大厦消防给水系统设计.docx
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大厦消防给水系统设计
大厦消防给水系统
设计
辽宁大厦消防给水系统设计
1工程概况
辽宁大厦占地面积约10240平方米,主体为9层,
地下一层，总高37.8m,是主要以客房为主的大型宾馆根据<自动喷水系统设计规范>（GB50084——）确定
危险等级为中危险等级I级，采用湿式自动喷水灭火
系统。
1.1湿式自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。
湿式自动喷水灭火系统主要优点是结构简单,施工、管理方便,灭火速度快,控火效率高,建设投资和经常管理费较省,适用范围广。
缺点是受环境温度限
制。
适用于环境温度不低于4C,且不高于70C的建
筑物。
1.2湿式自动喷水灭火系统的组成
湿式自动喷水灭火系统由闭式喷头,管道系统,湿式报警阀,报警装置和给水设备等组成。
管道系统:
自动喷水灭火系统的管道按作用分为供水管,配水立管,配水干管,配水管和配水支管五种。
其管径由大到小,分布于整个保护面积,连通全部喷头,提供所需的喷水量。
1.3本设计采用公称直径为15mnm勺闭式喷头112个,每层设置SN65mr的单出口消火栓3个，直径为65mm的麻质水带（每盘水带长为25m）,口径19mm的手提式直流水枪和口径25mm的小口径消火栓。
2．自动喷洒系统设计与计算
2.1相关计算公式
喷头的流量应按下式计算:
q=（10P）1/2
式中q——喷头流量（L／min）;
P——喷头工作压力（MPa）;
K——喷头流量系数。
系统的设计流量,应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定:
Qs=Eq〃60
式中Qs系统设计流量（L/s）;
qi——最不利点处作用面积内各喷头节点的流
量（L/min）;
n最不利点处作用面积内的喷头数。
每米管道的水头损失应按下式计算:
21.3
i=0.0000107V2/dj1.3
式中i——每米管道的水头损失（MPa／m）;
V——管道内水的平均流速（m／s）;
dj——管道的计算内径（m）,管道的局部水头损失,宜采用当量长度法计算。
水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算:
H=Eh+P0+Z
式中H——水泵扬程或系统人口的供水压力（MPa）;
刀h――管道沿程和局部的水头损失的累计值
（MPa）,湿式报警阀、水流指示器取值0.02MPa雨淋
阀取值O.07MPa;
Po――最不利点处喷头的工作压力（MPa）;
Z——最不利点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,当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时,Z应取负值（MPa）。
沿程水头损失按下式计算:
2
hf=ALQ（n-1）-n
式中:
hf——沿程水头损失,Pa；
L计算管段长度，m;
Q（n-1）-n――计算管段流量,L/s;
A――管道比阻值，
2.2设计计算:
如图:
确定1点为最不利点,
作用面积=159.84m2;设计喷水强度:
q卜
2
=6.0L/（min・m）;
设计作用面积：
160m2;最不利点处喷头工作压
力:
Pb=0.1Mpa;
喷头公称直径=15mm共用112个；每个喷头最大保护面积=12.5m;
作用面积长边〉1.2X1601/2=15.18;喷头采用长方形布置,
间距=2.4m;每个喷头保护面积:
2.42=5.76m;
作用面积内喷头数：
n=160/5.76=27.8〜28个；
1/2
1:
q1=K（10P）1/2=80L/min=1.33L/s,P1=0.1
MPa,
2
1-2:
Q1-2=1.33L/s,V1-2=4Q-2/nd=2.7m/s;
h1-2=2.4i=2.388X10-2MPa;
2:
P2=P1+h1-2=12.388X10-2MPa,
1/2
q2=K（10P2）1/2=1.48L/s;
2-3:
Q2-3=Q1-2+q2=2.81L/s,
-2
V2-3=3.5m/s,h2-3=2.8771X10-2MPa;
3:
P3二R+h2-3=15.2651X10-2MP,
1/2
q3=K（10P3）1/2=1.647L/s;
3-4:
Q3-4=Q2-3+q3=4.457L/s,
V3-4=5.5m/s>5m/s,需要扩大管径,用DN40,
-2
V3-4=3.55m/s,h3-4=2.2877X10-2MPa;
-2
4:
P4=P3+h3-4=17.5528X10-2MPa,
1/2
q4=K（10P4）1/2=1.776L/s;
4-5:
Q4-5=Q3-4+q4=6.223L/s,
-2
V4-5=4.95m/s,h,4-5=1.4233X10-2MPa,
2-2
h5=AL①50三通Q4-5=1.4589X10MP,
-2
h4-5=h,4-5+h5=2.8822X10-2MPa;
-2
5:
P5=P4+h4-5=20.435X10-2MPa,
q5=Q4-5=6.223L/s;
5-6:
Q5-6=6.223L/s,V5-6=3.17m/s,
2-2
h6=AL①65四通Q-6=0.4705X10MP,
h,5-6=1.3015X10-2MPa,
-2
h5-6=h,5-6+h6=1.772X10-2MPa;
-2
6:
P6=P5+h5-6=22.207X10-2MPa,
q6=Q5-6+Qa-6=12.71L/s,
1/2
Qa-6=Q4-5（P6/P5）1/2=6.487L/s;
6-7:
Q6-7=q6=12.71L/s,V6-7=3.3m/s,
2-2
h7=AL>80三通Q-72=0.9812X10-2MP,
-2
h,6-7=0.6779X10-2MPa,
-2
h6-7=h,6-7+h7=1.6591X10-2MPa;
-2
7:
P7=P6+h6-7=23.8661X10-2MPa,
q7=Q6-7+QA-7=23.035L/s,
Qb-A=QB-A（PA/P,A）1/2=5.275L/s,
-2
[VB-A=2.7m/s,h,B-A=0.9i=0.8955X10-2MPa,
2-2
hA=AL①40三通QB-a=0.2205X10MP,
-2
hB-A=h,B-A+hA=1.116X10-2MPa,
-2
P,A=PB+hB-A=11.116X10-2MPa;]
[QA-7=QB-A+Qb-A=6.605L/s,VA-7=5.21m/s,
-2,,2
h,A-7=1.5707X10-2MPa,h,7=AL①80三通Qa-7=0.265X
10-2MPa,
,-2
hA-7=hA-7+h,7=1.8357X10-2MPa,
-2
P,7=PA+hA-7=19.3885X10-2MPa,
1/2
QA-7=Q6-7（P,7/P7）1/2=10.33L/s;]
7-8:
Q7-8=q7=23.035L/s,V7-8=4.6m/s,
h8=AL>80三通Q『=3.2227X10-2MP,
-2,
h,7-8=1.473X10-2MPa,h7-8=h8+h,7-8=4.6957X10
2MPa;
-2
8:
P8=P7+h7-8=28.5618X10-2MPa,
q8=Qc-8+Q7-8=41.53L/s,
[QD-8=Q3-4=4.457L/s,VD-8=3.55m/s,,-2,2
hd-8=3.0197X10MP,h8=ALo80三通Qd-8=0.1207X
10-2MPa,
,-2
hD-8=h,D-8+h,8=3.1404X10-2MPa,
-2
P,8=PD+hD-8=18.4055X10-2MPa,PD=P3=15.2651X
-2
10-2MPa,
Qc-8=Q,D-8=Q7-8（P,8/P8）1/2=18.49L/s;]
8-9:
Q8-9=q8=41.53L/s,V&9=8.3m/s>5m/s,
需要扩大管径,用DN100,
V8-9=5.3m/s>5m/s,需要扩大管径，用DN125,
-2
V8-9=3.4m/s,h,8-9=0.2799X10-2MPa,
2-2
h9=AL①125三通Q-9=1.1303X10MP,
-2
h8-9=h8-9+h9=1.4102X10MPa,
9:
P9=P8+h8-9=29.972X10-2MPa,
q9=Q8-9+Q16-9,
假设11点为最不利点,P11=10X10-2MPa,q11=1.33
L/s;
11-12:
Q11-12=1.33L/s,V11-12=2.7m/s,
h11-12=2.4i=2.388X10-2MPa;
12:
P12=P11+h11-12=12.388X10-2MPa,
1/2
q12=K（10P12）1/2=1.48L/s;
12-13:
Q12-13=Q11-12+q12=2.81L/s,
2
V12-13=3.5m/s,h13=AL①50弯头Q12-132=0.1837X10
2MPa,
h12-13=6.8332X10-2MPa,
-2
h12-13=h13+h12-13=7.0169X10-2MPa,
-2
13:
P13=P12+h12-13=19.4049X10MPa,
q13=Q12-13=2.81L/s;
13-14:
Q13-14=q13=2.81L/s,V13-14=1.43m/s,
-2
h13-14=0.2649X10-MP,
2-2
hi4=AL①70三通Q3-142=0.096X10-2MPa,
-2
hi3-i4=hi3-i4+hi4=0.3609Xi0-2MPa;
-2
i4:
Pi4=Pi3+hi3-i4=i9.7658Xi0-2MPa,
qi4=Qi3-i4+Qf-i4,Qf-F=QE-F（i7.5528/P,F）i/2=5.275
L/s,
-2
[VE-F=2.7m/s,h,E-F=0.9i=0.8955Xi0-2MPa,
2-2
hF=AL①40三通QE-F2=0.2205Xi0-2MPa,hE-F=i.ii6X
i0-2MPa,
P,F=PE+hE-F=ii.ii6Xi0-2MPa;]
[QF-i4=Qf-F+QE-F=6.605L/s,VF-i4=5.2m/s,
-2
h,F-i4=i.5707Xi0-2MPa,
2-2
hi4=AL①70三通QF-14=0.5238X10MFP,
-2
hF-14=hF-14+h14=2.0945X10-2MPa,
-2
P14=PF+hF-14=19.6473X10MPa,
,1/2
QF-14=Q13-14（P14/P14）=2.8L/s;]
QF-14=Qf-14=2.8L/s,q14=Q12-13+Qf-14=5.61L/s;
14-15:
Q14-15=q14=5.61L/s,V14-15=1.12m/s,
-2
h14-15=0.0655X10-MP,
2-2
hi5=AL①80三通Q4-152=0.1911X10-2MPa,
-2
hi4-i5=0.2566Xi0-2MPa;
-2
15:
Pi5=Pi4+h14-15=20.0224X102MP,
qi5=Qi4-i5+Qe-i5=i0.99L/s,
[Qe-15=QG-15=Q3-4=4.457L/s,VG-15=3.55m/s,
-2
h,G-15=3.3i=3.0197X10-2MPa,
2-2
h,15=AL①80三通QG-152=0.1207X10-2MPa,
-2,
hG-15=3.1404X10-2MPa,P,15=PG+hG-15=18.4055X
10-2MPa,
-2
PG=P3=15.2651X10-2MPa,
,1/2
Qe-15=QG-15=Q14-15（P15/P15）=5.38L/s;]
15-16:
Q15-16=q15=10.99L/s,V15-16=2.2m/s,
h15-16=0.3369X10-2MPa,
2-2
h〔6=AL①80三通Q5-162=0.059X10-2MPa,
-2
h15-16=h15-16+h16=0.3959X10-2MPa;
-2
16:
P16=P15+h15-16=20.4183X10MPa,
q16=Q15-16+Qd-16=21.9845L/s,
[假设d为最不利点:
-2
Qd-16二Q-5=6.223L/s,P5二Pi6=20.435X10MP,
,1/2
Qd-16=Q15-16（P,16/P16）1/2=10.9945L/s;]
16-9:
Q16-9=q16=21.9845L/s,V16-9=4.4m/s,
-2
h16-9=0.1685X10-2MPa,
2-2
h9=AL①125三通Qi6-9=0.3668X10MP,
-2
h16-9=h16-9+h9=0.5353X10-2MPa;
-2
9:
P,9=P16+h16-9=20.9536X10-2MPa,
Q,16-9=Q8-9（P,9/P9）1/2=34.72L/s,
Q9=Q8-9+Q16-9=76.25L/s;
-2
9-10:
Q9-10=76.25L/s,h,9-10=8.825X10-2MPa,
-2
V9-10=4.3m/s,h10=2X10-2MPa,h9-10=10.825X10
2MPa;
10:
q10=Q9-10=76.25L/s,
-2
P10=P9+h9-10=40.797X10MPa,
系统的设计流量:
Qs=76.25L/s,
水泵扬程:
H=刀h+F0+Z=1.3MPa,
3.消火栓系统设计计算
消火栓系统消火栓灭火系统又称消火栓给水系统或消火栓消防给水系统。
以建筑物外墙为界,可分为室外消火栓灭火系统和室内消火栓灭火系统。
3.1消火栓用水量
按照要求,该建筑室内消火栓用水量为30L/s,室外消火栓用水量为30L/s。
自动喷水灭火系统用水量为26L/s。
消防用水总量为86L/s。
3.2管道布置
室内消火栓给水管网布置成环状,每根竖管的最小流量为15L/s,管径采用,室内消火栓给水系统进水管有两条,从消防泵房引入和高位水箱供水,引入管管径采用,室内消防竖管贴柱或墙敷设,消防水平干管分别设于地下室顶板下吊顶上和顶层的闷顶内。
3.3系统设计计算
331确定消火栓的水枪设计流量和设计喷嘴压力
水枪充实水柱长度的确定
Sk=1.414（Hi—H2）=1.414（4.8-
1）=5.3732（m）
据规定，该建筑室内消火栓的水枪充实水柱长度不应小于10m经过比较，确定水枪充实水柱长度为10m。
计算水枪喷嘴所需的压力
Hq=aS=13.5x10=135（KPa）
确定每支水枪的设计流量
qfj...Hq=.0.1577135=4.6（L/s）
据规定，该楼每支水枪的设计流量qmin不应小于5L/S,经过比较，确定每支水枪的设计流量qf=5L/S
确定消火栓的水枪设计充实水柱和设计喷嘴压力算得水枪设计流量后反算得出水枪设计喷嘴压力为
fs=160KR,
设计充实水柱为
Sk=11.3m
确定室内消火栓消防用水量:
Qf=N*qf=6*5=30L/s确定室内消火栓及消防竖管的布置间距确定室内消火栓的保护半径
Rf0.9Ld0.707Sk=0.9X25+0.707X11.3=30（m）
Ld——水带的长度,m。
计算室内消火栓的布置间距
Lf<（Rf2-bf2）1/2=（302-92）1/2=29.7m
每层楼内共设置3个消火栓,消火栓栓口离地面高度
1.20m。
确定消火栓给水管网管径根据高层建筑的供水特点和该建筑室内消火栓用
水（30L/S）,以及每根消防竖管所经过的最小流量（15L/S）。
计算最不利管路的水头损失。
3.3.2从消防水泵吸水管到系统最不利点消火栓的管路水头损失有以下几部分:
刀hP-4:
LP-4=2m,QP-4=30L/s,
选Dg=150mm,V=1.7m/s,
21.3
i=0.0107V2/d1.3=0.36KPa/m,
则刀hp-4=1.1iLp-4=0.792KPa/m,
刀hP-3:
LP-3=36.5m,Q3-P=30L/s,Dg=100mm,
V3-P=3.82m/s,i=0.0107V2/d1.3=3.12KPa/m,
则刀hp-3=1.1iLp-3=125.3KPa,
刀h2-3：
L2-3=36.5m,Q2-3=30L/s,Dg=100mm,V2-3=3.82m/s,i=0.0107V2/d1.3=0.77KPa/m,
刀h2-3=1.1iL2-3=24.563KPa,
刀h1-2:
L1-2=1m,Q1-2=5L/s,Dg=70mm,
21.3
V1-2=1.3m/s,i=0.0107V2/d1.3=0.57KPa/m,
刀h1-2=1.1iL1-2=0.627KPa,
最不利管路水头损失:
刀hw=Ehp-4+Ehp-3+Eh2-3+刀h1-2=151.282KPa
消防水泵流量:
Qb=Nqf=6*5=30L/s,
消防水泵扬程：
Hb=0.1（H0+Hch+Ehw）=65.67m。
4．参考文献
<自动喷水灭火系统设计规范>中国计划出版社
景绒编<建筑消防给水工程>中国人民公安大学出版社1997年;
公安部政治部编<建筑防火设计原理>中国人民公安大学出版社;
中华人民共和国建设部<高层建筑防火设计规范>（GB50045-95）,中国建筑工业出版社
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