消火栓的给水系统的水力计算.

3消火栓处的剩余压力和减压孔板
1)消火栓处剩余压力：
H o H b (Z h hd H q )
Ho —计算层消火栓处的剩余水压，mH2O； Hb—按最不利点消火栓计算确定的消防水压，即 消防泵的扬程, mH2O； Z —该层消火栓与消防泵轴之间的几何高差,m Σh—自消防泵至该层消火栓处的消防管道沿程和 局部水头损失之和， mH2O； Hd—消防水带的水头损失, mH2O； Hq—水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压, mH2O；
某建筑物内的消火栓箱内配备SN65mm消
火栓、25m长衬胶水带和喷嘴直径为19mm 的水枪，若水枪充实水柱长度为13m，水
枪出流量为5.7L/s,水枪水流特性系数为
1.577，水带的阻力系数为0.00172，则 消火栓栓口的压力应为多少mH2o?
解:
H xh
q hd H q H k Az Ld q Hk B
50 65 80

例：建筑高度为50m的办公楼，层高为5m， 试确定其消火栓的水枪充实水柱、设计流量 和喷嘴压力 解: (1)确定水枪充实水柱 SK= 1.414 (H1-H2) =1.414(5-1)=5.7m 根据《高规》要求：SK≥10m取SK=10m (2)计算喷嘴压力(高层建筑一般采用 19mm水枪)
式中： Hxh—室内消火栓栓口处所需水压，MPa Hq—水枪喷嘴处的设计水压，MPa Hd—每条水带的水头损失，MPa
Hk—消火栓栓口水头损失，一般按20kPa计算。
1)消火栓水枪喷口所需水压
假设无阻力
v2 Hq 2g
考虑到阻力
H f f Hm
H q H f H
Hq
整理后得
5 Hq 15.85m H2 O B 1.577
SK (1 f ) H q
q xh
2
2
f
(1 0.0097 1.2) 15.85 13.05m H2 O 1.2
消火栓口所需水压
2 q 2 hd H q H k Az Ld q xh xh H k B
表3.2.6
充实水 柱（m） 6 8 10 12 14 16 13
Hm-Hq-qxh 技术数据
水枪喷口直径（mm） 16 19 Hq qxh(L/s) (mH2O) 7.7 10.4 13.6 16.9 20.6 24.7 3.5 4.1 4.5 5.2 5.7 6.2
Hq Hq qxh (L/s) qxh(L/s) (mH2O) (mH2O) 8.1 11.2 14.9 19.1 23.9 29.7 1.7 2.0 2.3 2.6 2.9 3.2 7.8 10.7 14.1 17.7 21.8 26.5 2.5 2.9 3.3 3.8 4.2 4.6
1)消火栓间距
四 种 消 火 栓 布 置 型 式
单排一股 到达室内 任何部位
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单排两股 到达室内 任何部位
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多排一股 到达室内 任何部位
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多排两股 到达室内 任何部位
f Hm 1.2 10 Hq 13.58mH2 O 1 f H m 1 0.0097 1.2 10
(3)确定水枪设计流量
q xh BH q 1.577 13.58 4.63 L / S
根据《高规》要求：取qxh=5L/s (4)重新确定水枪充实水柱和喷嘴压力
消火栓给水系统的水力计算
1.水量
1）低层建筑物室内消火栓用水量 室内消防用水量应根据同时使用的水枪数量和水枪充实水 柱由计算确定
Qf= N qf
对于建筑高度小于24m，且体积小于5000m3的库房，可以采用一支 水枪出水。同时使用水枪数量:一般不少于两支.
p81表3-4低层建筑物室内消火栓用水量
H xh
Hxh Hd Hk Hq qxh Az Ld B
—— —— —— —— —— —— —— ——
消火栓口处所需水压，kPa ； 水带的水头损失，kPa ； 消火栓栓口水头损失，一般按20kPa计算。 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压。 消火栓射流出水量，L/S ； 水带的比阻，； 水带长度，m ； 水流特性系数；
Hq
Hf 1 H f
f Hm
1 f H m
Ｈf－垂直射流高度,ＫＰa(mH2O) Ｈm－充实水柱高度，ＫＰa(mH2O) Ψ－与水枪喷口直径di有关的系数；
αf－实验系数；
２）水枪喷口射流量
q xh BH q
qxh－水枪喷口的射流量，Ｌ／Ｓ Ｈq－水枪喷口造成某水柱所需的压力，mH2O Ｂ－水枪特性系数，与水枪喷口直径有关， 见表3.2.5
建筑物室内消防用水量
水平干管管径
所负担的消防竖管流量
消防竖管管径≤水平干管管径≤进水管管径 高层或大多数低层建筑消火栓给水系统，消防 竖管管径不小于100mm。
2水箱设置高度
H Hq Hd h
H—水箱与最不利点消火栓之间的几何高差,
Hq—水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压 Hd—水带的水头损失， h—水箱至最不利点消火栓之间管网的水头损失
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３）消火栓水龙带水头损失
hd AZ Ld q xh
2
表
水带比阻 AZ 值
比阻AZ值
Ｌd－水带长度,m AZ－水带阻力系数, 见表3.2.7 qxh－水枪喷口的射 流量，Ｌ／Ｓ
水带口径
(mm)
帆布水带、麻 衬胶水带 织水带
0.01501 0.00430 0.0015 0.00677 0.00172 0.00075
消防水池的有效容量: 消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内 室内、外消防用水量的要求。若在火灾情况下 能保证消防水池得到连续补水时，可减去火灾 延续时间内的补充水量。
例：某建筑物，其消防水池负担室内消火栓 给水系统和自动喷水灭火系统的消防用水。 室内消火栓给水系统的用水量为30L/s，火灾 延续时间为3h,自动喷水灭火系统的用水量为 26L/s，火灾延续时间为1h。试确定其消防 水池的容积。 解：
Vx 0.6Qx
Qx 10 60 Vx 0.6Qx 1000
Vx ——消防水箱贮存消防水量； Qx ——室内消防用水量； 0.6 ——单位换算系数；
2)减压孔板所形成的局部水头损失：
v2 H 2g
H—水流通过减压孔板的局部水头损失，mH2O； ζ—孔板的局部阻力系数； v—水流通过孔板后的流速，m／s； g—重力加速度，m/s2。
减压孔板的局部阻力系数
P123页表3-19调压孔板的水头损失
已知剩余水头H及给水管直径D,就可查得孔板孔径d
p123表3-20 高层建筑物室内消火栓用 水量
2.室内消防给水系统水压
1） . 水枪充实水柱长度
消火栓设备的水枪射流灭火，需求有一定 强度的密实水流才能有效地扑灭火灾。
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水枪充实水柱长度应大于7m，小于15m。 水枪射流在26mm～38mm直径圆断面内、包含 全部水量75%～90%的密实水柱长度称为水枪的充 实水柱长度。
注:表3-19数据是假定水流通过孔板后的流速1m/s 计算得出的,如实际流速不是,须修正
H H 2 1 v
3.2.2消防水池和消防水箱
消防水池的设置原则: 1.当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管 或天然水源不能满足室内外消防用水量； 2.市政给水管道为枝状或只有一条进水管，且消防用水量之 和超过25L/s(二类高层住宅建筑除外)。
扑灭不同建筑物火灾对水枪充实水柱的要求
水枪充实水柱的确定
H1 H 2 Sk sin
Ｈ1—水枪所在的建筑物的层高 Ｈ2—水枪所在的高度，一般为1.0m sinα—α水枪射流的上倾角，一般取α ＝４５°但α≯６０°
例题：一座单层丙类厂房，设有室内消火栓系统， 厂房层高为10m，试确定水枪的充实水柱。
3).消防水泵扬程的计算
H b H Z H xh h
Hb——消防水泵的扬程, Hz——最不利点消火栓与消防水池最低水面之 间的几何高差， Hxh——最不利点消火栓栓口处的水压， h——最不利计算管路的水头损失，
h包括沿程损失和局部损失。局部损失可按沿程损失 的百分数进行估算：独立系统：10%；生产、消防合 用：15%；生活、消防合用及三者合用为20%
2 xh
2 xh
5.7 0.00172 25 5.7 2 24m H2 O 1.577
2
2
消火栓保护半径和布置间距
1.消火栓保护半径
水枪射流上倾角按45°计
2
室内消火栓布置
a. 建筑高≤24m，体积≤5000m3的库房，应保证有 一支水枪的充实水柱到达同层内任何部位。
b. 其他民用建筑应保证有2支水枪的充实水柱达到 同层内任何部位。 c. 消火栓口距地面安装高度为1.1m，栓口宜向下或 与墙面垂直安装。为保证及时灭火，每个消火栓 处应设置直接启动消防水泵按钮或报警信号装置。 d. 消火栓应设在使用方便的走道内，宜靠近疏散方 便的通道口处、楼梯间内。
V f 3.6(Q f QL ) Tx 3.6 (30 3 26 1) 418m
建一个500m3的水池即可。
3
消防水池、水箱的贮存容量
2. 消防水箱的消防贮水量 指的是消防水箱的有效容量，消防水箱应贮存 10min的室内消防用水总量，以供扑救初期火灾之用。 有效容量的计算公式为：
解：（1）水枪充实水柱的计算：
Hk 10 1 Sk 1.414 9 12.47 （m) sin sin 45
（2）《建规》要求：Sk不应小于7m （3）水枪充实水柱条件允许时可采用 12.47m。

2室内消火栓栓口处所需的水压
H Xh H q H d H K
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消火栓给水管网水力计算
水力计算目的: 在于确定消防给水管网的管径,计算或校核消防水箱 的设置高度,选择消防水泵
1).管径的确定
流速一般以1.4～1.8m/s为宜,不大于2.5m/s；沿程水 头损失查水力计算表,局部水头损失按沿程水头损失的 10%采用
进水管管径