大厦消防给水系统设计.docx

1、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 (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 4

2、C ,且不高于70 C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

3、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 :Q s=E q60式中 Q s 系统设计流量(L/s);q i 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 :2 1.3i=0.0000107V 2/d j 1.3式中 i 每米管道的水头损失 (MPam);V 管道内水的平均流速 (m s);d j 管道的计算内径 (m), 管道的局部水头损失 , 宜采用当

4、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=E h + P 0 + 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 :2h f =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

5、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=159.84 m2 ;设计喷水强度:q卜2=6.0L/(min m );设计作用面积：160 m2 ;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 =12.5 m ;作用面积长边1.2 X 1601/2=15.18;喷头采用长 方形布置 ,间距=2.4m;每个喷头保护面积:2.4 2=5.76 m ;作用面积内喷头数：n=160/5.76=27.8 28个；1/21: q1=K(10P)1/2=80L/min=1.33L/s, P1=0.1MPa

6、,21-2:Q 1-2 = 1.33L/s, V 1-2=4Q-2/ nd =2.7m/s;h1-2=2.4i=2.388 X 10-2MPa;2: P 2=P1+ h1-2=12.388X10-2MPa,1/2q2=K(10 P2)1/2=1.48 L/s;2-3:Q 2-3 = Q1-2+ q2=2.81L/s,-2V2-3=3.5 m/s,h 2-3=2.8771 X 10-2MPa;3: P 3二R+ h 2-3 = 15.2651 X 10-2MP,1/2q 3=K(10 P 3) 1/2 = 1 .647L/s;3-4:Q 3-4= Q2-3+ q3=4.457L/s,V3-4=5

7、.5m/s 5m/s,需要扩大管径,用 DN40,-2V3-4=3.55m/s,h 3-4=2.2877X 1 0-2 M Pa;-24: P 4=P3+ h 3-4=17.5528 X 10-2MPa,1/2q4=K(10 P 4) 1/2 = 1 .776L/s;4-5:Q 4-5= Q3-4+ q 4=6.223L/s, -2V4-5=4.95m/s,h ,4-5=1.4233X10-2MPa,2 -2h5=AL50三通 Q4-5 =1.4589 X 10 MP, -2h4-5= h ,4-5+ h 5=2.8822 X10-2MPa;-25: P 5=P4+ h4-5=20.435X1

8、0-2MPa,q5=Q4-5=6.223L/s;5-6:Q 5-6 =6.223 L/s,V 5-6=3.17m/s,2 -2h6=AL65四通 Q-6 =0.4705 X 10 MP,h,5-6=1.3015X 10-2MPa, -2h5-6= h ,5-6+ h 6=1.772X 10-2MPa;-26: P 6=P5+ h5-6=22.207X10-2MPa,q6=Q5-6 +Qa-6 =12.71 L/s,1/2Qa-6= Q4-5(P6/ P 5) 1/2 =6.487 L/s;6-7:Q 6-7 = q 6=12.71 L/s,V 6-7 =3.3m/s,2 -2h7=AL 80

9、三通 Q-72=0.9812 X 10-2MP, -2h,6-7=0.6779X 10-2MPa, -2h6-7= h ,6-7+ h 7=1.6591 X10-2MPa;-27: P 7=P6+ h 6-7=23.8661 X 10-2MPa,q7=Q6-7+QA-7=23.035L/s,Qb-A=QB-A(PA/ P ,A)1/2=5.275 L/s, -2 V B-A=2.7m/s,h ,B-A=0.9i=0.8955 X 10-2MPa,2 -2hA=AL40三通 QB-a =0.2205 X 10 MP, -2hB-A= h ,B-A + h A =1.116 X 10-2MPa,

10、-2P,A= PB+ hB-A=11.116X10-2MPa; Q A-7= QB-A+ Qb-A =6.605 L/s,V A-7=5.21 m/s, -2 , , 2h,A-7=1.5707X10-2MPa,h,7= AL 80三通Qa-7 =0.265 X10-2 MPa, , -2h A-7= h A-7+ h,7=1.8357X10-2 MPa, -2P,7= PA+ hA-7=19.3885X 10-2MPa, 1/2Q A-7 =Q6-7 (P , 7/ P 7) 1/2 =10.33 L/s;7-8:Q 7-8 = q 7=23.035L/s,V 7-8 =4.6 m/s,h8

11、=AL 80 三通 Q=3.2227 X 10-2MP, -2 ,h,7-8=1.473 X 10-2MPa,h7-8= h8+ h,7-8=4.6957 X 102MPa;-28: P 8=P7+ h 7-8=28.5618X 10-2MPa,q8=Qc-8+Q7-8=41.53L/s,QD-8= Q3-4=4.457L/s,V D-8=3.55 m/s, , -2 , 2h d-8=3.0197 X 10 MP,h 8=ALo80 三通 Qd-8 =0.1207 X10-2MPa, , -2h D-8= h ,D-8+ h ,8=3.1404X 10-2MPa, -2P,8= PD+ h

12、D-8 =18.4055 X 10-2MPa,PD=P3=15.2651 X-210-2MPa,Qc-8= Q,D-8=Q7-8(P,8/ P 8)1/2=18.49 L/s;8-9:Q 8-9= q 8=41.53L/s,V &9=8.3 m/s 5m/s,需要扩大管径 , 用 DN100,V8-9=5.3 m/s 5m/s,需要扩大管径，用 DN125, -2V8-9=3.4 m/s,h ,8-9=0.2799X10-2MPa,2 -2h9=AL 125三通 Q-9 =1.1303 X 10 MP, -2h8-9= h 8-9+ h 9=1.4102X10 MPa,9: P 9=P8+ h

13、8-9=29.972X10-2MPa,q9=Q8-9+Q1 6-9 ,假设 11 点为最不利点 ,P11=10X 10-2MPa,q11=1.33L/s;11-12:Q 11-12 =1.33 L/s,V 11-12=2.7 m/s,h11-12 =2.4i=2.388 X 1 0-2 M Pa;12: P 12=P11+ h 11-12=12.388X 10-2MPa,1/2q12=K(10P12)1/2=1.48 L/s;12-13:Q 12-13= Q11-12+ q 12=2.81 L/s,2V12-13=3.5 m/s,h 13= AL 50 弯 头 Q12-13 2=0.1837

14、X 102MPa,h 12-13 =6.8332X 10-2MPa, -2h12-13= h 13+ h 12-1 3=7.0169X10-2MPa,-213: P 13=P12+ h 12-13=19.4049X10 MPa,q13=Q12-13=2.81 L/s;13-14:Q 13-14= q 13=2.81 L/s,V 13-14 =1.43 m/s, -2h 13-14 =0.2649 X 10- MP,2-2hi4= AL 70 三通 Q3-14 2=0.096 X 10-2MPa, -2hi3-i4= h i3-i4+ h i4=0.3609 Xi0-2M Pa;-2i4: P

15、i4=Pi3+ h i3-i4=i9.7658 X i0-2MPa,qi4=Qi3-i4+Qf-i4 ,Qf-F =QE-F(i7.5528/ P ,F)i/2=5.275L/s, -2VE-F=2.7 m/s,h ,E-F=0.9i=0.8955 X i0-2MPa,2 -2h F= AL 40三通 QE-F2=0.2205Xi0-2MPa,h E-F=i.ii6Xi0-2MPa,P,F= PE+ hE-F=ii.ii6Xi0-2MPa;QF-i4=Qf-F+QE-F=6.605 L/s,V F-i4=5.2 m/s, -2h ,F-i4=i.5707 X i0-2MPa,2 -2hi4=

16、AL 70三通 QF-14 =0.5238 X 10 MFP, -2h F-14= h F-14+ h14=2.0945X10-2MPa, -2P 14= PF+ h F-14=19.6473 X 10 MPa, , 1/2Q F-14=Q13-14(P 14/ P 14) =2.8 L/s;Q F-14= Qf-14 =2.8 L/s,q 14= Q12-13+ Qf-14 =5.61 L/s;14-15:Q 14-15= q 14=5.61 L/s,V 14-15=1.12 m/s, -2h 14-15 =0.0655 X 10- MP,2-2hi5= AL 80 三通 Q4-15 2=0

17、.1911 X 10-2MPa,-2hi4-i5 =0.2566Xi0-2MPa;-215: P i5=Pi4+ h 14-15=20.0224 X 102MP,qi5=Qi4-i5+Qe-i5=i0.99 L/s,Qe-15=QG-15=Q3-4=4.457 L/s,V G-15=3.55 m/s, -2h,G-15=3.3i=3.0197 X10-2MPa, 2 -2h , 15= AL 80三通 QG-152=0.1207X 10-2MPa,-2 ,hG-15=3.1404 X 10-2MPa,P,15=PG+ h G-15=18.4055 X10-2MPa,-2PG=P3=15.265

18、1 X10-2MPa, , 1/2Q e-15=QG-15=Q14-15(P 15/ P 15) =5.38 L/s;15-16:Q 15-16= q 15=10.99 L/s,V 15-16=2.2 m/s,h 15-16 =0.3369X 10-2MPa,2 -2h6= AL 80 三通 Q5-16 2=0.059 X 10-2MPa, -2h15-16= h 15-16+ h16=0.3959X10-2MPa;-216: P 16=P15+ h 15-16=20.4183X10 MPa,q16=Q15-16+Qd-16=21.9845 L/s, 假设 d 为最不利点 :, -2Qd-16

19、二Q-5=6.223 L/s,P 5二Pi6=20.435 X 10 MP, , 1/2Q d-16=Q15-16 (P,16/ P 16)1/2=10.9945 L/s;16-9: Q 16-9= q16=21.9845 L/s,V 16-9=4.4 m/s, -2h 16-9 =0.1685X10-2MPa,2 -2h9= AL 125三通 Qi6-9 =0.3668 X 10 MP, -2h16-9 = h 16-9+ h9=0.5353X10-2MPa;, -29: P ,9=P16+ h16-9=20.9536X10-2MPa,Q, 16-9=Q8-9(P ,9/ P 9)1/2=3

20、4.72 L/s,Q9=Q8-9+Q16-9=76.25 L/s;, -29-10: Q 9-10=76.25 L/s,h ,9-10=8.825 X10-2MPa,-2V9-10=4.3 m/s,h 10=2X 10-2MPa,h 9-10=10.825 X 102MPa;10: q 10=Q9-10=76.25 L/s,-2P10=P9+ h 9-10=40.797 X 10 MPa,系统的设计流量 :Qs=76.25 L/s,水泵扬程:H=刀 h+F0+Z=1.3 MPa,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

21、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

22、.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=a S=13.5 x 10=135(KPa)确定每支水枪的设计流量qfj . Hq = .0.1577 135 =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 :Q

23、f=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Rf 0.9Ld 0.707Sk =0.9 X 25+0.707 X 11.3=30 (m)Ld 水带的长度 ,m。 计算室内消火栓的布置间距Lf (Rf2-b f2)1/2 =(30 2-92)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

24、损失有以下几部分 :刀h P-4:L P-4 =2m,QP-4 =30L/s,选 Dg=150mm,V=1.7m/s,2 1.3i=0.0107V 2/d 1.3 =0.36KPa/m,则刀 hp-4=1.1iL p-4 =0.792 KP a/m,刀h P-3:L P-3 =36.5m,Q 3-P=30L/s,D g=100mm,V3-P=3.82 m/s,i=0.0107V 2/d1.3=3.12KPa/m,则刀 hp-3=1.1iL p-3 =125.3 KPa,刀 h2-3：L 2-3=36.5m,Q2-3=30L/s,D g=100mm, V2-3=3.82 m/s,i=0.0107

25、V 2/d1.3=0.77KPa/m,刀 h2-3 = 1.1iL 2-3=24.563 KPa,刀h 1-2:L 1-2 =1m,Q1-2=5L/s,D g=70mm,2 1.3V1-2=1.3 m/s,i=0.0107V 2/d1.3=0.57KPa/m,刀 h1-2 = 1.1iL 1-2=0.627 KP a,最不利管路水头损失 :刀 hw=E hp-4+E h p-3 +E h2-3+刀 h1-2=151.282 KP a消防水泵流量 :Qb=Nqf =6*5=30L/s,消防水泵扬程：Hb=0.1(H 0+Hch+Ehw)=65.67m。4参考文献 中国计划出版 社景绒编 中国人民 公安大学出版社 1997 年 ;公安部政治部编 中国 人民公安大学出版社 ;中华人民共和国建设部 (GB50045-95), 中国建筑工业出版社