毕业论文深圳清江大酒店高层建筑消防给水工程设计.doc

目 录
1.前言…………………………………………………………1
2.自动喷水灭火系统…………………………………………2
2.1建筑特征 …………………………………………………3
2.2系统选型 …………………………………………………4
2.3 系统简介 …………………………………………………5
2.4系统的水力计算方法的说明 ……………………………7
2.5 系统的水力计算……………………………………………9
2.5.1设计技术数据……………………………………………10
2.5.2喷头的布置………………………………………………13
2.5.3确定管径…………………………………………………15
2.5.4.确定最不利点 …………………………………………17
2.5.5确定计算区域 …………………………………………20
2.5.6计算公式 ……………………………………………22
2.5.7组件设计 ………………………………………………25
3.关于最不利点的确定的想法 ………………………………26
4.室内消火栓给水系统 ………………………………………27
4.1系统设备选型 ……………………………………………29
4.2确定室内消火栓的布置间距 ……………………………32
4.3布置原则和管道布置 ……………………………………35
4.4系统设计计算 ……………………………………………35
5.减压设施 ……………………………………………………36
6.消防水箱 ………………………………………………………37
7.气压水罐给水设备 ……………………………………………38
8.稳压泵的选型和计算 ………………………………………38
9.消防水泵房……………………………………………………39
10.消防水池 ……………………………………………………40
11.确定室外消防的管道及消火栓 ……………………………40
12.经济技术分析 ………………………………………………41
13. 小结…………………………………………………………41

深圳清江大酒店

高层建筑消防给水工程设计

李玉琼

[摘要]
本文结合所做的清江大酒店的消防给水工程的设计，全面的阐述了高层建筑的自动喷水灭火系统和消火栓灭火系统，两大系统的原理，以及根据现行的规范进行的系统选型和管网布置，和水力计算。以及说明了在设计方案中所牵涉到的关于消防水池，水箱，水泵等一些相关的情况。并对工程进行了经济技术分析。
[关键词]
自动喷水灭火 室内消火栓 水力计算 经济技术分析

1.前言

随着我国社会主义现代化建设事业的飞速发展，高层建筑成为城市建设的发展趋势。同时随着人们的生活水平的提高，一旦发生火灾那么损失也相应的增加了。因此我们有理由相信现在的消防安全工作是越来越重要，所以，在高层建筑内设计消防给水工程也是必要的，不可缺少的。
高层建筑一旦发生火灾，那么它由于建筑物内竖井多﹑楼层高等特点，也就决定了它的危险性。而且高层建筑中人员众多，它还有电梯井﹑楼梯井﹑管道井﹑通风管道﹑垃圾井道等，这些会加速火灾的迅速蔓延，现在消防车的登高的高度也不能达到高层建筑的高度，所以，当发生火灾时必须立足于自救。所以，高层建筑消防给水工程设计是人类生活所需要的。建筑消防给水工程的任务就是将城镇给水工程所取集，处理并输送到城镇给水管网中的水，根据消防对水量，水压和水质的要求，输送到设置在建筑物内部的灭火设备处。下面就是本设计工程所需要的水量和水压的计算说明。

2.自动喷水灭火系统

2.1建筑特征
本次设计的是深圳清江大酒店的消防给水工程，其包括自动喷水灭火系统，消火栓灭火系统，消防水池，消防水箱，消防水泵，和气压给水系统，以及它的经济技术分析。本建筑的特点是属于民用的公共建筑。有地下一层，和地上十五层构成，一至五层层高五米，六到十五层层高三米五，总共高60米。消防值班室，水池，水泵房都位于地下一楼，一楼至五楼为商业用途，如酒店﹑多功能厅﹑KTV﹑超市等等。六楼以上是客房和办公用。本建筑长为46.6米，宽为39.6米，总面积为27680m2,为典型的高层建筑。本建筑属于一类建筑，耐火等级一级，为中I危险等级。为了有效的防止火的蔓延，本建筑还进行了防火分区。在水平方向是每层作为一个分区，但是疏散楼梯作为人们的疏散地方，所以单独分区。建筑的管道井等也是作为一个独立的防火单元。本建筑用防火墙和防火门作为它的分隔物。而当其他的管道穿过这些墙体时要用非燃烧材料将缝隙紧密填塞。在每个疏散楼梯的前室和楼梯口都设有防火门。在地下室，用防火卷帘和防烟卷帘分隔，成为两个防火分区。本建筑采用的是防烟楼梯间，所以它的建筑设计是符合建筑规范的。所以，只要在这个建筑中再设计安装了消防给水系统的话，那么，就会更大程度上保障了人民的生命安全，提高了安全程度。

2.2系统选型
针对本建筑的特征，综合其他的因素，我选择了湿式自动喷水灭火系统，原因如下：
湿式系统的管网中平时充满了水，一般在系统大修时才将管网中的水放干净。湿式系统这一特性，决定了系统工作环境温度不宜偏低也不宜偏高，因为冰冻会使水管冻裂，高温将产生蒸汽。《规范》明确规定，环境温度不低于40C且不高于700C的场所应采用湿式系统。湿式喷水灭火系统的有结构简单，施工，管理方便的优点，而且灭火速度快，控火效率高，建设投资和平时的管理费比较节省，适用范围广。环境温度低于40C或高于700C的场所应采用干式系统，干式系统的出水管网中平时无水，但充满了有压空气。而且在灭火速度上要比湿式灭火系统要慢。预作用系统的出水管网中平时也如此，但更优越于干式系统的是，当喷头被误打开后，不会出水，而干式系统只要喷头被打开就空气泄压接着喷水，预作用系统的出水除了喷头要打开，还要有火灾探测报警系统打开报警阀的命令，没有这一命令，水只到达报警阀的进水端，过不了阀体。由此可见，要避免水渍损失的场所，最好是选用预作用系统。但是，相对而言，预作用系统造价要高一些。所以，本建筑位于热带地区，气温在零度以上，符合湿式系统的适用范围。同时，又要比其他的系统造价低，可靠性高。

2.3 系统简介
湿式喷水灭火系统的组成和工作原理如下：
它由闭式喷头，管道系统，湿式报警阀，报警装置和给水设备组成。该系统在报警阀的上下管道中始终充满着压力水，所以称为湿式喷水灭火系统。其工作原理为：火灾发生时，火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件动作，喷头开启，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，水流使水流指示器动作送出电信号，在报警控制器上指示某一区域已在喷水。由于喷头开启泻压，在压力差的作用下，原来处于关闭状态的湿式报警阀就自动开启。压力水通过湿式报警阀，流向灭火管网，同时打开通向水力警铃的通道，水流冲击水力警铃发出声响报警信号。消防控制中心根据水流指示器或压力开关的报警信号，自动启动消防水泵向系统加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。

2.4系统的水力计算方法的说明
在我国有现行的两种水力计算方法：
1.作用面积法也就是估算法
即是指，只有在设计作用面积内的喷头，才计算喷水量，且各喷头喷水量均相等。系统设计秒流量应采用下面这个公式：

式中：——系统设计秒流量，L/s;
1.15~1.30——安全系数；
——系统计算秒流量，L/s。
2.“逐点法”也就是沿程计算法
　　即从系统的设计最不利点处的喷头开始计算，到设计作用面积所包括的最后一个喷头为止，采用特性系数法，依次沿途计算各喷头处的压力，流量和管段累计流量，沿程，局部水头损失值。这种方法的特点是：计算复杂，但计算结果精确。
在新规范出来之前，对于轻危险等级和中危险等级都是建议用作用面积法，但是，随着危险等级划分的不同，也由于作用面积法的不精确性，因此，在自动喷水灭火规范中推荐用沿程法来计算，所以，在设计计算中，我采用了沿程计算法。它的方法说明在后面的设计计算之中体现。
在计算管道流速时,书上有两中方法,一个是管道水流速度的校核公式,一个是采用流量与管道面积的比值的做法,我认为,校核公式只是在校核管道的流速不超过5m/s的经济流速时的做法,然而在真正的设计工作中,我采用了后一种公式.

2.5 系统的水力计算
2.5.1设计技术数据
根据自动喷水灭火设计规范，1到15层为中I危险等级，所以，设计喷水强度：qu=6L/min·m2；设计作用面积：A=160 m2；最不利点处喷头工作压力：P0=0.1MPa
在本建筑中,它在地下一层设的是地下车库,根据现行的规范,本建筑中包含了两个不同危险等级,1到15层为中I危险等级,而地下车库为中II危险等级.他们的喷水强度不一样,还有布置间距也不一样.所以,在水力计算时也要计算地下车库的设计系统流量和压力.
根据计算得出的结果,可以判断地下车库的压力和流量小于中I危险等级的最不利点的流量和压力.根据新规范的条文,建筑内设有不同类型的系统或有不同危险等级的场所时,系统的设计流量,应按其设计流量的最大值确定.所以,本建筑的设计流量还是应该考虑的是15层的最不利点处作用面积之后的流量.
从这个表中可以看到,现在的规范和以前的不同.现在已经有8个等级了,增加了仓库的3个等级,也把中危险等级分成了两个层次.它的设计参数也跟着变了.后面的喷头的保护间距也随之变化.所以,系统要遵从新规范.
火灾危险等级
喷水强度
（L/min.m2）
作用面积
（m2）
喷头工作压力（MPa）
轻危险等级
4

160

0.10
中危险等级
I级
6
II级
8
严重危险等级
I级
12

260
II级
16
注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05MPa

2.5.2喷头的布置

喷水强度
（L/min.m2）
正方形布置的边长(m)
矩形或平行四边形布置的长边边长(m)
一只喷头的最大的保护面积(m2)
喷头与边墙的最大距离(m)
4
4.4
4.5
20.0
2.2
6
3.6
4.0
12.5
1.8
8
3.4
3.6
11.5
1.7
12~20
3.0
3.6
9.0
1.5
在布置喷头的时候,就是按照规范上的这个规定进行的.本着所布置的喷头的保护半径在地面上的投影,使地面不留空白点的原则,以及有利于均匀布水的位置的原则,和规范中所列出来的所有的规定进行布置.对于不同建筑危险等级，规范对喷头的间距作了规定限值，但如果误把此规定值当作布置应采用间距，不管被保护对象及建筑平面尺寸和构造要求如何，一律采用3.6m(中危险级)或4.4m(轻危险级)间距布置，结果会出现喷头贴梁、贴柱安装，或者在不规则建筑平面上喷头布置凌乱，配管纵横交错、杂乱无章等现象，影响建筑美观及喷头喷洒功能的发挥。例如高层建筑的地下车库由于硬性采用3.4m的间距布置，造成不少喷头无法按要求布置在停车位上方；再如大、中型商场的设计由于商场规模、销售物品种类等时常变化，功能划区时常变动，喷头应该结合建筑物的开间布局一块块布置，今后无论商场如何分隔，喷头的布置都能满足规范要求。根据规范和实际的结合,本建筑的喷头布置如消防平面图所示.

2.5.3确定管径

表 中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

管径（mm）
F25
F32
F40
F50
F65
F80
F100
准许安装喷头个数（个）
1
3
4
8
12
32
64
在布置完喷头以后,我们要确定管道的走向,他们之间的连接方式,以及确定它的管径.上表是规范中给出的一个估计的数值,它是经过很多实际工程的检验的成果.所以,利用这个表格可以,得出管道的直径.但是,现在的规范比以前的规范有所改动的是,在以前所有的都是估计的一个值,而现在我们还用经济流速去校核它的管径,这是与以前不同的一个做法.

2.5.4.确定最不利点
在计算这个工程所需的用水量之前,我们必须确定它的最不利点.建筑消防给水工程所需压力值的大小,必须满足将所需的水量输送到建筑物内最不利点用水设备处,并保证有足够的水压,这是规范中的规定.而在本次设计中,共有15层,那么,它的最不利点,就在15层.通过进行水利计算,比较得出了本设计的最不利点的所在地.

2.5.5确定计算区域
先要确定160平方设计作用面积的所在地,根据规范需要取它的长边平行于配水支管,由于本建筑产生的特征,所以根据房间面积和管道的走向等一些实际的问题来确定这个面积的地方.所以,确定的区域如计算图所示.

2.5.6计算公式
喷头的流量计算公式：
q=k
q—喷头流量（L/min）；
P—喷头工作压力（MPa）；
k—喷头流量系数（本系统的喷头k=80）。
平均流速计算公式：
v=
v--平均流速（m/s）；
Q—流量（L/s）；
d—管道的内径（mm）。
每米管道的水头损失计算公式：
i=0.0000107
i—每米管道的水头损失（MPa/s）；
v—管道内水的平均流速（m/s）；
dj—管道的计算内径（mm），取值应按管道内径减1mm确定。
管道的水头损失计算公式：
h=iL
i—每米管道的水头损失（MPa/s）；
L—管道的长度（m）。
管道的局部水头损失，宜采用当量长度法计算：
hj=ALd
hj—管道局部水头损失（MPa）；
A—管道比阻值；
Ld—管件和阀门局部水头损失当量长度（m）。

表 管道比阻值A
管径（mm）
25
32
40
50
65
80
100
125
A （Q以L/s计）
4367.0
938.6
445.3
110.8
28.93
11.68
2.674
0.8623

表 当量长度表（m）
管件
名称
管件直径（mm）
25
32
40
50
65
80
100
125
150
45º弯头
0.3
0.3
0.6
0.6
0.9
0.9
1.2
1.5
2.1
90º弯头
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
3.1
3.7
4.3
三通或四通
1.5
1.8
2.4
3.1
3.7
4.6
6.1
7.6
9.2
蝶阀

1.8
2.1
3.1
3.7
2.7
3.1
闸阀

0.3
0.3
0.3
0.6
0.6
0.9
止回阀
1.5
2.1
2.7
3.4
4.3
4.9
6.7
8.3
9.8
计算过程见计算表.

2.5.7组件设计
(1)喷头
喷头的合理选型和布置关系着自动喷水灭火系统能否正常发挥作用，根据建筑物的不同功能部位应选择不同温度级的喷头。如：一般写字楼、公共用房、地下停车库等宜选用680 C温度级的喷头；厨房等高温场所宜采用930 C温度级的喷头；锅炉房等高温操作场所宜采用1020 C温度级喷头。所以,本建筑采用680 C温度级的喷头.喷头的种类有很多，有开式喷头、闭式喷头之分，所谓开式喷头，好比水龙头的龙头永远是打开的，只不过通过这种龙头的出水，将按照喷头的设计达到不同的流量和形状。闭式喷头的出水流量和形状也将按设计进行，只不过龙头的打开要依靠感温元件。显然，本系统的喷头必然是闭式喷头,而且选用的是ZSTX—15B68º吊顶型玻璃球洒水喷头，公称直径15mm，额定动作温度68ºC，最高环境温度38ºC。本系统中的喷头均为最常用的标准喷头(流量系统K=80，公称直径15 mm)。

(2).管网布置
　　管网布置是在喷头布置的基础上进行的，随意性较大，管网的布置直接影响系统向喷头送水的作用，和安全供水的要求。采用居中进水(即配水支干管与成组喷头支管居中连接)最经济，管网水力计算最方便。但是,由于本建筑的特点,不能采用这个方式,所以只有按规范布置.系统管道采取在报警阀前环状供水，报警阀后枝状布管，少数工程采用水流指示器后环状布管,但自动喷水灭火系统与消火栓等供水管网情况不同，采用环状布管带来两个问题：最不利点不明确，给水力计算增加许多困难；造成不必要的流量转输，浪费管材。
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，分布于整个需保护的面积，连通全部喷头，提供所需喷水量。
以下是管道系统的设置要求：
配水管道的工作压力不大于1.2 MPa，并不设置其它用水设施。配水管入口处压力不大于0.4 MPa。配水管道采用内外壁热镀锌钢管。系统中直径等于或大于100mm的管道采用法兰连接，其余采用螺纹连接。水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m，立管上法兰间的距离不应跨越3个及以上楼层。配水管两侧配水支管控制的标准喷头数不超过8个。水平安装的管道宜有坡度，并坡向泄水阀，坡度设计为0.003，以便排空.

（3）. 过滤器
在屋顶消防水箱接湿式自动喷水灭火系统的出水管上设置过滤器和在自动喷水灭火系统消防水泵吸水管上设置过滤器，以防止箱内的碎杂物进入系统。消防水箱和消防贮水池内的碎杂物进入湿式自动喷水灭火，除可能堵塞闭式喷头外，还可能堵塞湿式自动报警阀,使警铃不能发出铃声报警，压力开关无法启动发出电信号，启动自喷消防泵和向消防控制中心报警。或者碎渣卡在湿式自动报警阀内，使报警阀瓣无法关闭，造成系统不动作灭火也报警的误报现象。由此可看出，在湿式自动喷水灭火系统的上述部位设置过滤器是十分必要的

(4). 排气阀的设置 
湿式自动喷水灭火系统通水前和检修放水后，空气将不可避免地进入系统管道中。如果不将管道中空气排掉，则部分管内的空气将被空气所占据。对于管道空气的排放，一般做法是，管道通水时打开一部分末端试水阀门，靠水将空气从阀门顶出。另一个做法就是在最高层的立管上设计安装一个排气阀,虽然一般的工程都忽略它,但是,它也是系统中一个重要的组件.

(5).报警阀组
　报警阀设置位置一般均要求设在地面一层，并靠近消防控制中心。当被允许设于地下一层时，其水力警铃必须设于地面一层。所以,该建筑的消防控制中心在地下一层,报警阀也设在地下一层,水力警铃接在一楼.本系统选用了4个ZSFZ125型湿式报警阀,满足规范中对一个湿式报警阀所带喷头数量不超过800个的规定。报警阀安装应距地面1.2m，安装在便于操作的地方且地面设有排水设施。4个报警阀及其相应水力警铃分别编号。
(6).水流指示器和阀门
在每层系统管路的配水干管上都要安装一个水流指示器（带法兰连接式），用于监视管网内的水流情况。在水流指示器旁边安装的阀门,必须是信号闸阀.首先,它位于楼顶,在平时不容易观察它的工作状态,假如,用一般的阀门,可能出现在检修后,忘记打开阀门的情况.而是信号阀门的话,它会很明确的返回一个开还是关的信号,确保系统的可行性.在别的地方通常都安装了普通的闸阀.但是也有暗杆和明杆之分.安装明杆,会有一个好处,就是在检修后,也能很明确地知道阀门是开还是关,这样会保证系统的可行性.但是在一些不能安装明杆的地方,比如水表井,就只能安装暗杆.要是安装明杆的话,就会引起杆和墙壁的碰撞,发生机械损伤.还有系统中使用的止回阀.止回阀常见的是升降式,它是利用本身的重力,来阻止水的倒流情况.还有旋启式,消音式等.旋启式通常都安装在水平管上.消音式的是利用它装置中的弹簧,来起到消音的作用.

(7).末端试水装置
每个报警阀组控制的最不利点喷头处设末端试水装置，其它防火分区的最不利点喷头处，均设直径为25mm的试水阀。末端试水装置由试验阀、试验管和压力表组成。试验阀高度不超过2m，布置在易于接近的部位。在新规范出来之前,通常的做法是就近一致原则,也就是说哪个地方离洗手间最近,它就从这个地方引出试水装置.新规范规定,必须从最不利点引出试水装置.

(8).水泵结合器
本系统中的设计流量为51.22L/s,按照规范中的说明,系统水泵结合器的数量应按系统的设计流量确定,每个水泵结合器的流量应按10~15L/s计算.所以,本系统需4个水泵结合器.

3.关于最不利点的确定的想法

在确定本系统的最不利点的时候,由于这个建筑的特殊性,所以它的最不利点很复杂,不属于一眼能看出来的那种类型.通过两次计算,和初步的估计,得出了这个建筑的最不利点的位置.但是,同时通过这个计算结果,可以得出一些结论.一般地在考虑建筑的最不利点时,我们通常都是很单纯地想到了最高层,可是由下面这组数据可以说明一个问题.也就是当建筑物的最高层为大空间,而次高层为密集的小单元用房的时候,喷头的布置,肯定是最高层的数量少于次高层的数量.这样可能导致,楼上的流量和压力的计算结果小于次高层的值.由下表

项目
压力值
流量大小
1
0.4674Mpa
51.22L/S
2
0.3921Mpa
31.38L/s
的数据就可以看出这个问题.假设最高层的是第二组数据,而次高层为第一组数据,现在假设层高5米,那么用第二组数据加上静水压,可以得出它的压力值为0.4421,即使是这样,0.4421 MPa还是小于0.4674 MPa.从这些数据当中,可以得出一个结论,最不利点可能在一个建筑的次高层,或者别的地方,并不一定是在顶层的.也许,有人会怀疑有没有这种建筑的存在,在汉城的天然阁酒店就是这个格局的建筑.所以,我们在判断一个系统的最不利点的时候,不要凭借想象力,而是要通过计算的结果来比较,得出它的最不利点的位置.

4.室内消火栓给水系统
高层建筑室内消火栓给水系统是目前扑救高层建筑火灾的主要灭火系统，所担负的任务不仅用于扑救初期火灾外，还担负着扑救大火的任务。所以,高层建筑室内消火栓给水系统应设置成独立的消防给水系统,采用临时高压消防给水系统,当室内消防用水达到最大时,应满足室内最不利点灭火设备的要求.

4.1系统设备选型
根据规范,高层建筑室内消火栓的栓口直径应为65mm,消火栓配备的水带长度不应超过25mm,水枪喷嘴口径不应小于19mm. 所以，本建筑选用带自救式消防水喉的室内消火栓箱，箱内配备SN65mm的单出口消火栓，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。小口径消火栓配有直径为19mm胶带（长40m）、喷嘴口径为6mm水喉。

4.2确定室内消火栓的布置间距
规范中规定,高层建筑的室内消火栓的布置间距,需要设计多排消火栓，且要求同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到室内任何部位。消火栓的保护半径是布置消火栓的主要依据，它直接影响灭火效果。在设置消火栓间距时，如果简单的按箱体配设的消防水带长度作消火栓的保护半径，这与实际的消火栓保护半径就有差异．消火栓的保护半径应该是根据建筑物的具体情况，平面布局及消防水带长度，充实水栓长度等各种因素而确定。待别是一些公共娱乐综合建筑，由于其功能上的要求，平面较复杂。如果仅以消防水带长度为消火栓保护半径，则易产生误差.所以，消火栓的保护半径,应为消防水带的敷设长度Ld(有效长度)与水枪充实水柱平面投影长度Sk两者的叠加值，即R＝Ld十Sk其中敷设长度应是消防水带长度0.7—0.9倍的折减值。(折减系数根据建筑平面确定)。充实水柱投影值根据规范的要求、建筑的性质、层高等具体因素确定。只有这样计算出的消火栓保护半径R值，才能作为布置消火栓间距的依据。当然除根据消火柱保护半径R值确定消火栓间距外，尚应依建筑平面分隔情况以及通道、门位等作具体分析。切实保证两股密实水柱能达室内的任何部位。特别是对于一些“L、U”型的建筑转弯处的消火栓设置，既要使其各处均在消火栓的保护范围之内，又要使消防水带能够确实达到着火点有效的控制和扑灭火灾。所以,本建筑每层都设了9个消火栓,每个地方都能保证有相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达.其布置平面图如如所示.

4.3布置原则和管道布置
高层建筑室内消火栓布置间距不能超过30m,超过了就要增设消火栓.消火栓应设在走道,楼梯附近等明显易取用的地点,应有明显的标志.栓口离地面的高度宜为1.1m,栓口出水方向向下或与设置消火栓的墙面成900角.同一建筑内采用同一型号规格.消防电梯前室应设置消火栓.另外在屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的屋顶消火栓.室内消火栓的消防给水管道应布置成环状,引水管道不应小于两条,并且采用阀门把消防给水管道分成若干独立段,这些是为了防止某一段水管需要更换或坏了的时候,还有别的管道能进水,从而保证系统的有效性..本建筑根据这些原则,布置成环状管网,两条进水管,两个消防水泵,三个水泵结合器和一个屋顶消火栓.其详细情况见消火栓立体图.

4.4系统设计计算
本建筑高度60m，利用设置在楼顶的消防水箱，在火灾初期10分钟内自动向消防管网供水,以及水泵结合器和两台消防泵供水.
4.4.1计算过程
1.根据建筑物的性质和水枪充实水柱要求，确定消火栓的水枪设计流量和设计喷嘴压力.
（1）水枪充实水柱长度的计算
SK=1.414（H1-H2）=1.414（5-1）=5.656m
SK2=1.414（H1-H2）=1.414（3.5-1）=3.535
所以，取SK为5.656 m
（2）根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓的水枪充实水柱长度不应小于10m。
所以，本建筑取SK为10m 。
2.计算水枪喷嘴所需的压力
Hq=αSK
Hq—水枪喷嘴压力，kPa；
SK—水枪充实水柱长度，m；
α—与水枪喷嘴口径和充实水柱长度有关的系数，其值见表 。
表 系数α值
充实水柱长度（m）
水枪喷嘴口径（mm）
13
16
19
10
15.0
14.0
13.5
Hq=αSK=13.5×10=135 kPa
3.确定每支水枪的设计流量
（1）每支水枪流量的计算
qfj=
qfj—每支水枪的计算流量，L/s；
Hq—水枪喷嘴压力，kPa；
β—水枪喷嘴流量系数，其值见表 。
表 水枪喷嘴流量系数β值
喷嘴口径（mm）
13
16
19
22
β
0.00646
0.00793
0.1577
0.2836
qfj===4.6 L/s
（2）根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，该建筑每支水枪的最小流量qfmin不应小于5 L/s。
（3）每支水枪的设计流量确定
通过比较，确定每支水枪的设计流量qf=5L/s
4.确定消火栓的水枪设计充实水柱和设计喷嘴压力
在算得水枪设计流量后，反算得出水枪设计喷嘴压力为Hqs=158.53kPa，设计充实水柱为SK=11.74m。
2.5.3根据高规中对本建筑特征的规定（建筑高度大于50米的高级旅馆）,由下表数据确定室内消火栓给水系统的消防用水量

室外消火栓用水量(L/s)
室内消火栓用水量(L/s)
每支水枪最小流量(L/s)
同时使用水枪数量(支)
每根竖管最小流量(L/s)
30
40
5
8
15
Qf=Nqf
Qf—室内消火栓用水量，L/s；
N—同时使用的水枪数量，支；
qf—每支水枪的设计流量，L/s。
Qf=Nqf =8×5=40 L/s
5.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=Ld＋Lk
Rf—室内消火栓的保护半径，m；
Ld—水带铺设长度，m；
Lk—水枪充实水柱在平面上的投影长度，m。
考虑到水带在使用中的曲折弯转，水带铺设长度一般取水带实际长度的80%～90%。
水枪充实水柱在平面上的投影长度可按下式计算：
Lk=SKcos
Lk—水枪充实水柱在平面上的投影长度，m；
SK—水枪充实水柱，m；
--水枪射流上倾角。按45º计。
Rf=0.9Ld＋0.707Lk=0.9×25＋0.707×11.74=30.8 m
6.确定消防竖管的布置间距和根数
根据室内消火栓的布置原则，结合建筑平面图，确定消防竖管的根数为9根，具体位置见图。
7.室内消火栓给水系统管网平面布置和轴侧图如图，所示。
8.选择计算管路
根据消防给水管网轴侧图，初步判断了两个管段为最不利计算管路.选择了4-p-3-2-1管段和a-p-b-c-d管段作为最不利计算管路。

9计算最不利点消火栓栓口处所需的水压
Hxh=Hqs＋Hd
Hxh—室内消火栓栓口处所需水压，kPa；
Hqs—水枪喷嘴设计压力，kPa；
Hd—每条水带的水头损失，kPa；
Hd=SQ2
Q—水带通过的实际流量（即水枪的设计流量），L/s；
S--每条水带（长20m）的阻抗系数。
类型
水带直径（mm）
50
65
75
90
S值
麻质水带
3.0
0.86
0.3
0.16
胶里水带
1.5
0.35
0.15
0.08
Hd=SQ2=kPa
Hxh=Hqs＋Hd=160＋26.875=186.88kPa
10.确定消防给水管网管径
根据高层建筑的供水特点和该建筑室内消火栓用水量（40L/s）以及每根消防竖管所通过的最小流量（15L/s）计算得出各段管径如图所示。计算过程如下:
高层建筑室内消防竖管的管径，应按最不利部位消防竖管所通过的流量和消火栓给水管道允许的流速范围的中，低限值计算确定。生活，生产的给水管道的流速不宜大于2.0m/s，干管流速一般采用1.2~2.0m/s。支管流速一般采用0.8~1.2m/s。而消防水泵的引水管道的流速不应超过1.2m/s.消防管道的流速限制也根据生活生产的管道流速来计算.若算得的管径小于100mm，应采用100mm. 高层建筑室内消火栓给水系统的进水管径，应按室内消防用水量计算确定。其水平干管的管径，应按所担负的消防竖管的实际流量由计算确定。同时应符合，消防竖管管径≤水平干管管径≤进水管管径。

确定水平干管的管径为DN150，进水管为DN250，竖管为DN100。
11.计算最不利管路4-p-3-2-1的水头损失
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：
： L4-p=1.5m，Q4-p=40m/s，选择D4-p=250mm

=1.1L4-p=1.1×0.046×1.5=0.08 kPa
注：独立的消火栓给水管网管道局部水头损失按沿程水头损失的10%进行估计。
： Lp-3=50.26 m，Qp-3=40L/s，选择Dp-3=150mm
m/s
kPa/m
=1.1Lp-3=1.1×0.65×50.26=35.94kPa
： L3-2=62.6m，Q3-2=15L/s，选择D3-2=100mm
m/s
kPa/m
=1.1L3-2=1.1×0.78×62.6=53.71kPa
： L2-1=1m，q2-1=5L/s，选择D2-1=65mm
m/s
kPa/m
=1.1L2-1=1.1×0.85×1=0.935kPa
最不利管路4-p-3-2-1的水头损失为：
=+＋＋=0.08＋35.94＋53.71＋0.935=90.67kPa

12.计算最不利管路a-p-b-c-d的水头损失
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：
： La-p=1.5m，Qa-p=40m/s，选择Da-p=250mm

=1.1La-p=1.1×0.046×1.5=0.08 kPa
： Lp-b=56 m，Qp-b=40L/s，选择Dp-b=150mm
m/s
kPa/m
=1.1Lp-b=1.1×0.65×56=40.04kPa
： Lb-c=62.6m，Qb-c=15L/s，选择Db-c=100mm
m/s
kPa/m
=1.1Lb-c=1.1×0.78×62.6=53.71kPa
： Lc-d=1m，qc-d=5L/s，选择Dc-d=65mm
m/s
kPa/m
=1.1Lc-d=1.1×0.85×1=0.935kPa
最不利管路4-p-3-2-1的水头损失为：
=+＋＋=0.08＋40.04＋53.71＋0.935=94.77kPa
经比较可以得出,a-p-b-c-d的管路为最不利管路,所以,选择水泵的扬程的时候, =94.77kPa.
13.选择消防水泵
1.消防水泵的流量
Qb=40L/s
2.消防水泵的扬程
Hb=0.1（H△＋Hxh＋）
Hb—建筑物室内消火栓给水系统所需的总压力，kPa；
H△—最不利点消火栓栓口与室外消防进水管网起点间的静水压，kPa；
Hxh—最不利点消火栓栓口处所需的水压，kPa；
--计算管路的水头损失，kPa。
Hb=0.1（H△＋Hxh＋）=0.1[626＋186.88＋94.77]=90.77m
3.选择消防水泵
所以,系统水泵的扬程为90.77m,其流量为40L/s.
14.水泵结合器
本系统中的设计流量为45L/s,按照规范中的说明,系统水泵结合器的数量应按系统的设计流量确定,每个水泵结合器的流量应按10~15L/s计算.所以,本系统需3个水泵结合器. 水泵接合器与室外消火栓或消防水池的距离宜为15～40m.

5.减压设施
消火栓栓口的静水压力不应大于0.80MPa，当大于0.80MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，消火栓处设减压装置。 通常所设的减压装置是减压孔板。设置孔板，一是安装方便，二是便于调整。孔板的大小可通过计算得到。孔板安装在消火栓的栓口处.
减压孔板的设置要求：
1.应设在直径不小于50mm的水平管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍；
2.孔板直径不应小于设置管段直径的50%，且不应小于20mm；
3.应采用不锈钢板材制作。
各层灭火设备处的设计剩余压力。
H—计算层灭火设备处的设计剩余水压，kPa；
HB—消防水泵的出口压力，kPa；
Z—计算层灭火设备与消防水池最低水位间的静水压，kPa；
--自消防水泵吸水管至该计算层管路的沿程和局部水头损失，kPa；
H0—计算层灭火设备处所需的设计水压，kPa。对于室内消火栓给水系统，其值H0为500 kPa。
HB=90.77m水柱=907.7kPa
地下一层: =907.7-11-21.5-500=375.2KPa

剩余水压由减压孔板所形成的局部水头损失消耗

HK