第3章 水灭火系统城市建设与安全工程学院 陆春义 lu.chunyiyahoo.com.cn3.1 消火栓灭火系统一、消火栓系统 城市消火栓灭火系统 建筑室外消火栓灭火系统 消防水源、消防水加压水泵、消防水给水管 网以及消火栓 建筑室内消火栓灭火系统 消防水源、供水设备、给水管网、水泵接合 器和室内消火栓二、系统组成 水源 水泵/泵站 管道、管网 水泵接合器（室内系统） 信号及控制装置 稳压、减压装置水泵接合器水泵接合器消火栓消火栓水水 池池水水 泵泵增压稳压设备增压稳压设备水水 箱箱箱内贮存10min 消防水量。火灾初期：水箱 向消火栓给水系 统供水。水泵启动：水泵 供水灭火。 水源 消防水源可以是天然水源，也可以是市政或 企业供水系统，以及系统设置的消防水箱、消 防水池所存储的水。 室外消火栓 由闸阀和栓体构成 地上式/地下式 公称压力：1.0MPa、1.6MPa 进水口口径：DN100、DN150 出水口口径：DN65、DN100 室内消火栓箱： 水枪：产生灭火所需的充实水柱，喷口口径 13/16/19mm，另一端接口50/65mm。 水龙带：50/65mm，长度：15/20/25m。 消火栓：内扣式接口的球形阀，50/65mm 消防软管卷盘：胶管+直流开关水枪，胶管 管径16/19/25，长度16/20/25m 消防水泵按钮 管道/管网镀锌钢管 给水管道的设置，直接关系到向室内消火栓供水的 可靠性，直接影响到灭火效果。 当室内消防用水量大于15L/s，且室内消火栓的数量 超过10个时，室内消火栓系统消防给水管道应连成环 状，给水管道至少有两条进水管与室外环状管道连接 。当室内环状管道的一条进水管发生故障或检修时， 其余的进水管应能供给全部的室内消火栓用水量。 室内消防给水管道应采用消防阀门分成若干独立段 。每个独立段的消火栓数量不应超过5个。当建筑内的 某段给水管道损坏时，消防阀门可切断该段水源，以 便检修。消防阀门应有明显的启闭标志。 消防水泵接合器 水泵接合器是消防队从室外水源取水，向室 内消防管网供水的接口。当发生火灾时，室内 消防用水满足不了灭火要求时，可通过水泵接 合器将室外消防水送至室内消防给水管网，补 充消防用水量的不足水泵接合器水表水表消火栓消火栓1. 由室外给水管网直接供水的消防给水方式1. 由室外给水管网直接供水的消防给水方式适用条件：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。水表水表 消火栓消火栓水泵接合器水泵接合器水箱水箱2. 2. 设水箱 的消火栓给水方式设水箱 的消火栓给水方式2. 设水箱的消火栓给水方式供水特点：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。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. 3. 设水泵、水箱 的消火栓给水方式设水泵、水箱 的消火栓给水方式水表水表水泵水泵水泵接合器水泵接合器水箱水箱水池水池消火栓消火栓水泵水泵水表水表止回阀止回阀4. 4. 设水池、水泵设水池、水泵的消火栓给水方式 的消火栓给水方式3.2 消火栓系统用水量3.2.1 用水量确定因素 建筑物的高度 火灾危险性 用途 重要性 可燃物的多少 发生火灾后火灾漫延的可能性3.2.2 室外消火栓系统的用水量 供消防队移动式消防车及消防设备支援室 内扑救火灾和直接扑救室外火灾的用水。3.2.3 室内消火栓系统用水量 供室内消火栓扑救火灾用。 保证扑救建筑物火灾的必要的消防用水量 。3.3 消火栓的布置3.3.1 室外消火栓的布置 消防车取水的接口装置 沿街道布置，宜靠近十字路口 道路宽超过60m，宜在道路两边设消火栓 消火栓布置间距不应超过120m，距路边不 应超过2m，距建筑物外墙不宜小于5m 消火栓的保护半径不应超过150m3.3.2 室内消火栓的布置 必须保证水枪充实水柱能够喷射到建筑物 内的任何角落且使消火栓系统的立管数量最 少。 布置在明显和易于取用的地方 楼梯间附近、走廊内、大厅及出入口等 高层建筑物内，消火栓间距不大于30m1. 厂房、库房等室内消火栓布置 消火栓保护半径： 式中，Rf消火栓保护半径，m；la水龙带敷设长度（考虑使用中水龙带 的曲折弯转，长度折减80%90%），m；h水枪射流上倾角按45计算，水充实水 柱水平投影距离，m。消火栓布置间距式中， Lf消火栓布置间距，m； Rf消火栓保护半径，m； bf消火栓最大保护宽度，m。室内消火栓的布置，要保证所要求的水柱股数同时到达建筑任何部位，不允许有任何死角，如图62所示。室内消火栓的间距按下列要求布置：图33 厂房、库房消火栓的布置间距 (a)单排1股水柱 (b)单排2股水柱 (c)多排1股水柱 (d)多排2股水柱2. 民用建筑室内消火栓布置平面分隔多，为保证水枪的充实水柱能 够到达建筑物的任何角落，必须以水龙带的 实际长度转折布置。水枪应能进入每一个房间的门内，且充 实水柱能达到建筑物的任何角落。若充实水 柱不能满足要求，则需在附近增设消火栓或 在此房间内增设专用的消火栓。3.4 消火栓系统的水力计算 充实水柱：由直流水抢喷射出的 密集水流中，从喷嘴起到射流水柱 直径为38cm的一段射流长度，是 扑灭火焰的有效射流段。 使充实水柱达到规定要求，消火栓口需要一 定的水压。消火栓口所需的水压按下列公式 计算：( 38)式中 Hxh消火栓口的水压，kPa；Hq水枪喷嘴处的水压，kPa；hd水带水压损失，kPa；Hk消火栓栓口的水压损失，按 20kPa计算；水枪喷嘴处的水压按下式计算：(311)式中 qxh水枪射流量，L/s；B水枪水流特性，见表33； Hq同公式（34）。 Hm-Hq-qxh技术数据见表3-4表3-4 Hm-Hq-qxh技术数据充 实 水 柱 Hm/ m水枪喷口直径 / mm131619Hq(k Pa)qxh （ L/s ）Hq( L/s)qxh （ L/s ）Hq (mH2O)qxh （ L/s ） 6 8 10 12 14 1681 112 149 191 239 2971.7 2.0 2.3 2.6 2.9 3.278 107 141 177 218 2652.5 2.9 3.3 3.8 4.2 4.677 104 136 169 206 2473.5 4.1 4.5 5.2 5.7 6.2水带水压损失按下式计算：(312) hd-水龙带水头损失，mH2O； qxh-实际通过的消防流量，L/s； Ld-水龙带长度，m； Az-水龙带阻力系数，见表3-5。表3-5 阻力系数Az值水龙带材 料水龙带管径DN50DN65DN80麻织0.015010.004300.0015衬胶0.006770.001720.00075 给水系统水力计算 1. 室内消火栓用水量的分配 多层、底层建筑扑救初期火灾的用水量 高层建筑整个灭火过程的用水量 2. 水力计算 室内消火栓给水系统所需水压：H标消防水泵与最不利点消火栓的表高差 ，m； H栓最不利点栓口所需压力，mH2O； H管管网的水头损失， mH2O 。管网的水 头损失H管包括两个部分：沿程水头损失与局 部水头损失。沿程水头损失：L计算管段的长度，m； i管道单位长度的水头损失iv1.2 m/s v1.2 m/s局部阻力损失（水头损失）：局部阻力系数； v沿水流方向局部阻力下游的流速，m/s； g重力加速度，m/s2。3.5 消火栓给水系统的供水设施3.5.1 室内消火栓给水系统供水设施 一、 消防水箱 二、 增压设施 三、 加压设施 消防水箱高度的确定：Hq水枪喷嘴造成一定充实水柱所需 压力，mH2O； hd水龙带水头损失，mH2O； H管室内消火栓给水系统管网的水头 损失，mH2O。消防水箱高度的确定：高位消防水箱的设置高度应保证最不利 点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m 时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应 低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高 层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压 要求时，应设增压设施。消防水箱容积：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：Vx消防水箱贮存消防水量，L/s； Qx室内消防用水量，m3； 0.6单位换算系数 多层建筑： 当室内消防用水量小于等于25L/s，经计算 消防水箱所需消防储水量大于12m3 时，仍可采 用12m3；当室内消防用水量大于25L/s，经计算 消防水箱所需消防储水量大于18m3 时，仍可采 用18m3。 高层建筑： 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6m3。增压设施：高层建筑中，确保火灾初期消火栓给水 系统的水压要求。增压泵 气压罐增压泵流量：5L/s（出一支水枪）；扬程：气压罐内消防储水容积下限时，保 证最不利消火栓处的水枪充实水柱所需水压 。气压罐总容积V：Vxf消防水总容积，等于储水容积（0.3m3）+ 稳压水容积+缓冲水容积（ 0.05m3 ）工作压力 最低工作压力：保证最不利消火栓水枪充实水柱 最高工作压力加压设施：消防泵 流量根据消火栓给水系统的消防用水量 扬程保证最不利消火栓水枪充实水柱所 需压力。3.6 消火栓给水系统的超压和水锤3.6.1 超压 高层建筑层数多，上下层消火栓水压相差 很大。导致下层消火栓的流量比上层的大很 多。 910层的建筑物，下层消火栓的流量可达 上层的22.5倍。 解决超压问题的方法 减压孔板 减动压、不减静压 减压稳压型消火栓 减动压、减静压 系统分区 避免系统超压损坏 静压大于1.00MPa时，给水系统采取分区给 水系统。3.6.2 给水系统水锤现象及解决方法 管道中水流速变化时，产生的惯性力 危害：击碎阀板、管道爆裂、破坏水带等 解决方法： 延长关闭阀门、水枪的时间 增加管道壁厚 增加管径，降低流速 选用消声止回阀 安装泄压阀和水锤消除器等