第3章建筑消防系统 主要内容消火栓给水系统及水力计算自动喷水灭火系统及水力计算水喷雾灭火系统其他固定灭火系统设施高层建筑消防给水系统 1 1消防法规 消防行政法规 1 中华人民共和国消防条例 2 中华人民共和国消防条例实施细则 3 其他消防行政规定 消防技术法规 1 建筑设计防火规范 2 高层民用建筑设计规范 4 建筑物防雷设计规范 5 自动喷淋灭火系统设计 6 火灾自动报警系统设计规范 1 2建筑消防系统的发展 早期 雏形 人工发现火灾 组织人工灭火中期 较为发达 仪器监视火情 由仪器发出火警信号 用灭火器械灭火 现代 自动化 自动监测现场 自动确认火灾并自动发出火灾报警信号 自动启动灭火设备 自动排烟 自动封闭火灾区 指挥灭火等 是否设消防系统 设消防系统形式 与建筑物类别有关一 建筑物的有关定义1 建筑高度建筑物室外设计地面到其檐口 女儿墙顶部或屋面面层的高度 屋顶上的水箱间 楼梯出口小间等不计入建筑高度内 2 重要的公共建筑性质重要 人员密集 发生火灾后损失大 影响大 伤亡大的公共建筑物 1 3火灾危险性分类 二 火灾危险性分类 1 自动喷水灭火系统设置场所危险等级轻危险级 建筑高度为24m以下的旅馆 办公楼 中危险级 级 高层民用建筑 公共建筑 医院 疗养院 图书馆 级 工业建筑 严重危险级 级 级 工业建筑 仓库危险级 级 级 级 2 生产的火灾危险性分类 根据生产中使用或产生的物质的性质极其数量等因素 甲 乙 丙 丁 戊 3 储存物品的火灾危险性分类 根据储存物品的性质和其中的可燃物数量等因素 甲 乙 丙 丁 戊 民用建筑灭火器配置场所的危险等级 使用性质 扑救难易程度等 轻危险级 中危险级 严重危险级 1 4灭火系统类型1 消火栓给水系统2 自动喷水灭火系统3 固定灭火装置卤代烷灭火系统二氧化碳 CO2 灭火系统蒸气 水蒸气 灭火系统氮气灭火系统 3 1消火栓给水系统 将室外消防给水系统提供的水量 通过管网系统 加压后输送到建筑内部各个固定灭火设备 消火栓 室内消火栓给水系统及组件由消防水源 室内消防给水管网 供水设施 室内消火栓等组成 高层建筑低层建筑消防给水系统设计原则有所不同 按我国 高层民用建筑设计防火规范 规定 建筑内部消防给水系统的设计原则 低层建筑 扑灭建筑物初期火灾高层建筑 立足自防 自救 相同之处 在火灾起始10min内能保证供给足够的消防水量和水压 不同之处 除此之外 还应该满足火灾起始10min钟后 3h以内的消防用水的水量 水压的要求 3 1消火栓给水系统及布置 3 1 1设置原则A适用的设计规范1 建筑设计防火规范 GB500162006版 2 高层民用建筑设计防火规范3 自动喷水灭火系统设计规范4 水喷雾灭火系统设计规范B设置场所p62注意 3 1 2消火拴给水系统组成与供水方式 1 消火栓给水系统组成水枪水带消火栓水泵结合器水箱消防管道消防水池 1 消火栓设备水枪 水带和消火栓组成 并要安装在消火栓箱内水枪 口径 13 16 19mm 水带 口径 DN50mm DN65mm 长度 15 20 25 30m 材质 麻质 化纤 消火栓 接口 内扣式 单出口 50 65 和双出口 65mm 当水枪最小流量 2 5l s50mm 5l s65mm 2 水泵接合器作用 连接消防车与室内消防管网 由消防车供水灭火 3 消防管道引入管 水平干管 立管 一般无支管 4 消防水池 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水量 2 3小时消防用水量 5 消防水箱贮存10分钟消防水量 使消防系统管道充满水 水泵接合器 2 给水方式 1 直接给水方式 使用条件 室外管网水量水压任何时候都能满足室内消火栓系统的水量水压要求 2 单设水箱给水方式在室外管网一天之内有一定时间内能保证消防水量 水压时 3 水泵水箱联合给水方式室外管网水量水压不能满足室内消火栓系统的水量水压要求 设水泵 水箱消防供水方式 先由水箱供水灭火 水泵启动后由水泵供水灭火 3 1 3室内消火栓的布置 1 水枪充实水柱长度由水枪喷嘴起到射流90 的水柱水量穿过直径380mm圆孔处的一段射流长度称为充实水柱长度 以Hm表示 当水枪充实水柱长度小于7米时 火场的辐射热使消防人员无法接近着火点 不能达到有效灭火的目的 当水枪的充实水柱长度大于15m时 因射流的反作用力而使消防人员无法把握水枪灭火 p67表3 1 3为各类建筑要求水枪充实水柱长度 充实水柱的计算 消火栓给水系统的设计充实水柱Hm水枪充实水柱长度如图 设计要求的充实水柱Hm按下式计算 式中Hm 消防水枪充实水柱长度 m H 建筑物层高 m 消防水枪的上倾角 一般采用45 最大不应超过60 消防水枪充实水柱长度点击播放flash 2 消火栓布置 1 建筑高度 24m 体积小于5000m3的库房 可保证任意一支水枪的充实水柱能达到其保护范围内的任何部位 R C Ld h S1 消火栓间距 mR 保护半径 mC 折减系数 0 8 0 9Ld 水龙带长度 mh 水柱水平投影距离 m h 0 71Hmb 最大保护宽度 2 其他民用建筑应保证相邻消火栓的水枪的充实水柱同时达到其保护范围内的任何部位 式中 S2 消火栓间距 2股水柱达到同层任何部位 m 3 消火栓口距地面安装高度为1 1m 栓口向下或与墙成90度 4 消火栓应设在使用方便的走道内 直靠近疏散方便的通道口处 楼梯间内 消火栓的保护半径和布置间距 Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放 单排一股水柱到达室内任何部位 Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放 多排一股水柱到达室内任何部位 Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放 单排两股水柱到达室内任何部位 Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放 多排两股水柱到达室内任何部位 3 消防给水管道的布置 低层建筑消火栓给水管道布置应满足下列要求 1 当室外消防用水量大于15L s 消火栓个数多于10个时 室内消防给水管道应布置成环状 进水管应布置两条 2 对于塔式和通廊式住宅 体积大于10000m3的其他民用建筑 厂房和多于4层的库房 当室内消防立管 2条时 应布置成环状管网 3 消火栓给水管网应与自动喷水灭火管网分开设置 4 闸门的设置应便于管网维修和使用安全 检修关闭阀门后 停止使用的消防立管不应多于1根 在1层中停止使用的消火栓不应多于5个 5 水泵接合器应设在消防车易于到达的地点 同时还应考虑在其附近15 40m范围内有供消防车取水的室外消火栓或贮水池 3 2消火栓给水系统的水力计算 3 2 1消火栓口所需压力1 栓口所需压力 式中 Hxh 消火栓口的水压 kPa Hq 水枪喷嘴处的压力 kPa hd 水带的水头损失 kPa Hk 消火栓栓口水头损失 按20kPa计算 其中 与水枪口径有关的系数 表3 2 3 2 水带水头损失Hd 式中 Hd 水带水头损失 KPa Ld 水带长 m AZ 水带阻力系数 可查表3 2 7得到 qxh 水枪的射流量 L s 结论 水枪口所需压力Hq与水枪口径df和所需充实水柱Hm有关 因为 1 df f Hm 所以 水枪口所需压力Hq随水枪口径df的增大而减小 随充实水柱Hm得增大而增大 3 2 2消防水池 水箱的贮存容积 1 消防水池的贮存水量应按下式确定 式中 Vf 消防水池贮存消防水量 m3 Qf 室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和 L s QL 市政管网可连续补充的水量 L s Tx 火灾延续时间 h 详见附录3 1 2 消防水箱的消防贮水量 按照我国建筑防火规范规定 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 计算公式为 式中 Vx 消防水箱贮存消防水量 m3 Qx 室内消防用水总量 L s 0 6 单位换算系数 消防水箱的最小消防贮水量也可按下列规定确定 一类建筑 住宅除外 18m3 二类建筑 住宅除外 和一类建筑中的住宅 12m3 二类建筑的住宅 6m3 3 2 3消防管网水力计算 目的 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 水力计算的步骤选择最不利立管和最不利消火栓 确定计算管路查表或计算确定实际出水量 qxh 校核水枪口所需水压 Hq 计算消火栓口所需水压Hxh分配立管流量 确定干管流量 列表进行水力计算 确定计算管路的管径 流速 单阻和沿程水头损失 查水力计算表 3 2 3消防管网水力计算 水力计算的步骤求计算管路的累计沿程水头损失 局部水头损失 总水头损失 确定其它管段的管径 消防水池设计计算容积 几何尺寸 标高消防水箱设计计算容积 几何尺寸 安装高度 配管 水箱的个数消防泵设计计算 扬程 出水量 选择消防泵的类型和台数 3 3自动喷水灭火系统及布置 自动喷水灭火系统及其特点1 自动喷水灭火系统 一种不需人工操作 着火后自行喷水灭火 能有效控制扑灭初期火灾 同时发出火警信号的固定灭火装置2 原理 发生火灾后 火焰和热气流上升至顶板 火灾探测器因光 热 烟等作用报警 当温度继续升高到热敏元件设定温度时 喷头自动打开喷水灭火 3 特点不需要人员操作 无人员伤亡灭火成功率高 达90 以上 损失小用水量少 着火初期自动喷水灭火 着火面积小目的性强 直接面对着火点 灭火迅速 不会蔓延造价高 典型实例 着火的建筑美国宾夕法尼亚洲费城子午广场1号高层办公楼1969年建成 该大楼38层 只在地下室 30 31 34 35层等五层设有自动喷水灭火系统 着火的时间92年2月23日晚8时 22层感烟报警器报警 送到楼内消防控制中心 但没有通知消防队 20分钟后 路上行人见大楼冒烟 报告消防队 室内消火栓 无水消防队赶到后 发现消火栓水压不足 典型实例 室外消火栓 烟气太大打算把水带接起来 240m 从楼梯上到22层灭火 但装修和家具燃烧产生的有毒烟气太大 楼顶封闭 烟气排不掉 能见度不到1米 无法靠近 只好撤回 派人上楼打开天窗 失败派3名消防队员每人带着30分钟的氧气瓶沿楼梯上楼打开天窗排烟 不久发现其中一名消防队员在28层的窗户内拍打玻璃 后失去联系 又派8名消防队员上去营救 也失去联系 直升飞机 打开通楼顶的门 排烟 但已失控这时想起直升飞机 直升飞机到后 打开通楼顶的门 排烟 消防队员下到30层将昏迷的8人救走 下到28层找到第一批3人的尸体 这时已到第二天早7时 大火烧了11个小时 大火已烧到26层 已无法扑灭 寄希望于自喷为防止坍塌再伤消防队员 只好撤离 寄希望于30或31层的自动喷水灭火系统 当火烧到30层时 9个喷头发生作用 喷水灭火 到下午3时 火被全部扑灭 总结 出警费城消防部门出动11个消防队 51辆消防车 330名消防队员 27人受伤 3人殉职 损失3亿美元 费城消防队经过努力没有做到的 几个喷头却做到了 3 2 1自动喷水灭火系统类型 类型 根据喷头常开 闭形式 湿式自动喷水灭火系统 干式自动喷水灭火系统 干湿式自动喷水灭火系统 预作用自动喷水灭火系统 重复启闭预作用灭火系统 自动喷水 泡沫连用灭火系统 闭式自动喷水灭火系统 雨淋系统 水幕系统 水喷雾灭火系统 开式自动喷水灭火系统 3 2 1自动喷水灭火系统类型 组成 水源加压贮水设备喷头管网报警装置 闭式自动喷水灭火系统特点 采用闭式喷头 平时处于关闭状态 当建筑物发生火灾时 着火点达到一定温度 喷头的感温 闭锁装置脱落 喷头开启 喷水灭火 这种喷头只有处于火焰之中 或者临近火源的喷头才会开启灭火 喷头周围没有达到预定的温度时 喷头不会开启 系统相对用水量比较少 造成的水渍损失也比较小 开式自动喷水灭火系统特点 系统采用开式喷头 开式喷头不带感温 闭锁装置 处于常开状态 发生火灾时 火灾所处的系统保护区域内 这一系统的所有开式喷头一起喷水灭火 设置场所 在人员密集 不易疏散 外部增援灭火与救生较困难 性质重要或火灾危害性较大的场所中应采用自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统设计时应保证 闭式喷头或启动系统的火灾探测器应能有效探测初期火灾 及时灭火 灭火