第3章-建筑消防给水系统-自喷.优秀PPT.ppt

LOGO第第第第3 3 3 3章章章章 建筑消防给水系统建筑消防给水系统建筑消防给水系统建筑消防给水系统一、自动喷水灭火系统一、自动喷水灭火系统 1.定义定义 由水源、加压贮水设备、喷头、管网、由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置组成能在火灾发生时，自动打开喷报警装置组成能在火灾发生时，自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火系统。系统。2.设置场所设置场所 性质重要、火灾危急性大；人员集中、性质重要、火灾危急性大；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。（见表（见表3.3.1）3-3 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统 二、自动喷水灭火系统类型二、自动喷水灭火系统类型 1.组成组成 水源、加压贮水设备、喷头、管网、水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置报警装置2.分类分类 闭式：闭式：湿式、干式、干湿式、预作用系统湿式、干式、干湿式、预作用系统 开式：开式：水幕系统、雨淋喷水灭火系统水幕系统、雨淋喷水灭火系统 喷雾：喷雾：水喷雾灭火系统、水喷雾冷却系统水喷雾灭火系统、水喷雾冷却系统水滴水滴 二、自动喷水灭火系统类型二、自动喷水灭火系统类型 1.湿式自动喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统 组成：组成：闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力开关、水流指示器）开关、水流指示器）湿式报警阀、湿式报警阀、管网及供水设施等。（见附图）管网及供水设施等。（见附图）工作原理：（演示工作原理：（演示1、演示、演示2）特点：特点：管道始终充溢有压水，灭火速度快、管道始终充溢有压水，灭火速度快、控火效率高。控火效率高。适用：温度适用：温度 4C，且，且 70C的场所的场所 2.干式干式喷水灭火系统喷水灭火系统 组成：组成：闭式喷头、干式报警阀、管道系统、充气设备、供水设施闭式喷头、干式报警阀、管道系统、充气设备、供水设施 特点：特点：报警阀前管道充有压力水报警阀前管道充有压力水 报警阀后管道充以压力气体（空气或氮气）报警阀后管道充以压力气体（空气或氮气）气密性气密性要求高要求高、反应、反应迟滞性迟滞性 适用：适用：环境温度环境温度70C的场所的场所 管网容积管网容积 1500L，有排气装置，有排气装置 3000L。3.干湿式干湿式自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统 组成：组成：闭式喷头、干湿式报警阀、管道系统、充气设备、供水闭式喷头、干湿式报警阀、管道系统、充气设备、供水 设施设施 特点：特点：冬季作为干式系统、夏季作为湿式系统冬季作为干式系统、夏季作为湿式系统 适用：适用：冬季冰冻的但不采暖的建筑物；冬季冰冻的但不采暖的建筑物；管网容积管网容积 3000L。4.预作用喷水灭火系统预作用喷水灭火系统 组成：组成：闭闭式式喷喷头头、预预作作用用阀阀（雨雨淋淋阀阀或或干干式式报报警警阀阀）、快快开开式式止止回回阀阀、感感温温探探测测器器、供供水水设施、限制系统组成。设施、限制系统组成。特点：特点：管管道道中中平平常常无无水水充充以以低低压压空空气气，呈呈干干式式。火火灾灾发发生生时时，火火灾灾探探测测器器报报警警后后，自自动动限限制制阀阀门门排排气气、充充水水，当当着着火火点点温温度度达达到到喷喷头头开开启启温温度度时时喷喷水水灭灭火火。喷喷水水刚刚好好，克克服服了干式系统的喷水延迟的缺点了干式系统的喷水延迟的缺点 适用：适用：建筑装饰要求高，灭火要求刚好的建筑物。建筑装饰要求高，灭火要求刚好的建筑物。5雨淋喷水灭火系统雨淋喷水灭火系统 组成：组成：开式喷头、火灾探测系统、雨淋阀、管开式喷头、火灾探测系统、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施等。网、报警系统、供水设施等。特点：特点：雨淋阀后的管道平常为空管，火灾发生雨淋阀后的管道平常为空管，火灾发生时管道给水通过火灾探测系统限制雨淋阀时管道给水通过火灾探测系统限制雨淋阀供应，雨淋阀开启后被爱护区内全部喷头供应，雨淋阀开启后被爱护区内全部喷头一起喷水，出水量大，灭火刚好。一起喷水，出水量大，灭火刚好。适用：适用：火灾扩散速度快、危急性大的建筑或部火灾扩散速度快、危急性大的建筑或部位。位。6.水幕系统水幕系统 组成：组成：水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网、水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网、探测和报警系统探测和报警系统 特点：特点：水幕将防火隔断物冷却提高其耐火性能水幕将防火隔断物冷却提高其耐火性能（防护冷却水幕）；（防护冷却水幕）；阻挡火焰穿过建筑物门、洞开口防止火阻挡火焰穿过建筑物门、洞开口防止火势扩散（防火分隔水幕）。势扩散（防火分隔水幕）。适用：防火隔断、防火分区及局部降温。适用：防火隔断、防火分区及局部降温。7.水喷雾灭火系统水喷雾灭火系统 特点：特点：水雾喷头把水粉碎成细小水雾匀整喷射水雾喷头把水粉碎成细小水雾匀整喷射到被爱护物表面，雾滴在火场汽化冷却，到被爱护物表面，雾滴在火场汽化冷却，水蒸气隔绝空气，同时乳化、稀释实现灭水蒸气隔绝空气，同时乳化、稀释实现灭火。火。适用：扑灭可燃液体火灾、电器火灾。适用：扑灭可燃液体火灾、电器火灾。三、系统主要组件三、系统主要组件1.喷头喷头 闭式喷头（图闭式喷头（图3.3.6）热敏元件：玻璃球和易熔合金喷头热敏元件：玻璃球和易熔合金喷头 溅水盘：直立型、下垂型、边墙型、溅水盘：直立型、下垂型、边墙型、吊顶型、一般型吊顶型、一般型 开式喷头（图开式喷头（图3.3.7）：开启式喷头、）：开启式喷头、水幕喷头、喷雾喷头水幕喷头、喷雾喷头 喷头口径：喷头口径：10、15、20mm 喷头动作温度：喷头动作温度：tt环环30水幕喷头水幕喷头水雾喷头水雾喷头 三、系统主要组件三、系统主要组件 2.报警阀报警阀 作用：开启或关闭管网的水流，传递作用：开启或关闭管网的水流，传递限制信号至限制系统并启动水力警铃干限制信号至限制系统并启动水力警铃干脆报警；防止管网中的水倒流至水源。脆报警；防止管网中的水倒流至水源。类型：湿式、干湿、干湿式和雨淋式类型：湿式、干湿、干湿式和雨淋式（图（图3.3.8）规格：规格：DN50 DN200湿式报警阀湿式报警阀雨淋阀雨淋阀 3.水流报警装置水流报警装置 水力警铃：湿式系统，报警阀旁边（其连水力警铃：湿式系统，报警阀旁边（其连接管不宜接管不宜6m）水流指示器：水流指示器：位置：湿式系统位置：湿式系统 各楼层或防火分区的配水干管或支各楼层或防火分区的配水干管或支管上管上（图（图3.3.9）作用：报告火灾发生的层数或区域。作用：报告火灾发生的层数或区域。压力开关：垂直安装于延迟器和水力警铃压力开关：垂直安装于延迟器和水力警铃之间的管道上之间的管道上 4.延迟器延迟器 位置：报警阀和水力警铃之间，位置：报警阀和水力警铃之间，30s的延的延迟；迟；作用：防止由于水压波动引起报警阀开启导作用：防止由于水压波动引起报警阀开启导致误报。致误报。5.末端试水装置末端试水装置组成：试水阀、压力表、试水接头、排水漏斗等组成：试水阀、压力表、试水接头、排水漏斗等作用：试水接头出水口的流量系数应等同于同楼层作用：试水接头出水口的流量系数应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数的喷头，打开试或防火分区内的最小流量系数的喷头，打开试水阀可视察到水流指示器和报警阀是否正常工水阀可视察到水流指示器和报警阀是否正常工作。压力表可测量系统水压是否符合规定要求。作。压力表可测量系统水压是否符合规定要求。位置：安装在系统管网末端，管径为位置：安装在系统管网末端，管径为DN25mm。6.火灾探测器火灾探测器 类型：感烟、感温探测器类型：感烟、感温探测器 位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板下位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面。面。数量依据爱护面积和探测区面积计算而定。数量依据爱护面积和探测区面积计算而定。四、喷头及管网布置四、喷头及管网布置1喷头布置喷头布置形式：形式：正方形布置时（正方形布置时（见附图见附图）：）：A2Rcos45 长方形布置时长方形布置时：菱形布置时：菱形布置时：注：喷头与边墙的距离注：喷头与边墙的距离不应超过不应超过B/2。同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，见附录见附录3.3。2管网布置（见附图管网布置（见附图4）枝状：侧边末端进水、侧边中心进水枝状：侧边末端进水、侧边中心进水轻危急级轻危急级环状：中心末端进水、中心中心进水环状：中心末端进水、中心中心进水中中/严峻危急级严峻危急级格栅状：格栅状：严峻危急级严峻危急级 规范：规范：配水管道的工作压力配水管道的工作压力 1.2MPa；配水管道的布置应使喷水管入口的压力均配水管道的布置应使喷水管入口的压力均衡。轻、中危急级场所中各配水管入口衡。轻、中危急级场所中各配水管入口的压力均不宜大于的压力均不宜大于0.4MPa。配水管两侧每根配水支管限制的标准喷头配水管两侧每根配水支管限制的标准喷头数，轻、中危急级数，轻、中危急级 8个，严峻危急级个，严峻危急级 6个。个。应设在距地面高度宜为应设在距地面高度宜为1.2m，没有冰冻危急，没有冰冻危急，易于排水，管理修理便利及明显的地点易于排水，管理修理便利及明显的地点;每个报警阀组供水的最高与最低喷头，其高每个报警阀组供水的最高与最低喷头，其高程差不宜大于程差不宜大于50m。当配水支管同时安装爱护吊顶下、上方的喷当配水支管同时安装爱护吊顶下、上方的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组限制的喷头总数。阀组限制的喷头总数。一个报警阀限制的最多喷头数，见附录一个报警阀限制的最多喷头数，见附录3.5。3报警阀的布置报警阀的布置4末端试水装置末端试水装置每个报警阀组限制的最不利点喷头处，应设末端每个报警阀组限制的最不利点喷头处，应设末端试水装置。试水装置。其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设置直径为置直径为25的试水阀，以便必要时连接末端试的试水阀，以便必要时连接末端试水装置。水装置。5水泵设置水泵设置系统应设独立的供水泵，并应按系统应设独立的供水泵，并应按1用用1备或备或2用用1备设置；备设置；水泵应接受自灌式吸水方式，每组供水泵的吸水管不应少水泵应接受自灌式吸水方式，每组供水泵的吸水管不应少于于2根；根；报警阀入口前设置环状管道的系统，每组供水泵的出水管报警阀入口前设置环状管道的系统，每组供水泵的出水管不应少于不应少于2根；根；供水泵的吸水管应设限制阀；出水管应设限制阀、止回阀、供水泵的吸水管应设限制阀；出水管应设限制阀、止回阀、压力表和直径不小于压力表和直径不小于65mm的试水阀。的试水阀。6水箱的设置水箱的设置临时高压自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。临时高压自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。建筑高度不超过建筑高度不超过24m，并按轻或中危急级设置湿式、干式，并按轻或中危急级设置湿式、干式或预作用系统时，如设高位水箱确有困难，应接受或预作用系统时，如设高位水箱确有困难，应接受5L/s流流量的气压给水设备供应量的气压给水设备供应l0min初期用水量。初期用水量。消防水箱的出水管，应设止回阀，并应与报警阀入口前管消防水箱的出水管，应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接；轻危急级、中危急级场所的系统，管径不应小于道连接；轻危急级、中危急级场所的系统，管径不应小于80 mm，严峻危急级和仓库危急级不应小于，严峻危急级和仓库危急级不应小于100mm。7水泵接合器的设置水泵接合器的设置 每个水泵接合器的流量宜按每个水泵接合器的流量宜按1015L/s计算。计算。一、设计计算要求一、设计计算要求1设计基本参数设计基本参数民用建筑和工业厂房设计基本数据民用建筑和工业厂房设计基本数据 注注：系系统统最最不不利利点点喷喷头头处处喷喷头头的的工工作作压力不应低于压力不应低于0.05MPa；净空高度净空高度8m。危危急急等等级级举举例例见见喷喷规规（2005版版）附录附录A，或教材附录，或教材附录3.6。3-4 自动喷水灭火系统的计算自动喷水灭火系统的计算火灾危险等级火灾危险等级喷水强度喷水强度/L/（minm2）作用面积作用面积/m2喷头工作压力喷头工作压力/MPa轻危险级轻危险级41600.1中危险级中危险级级级6级级8严重危险严重危险级级级级122600.1级级16二、计算方法二、计算方法1.作用面积法作用面积法1）系统作用面积的确定（见附图）系统作用面积的确定（见附图5）最不利作面积宜接受正方形或长方形，当最不利作面积宜接受正方形或长方形，当接受长方形布置时，其长边应平行于配水接受长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长不宜小于作用面积平方根的支管，边长不宜小于作用面积平方根的1.2倍，即：倍，即：式中：式中：F最不利作面积，最不利作面积，m2；L最不利作用面积长边边长，最不利作用面积长边边长，m；B最不利作用面积短边边长，最不利作用面积短边边长，m。最不利作用面积的通常在水力条件最不利最不利作用面积的通常在水力条件最不利处。处。2）喷头的流量）喷头的流量 3）系统的设计流量）系统的设计流量 设计流量的计算应留意以下几点：设计流量的计算应留意以下几点：保证随意作用面积内的平均喷水强度不低于规保证随意作用面积内的平均喷水强度不低于规定值。定值。最不利点处作用面积内的随意最不利点处作用面积内的随意4只喷头围合范围只喷头围合范围内的平均喷水强度，轻危急级、中危急级不应低内的平均喷水强度，轻危急级、中危急级不应低于的规定值的于的规定值的85%；严峻危急级和仓库危急级不；严峻危急级和仓库危急级不应低于规定值。应低于规定值。设计流量的校核：设计流量的校核：式中式中 QS 系统设计流量（系统设计流量（L/s）；）；QL 理论秒流量，理论秒流量，QL=qpF/60（L/s）。）。当建筑物内设有多种类型的系统，或有不同危当建筑物内设有多种类型的系统，或有不同危急等级的场所，系统的设计流量应按各类型系统急等级的场所，系统的设计流量应按各类型系统及不同危急等级场所设计流量的最大值确定。及不同危急等级场所设计流量的最大值确定。4）管道水头损失）管道水头损失（1）流速）流速 管道的设计流速管道的设计流速v5m/s，个别状况下配，个别状况下配水支管设计流速水支管设计流速v10m/s。系统管径系统管径DN25mm。（2）沿程水头损失）沿程水头损失 式中：式中：h沿程水头损失，沿程水头损失，MPa；i每米管道水头损失（水力坡降），每米管道水头损失（水力坡降），MPa/m，查表或计算；，查表或计算；di管道的计算内径，管道的计算内径，m；V管道内的平均流速，管道内的平均流速，m/s；（3）局部水头损失）局部水头损失 当量长度法当量长度法或或取沿程水头损失的取沿程水头损失的20%；5）水泵扬程或系统入口的供水压力）水泵扬程或系统入口的供水压力 式中：式中：H水泵扬程或系统入口的供水压力，水泵扬程或系统入口的供水压力，MPa；h管道沿程与局部水头损失的累计值（管道沿程与局部水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀取），湿式报警阀取值值0.04MPa，水流指示器取值，水流指示器取值0.02MPa，雨淋阀取值，雨淋阀取值0.07MPa；P0最不利点处喷头的工作压力，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差，心线之间的高差，MPa。6）减压计算）减压计算 轻、中危急级系统中各配水管入口的压力，轻、中危急级系统中各配水管入口的压力，应经水力计应经水力计 算确定，并均不宜大于算确定，并均不宜大于0.40MPa。（1）减压孔板）减压孔板 应设在应设在DN50水平直管段，前后管段水平直管段，前后管段长度均长度均 该管段直径该管段直径5倍；倍；孔口直径孔口直径 设置管段直径的设置管段直径的30，且，且 20mm；应接受不锈钢板材制作。应接受不锈钢板材制作。水头损失计算见水头损失计算见3.4.8式式（2）节流管）节流管 直径宜按上游管段直径的直径宜按上游管段直径的1/2确定；确定；长度长度 1m；节流管内水的平均流速节流管内水的平均流速 20m/s。水头损失计算见水头损失计算见3.4.9式式减压孔板减压孔板7）作用面积法管道水力计算步骤）作用面积法管道水力计算步骤（1）依据建筑危急等级，选定设计参数（确）依据建筑危急等级，选定设计参数（确定喷水强度和作用面积）；定喷水强度和作用面积）；（2）选定系统最不利作用面积位置，计算实）选定系统最不利作用面积位置，计算实际作用面积际作用面积F；（3）确定最不利喷头压力）确定最不利喷头压力P0，计算该喷头流，计算该喷头流量：量：（L/s）（4）计算系统设计流量：）计算系统设计流量：（假定各喷头（假定各喷头流量相等）流量相等）（5）计算理论设计流量：）计算理论设计流量：校核是否满足：校核是否满足：（6）计算作用面积内平均喷水强度，并进行）计算作用面积内平均喷水强度，并进行强度校核：强度校核：（7）计算最不利点处作用面积内随意）计算最不利点处作用面积内随意4个喷头围合范围内的平个喷头围合范围内的平均喷水强度，并校核是否满足规定；均喷水强度，并校核是否满足规定；（8）依据规范初定管径，流速校核）依据规范初定管径，流速校核(不宜大于不宜大于5m/s)，确定管径；，确定管径；（9）计算管路压力损失：）计算管路压力损失：（10）喷淋泵的选择（）喷淋泵的选择（,）例题：例题：某综合楼地上某综合楼地上7层，最高层喷头安装标高层，最高层喷头安装标高23.7m，喷头流量，喷头流量特性系数特性系数80，喷头出压力为，喷头出压力为0.1MPa，设计喷水强度为，设计喷水强度为6L/(min.m2)，作用面积为，作用面积为160m2，形态为长方形，作用面积，形态为长方形，作用面积内喷头数共内喷头数共15个，布置形式见附图所示，按作用面积法进行个，布置形式见附图所示，按作用面积法进行管道水力计算。管道水力计算。选择最不利位置，划出作用面积选择最不利位置，划出作用面积（见附图见附图）。）。最不利点处作用面积选择矩形，其长边应平行配水支管，最不利点处作用面积选择矩形，其长边应平行配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根其长度不宜小于作用面积平方根1.2倍，倍，即：即：实际作用面积为实际作用面积为172.8m，共布，共布15个喷头。个喷头。每个喷头流量：每个喷头流量：作用面积内的设计秒流量：作用面积内的设计秒流量：理论流量：理论流量：校核校核QS与与Qi ：故符合要求。故符合要求。作用面积内平均喷洒水强度作用面积内平均喷洒水强度 校核最不利点处作用面积内随意校核最不利点处作用面积内随意4个喷头围合范围内的个喷头围合范围内的 平均平均喷水强度不小于规定值的喷水强度不小于规定值的85%。F4（1.6+3.2+1.6）（1.8+3.6+1.8）46.08m2 q4q/（F4/4）=80/（46.08/4）6.94L/（minm2）q4 规定规定6.0 L/（minm2）从系统最不利点起先进行编号（节点包括作用面积内及以后从系统最不利点起先进行编号（节点包括作用面积内及以后管段喷头处，管道分支连接处及变径处），直至水泵处。管段喷头处，管道分支连接处及变径处），直至水泵处。从节点从节点1起先，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。起先，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。h=1.2(25+22+49+40+16+8+5+7+4+2+8)+20=240.8kPa 计算管路压力损失计算，水泵选择。计算管路压力损失计算，水泵选择。H240.8100（23.7+2）10597.8kPa 2.特性系数法特性系数法 从系统最不利点喷头起先，沿程计算各从系统最不利点喷头起先，沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直到达到设计流量为止。在此水头损失，直到达到设计流量为止。在此之后的管段，流量不再增加，仅计算沿程之后的管段，流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。和局部水头损失。喷头的特性系数确定后，便可由喷头处喷头的特性系数确定后，便可由喷头处的水压求得喷头的出流量。的水压求得喷头的出流量。支管支管尽端喷头尽端喷头1，为整个系统的最不利点，为整个系统的最不利点，在规定的工作水头在规定的工作水头H1作用下，其出流量为：作用下，其出流量为：喷头喷头2的出流量为：的出流量为：喷头喷头3、4的出流量，同理为：的出流量，同理为：45管段流量为：管段流量为：Q4-5=q1+q2+q3+q4节点节点5处水压为：处水压为：H5 H4+h4-5节点节点5无出流量，故：无出流量，故：Q5-6=Q4-5节点节点6处水压为处水压为:H6H5+h5-6 以以支支管管末末端端点点a为为最最不不利利点点，按按规规定定的的工工作作水水头头，以以支支管管相同的方法对支管相同的方法对支管进行计算，得进行计算，得H6 及及Hd6 Qd6为在为在H6作用下的通过支管作用下的通过支管的流量。的流量。管系特性系数管系特性系数Bg的求定：的求定：Bg值为管系的输水特性。当管系在另一水压作用下时，即可值为管系的输水特性。当管系在另一水压作用下时，即可由已知之由已知之Bg值求算出此时管系的流量：值求算出此时管系的流量：支管支管的特性系数为：的特性系数为：节点节点6接出支管接出支管，在水压，在水压H6作用下，通过该点流量为：作用下，通过该点流量为：修正系数为修正系数为:由于支管由于支管与支管与支管水力状况相同水力状况相同 因此：因此：，Bg=Bg。将此关系式代入上。将此关系式代入上式得：式得：其后各段，依次逐段进行流量调整，直到管段累计流量达到其后各段，依次逐段进行流量调整，直到管段累计流量达到设计流量为止。设计流量为止。附图附图1 湿式自动喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统 附图附图2 喷头布置喷头布置附图附图3 R值计算值计算 附图4 喷水管网几种布置 附图5 作用面积法附图6 喷水系统计算用图