 和管道C-D 的流量分别为 17.40L/s 和17.36L/s ，二者之和17.40L/s+8=17.36L/s=34.76L/s ,满足消防最小流量的要求,横管管径选DN100，水池的出水管管径选DN150。
则消火栓给水系统所需水压X H =48.873m.消火栓灭火总用水量x Q =34.76l/s 。
选消防水泵6sh-9A 型2台，1用1备。
（6-3）消防储水池
消防贮水按满足火灾延续时间内的室内消防用水量来计算，即
32501000/3600276.34m V f =⨯⨯=
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