第3章-建筑消防给水系统-自喷..ppt

LOGO第第3 3章章 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 由由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置组成能组成能在火灾发生时，自动打开喷头在火灾发生时，自动打开喷头喷水灭火喷水灭火并同时并同时发出火警信发出火警信号号的消防灭火系统。的消防灭火系统。2.设置场所设置场所 性质重要、火灾危险性大性质重要、火灾危险性大；人员集中、不易疏散、外部；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。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、报警装置（水力警铃、压力开关、水流指示器）闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力开关、水流指示器）湿式报警阀、管网及供水设施等。湿式报警阀、管网及供水设施等。（见附图见附图）工作原理：（工作原理：（演示演示1、演示演示2）特点：特点：管道始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高。管道始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高。适用：适用：温度温度 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.预作用预作用喷水灭火系统喷水灭火系统 组成：组成：闭式喷头、闭式喷头、预作用阀预作用阀（雨淋阀或干式报警阀雨淋阀或干式报警阀）、快开式止）、快开式止回阀、感温探测器、供水设施、控制系统组成。回阀、感温探测器、供水设施、控制系统组成。特点：特点：管道中平时无水充以低压空气，呈干式。火灾发生时，管道中平时无水充以低压空气，呈干式。火灾发生时，火灾探测器报警后，自动控制阀门排气、充水火灾探测器报警后，自动控制阀门排气、充水，当着火点，当着火点温度达到喷头开启温度时喷水灭火。温度达到喷头开启温度时喷水灭火。喷水及时喷水及时，克服了，克服了干式系统的喷水延迟的缺点干式系统的喷水延迟的缺点 适用：适用：建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物。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、管网、报警系统、开式喷头、火灾探测系统、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施供水设施等。等。特点：特点：雨淋阀后的管道平时为空管，火灾发生时管道给水通过雨淋阀后的管道平时为空管，火灾发生时管道给水通过火灾探测系统控制雨淋阀供给，雨淋阀开启后被保护区火灾探测系统控制雨淋阀供给，雨淋阀开启后被保护区内内所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时。适用：适用：火灾火灾蔓延速度快、危险性大蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。的建筑或部位。6.水幕系统水幕系统 组成：组成：水幕喷头、水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网、探测和报警系统雨淋阀、供水设施、管网、探测和报警系统 特点：特点：水幕将防火隔断物水幕将防火隔断物冷却冷却提高其耐火性能提高其耐火性能（防护冷却水幕）（防护冷却水幕）；阻止火焰阻止火焰穿过建筑物门、洞开口防止火势蔓延穿过建筑物门、洞开口防止火势蔓延（防火分隔水幕）（防火分隔水幕）。适用：适用：防火隔断、防火分区及局部降温。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水雾喷头把水粉碎成细小水雾细小水雾均匀喷射到被保护物表面，雾滴在火均匀喷射到被保护物表面，雾滴在火场场汽化冷却，水蒸气隔绝空气，同时乳化、稀释汽化冷却，水蒸气隔绝空气，同时乳化、稀释实现灭火。实现灭火。适用：适用：扑灭扑灭可燃液体可燃液体火灾火灾、电器、电器火灾。火灾。三、系统主要组件三、系统主要组件1.喷头喷头 闭式喷头闭式喷头（图（图3.3.6）热敏元件：热敏元件：玻璃玻璃球和球和易熔合金易熔合金喷头喷头 溅水盘：直立型、下垂型、边墙型、吊顶型、普通型溅水盘：直立型、下垂型、边墙型、吊顶型、普通型 开式喷头开式喷头（图（图3.3.7）：）：开启式喷头、水幕喷头、喷雾喷头开启式喷头、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：作用：开启或关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并开启或关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警；防止管网中的水倒流至水源。启动水力警铃直接报警；防止管网中的水倒流至水源。类型：类型：湿式、干湿、干湿式和雨淋式湿式、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：水力警铃：湿式系统，报警阀附近湿式系统，报警阀附近（其连接管不宜（其连接管不宜6m）水流指示器：水流指示器：位置：位置：湿式系统湿式系统 各楼层或防火分区的配水干管或支管上各楼层或防火分区的配水干管或支管上（图（图3.3.9）作用：作用：报告火灾发生的层数或区域。报告火灾发生的层数或区域。压力开关：压力开关：垂直垂直安装于延迟器和水力警铃之间的管道上安装于延迟器和水力警铃之间的管道上 4.延迟器延迟器 位置：位置：报警阀和水力警铃之间，报警阀和水力警铃之间，30s的延迟；的延迟；作用：作用：防止防止由于水压波动引起报警阀开启导致由于水压波动引起报警阀开启导致误报误报。5.末端试水装置末端试水装置组成：组成：试水阀、压力表、试水接头、排水漏斗等试水阀、压力表、试水接头、排水漏斗等作用：作用：试水接头出水口的流量系数应试水接头出水口的流量系数应等同于同楼层或防火分等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数的喷头区内的最小流量系数的喷头，打开试水阀可观察到水流，打开试水阀可观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。是否符合规定要求。位置：位置：安装在系统安装在系统管网末端管网末端，管径为，管径为DN25mm。6.火灾探测器火灾探测器 类型：类型：感烟、感温感烟、感温探测器探测器 位置：位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面。火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面。数量根据保护面积和探测区面积计算而定。数量根据保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管网布置管网布置（见附图见附图4）v枝状：枝状：侧边末端进水、侧边中央进水侧边末端进水、侧边中央进水轻危险级轻危险级v环状：环状：中央末端进水、中央中心进水中央末端进水、中央中心进水中中/严重危险级严重危险级v格栅状：格栅状：严重危险级严重危险级 规范：规范：配水管道的工作压力配水管道的工作压力 1.2MPa；配配水水管管道道的的布布置置应应使使喷喷水水管管入入口口的的压压力力均均衡衡。轻轻、中中危危险险级级场场所所中中各各配配水水管管入入口口的的压压力力均均不不宜宜大大于于0.4MPa。配配水水管管两两侧侧每每根根配配水水支支管管控控制制的的标标准准喷喷头头数数，轻轻、中中危险级危险级 8个个，严重危险级，严重危险级 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，没有冰冻危险，没有冰冻危险，易于排水，管理维修方便及明显的地点易于排水，管理维修方便及明显的地点;每个报警阀组供水的每个报警阀组供水的最高与最低喷头，其高最高与最低喷头，其高程差程差不宜大于不宜大于50m。当配水支管同时安装保护吊顶下、上方的喷当配水支管同时安装保护吊顶下、上方的喷头时，应只将数量头时，应只将数量较多一侧的喷头较多一侧的喷头计入报警计入报警阀组控制的喷头总数。阀组控制的喷头总数。一个报警阀控制的最多喷头数，见附录一个报警阀控制的最多喷头数，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控制的每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端最不利点喷头处，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的试水阀的试水阀，以便必要时连接末端试，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备备设置；设置；水泵应采用水泵应采用自灌式自灌式吸水方式，每组供水泵的吸水管不应少吸水方式，每组供水泵的吸水管不应少于于2根；根；报警阀入口前设置报警阀入口前设置环状管道环状管道的系统，每组供水泵的的系统，每组供水泵的出水管出水管不应少于不应少于2根根；供水泵的吸水管应设控制阀；出水管应设控制阀、止回阀、供水泵的吸水管应设控制阀；出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径压力表和直径不小于不小于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，并按轻或中危险级设置湿式、干式，并按轻或中危险级设置湿式、干式或预作用系统时，如设高位水箱确有困难，应采用或预作用系统时，如设高位水箱确有困难，应采用5L/s流流量的气压给水设备供给量的气压给水设备供给l0min初期用初期用水量。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；道连接；轻危险级、中危险级轻危险级、中危险级场所的系统，管径场所的系统，管径不应小于不应小于80 mm，严重危险级和仓库危险级不应小于，严重危险级和仓库危险级不应小于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：系统最不利点喷头处喷头的工作压力不应低于注：系统最不利点喷头处喷头的工作压力不应低于0.05MPa；净空高度净空高度8m。危险等级举例见危险等级举例见喷规喷规（2005版）附录版）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）系统作用面积的确定（见附图见附图5）最不利作面积宜采用最不利作面积宜采用正方形或长方形正方形或长方形，当采用长方形布置，当采用长方形布置时，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最不利作用面积的通常在水力条件最不利处水力条件最不利处。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 设计流量的计算应注意以下几点：设计流量的计算应注意以下几点：保证任意作用面积内的保证任意作用面积内的平均平均喷水强度喷水强度不低于规定不低于规定值。值。最不利点处作用面积内的最不利点处作用面积内的任意任意4只只喷头围合范围内的平喷头围合范围内的平均喷水强度，均喷水强度，轻危险级、中危险级不应低于的规定值的轻危险级、中危险级不应低于的规定值的85%；严重危险级和仓库危险级严重危险级和仓库危险级不应低于规定值不应低于规定值。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，或有不同危险等级的当建筑物内设有多种类型的系统，或有不同危险等级的场所，系统的设计流量应按各类型系统及不同危险等级场所，系统的设计流量应按各类型系统及不同危险等级场所场所设计流量的最大值确定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，个别情况下配水支管设计流速，个别情况下配水支管设计流速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、中危险级系统中各配水管入口的压力，应经水力计轻、中危险级系统中各配水管入口的压力，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，前后管段长度均水平直管段，前后管段长度均 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；应采用不锈钢板材制作。应采用不锈钢板材制作。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）按照建筑危险等级，选定设计参数）按照建筑危险等级，选定设计参数（确定喷水强度和作（确定喷水强度和作用面积）；用面积）；（2）选定系统最不利作用面积位置，计算实际作用面积）选定系统最不利作用面积位置，计算实际作用面积F；（3）确定最不利喷头压力）确定最不利喷头压力P0，计算该喷头流量：，计算该喷头流量：（L/s）（4）计算系统设计流量：）计算系统设计流量：（假定各喷头流量相等）（假定各喷头流量相等）（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，并进行强度校核：）计算作用面积内平均喷水强度，并进行强度校核：（7）计算最不利点处作用面积内任意）计算最不利点处作用面积内任意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）根据规范初定管径，流速校核）根据规范初定管径，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，形状为长方形，作用面积，形状为长方形，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任意校核最不利点处作用面积内任意4个个喷头喷头围合范围围合范围内的内的 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）从系统最不利点开始进行编号（节点包括作用面积内及以后从系统最不利点开始进行编号（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开始，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。开始，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 从从系系统统最最不不利利点点喷喷头头开开始始，沿沿程程计计算算各各喷喷头头的的压压力力、喷喷水水量量和和管管段段的的累累积积流流量量、水水头头损损失失，直直到到达达到到设设计计流流量量为为止止。在在此此之之后后的的管管段段，流流量量不不再再增增加加，仅仅计计算算沿沿程程和局部水头损失。和局部水头损失。喷头的特性系数确定后，便可由喷头处的水压求得喷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。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，在规定的工在规定的工作水头作水头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。当管系在另一水压值为管系的输水特性。当管系在另一水压作用下时，即可作用下时，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情况相同水力情况相同 因此：因此：，Bg=Bg。将此关系式代入上式将此关系式代入上式得：得：其其后后各各段段，依依次次逐逐段段进进行行流流量量调调整整，直直到到管管段段累累计计流流量量达达到到设计流量为止。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