某接待中心消防灭火系统自动喷淋系统课程设计

题目：[太原市晋西接待中心消防给水系统设计

目录

1消防给水系统设计原则 ........................................... 1 2设计对象情况介绍 ............................................... 1 3室外消火栓系统设计 ......................................................................................... 2

3.1室外消火栓系统介绍 ............................................................................... 2 3.2室外消火栓系统类型和数量确定 ............................................................ 2

3.2.1确定室外消火栓的类型和数量 ...................................................... 2 3.2.2确定水泵接合器的类型和数量 ...................................................... 3 3.3室外消火栓的布置要求 ........................................................................... 4 4室内消火栓系统设计 ......................................................................................... 5

4.1系统组成 ................................................................................................... 5 4.2给水方式的选择 ....................................................................................... 5 4.3设计计算 ................................................................................................... 7

4.3.1流量计算 ......................................................................................... 7 4.3.2消火栓系统管网管径 .................................................................... 12 4.3.3高位消防水箱水池计算 ................................................................ 14 4.3.4消火栓泵的选择............................................................................ 15

5.闭式自动喷水系统设计 .................................................................................. 18

5.1系统发展概述 ......................................................................................... 18 5.2设置场所火灾危险等级 ......................................................................... 18 5.3系统的选择 ............................................................................................. 19 5.4系统主要构成 ......................................................................................... 20

5.5设计计算 ................................................................................................. 21

5.5.1管网的分类 ................................................................................... 21 5.5.2喷头选择 ....................................................................................... 22 5.5.3流量计算 ....................................................................................... 24 5.5.4管径计算 ....................................................................................... 24 5.5.5水泵选择 ....................................................................................... 26 5.5.6高位水箱水池水力计算 ................................................................ 30

6.参考文献 .......................................................................................................... 32 7. 附图 ................................................................................................................ 33

1消防系统概述

火是人类生存重要的条件，它既可造福于人类，也会给人们带来巨大的灾难. 因此，在使用火的同时一定注意对火的控制，就是对火的科学管理。随着我国经济技术的不断发展和城市化进程的大力推进，城市高层、超高层建筑、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加。近年来，一些公用建筑屡屡发生重大火灾，造成重大人员伤亡和经济财产损失。一旦发生火灾，有效监测建筑火灾、控制火灾、迅扑灭火灾，保障人民生命和财产的安全，保障国民经济建设，是建筑消防系统的任务。建筑消防系统就是为完成上述任务而建立的一套完整、有效的体系。能迅速有效地灭火和抢救，最大限度地减少火灾所造成的人身伤亡和物质损失。在火灾发生是，消防系统能迅速有效地灭火和报警，最大限度地减少火灾所造成的人身伤亡和物质损失。

建筑的消防给水和其他主动消防设施设计，应充分考虑建筑的类型及火灾危险性、建筑高度、使用人员的数量与特性、发生火灾可能产生的危害和影响、建筑的周边环境条件和需配置的消防设施的适用性，使之既能快速控火、灭火或早报警、早疏散人员，及时排烟，又节约投资，保障建筑消防安全。

2设计对象情况介绍

太原晋西接待中心位于太原万柏林区北中环与西中环辅路交界处，近安广小区，四周小区环绕，生活设施完善，出行便利。太原晋西接待中心整体装潢气派，拥有多种房型，房间整洁宽敞，布置温暖，房内配有完善的设施设备。接待中心主体为俩层，首层内设接待大厅，独立餐厅及厨房，高4.2m，建筑面积为424.08m2 。二层内设客房，高3.3m，建筑面积为394.08m2 。

该接待中心主体相关参数如下所示，建筑详细布局见附图。 （1）总建筑面积：848.16m2 （2）总建筑体积：6361.2m3 （3）建筑类别：二类 （4）建筑耐火等级：二级 （5）建筑高度：7.5m

1

3室外消火栓系统设计

3.1室外消火栓系统介绍

建筑室外消火栓系统包括水源、水泵接合器、室外消火栓、供水管网和相应的控制阀门等。室外消火栓是设置在建筑物外消防给水管网上的供水设施，也是消防队到场后需要使用的基本消防设施之一，主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水向建筑室内消防给水系统供水，也可以经加压后直接连接水带、水枪出水灭火。

室外消火栓是安装在室外供水管道上连接水带，用以灭火的设备，是室外用于消防的基本设施，可配备水枪、水带和消火栓箱；也可不配备，在消防时由消防车带来。

室外消火栓分为地上式和地下式两类。地上式消火栓应有一个直径为100mm和两个直径为65mm的栓口；地下式消火栓应有直径为100mm和65mm栓口的各一个，并应有明显标志以便利用。

水泵接合器是当发生火灾时，消防车的水泵可迅速方便地通过该接合器的接口与建筑物内的消防设备相连接，并送水加压，从而使室内的消防设备得到充足的压力水源，用以扑灭不同楼层的火灾，有效地解决了建筑物发生火灾后，消防车灭火困难或因室内的消防设备因得不到充足的压力水源无法灭火的情况。

消防水泵接合器按安装型式可分为：地上式、地下式、墙壁式和多用式。接合器出口的公称通径可分为100mm和150mm两种。接合器公称压力可分为1.6MPa、2.5MPa和4.0MPa等多种。接合器连接方式可分为法兰式和螺纹式。

3.2室外消火栓系统类型和数量确定

3.2.1确定室外消火栓的类型和数量

该建筑的室内消火栓用水量小于15L/s，则确定设置1个直径100mm地上式室外消火栓。型号为SSS100-1.6

表3.1消火栓参数表

公称

参数 类别

型号

压力 (MPa）

形式 进水口

口径 DN(mm）

2

出水口 口径 DN(mm）

个数

计算出水量

(个） (L/s）

续表3.1

SS100-1.0 SS100/65-1.0

SSS100-1.0

地上式室外 消火栓

SS100-1.6 SS100/65-1.6

SSS100-1.6 SS150-1.0

1.0

承插

150

65 150 65 150 65 100 65 100

2 1 2 1 1 1 1 1

15

1.6

法兰

100

65

2

10～15

1.0

承插

100

65

2

10～15

100 1

100 1

SS150-1.6 SX100/65-1

地下式室外 消火栓

.0

SSA100-1.0 SX100/65-1.6

SSA100-1.6

1.6 法兰 150 15

1.0 承插 100 10～15

1.6 法兰 100 10～15

注：表中SSS与SSA型系梭式室外消火栓，其特点是阀杆螺纹与水不接触，防锈性能好。在不使用时，能彻底放尽腔内存水，防止腐蚀与阀体的冻结。

3.2.2确定水泵接合器的类型和数量

水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定。当建筑遇到特大火灾，消防水量供水不足时或消防泵发生故障时，需用消防车取消火栓或贮水池的水，通过水泵接合器来补充建筑中灭火水量。泵接合器其数量应按室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按10～15L/S计算。本设计水泵接合器流量设定为10L/s，系统流量为Qf=15L/s，所以选用2个水泵接合器。

本设计选用两各SQ100型地上式水泵接合器。

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表3.2 水泵接合器参数表

名称

型号

公称压力（MPa） 直径（mm） 进口尺寸（mm） 1.6

100

65×65

地上式水泵接合器 SQ100

室外消防水泵和水泵接合器布置如图所示

消防水箱生活用水单向阀室外消火栓市政管网进户管消防水池室内消火栓水泵接合器消防水泵市政进户管管网

图3.1 室外消防水泵和水泵接合器分布图

3.3室外消火栓的布置要求

1.室外消火栓宜采用地上式，当采用地下式消火栓时，应有明显标志。寒冷地区采用地下式，非寒冷地区宜采用地上式，地上式有条件可采用防撞型。

2.室外地上式消火栓应有一个直径为150mm或100mm和两个直径为65mm的栓口。室外地下式消火栓应有直径为100和65mm的栓口各一个。 3.室外消火栓的保护半径不应超过150m，间距不应超过120m。 4.室外消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。

5.当建筑物在市政消火栓保护半径150m以内，且消防用水量不超过15L/s时，可不设室外消火栓。

6.室外消火栓应沿高层建筑周围均匀布置，并不宜集中在建筑物一侧。 7.人防工程室外消火栓距人防工程入口不宜小于5m。

8.停车场的室外消火栓宜沿停车场周边设置，且距离最近一排汽车不宜小于7m，距加油站或库不宜小于15m。

4

9.室外消火栓应设置在便于消防车使用的地点。

4室内消火栓系统设计

4.1系统组成

1. 水枪是灭火的主要工具，其作用在于收缩水流，增加流速，产生击灭火焰的充实水柱，水枪喷口直径有13mm、16mm、19mm，多用不锈蚀材料制作，如铜、铝合金及尼龙塑料等。

2. 水带以麻线等材料织成，可衬橡胶里。水带常用直径50mm、65mm两种，两端分别与水枪及消火栓连接，水带长度20m，25m，30m。

3. 消火栓龙头分单出口和双出口两种形式，单出口消火栓口径有50mm和65mm两种；双出口均为65mm，当水枪最小流量小于5L/S时选用50mm的消火栓当最小流量不小于5L/S时应选用65mm的消火栓。

4.消防水箱设置要求：为确保其自动供水的可靠性，应采用重力自流供水方式；消防水箱宜与生活（或生产）高位水箱合用，以保持箱内贮水经常流动、防止水质变坏；水箱的安装高度应满足室内最不利点消火栓所需的水压要求，且应贮存有室内10min的消防水量。 5.消防水池适用条件：用于无室外消防水源情况下，贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。设置：可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。消防水池要求：消防水池应设有水位控制阀的进水管和溢水管、通气管、泄水管、出水管及水位指示器等附属装置。根据各种用水系统的供水水质要求是否一致，可将消防水池与生活或生产贮水池合用，也可单独设置。

4.2给水方式的选择

1.无水箱、水泵的室内消火栓给水系统

适用条件：室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火 栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。

优点：简单、经济室外管网的水压在任何时候都能保证室内消火栓给水系统所需的水压。

2.设水箱不设水泵室内消火栓给水系统

供水特点：由室外给水管网向水箱供水，箱内贮存10min消防用水量。 火灾初期：由水箱向消火栓给水系统供水；

火灾延续：可由室外消防车通过水泵接合器向消火栓给水系统加压供水。

5

适用条件：外网水压变化较大。

用水量小时：水压升高能向高位水箱供水；

用水量大时：不能满足建筑消火栓系统的水量、水压要求。 3.设水泵、水箱的室内消火栓给水系统

设置特点：水泵从贮水池抽水，与室外给水管网间接连接，可避免水泵与室外给水管网直接连接的弊病。当外网压力足够大时，也可由外网直接供水。

适用条件：

a. 外网经常不能满足建筑物消火栓系统的水压水量要求，也不能确保向高位水箱供水。

b. 系统需外援供水时，可借助室外消防车经水泵接合器向建筑消火栓给水系统加压供水。

c. 室外给水管网为枝状或只有一条进水管时，消防给水系统中均需设置消防贮水池，储备火灾延续时间内的消防用水量。 4.设水泵、水池、水箱的消火栓给水方式

设置特点：室外给水管网供水至贮水池，由水泵从水池吸水送至水箱，箱内贮存10min消防用水量。

火灾初期：由水箱向消火栓给水系统供水。 水泵启动：水泵从水池吸水，由水泵供水灭火。 适用条件：

a. 外网经常不能满足建筑物消火栓系统的水压水量要求，也不能确保向高位水箱供水。

b. 系统需外援供水时，可借助室外消防车经水泵接合器向建筑消火栓给水系统加压供水。

c. 室外给水管网为枝状或只有一条进水管时，消防给水系统中均需设置消防贮水池，储备火灾延续时间内的消防用水量。 5.分区的室内消火栓给水系统

设置特点: 室外给水管网向低区和高位水箱供水箱内贮存10 min消防水量。 高区火灾初起时:由水箱向高区消火栓给水系统水; 当水泵启动后:由水泵向高区消火栓给水系统供水灭火。

低区灭火:水量、水压由外网保证或由水泵向低区消火栓给水系统供水。

6

分区供水方式适用条件：

a. 外网仅能满足低区建筑消火栓给水系统的水量、水压要求，不满足高区灭火的水量、水压要求。

b. 当地部门不允许消防水泵直接从外网抽水。

c. 高层建筑中由于楼高，消防管道上、下部的压差很大，当消火栓处最大压力超过0.8MPa时，必须分区供水。

4.3设计计算

4.3.1流量计算

1.选定消火栓、水带、水枪的型号

根据建筑物性质，选用型号为SN65mm的单出口出消火栓，直径为65mm的麻质水带（每盘水带长为20m），口径16mm的手提式直流水枪。

2.确定消火栓的水枪充实水柱、水枪设计流量和设计喷嘴压力 （1）水枪充实水柱的确定

为使消防水枪射出的充实水柱能射及火源和防止火焰热辐射烤伤消防人员，充实水柱应有一定长度。在火场扑灭火灾，水枪的上倾角一般不宜超过45°，在最不利情况下，也不能超过60°。若上倾角太大，着火物下落时会伤及灭火人员。本设计水枪上倾角采用45°。 上倾角45°水枪充实水柱长度计算公式： Sk1H1H21.414(H1H2) sin45式中： Sk1——水枪充实水柱的长度，m； H1——室内最高着火点离地面高度，m；

H2——从一水枪喷嘴离地面高度，m，一般取1m。 其中水枪充实水柱长度：

Sk11.4144.2-14.52m

表4.1不同类型建筑消火栓充实水柱

建筑类型

甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4层的厂房（仓库）；

续表4.1

7

充实水柱/m

10.0

高层厂房（仓库）、高架仓库和体积大13.0

于25000m3

的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑、车站、码头、机场建 筑等

其他建筑

7.0

由表4.1得取Sk27m 所以水枪充实水柱长度：

SKmaxSk1,Sk27m

（2）计算水枪喷嘴所需的压力：

水枪喷嘴压力计算公式： HPSk 式中： Hp ——水枪喷嘴压力，KPa；

α——与水枪喷嘴口径和充实水柱长度有关的系数, 其值见表； Sk——水枪充实水柱长度，m。

表4.2α系数值表

充实水柱长度水枪喷嘴口径/mm /m 13 16 19 22 25 7 13.3 13.2 12.8 12.2 12.1 10 15.0 14.0 13.5 11.5 11.5 13 18.5 16.9 15.8 13.8 14.6 15 22.0 19.3 18.0 17.0 16.3 20

49.1

35.0

29.5

26.0

19.5

每支水枪的设计流量

水枪设计流量计算公式：

qpHp

式中： qp ——每支水枪的计算流量，L/s； β——水枪喷嘴流量系数，其值见表4-3；

8

HpSk13.2 （3）确定

Hp——水枪喷嘴压力，KPa。

表4.3水枪喷嘴流量系数β值 喷嘴口径/mm Β

13 0.0646

16 0.0793

19 0.1577

22 0.2836

每支水枪计算流量： qpHp0.079392.42.70LS

由建筑设计防火规范相关规定可知，消火栓每支水枪的最小流量不应小于5L/s，所以每支水枪的设计流量为 qf5L/s，且由表4.4可知，应该同时使用水枪数量为2支。

表4.4多层民用和工业建筑物的室内消火栓用水量

高度h、层数、体积V或座位数n

V≤10000m3 V＞10000m3

消火栓同时使每支水枪每根竖管用水量 /L·s-1 5 10 25 30

V≤5000m3 v＞5000m3

5 10 30 40 10 15 10 15 20

用水枪 数量/支 2 2 5 6 1 2 6 8 2 3 2 3 4

最小流量最小流量 /L·s-1 2.5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

/L·s-1 5 10 15 15 5 10 15 15 10 10 10 10 15

建筑物名称

h≤24m

厂房

24m＜h≤50m H＞50m h≤24m

仓库

24m＜h≤50m H＞50m

科研楼、实验楼

h≤24m，V≤10000m3 h≤24m，V＞10000m3 5000 m3＜V≤25000m3

车站、码头、机场的候车（船、机）楼和展览建筑等 续表4.4

25000m3＜V≤50000m3 V＞50000m3

剧院、电影院、会800个＜n≤1200个 堂、礼堂、体育馆1200个＜n≤5000个

10 15

2 3

5 5

10 10

9

等 5000个＜n≤10000个 n＞10000个 5000 m3＜V≤10000m3

20 30 10 15 20 5 10 15 15 20 25 5

4 6 2 3 4 2 2 3 3 4 5 2

5 5 5 5 5 2.5 5 5 5 5 5 2.5

15 15 10 10 15 5 10 10 10 10 15 5

商店、旅馆等

10000m3＜V≤25000m3 V＞25000m3 5000 m3＜V≤10000m3

病房楼、门诊楼等 10000m3＜V≤25000m3

V＞25000m3

办公楼、教学楼等层数≥5层或V＞10000 其他民用建筑

m

3

国家级文物保护单V≤10000m3 位的重点砖木或木结构的古建筑 住宅

V＞10000m3 层数≥8层

（4）确定消火栓水枪喷嘴压力和充实水柱 水枪设计喷嘴压力计算公式：

式中：

HPSqpsHPSq2ps

--水枪设计喷嘴压力，kPa；

--每支水枪的设计流量，L/s；

--水枪喷嘴流量系数，其值见表3-3

水枪设计喷嘴压力：

HPSq2ps52315.26KPa 0.07933．确定室内消火栓给水系统的消防用水量

QfNqf2510L/s

4．计算消火栓的保护半径并确定室内消火栓及消防竖管的布置间距

10

（1）计算室内消火栓的保护半径 消火栓保护半径计算公式： R0.8LSkcos45 式中： R——消火栓保护半径，m；

L——水带长度，m，考虑到水带的转弯曲折，应乘以折减系数0.8； Sk——水枪充实水柱，m。

R0.8Lcos45Sk0.8200.707720.9m （2）确定室内消火栓的布置间距

SR2b220.927.3528.05m

2式中： S——消火栓的布置间距，m； R——消火栓保护半径，m； b——消火栓最大保护宽度，m。 （3）确定消防栓和竖管根数

根据室内消火栓的布置原则，结合住宅楼标准层平面图，确定消火栓竖管的根数为2根。

5．绘制室内消火栓给水系统管网平面布置图和轴测图

P21

图4.1 室内消火栓给水系统轴侧图

11

大餐厅厨房大餐厅小餐厅小餐厅小餐厅小餐厅大厅首层平面图

图4.2 室内消火栓分布图

4.3.2消火栓系统管网管径

1.室内消防给水管径计算

室内消火栓管网管径计算公式： d4q 式中： q——每段消防管网实际流量，L/s；

ν——管道内水流速度，m/s，最大水流流速为：2.5m/s。

由表4-4可知，每根消防竖管所通过的最小流量为10L/s，消火栓系统总用水量为10L/s。消火栓系统标准管径的直径有15mm、20mm、25mm、32mm、50mm、70mm、80mm、100mm、125mm、150mm。

d40.010.071m71mm

3.142.5取标准管径：d=80mm； 2.消防进水管及水平干管管径

d

40.010.071m71mm

3.142.5取标准管径：d=80mm。

12

3.选择计算管路

根据其室内消火栓给水系统管网轴测图，选择1-2-P管段作为最不利计算管路。 4.计算最不利点消火栓口处所需的水压 （1）最不利点消火栓栓口处所需的水压

室内最不利点消火栓栓口处所需的水压计算公式： HxhHPSHd

式中： Hxh ——室内消火栓栓口处所需水压，KPa；

Hps——水枪喷嘴设计压力，KPa；

Hd——每条水带的水头损失，KPa。 （2）每条水带的水头损失按下列公式计算： HdSQ2Px

式中： Q——水带所通过的实际流量（即水枪的设计流量），L/s；

S——每条水带（长20m）的阻抗系数，其值见表4-5；

Px——水平铺设水带的修正系数，常压时取0。

表4.5 每条水带的阻抗 水带直径/mm

类型

50 S值

麻质水带 胶里水带

每条水带的水头损失：

3.0

0.86

0.3

0.16

65

75

90

1.5 0.35 0.15 0.08

HdSQ2Px0.8652021.5KPa 室内消火栓栓口处所需的水压：

HxhHPSHd315.2621.5336.76KPa0.337MPa

5.计算最不利管路的水头损失

13

（1）管道沿程水头损失计算公式：

hw12 ALQ式中：Σhw1 ——沿程水头损失，Pa；

L——计算管段长度，m； Q——计算管段流量，L/s； A——管道比阻值，见表4-6。

表4.6管道比阻值

管/mm A

该设计中，室内给水管与进水管管径均为80mm 则管段1-P沿程水头损失：

径

25

32

40

50

70

80

100

125

150

200

4367.0 938.6 445.3 110.8 28.93 11.68 2.674 0.8623 0.3395 0.09029

hw1pALQ211.687.67.833152127195.2Pa （2）管道局部水头损失可按下式算：

当消火栓为独立消火栓时，局部水头损失是沿程水头损失的0.1倍；当消火栓用于生活时，局部水头损失是沿程水头损失的0.15倍；当消火栓用于生产和生活时，局部水头损失是沿程水头损失的0.2倍。由于该设计的消火栓均为独立消火栓，因此其局部阻力hw2=25439.1Pa。 （3）总水头损失

hhhw1w2127195.225439.1152634.2Pa0.1526MPa

4.3.3高位消防水箱水池计算

1.消防储备水容积

高位消防水箱的容积满足能够提供10分钟的供水量，则高温消防水箱容积：

Vf0.06QfTX 式中：

Vf ————消防储备水容积，m3 ； Qf ————室内消防用说总量，L/s ；

14

TX ————水箱保证供水的消防时间，一般取10min。

Vf0.06QfTX0.06201012m3 2.确定高位消防水箱设置高度

设高位水箱安装位置距地的垂直距离为x米，则： gxhwHxh

式中：Σhw ——计算最不利管路的水头损失，KPa Hxh ——最不利点消火栓栓口处所需的水压，KPa.

152634.23367601.01039.8x x49.93m 所以将消防水箱设置在地面49.93m以上的高度。 3.确定水池有效容积 （1）灭火延续时间的确定

根据《建筑设计防火规范》规定，该住宅楼灭火延续时间按2h计。 （2）消防水池容积

因市政给水管网为枝状且消防水池的进户管只有一条，消防水池应同时储存该住宅楼室内、外消防用水总量，且不考虑火灾情况下市政管网的连续补水量。因此，消防储水量为：

Vx3.6202144m3

4.3.4消火栓泵的选择

1.消防泵的选择原则

（1）临时高压消防给水系统的消防水泵应采用一用一备，或多用一备，但工作泵不应大于3台；备用消防泵的工作能力不应小于其中最大一台消防工作泵的供水能力。 （2）当为多用一备时，应考虑多台消防泵并联时，流量叠加对消防泵出口压力的影响。 （3）选择消防泵时，其水泵性能曲线应平滑无驼峰，消防泵零流量时的压力不应超过系统设计额定压力的140％且不宜小于设计额定压力的120%；当水泵流量为额定流量的150％时，此时消防泵的压力不应低于额定压力的65％。

（4）消防泵电机轴功率应满足水泵流量扬程曲线上任何一点的工作要求。 2.选择消防水泵 （1）消防水泵的流量

QNqps2510L/s

15

室内消火栓给水系统所需总压力计算公式： HHxhhwH

式中：H ——建筑物室内消火栓给水系统所需的总水压，Pa；

HΔ——最不利点消火栓与消防水泵泵轴或进水管起点间的静水压，Pa； Hxh——最不利点消火栓栓口处所需的水压，KPa； Σhw——计算最不利管路的水头损失, KPa。

则有室内消火栓给水系统所需总压力：

H336760152634.21.01039.833812794.2Pa0.8128MPa

（2）水泵扬程：

h812794.280.2mH2O

10132.5（3）选择水泵

消防水量为10L/s；压力为0.8128MPa时，选择XBD9.2/10-75W型消防泵。 在消防泵房内设有独立的消火栓灭火系统加压泵二台，一用一备。

表 4.7消防泵型号

必需汽蚀余

型 号

流量Q /L·s-1

压力P /MPa

转速n /r·min

效率η /%

功率N /KW

量 (NPSH)r /m

XBD1.8/5-50W XBD2.7/5-50W XBD3.6/5-50W XBD4.5/5-50W XBD5.4/5-50W XBD6.3/5-50W XBD7.2/5-50W XBD8.1/5-50W 续表4.7 XBD2.3/10-75W

10

023

1450

68

5.5

3.0

5 5 5 5 5 5 5 5

0.18 0.27 0.36 0.45 0.54 0.63 0.72 0.81

1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450

65 65 65 65 65 65 65 65

2.2 3 4 5.5 5.5 7.5 7.5 7.5

3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2

16

XBD3.4/10-75W XBD4.6/10-75W XBD5.5/10-75W XBD6.9/10-75W XBD8.0/10-75W XBD9.2/10-75W XBD10.3/10-75W XBD2.9/20-100W XBD4.3/20-100W XBD5.8/20-100W XBD7.2/20-100W XBD8.6/20-100W

10 10 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20

0.34 0.46 0.55 0.69 0.80 0.92 1.03 0.29 0.43 0.58 0.72 0.86 1.01 1.15 1.30 0.42 0.63 0.84 1.05 1.26 1.47 1.68 1.89 0.58 0.87, 1.16 1.45

1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450

68 68 68 68 68 68 68 72 72 72 72 72 72 72 72 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73

7.5 11 11 15 15 18.5 18.5 11 15 22 30 30 37 45 45 22 30 45 55 75 75 90 90 45 75 90 110

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.0 3.0 3.0 3.0

XBD10.1/20-100W 20 XBD11.5/20-100W 20 XBD13.0/20-100W 20 XBD4.2/25-125W XBD6.3/25-125W XBD8.4/25-125W

25 25 25

XBD10.5/25-125W 25 XBD12.6/25-125W 25 XBD14.7/25-125W 25 XBD16.8/25-125W 25 XBD18.9/25-125W 25 XBD5.8/45-150W XBD8.7/45-150W

25 25

XBD11.6/45-150W 25 XBD14.5/45-150W 25

17

5.闭式自动喷水系统设计

5.1系统发展概述

自动喷水灭火系统,是一种在发生火灾是能自动打开喷头灭火并同时发出火警信号的固定消防灭火设施，适用于扑救初期火灾，是国际上应用范围最广、灭火成功率最高（95%以上）的固定灭火设施、火灾自救设施,根据系统内是否有水分为湿式、干式、预作用等。一般系统中70%是湿式系统。

5.2设置场所火灾危险等级

表5.1设置场所火灾危险等级举例

火灾危险等级 轻危险级

设置场所举例

建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等。

中危险级

I级 1）高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼（塔等）

2）公共建筑（含单、多、高层）：医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览馆（厅）；影剧院、音乐厅和礼堂（舞台除外）及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等

3）文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等 4）工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件

II级 1）民用建筑：书库、舞台（葡萄架除外）、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积1000m2及以上的地下商场、净空高度不超过8m、物品高度不超过3.5m的自选商场等

2）工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间

18

续表5.1 重危险级

I级 印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过8m、物品高度超过3.5m的自选商场等 II级

易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶

制品、溶剂清洗、喷涂、油漆、沥青制品等

库危险级

I级 食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品、仓储式商场的货架区等 II级

木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、

家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等 III级

由表可知，因该接待中心为24m以下，所以为轻危险级。

A组塑料与橡胶及其制品；沥青制品等

5.3系统的选择

1.湿式自动喷水灭火系统

特点：为喷头常闭的灭火系统，管网中充满有压水，当建筑物发生火灾，火点温度达到开启闭式喷头时，喷头出水灭火。 优点：灭火及时扑救效率高。

缺点：由于管网中充有有压水，当渗漏时会损毁建筑装饰和影响建筑的使用。该系统只适用于环境温度4°C< t <70 °C的建筑物，否则因结冰或气化使玻璃球破裂产生误喷。 2.干式自动喷水灭火系统

特点：为喷头常闭的灭火系统，管网中平时不充水，充有有压空气（或氮气） ，不怕冻结，不怕环境温度高。 当建筑物发生火灾火点温度达到开启闭时喷头时，喷头开启排气、充水灭火。

优点：管网中平时不充水，对建筑物装饰无影响，对环境温度也无要求，适用于采暖期

19

长而建筑内无采暖的场所。

缺点：与湿式喷水灭火系统相比，因增加一套充气设备，且要求管网内的气压要经常保持在一定范围内，因此-管理比较复杂，投资较大。该系统灭火时需先排气，故喷头出水灭火不如湿式系统及时，灭火效率低；管网、喷头安装要求严格。 3.预作用式自动喷水灭火系统

特点：为喷头常闭的灭火系统，和火灾自动报警系统配套使用，报警阀后的管网中平时不充水，准工作状态时，管网中通常充有压缩空气（用以监测管网泄漏情况)。当火灾发生火灾时，火灾探测器报警后，通过报警联动控制器自动联动控制系统电磁阀门排气、充水，由干式变为湿式系统。只有当闭式喷头的热敏元件受热达到或超过额定动作温度时，热敏元件动作（熔化、破碎），闭式喷头开启，喷水灭火。

优点：同时具备干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点；克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统容易产生水渍的缺陷，可以代替干式系统提高灭火速度。也可代替湿式系统，用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水，造成严重水渍的场所。 缺点：管道、喷头安装要求高、投资大。因为系统受火灾自动报警联动系统控制，所以较之干式系统复杂，同时对使用维护人员要求较高。

该系统作用于接待中心的室内环境，选用较为普遍的湿式自动喷水灭火系统。

5.4系统主要构成

1.闭式喷头

设计选用ZST型玻璃球洒水喷头。喷头可用来探测火灾，并通过自动洒水来控制和扑灭火灾，是自动喷头灭火系统的主要部件。 2.报警阀

湿式报警阀是一种只允许水单向流入喷水系统并在规定流量下报警的一种单向阀。 3.水力警铃

主要用于湿式喷水灭火系统，宜装在报警阀附近(连接管不宜超过6m)。 作用原理:

当报警阀打开消防水源后，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。水力警铃不得由电动报警装置取代。 4.水流指示器

某个喷头开启喷水或管网发生水量泄漏时，管道中的水产生流动；引起水流指示器中桨

20

片随水流而动。接通延时电路后，继电器触电吸合发出区域水流电信号，送至消防控制室。 5.压力开关

在水力警铃报警的同时，依靠警铃管内水压的升高自动接通电触点，完成电动警铃报警，向消防控制室传送电信号或启动消防水泵。 6.火灾探测器

是自动喷水灭火系统的重要组成部分。目前常用的有感烟、感温探测器。 a.感烟探测器:

利用火灾发生地点的烟雾浓度进行探测；

b.感温探测器：

通过火灾引起的温升进行探测。

火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面，其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算而定。 7.延迟器

是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃(或压力开关)之间。

用途：防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报。报警阀开启后，水流需经30s左右充满延迟器后方可冲打水力警铃。 8.末端试水装置

安装在系统末端，用来测试系统各组件是否正常的装置。 用途：

1、检验系统的可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动，测试内容包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常，配水管道是否畅通以及最不利点处的喷头压力。

2、测试干式和预作用系统的充水时间（干式开启后1min内应出水，预作用从探测器报警后2min内应出水。

5.5设计计算

5.5.1管网的分类

1.报警阀前的管网：分为环状管网和枝状管网。

环状管网：提高系统的可靠性。当自动喷水灭火系统中设有两个及以上报警阀组时，报警阀 组前宜设环状供水管道。

21

2.报警阀后的管网：自动喷水灭火系统的管网分为枝状管网、环状管网和格栅状管网。枝状管网又分为侧边末端进水、侧边中央进水、中央末端进水和中央中心进水4种形式。自动喷水灭火系统的环状管网一般为一个环、当多环时为格栅状管网。

环状管网：减少系统管道的水头损失和使系统布水更均匀，同时降低系统造价。

5.5.2喷头选择

1喷头流量确定

5.2喷头的基础设计数据表

危险等级

喷水强度（L/min▪m2）

严重危险生产建筑 严重危险贮存建筑

中危险级 轻危险级

由表5.2可知喷头的工作压力为9.8×104

表5.3玻璃球喷头在各种压力下出水量

喷头工作压力（mH2O） 喷头出水量（L/s） 喷头工作压力（mH2O） 喷头出水量（L/s）

由表5.3可知每个喷头的出水量为1.33（L/s） 2.保护面积内的喷头数量和保护面积形状

22

作用面积（m2）

喷头工作压力（Pa）

10 15 6 3

300 300 200 180

9.8×104 9.8×104 9.8×104 9.8×104

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5

0.84 0.89 0.94 0.99 1.03 1.07 1.10 1.15 1.19 1.23 1.26 1.30

9.8 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

1.33 1.36 1.39 1.43 1.46 1.49 1.52 1.55 1.57 1.60 1.63

（1）标准喷头的最大面积的确定

表5.4 喷头设置参数

设计

危险等级

喷水强度

严 重 危险级

生产建筑物 贮存建筑物

中危险级 轻危险级

由上表可知喷头最大保护面积为21m2；

（2）作用面积内喷头数的确定及布置

每只喷头的最大喷头最大水平间距喷头与保护面积（m2） （m） 9.8×10

4

墙柱最×大间距

（m） 1.4

4.9×9.8104Pa 104Pa 5.7

2.8

×4.9

104Pa 2.4

10.0 8.0

15.0 6.0 3.0

5.4 12.5 21.0

3.8 2.3 3.6 4.6

1.9 1.1 1.8 2.3

在该接待中心中，必须保证在每个单独房间内，必须拥有至少一个喷头，在面积大于喷头最大保护面积的大于21m2的房间而言，需同时设立俩个喷头，根据该建筑施工平面图做出设计，每层需设立6个消防支管，每个消防支管最多有4个喷头，一层的消防喷头数为20，总布置喷头数为40。 （3）布置情况如图所示

23

87654321图5.1 室内自动灭火系统喷头分布轴侧图5.5.3流量计算

计算流量公式： Qjnq 整个建筑有喷头40个，则有

Qj401.3353.2L/s

为保证最不利点的水流量，设计流量：

Qs(1.15~1.3)Qj

取流量系数为1.2，则设计流量：

Qs1.2QJ1.253.263.84L/s

5.5.4管径计算

24

二层一层

1.管路的选择

管路选择相关规定如表所示

表5.6轻危险级、中危险级场所中配水管、配水支管控制的标准喷头数

公称管径（mm） 控制的标准喷头数（只）

轻危险级

25 32 40 50 65 80 100

表5.7不同流量管道的管径

喷头数/个 流量/L·s-1 1 3 8 10 20 27 35 40 50

则所有管路规格选择如表5.8所示

25

中危险级 1 3 4 8 12 32 64

1 3 5 10 18 48 —

管径/mm 25 32 50 50 70 70 70 80 80

流速系数 1.883 1.05 0.47 0.47 0.283 0.283 0.283 0.204 0.204

流速/m·s-1 2.50 2.79 1.88 2.50 1.88 2.26 2.63 2.17 2.44

1.33 2.66 3.99 5.32 6.65 7.98 9.31 10.64 11.97

表 5.8 各管段计算

编号 1 2 3 4 5 6 7 8

管径 /mm 25 32 32 40 50 70 70 80

喷头数 /个 1 2 3 4 6 12 20 40

流量 /L·s-1 1.33 2.66 2.66 3.21 3.99 6.55 6.55 10.64

管道比阻值A 4367.0 938.6 938.6 445.3 110.8 28.93 28.93 11.68

管段长度/L·m-1 3.8 3.8 3.8 1.7 3.4 8.1 3.3 2.1

沿程阻力损失/Pa 29354.2 25236.4 25236.4 7800.3 5997.4 10053.5 4095.9 2776.8

5.5.5水泵选择

1.沿程阻力损失计算 沿程阻力损失计算公式：

2 hfALQ

式中：hf——沿程阻力损失，Pa；

A——管道比阻值； L——设计管段长度，m； Q——设计管段流量，L/s。 各段管路沿程阻力损失见表5.8 总的沿程阻力损失：

Hf29354.225236.425236.47800.35997.410053.54095.92776.8110550.9pa2.局部水力损失计算 局部水力损失计算公式：

2 hjADQ

式中： hj——局部水力损失，Pa；

D——管件和阀门局部水头损失当量长度，m。

26

表 5.9 管件和阀门当量长度

管件直径25 /mm 45°弯头 90°弯头 三通或四通 碟阀 闸阀 止回阀 异径弯头 U形过滤器 Y形过滤器

局部水力损失：

（1）三通、四通局部水力损失：该段管道有一个三通、两个四通

三通的出水侧的管径为50mm，该三通的当量直径为3.1m。 三通的局部阻力为：110.8×3.1×3.992=5468.24Pa

（2）第一个四通的出水侧的管径为70mm，该三通的当量直径为3.7m。

四通的局部阻力为：28.93×3.7×6.552=4592.32Pa

（3）第二个四通的出水侧的管径为80mm，该三通的当量直径为4.6m。

四通的局部阻力为：11.68×4.6×10.642=6082.53Pa

（4）90°弯头局部水力损失计算：该段管道有4个90°弯头，每个90°弯头出水侧的管径均为80mm，其当量直径为2.1m。

90°弯头的局部阻力损失为：11.68×2.1×10.642×4=11107.22Pa

（5）该段管道有一个湿式报警阀、一个水流指示器、两个闸阀、一个止回阀

湿式报警阀的局部阻力损失为：0.04MPa 水流指示器的局部阻力损失为：0.02MPa

闸阀的出水侧的管径为80mm，其当量直径为0.3m。 闸阀的局部阻力损失为：11.68×0.3×10.642×2=793.37Pa

27

32 0.3 0.9 1.8 — — 2.1

40 0.6 1.2 2.4 — — 2.7

50 0.6 1.5 3.1 1.8 0.3 3.4

70 0.9 1.8 3.7 2.1 0.3 4.3

80 0.9 2.1 4.6 3.1 0.3 4.9

100 1.2 3.1 6.1 3.7 0.6 6.7

125 1.5 3.7 7.6 2.7 0.6 8.3

150 2.1 4.3 9.2 3.1 0.9 9.8

0.3 0.6 1.5 — — 1.5

32/25 40/32 50/40 70/50 80/70 100/80 0.2 12.3 11.2

0.3 15.4 14

0.3 18.5 16.8

0.5 24.5 22.4

0.6 30.8 28

0.8 36.8 33.6

125/100 150/125 200/150 1.1 49 46.2

1.3 61.2 57.4

1.6 73.5 68.6

止回阀的出水侧的管径为80mm，其当量直径为4.9m 止回阀的局部水力损失为11.68×4.9×10.642=6479.21Pa 该管道的总局部水力损失为：

H

j5468.244592.326082.5311107.224000020000793.376479.2194522.89pa3.水泵扬程计算 水泵扬程计算公式：

H-H0.1

式中：H—水泵扬程，Pa； ΣH—总阻力损失，Pa； 最不利点喷头的作用压力为0.1MPa。 水泵扬程：

H110550.994522.89100000

H305073.79 mH2O31.1mH2O

9800

表 5.10 水泵型号

型号

XBD3.0/5-50(65) XBD3.2/5-50(65) XBD3.4/5-50(65) XBD4.6/5-50(65) XBD4.8/5-50(65) XBD5.0/5-50(65) XBD7.6/5-50(65) XBD7.8/5-50(65) XBD8.0/5-50(65) XBD11/5-50(65)

5 5 5 5 5 流量Q /L·s-1

出口压力/ MPa 0.30 0.32 0.34 0.46 0.48 0.50 0.76 0.78 0.80 1.10

2900 2900 2900

15 15 30

50 50 40

2900

7.5

58

2900

4

63

转速 /r·min

功率 /KW

效率 /%

28

续表5.10 XBD12/5-50(65) XBD12.5/5-50(65) XBD3.0/10-65(80) XBD3.2/10-65(80) XBD3.4/10-65(80) XBD4.6/10-65(80) XBD4.8/10-65(80) XBD5.0/10-65(80) XBD7.6/10-65(80) XBD7.8/10-65(80) XBD8.0/10-65(80) XBD11/10-65(80) XBD12/10-65(80) XBD12.5/10-65(80) XBD3.0/25-80(100) XBD3.2/25-80(100) XBD3.4/25-80(100) XBD4.6/25-80(100) XBD4.8/25-80(100) XBD5.0/25-80(100) XBD7.6/25-80(100) XBD7.8/25-80(100) XBD8.0/25-80(100) XBD11/25-80(100) XBD12/25-80(100) XBD12.5/25-80(100) XBD13/25-80(100) XBD14/25-80(100)

29

1.20 1.25 0.30

10 0.32 0.34 0.46

2900 7.5 71

10 0.48 0.50 0.76

2900 15 67

10 0.78 0.80 1.10

2900 22 59

10 1.20 1.25 0.30

2900 37 54

76

2900

15

25 0.32 0.34 0.46

25 0.48 0.50 0.76

2900 22 74

25 0.78 0.80 1.10

2900 37 69

25 1.20 1.25

2900 75 66

25

1.30 1.40

2900 90 57

续表5.10 XBD3.0/45-100(125) XBD3.2/45-100(125) XBD3.4/45-100(125) XBD4.6/45-100(125) XBD4.8/45-100(125) XBD5.0/45-100(125) XBD7.6/45-100(125) XBD7.8/45-100(125) XBD8.0/45-100(125)

因此本设计所选消防水泵扬程为31.1m，流量为10.64L/s，型号为XBD3.2/25-80(100)两台(一用一备)。

45 45 45

0.30 0.32 0.34 0.46 0.48 0.50 0.76 0.78 0.80

2900

55

80

2900

37

77

2900

22

73

5.5.6高位水箱水池水力计算

1.设高位水箱距最不利点喷头的垂直距离为h，则 gh-H0.05Mpa

因此高位水箱高度取值31.13m 2.水箱有效容积计算 VQSt

高位水箱供水时间为10min，则有效容积：

.79Mpa H305073VQSt10.6410600.0016.38m3 3.消防水池有效容积

VQpjtiQbTb 式中： V——消防水池有效容积，m3；

Qpj——建筑物内各种水消防灭火的设计流量，m3/h； ti——建筑物内各种水消防灭火的火灾延续时间，h；

30

Qb——在火灾延续时间内可连续补充的水量，m3/h； Tb——民用建筑物内各种水消防灭火延续时间的最大值，h。 消防水池供水时间为1h，则有效容

VQpjtiQbTb10.64360038.30m3

1000

31

6. 参考文献

[1] GB50016-2014 建筑设计防火规范

[2] GB50974－2014 消防给水及消火栓系统技术规范 [3] GB50084-2005 自动喷水灭火系统设计规范 [4] GB50261-2005 自动喷水灭火系统施工及验收规范

[5] 王增长.《建筑给水排水》（第六版），中国建筑工业出版社.2010

32

7. 附图

大餐厅大餐厅厨房小餐厅小餐厅小餐厅小餐厅大厅附图1：某接待中心首层平面图

套间多人间双人间双人间双人间双人间双人间双人间双人间双人间双人间附图2：某接待中心二层平面图

33

首层平面图二层平面图

附图3：某接待中心侧视图

34