高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
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2 消火栓给水系统计算[2]
2. 1 消火栓系统水力计算
2. 1. 1 消火栓间距 (1) 水龙带有效长度 Ld = 0. 8 ×25 = 20 m (2) 保护半径 Rf = Ld + Ls = 23 m (水枪充实水柱的水平
投影距离 Ls 取 3 m) (3) 最大保护宽度 bf = 10. 8 m
2. 3 消火栓减压孔板计算
为使消火栓各层压力均接近 Hxh ,需设置减压孔板 ,从而 保证消火栓正常使用 。 2. 3. 1 各层消火栓处剩余水头 H0 计算
各层消火栓处剩余水头 H0 按下式进行计算 H0 = Hb - ( Hz + ∑h + Hxh)
式中 : H0 为消火栓处剩余水头 (m) ; Hb 为水泵扬程 (m) ; Hz 为消火栓与消防水池水位之间的标高差 (m) ; ∑h 为总水头 损失 (m) ; Hxh为消火栓所需工作压力 。 2. 3. 2 换算剩余水头计算
换算剩余水头按下式进行计算
H′=
H0 v2 ×1
式中 : H0 为设计的剩余水头 (m) ; v 为水流通过孔板后的实
际流速 (m/ s) 。
2. 3. 3 减压孔板处的管段水流流速计算
减压孔板处的管段水流流速可按下式进行计算
管段
1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7
图 1 最不利点水力计算草图
(3) 全面修理上游干砌石护面和下游反滤坝砌石护面 。 (4) 溢洪道一侧高边坡土体不稳定 ,应作卸载处理 。过 水边墙的衬砌局部破坏的应进行翻修 。
查《高层建筑给水排水设计手册》确定孔板孔径 ,计算结 果见表 2 。
2. 4 消防水箱安装高度校核
最不利的供水情况为水箱 ———消火栓的供水方式 ,最高 层消火栓出水口标高为 56. 3 m ,消防水箱底标高为 64. 10 m , 静水压力为 7. 8 m > 7. 0 m ,满足消防供水压力要求 ,无需再 设增压设备[1] 。
(下转第 164 页)
1 64 水利与建筑工程学报 第 7 卷
运用 。 (2) 水库淤积量占水库库容的 80 % ,剩余的库容仅有
50 ×104m3 ,有效库容仅剩余 36 ×104m3 ,如发生暴雨洪水很可 能大坝漫顶 ,所以排沙减淤已刻不容缓 。为减少泥沙 ,延长 水库使用寿命 ,建议进口增设放水塔 。
(4) 消火栓布置间距 L = R2f - b2f = 20 m 2. 1. 2 消防管道系统计算
(1) 水枪造成 13 m 充实水柱所需水压
收稿日期 :2009205211 修回日期 :2009207223 作者简介 :王启立 (1982 —) ,男 (汉族) ,陕西周至人 ,工学学士 ,从事消防材料学研究 。
中图分类号 : TU892 文献标识码 : A
文章编号 : 1672 —1144 (2009) 04 —0158 —02
Design and Calculation for Water Supply System of Fire Hydrant in High2rise Building
第 4 期 王启立 :高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
159
Hq
=
αf ×Hm 1 - αfφHm
=
来自百度文库
1
-
1. 24 ×13 1. 24 ×0. 0097
×13
= 19. 1mH2O
(2) 水枪喷嘴射流量
qxh = B ×Hq = 1. 577 ×19. 1 = 5. 49 L/ s > 5 L/ s (3) 水龙带采用衬胶水带 ,阻力系数为 0. 00172 ,水龙带 沿程水头损失为 : hd = Az ×L d ×q2xh = 0. 00172 ×25 ×5. 492 = 1. 30mH2O (4) 消火栓出口压力
Hxh = Hq + hd + Hk = 19. 1 + 1. 30 + 2 = 22. 40mH2O (5) 消火栓环管计算 消防立管考虑 3 股水柱作用 ,消防立管流量 Q = 5. 49 ×3 = 16. 47 L/ s ,采用 DN100 的立管 , v = 1. 90 m/ s , i = 0. 725 kPa/ m。 该建筑室内消火栓用水量 20 L/ s ,考虑 4 股水柱作用 ,流量 21. 96 L/ s ,选用 DN125 管 , v = 1. 65 m/ s , i = 0. 416 kPa/ m。 2. 1. 3 最不利点水力计算 选取最不利计算管路 ,计算草图见图 1 ,计算结果见表 1。
∑h = 1. 1 ×(0. 03 + 0. 09 + 2. 91 + 0. 09 + 2. 57 + 0. 93) = 7. 28mH2O
v =π×Q r2 式中 : v 为减压孔板处的管段水流流速 (m/ s) ; Q 为消火栓流 量 (L/ s) ; r 为消火栓管径 (mm) ;则有 v = 1. 56 m/ s。
摘 要 : 近年来我国发生了多起高层建筑火灾 。高层建筑因其致火因素多 、建筑高度大 ,一旦发生火灾
蔓延快 ,疏散 、扑救都比较困难 ,为此应立足于“自救”。通过实例介绍了高层建筑消火栓给水系统设计
的一般方法 ,可为工程设计人员提供参考 。
关键词 : 高层建筑 ; 消防给水 ; 消火栓 ; 减压孔板
ences for designers.
Keywords : high2rise building ; fire water supply ; fire hydrant ; pressure reducing orifice
0 引 言
高层建筑一旦着火 ,会造成重大人员伤亡和财产损失 , 后果十分严重 。目前我国登高消防车和消防云梯工作高度 一般都未超过 50 m ,且发生火灾时建筑的高层部分已无法依 靠室外消防设施救火 ,所以高层建筑消防给水设计应立足于 “自救”,即立足于用室内消防设施来扑救火灾 。本文介绍了 高层建筑消火栓给水系统设计的一般方法 。
消火栓系统由消防泵 ,消防管网 ,减压孔板 ,消火栓 ,水 泵结合器 ,地下贮水池和屋顶水箱组成 。
消火栓系统采用临时高压消防给水系统 ,初期灭火是由 水箱供水 ,后期供水是由地下室的加压水泵供水 ,底部几层 消火栓设减压孔板 。
根据规范 ,该建筑为一类高层建筑 。室内外消防流量分 别为 20 L/ s、15 L/ s[1] 。充实水柱取 13 m ,水枪喷嘴流量不少
1 设计说明
某综合楼为一多功能综合性大厦 ,建筑高度 58. 10 m。 大厦地下一层为设备用房及库房 ;地上 18 层 ,其中 1～2 层为 办公用房 ;3～18 层为住宅 ;本楼建筑设计等级为一类高层建 筑 。1 层层高 4. 5 m ,2 层层高 7. 2 m ,3～18 层每层层高 2. 9 m ,夹层标高 - 1. 2 m ,地下室标高 - 4. 8 m。给水进水管从建 筑南侧和西侧市政给水管 Dg400 mm 接入 ,城市给水管网常 年提供可靠水压为 0. 35 MPa 。最冷月平均水温为 4 ℃。
最不利消火栓所需的工作压力 :
Hxh = 22. 40mH2O 故消火栓系统所需的扬程为 :
Hb = Hz + ∑h + Hxh = 60. 5 + 7. 28 + 22. 4 = 90. 18 m 选水泵 DA1 - 125 ×4 两台 , 一用一备 , 水泵流量为 25 L/ s ,扬程为 92 m ,电机功率 40 kW ,转速 2 950 r/ min。 2. 2. 3 水泵结合器的选择 室内消防流量为 20 L/ s ,一个 DN100 的水泵结合器的负 荷流量为 10～15 L/ s[1] ,故选两个 SQB100 型水泵结合器 ;室 外消防流量为 15 L/ s ,选两个双出口室外地面式消火栓 。
于 5 L/ s ,每根立管最小流量 10 L/ s。最底层消火栓所承受静 压力不大于 1. 00 MPa ,故不需分区 ; 但栓口出水压力大于 0. 50 MPa ,所以底部几层消火栓需设减压孔板[1] 。
消火栓布置在明显的经常有人出入而且使用方便的地 方 。每层任何一处着火 ,必须保证两股水柱同时到达[1] 。在 屋顶设试验消火栓一个 ,室内消火栓箱内均设有远距离启动 消防泵的按钮 。室外消火栓设有两个双向出口水泵结合器 , 以便消防车向室内消防管网供水 。
第 7 卷第 4 期 2009年12月
水利与建筑工程学报
Journal of Water Resources and Architectural Engineering
高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
Vol. 7 No. 4 Dec . , 2 0 0 9
王启立
(中国人民武装警察部队学院 , 河北 廊坊 065000)
WANG Qi2li
( Institute of Chinese People’s Armed Police Force , Langf ang , Hebei 065000 , China)
Abstract : In recent years , a number of fires in high2rise building have occurred in China. These fires are more difficult to be fought because of the multi2factors of fires , building height , and fire quickly spread , and so on. So it should be based on“self2 saving”. Here through examples , the design about the water supply system of fire hydrant is introduced in order to provide refer2
3 地下消防贮水池和屋顶消防水箱计算
3. 1 屋顶水箱容积的计算
消防水箱的容积按规定的 10 min 的室内消防用水量计 : V消防 = Qxh ×0. 6 = (20 + 16) ×0. 6 = 21. 6 m3
式中 : Qxh为室内消防用水总量 (L/ s) 。其中 20 L/ s 为室内消 火栓用水量 ,16 L/ s 为自喷系统用水量 (本建筑属中危险级 Ⅰ级 ,设计喷水强度 6 L/ (min·m2) ,设计作用面积 160 m2 ,故 理论设计秒流量 Ql = 160 ×6. 0 = 960 L/ min = 16 L/ s) 。
0. 0889 0. 3222 0. 7249 0. 2337 0. 4155 0. 4155
水损 /m
0. 03 0. 09 2. 91 0. 09 2. 57 0. 93
2. 2 消防水泵及水泵结合器的选择
2. 2. 1 消防流量 Qb = 5. 49 ×4 = 21. 96 L/ s
2. 2. 2 消防扬程 最不利点消火栓与消防水池水位标高之差 : Hz = 59. 2 - ( - 1. 3) = 60. 5 m 管路总水头损失 :
表 1 最不利点消火栓水力计算表
流量/ 管径/ 管长/
(L·s - 1) mm
m
v/ (m·s - 1)
i/ (kPa/ m)
5. 49 100 2. 90 0. 63 10. 98 100 2. 90 1. 27 16. 47 100 40. 21 1. 90 16. 47 125 4. 00 1. 24 21. 96 125 61. 92 1. 65 21. 96 125 22. 30 1. 65
消火栓给水管采用镀锌钢管 ,采用焊接方式 。立管均采 用 DN100 mm 的管道 ,消火栓口径为 65 mm[1] ,水枪喷嘴口径 19 mm ,水龙带为衬胶 ,直径 65 mm ,长度 25 m。
消火栓泵选用 :DA1 - 125 ×4 离心泵 2 台 ,一备一用 ,流 量 25 L/ s ,扬程 92 m ,配套电机功率为 40 kW。
2. 1 消火栓系统水力计算
2. 1. 1 消火栓间距 (1) 水龙带有效长度 Ld = 0. 8 ×25 = 20 m (2) 保护半径 Rf = Ld + Ls = 23 m (水枪充实水柱的水平
投影距离 Ls 取 3 m) (3) 最大保护宽度 bf = 10. 8 m
2. 3 消火栓减压孔板计算
为使消火栓各层压力均接近 Hxh ,需设置减压孔板 ,从而 保证消火栓正常使用 。 2. 3. 1 各层消火栓处剩余水头 H0 计算
各层消火栓处剩余水头 H0 按下式进行计算 H0 = Hb - ( Hz + ∑h + Hxh)
式中 : H0 为消火栓处剩余水头 (m) ; Hb 为水泵扬程 (m) ; Hz 为消火栓与消防水池水位之间的标高差 (m) ; ∑h 为总水头 损失 (m) ; Hxh为消火栓所需工作压力 。 2. 3. 2 换算剩余水头计算
换算剩余水头按下式进行计算
H′=
H0 v2 ×1
式中 : H0 为设计的剩余水头 (m) ; v 为水流通过孔板后的实
际流速 (m/ s) 。
2. 3. 3 减压孔板处的管段水流流速计算
减压孔板处的管段水流流速可按下式进行计算
管段
1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7
图 1 最不利点水力计算草图
(3) 全面修理上游干砌石护面和下游反滤坝砌石护面 。 (4) 溢洪道一侧高边坡土体不稳定 ,应作卸载处理 。过 水边墙的衬砌局部破坏的应进行翻修 。
查《高层建筑给水排水设计手册》确定孔板孔径 ,计算结 果见表 2 。
2. 4 消防水箱安装高度校核
最不利的供水情况为水箱 ———消火栓的供水方式 ,最高 层消火栓出水口标高为 56. 3 m ,消防水箱底标高为 64. 10 m , 静水压力为 7. 8 m > 7. 0 m ,满足消防供水压力要求 ,无需再 设增压设备[1] 。
(下转第 164 页)
1 64 水利与建筑工程学报 第 7 卷
运用 。 (2) 水库淤积量占水库库容的 80 % ,剩余的库容仅有
50 ×104m3 ,有效库容仅剩余 36 ×104m3 ,如发生暴雨洪水很可 能大坝漫顶 ,所以排沙减淤已刻不容缓 。为减少泥沙 ,延长 水库使用寿命 ,建议进口增设放水塔 。
(4) 消火栓布置间距 L = R2f - b2f = 20 m 2. 1. 2 消防管道系统计算
(1) 水枪造成 13 m 充实水柱所需水压
收稿日期 :2009205211 修回日期 :2009207223 作者简介 :王启立 (1982 —) ,男 (汉族) ,陕西周至人 ,工学学士 ,从事消防材料学研究 。
中图分类号 : TU892 文献标识码 : A
文章编号 : 1672 —1144 (2009) 04 —0158 —02
Design and Calculation for Water Supply System of Fire Hydrant in High2rise Building
第 4 期 王启立 :高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
159
Hq
=
αf ×Hm 1 - αfφHm
=
来自百度文库
1
-
1. 24 ×13 1. 24 ×0. 0097
×13
= 19. 1mH2O
(2) 水枪喷嘴射流量
qxh = B ×Hq = 1. 577 ×19. 1 = 5. 49 L/ s > 5 L/ s (3) 水龙带采用衬胶水带 ,阻力系数为 0. 00172 ,水龙带 沿程水头损失为 : hd = Az ×L d ×q2xh = 0. 00172 ×25 ×5. 492 = 1. 30mH2O (4) 消火栓出口压力
Hxh = Hq + hd + Hk = 19. 1 + 1. 30 + 2 = 22. 40mH2O (5) 消火栓环管计算 消防立管考虑 3 股水柱作用 ,消防立管流量 Q = 5. 49 ×3 = 16. 47 L/ s ,采用 DN100 的立管 , v = 1. 90 m/ s , i = 0. 725 kPa/ m。 该建筑室内消火栓用水量 20 L/ s ,考虑 4 股水柱作用 ,流量 21. 96 L/ s ,选用 DN125 管 , v = 1. 65 m/ s , i = 0. 416 kPa/ m。 2. 1. 3 最不利点水力计算 选取最不利计算管路 ,计算草图见图 1 ,计算结果见表 1。
∑h = 1. 1 ×(0. 03 + 0. 09 + 2. 91 + 0. 09 + 2. 57 + 0. 93) = 7. 28mH2O
v =π×Q r2 式中 : v 为减压孔板处的管段水流流速 (m/ s) ; Q 为消火栓流 量 (L/ s) ; r 为消火栓管径 (mm) ;则有 v = 1. 56 m/ s。
摘 要 : 近年来我国发生了多起高层建筑火灾 。高层建筑因其致火因素多 、建筑高度大 ,一旦发生火灾
蔓延快 ,疏散 、扑救都比较困难 ,为此应立足于“自救”。通过实例介绍了高层建筑消火栓给水系统设计
的一般方法 ,可为工程设计人员提供参考 。
关键词 : 高层建筑 ; 消防给水 ; 消火栓 ; 减压孔板
ences for designers.
Keywords : high2rise building ; fire water supply ; fire hydrant ; pressure reducing orifice
0 引 言
高层建筑一旦着火 ,会造成重大人员伤亡和财产损失 , 后果十分严重 。目前我国登高消防车和消防云梯工作高度 一般都未超过 50 m ,且发生火灾时建筑的高层部分已无法依 靠室外消防设施救火 ,所以高层建筑消防给水设计应立足于 “自救”,即立足于用室内消防设施来扑救火灾 。本文介绍了 高层建筑消火栓给水系统设计的一般方法 。
消火栓系统由消防泵 ,消防管网 ,减压孔板 ,消火栓 ,水 泵结合器 ,地下贮水池和屋顶水箱组成 。
消火栓系统采用临时高压消防给水系统 ,初期灭火是由 水箱供水 ,后期供水是由地下室的加压水泵供水 ,底部几层 消火栓设减压孔板 。
根据规范 ,该建筑为一类高层建筑 。室内外消防流量分 别为 20 L/ s、15 L/ s[1] 。充实水柱取 13 m ,水枪喷嘴流量不少
1 设计说明
某综合楼为一多功能综合性大厦 ,建筑高度 58. 10 m。 大厦地下一层为设备用房及库房 ;地上 18 层 ,其中 1～2 层为 办公用房 ;3～18 层为住宅 ;本楼建筑设计等级为一类高层建 筑 。1 层层高 4. 5 m ,2 层层高 7. 2 m ,3～18 层每层层高 2. 9 m ,夹层标高 - 1. 2 m ,地下室标高 - 4. 8 m。给水进水管从建 筑南侧和西侧市政给水管 Dg400 mm 接入 ,城市给水管网常 年提供可靠水压为 0. 35 MPa 。最冷月平均水温为 4 ℃。
最不利消火栓所需的工作压力 :
Hxh = 22. 40mH2O 故消火栓系统所需的扬程为 :
Hb = Hz + ∑h + Hxh = 60. 5 + 7. 28 + 22. 4 = 90. 18 m 选水泵 DA1 - 125 ×4 两台 , 一用一备 , 水泵流量为 25 L/ s ,扬程为 92 m ,电机功率 40 kW ,转速 2 950 r/ min。 2. 2. 3 水泵结合器的选择 室内消防流量为 20 L/ s ,一个 DN100 的水泵结合器的负 荷流量为 10～15 L/ s[1] ,故选两个 SQB100 型水泵结合器 ;室 外消防流量为 15 L/ s ,选两个双出口室外地面式消火栓 。
于 5 L/ s ,每根立管最小流量 10 L/ s。最底层消火栓所承受静 压力不大于 1. 00 MPa ,故不需分区 ; 但栓口出水压力大于 0. 50 MPa ,所以底部几层消火栓需设减压孔板[1] 。
消火栓布置在明显的经常有人出入而且使用方便的地 方 。每层任何一处着火 ,必须保证两股水柱同时到达[1] 。在 屋顶设试验消火栓一个 ,室内消火栓箱内均设有远距离启动 消防泵的按钮 。室外消火栓设有两个双向出口水泵结合器 , 以便消防车向室内消防管网供水 。
第 7 卷第 4 期 2009年12月
水利与建筑工程学报
Journal of Water Resources and Architectural Engineering
高层建筑室内消火栓给水系统设计计算
Vol. 7 No. 4 Dec . , 2 0 0 9
王启立
(中国人民武装警察部队学院 , 河北 廊坊 065000)
WANG Qi2li
( Institute of Chinese People’s Armed Police Force , Langf ang , Hebei 065000 , China)
Abstract : In recent years , a number of fires in high2rise building have occurred in China. These fires are more difficult to be fought because of the multi2factors of fires , building height , and fire quickly spread , and so on. So it should be based on“self2 saving”. Here through examples , the design about the water supply system of fire hydrant is introduced in order to provide refer2
3 地下消防贮水池和屋顶消防水箱计算
3. 1 屋顶水箱容积的计算
消防水箱的容积按规定的 10 min 的室内消防用水量计 : V消防 = Qxh ×0. 6 = (20 + 16) ×0. 6 = 21. 6 m3
式中 : Qxh为室内消防用水总量 (L/ s) 。其中 20 L/ s 为室内消 火栓用水量 ,16 L/ s 为自喷系统用水量 (本建筑属中危险级 Ⅰ级 ,设计喷水强度 6 L/ (min·m2) ,设计作用面积 160 m2 ,故 理论设计秒流量 Ql = 160 ×6. 0 = 960 L/ min = 16 L/ s) 。
0. 0889 0. 3222 0. 7249 0. 2337 0. 4155 0. 4155
水损 /m
0. 03 0. 09 2. 91 0. 09 2. 57 0. 93
2. 2 消防水泵及水泵结合器的选择
2. 2. 1 消防流量 Qb = 5. 49 ×4 = 21. 96 L/ s
2. 2. 2 消防扬程 最不利点消火栓与消防水池水位标高之差 : Hz = 59. 2 - ( - 1. 3) = 60. 5 m 管路总水头损失 :
表 1 最不利点消火栓水力计算表
流量/ 管径/ 管长/
(L·s - 1) mm
m
v/ (m·s - 1)
i/ (kPa/ m)
5. 49 100 2. 90 0. 63 10. 98 100 2. 90 1. 27 16. 47 100 40. 21 1. 90 16. 47 125 4. 00 1. 24 21. 96 125 61. 92 1. 65 21. 96 125 22. 30 1. 65
消火栓给水管采用镀锌钢管 ,采用焊接方式 。立管均采 用 DN100 mm 的管道 ,消火栓口径为 65 mm[1] ,水枪喷嘴口径 19 mm ,水龙带为衬胶 ,直径 65 mm ,长度 25 m。
消火栓泵选用 :DA1 - 125 ×4 离心泵 2 台 ,一备一用 ,流 量 25 L/ s ,扬程 92 m ,配套电机功率为 40 kW。