消火栓系统设计计算

3 消火栓系统设计计算

3.1 室内消火栓系统的布置

学生宿舍室内消火栓给水系统采用独立的消防给水系统。根据《高规》规定，其室内消火栓用水量为10L/s ，同时使用水枪数为2只，每支水枪最小流量为5L/s ，最不利情况下，同一立管上同时出水2只水枪，立管最小流量为10L/s 。消火栓的栓口直径为65mm ，水带长度25m ，水枪喷嘴口径19mm ，消火栓的充实水柱为13mH2O 。

3.1.1 室内消火栓管网布置

根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)(2005年版)第7.4.1条规定，酒店建筑室内消防给水系统设置成与生活给水系统分开的独立给水系统。

室内消火栓管道布置成环状，横向竖向均成环。环状管网的横干管分别布置在1层和11层的吊顶中，低区环状管网的横干管分别布置在4层和地下1层的吊顶中。

消防水箱的出水管与11层横干管相连接。消防泵的压水管设两条管路与消防环状管网连接，其管径的设计考虑到当其中一根发生故障时，另一根管路应能保证消防用水量和水压的要求。

学生宿舍建筑室内消火栓给水管网设地上式消防水泵结合器。水泵结合器的设置数量按室内消防用水量确定，该建筑室内消火栓用水量为10L/s ，每个水泵结合器的流量按10L/s 计，故设置1个消火栓水泵结合器，型号为SQ100。 3.1.2 室内消火栓的布置

室内消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑均应合理设置消火栓。

消火栓的间距，应保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达室内任何部位，可按式(3-1)确定，且高层建筑不应大于30m ，裙房不应大于50m 。

22b R S -≤ (3-1)

式中 S----消火栓间距，m ；

R----消火栓保护半径，m ，R=L 1+L 2；

L 1----水龙带敷设长度，m ，可取配备水龙带长度的90%；

L 2----水枪充实水柱在平面上的投影长度，m ，水枪射流上倾角按45o 计； b----消火栓最大保护宽度，m 。 消火栓保护半径按下式计算：

h L C R d +⋅= (3-2)

式中

R----消火栓保护半径，m ；

C----水带展开时的弯曲折减系数，一般取0.8~0.9；

h---水枪充实水柱倾斜45o 时的水平投影，m ；h=0.71H m ，对一般建筑(层

高为3~3.5m0由于两楼板间的限制，一般取h=3.0m ；

H m ----水枪充实水柱长度，m 。

水枪充实水柱长度应根据建筑物的层高和选定水枪的设计流量通过水力计算确定。《高规》第7.4.6.2条要求对建筑高度不超过100m 的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m ；建筑高度超过100m 的高层建筑，其充实水柱长度不应小于13m 。

宿舍建筑消火栓充实水柱Hm=10m ，C=0.9，Ld=25m ，则消火栓的保护半径为R=0.9×25+3=25.5m 。在消火栓平面布置时，结合建筑平面图，建筑防火分区，以25.5m 为消火栓保护半径，将消火栓分散布置在楼层走到、楼梯、大厅出入口附近等明显、经常有人走动、易于取用的地方。

设计采用单出口消火栓，消火栓栓口装置距地面 1.1m ，栓出口方向与布置消火栓的墙壁垂直。

建筑内采用同一规格的消火栓，消火栓口径DN65mm ，配备水龙带长度25m ，水枪喷嘴口径19mm 。

3.2 消防水箱设计计算

3.2.1 设计计算依据

水箱消防贮水量应按建筑物的室内消防用水总量的10分钟用水量进行计算。消防水箱容积按下式计算：

1000

60⨯⨯=x x x T q V (3-3)

式中 V x ----消防水箱容积，m 3； q x ----室内消防用水总量，L/s ； T x ----火灾初期时间，按10min 计。

为避免水箱容积过大，《高规》第7.4.7.1规定，消防水箱的最小贮水量应符

合下列要求：一类公共建筑不应小于18m3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3；二类居住建筑不应小于6.00m3。 3.2.2 设计计算

宿舍建筑室内消火栓用水量为10L/s ，按式(3-3)计算消防水箱贮水量为：

361000

601010m V x =⨯⨯=

根据计算和规范要求，宿舍建筑消防水箱容积按6m3设计。设在屋顶水箱间内，尺寸为2.0m(长)×2.0m(宽)×1.8m(高)，有效容积为2.0×2.0×1.5=6m 3。

消防水池有效容积为：3c 721000

3600

210m V =⨯⨯=

设置的消防水池，尺寸为6.0m(长)×6.0m(宽)×1.8m(高)，有效容积为6.0×6.0×1.5=72m 3。

3.3 最不利点消火栓所需压力和实际射流量

酒店建筑选用65mm 口径的消火栓，水枪喷嘴口径为19mm ，直径为65mm ，长度为25m 的衬胶水龙带。

根据规范要求，该建筑发生火灾时，室内需8支水枪同时工作。立管Ⅰ上的14、13、12层消火栓离泵房最远，处于系统最不利位置，因此Ⅰ为最不利管段，发生火灾时立管Ⅰ上的三支水枪同时工作。Ⅱ为相邻立管，三支水枪同时工作。Ⅲ为次相邻管，两支水枪同时工作。 3.3.1 枪口所需压力

枪口所需压力按下式计算：

m

f m

f q H H H ⋅⋅-⋅=

αϕα1 (3-5)

式中 q H ----枪口所需压力，kPa ；

ϕ----与水枪喷嘴口径有关的阻力系数；

f α----实验系数，见《建筑给水排水工程》(第五版)表3.2.4； m H ----水枪充实水柱长度，m 。