《建筑给水排水工程》电子教案（第5讲）第2章建筑消防系统（1-2节）课程名称：建筑给水排水工程第5周，第5讲次摘要第2章建筑消防系统2.1消火栓给水系统授课题目（章、节）2.2消火栓给水系统的水力计算2.2.1消火栓消防水量2.2.2消火栓的充实水柱及消火栓口所需的压力本讲目的要求及重点难点：【目的要求】要求学生牢固掌握消火栓系统的布置原则与消火栓系统水力计算【重点】消火栓系统的布置原则及水力计算【难点消火栓系统的水力计算内容【本讲课程的引入】消火栓系统是水消防系统的一种，它在建筑给排水中占有很主要的位置，因为除个别火灾危险程度很低的建筑外儿乎所有的建筑都要设消火栓灭火系统，它也是最有效的一种灭火设施。2.1消火栓给水系统2.1.1室内消火栓给水系统及组件77131.消防水源：10eeeeeeeert给水管网：perregedeoede①当室外有生活、生产、消防给水管网，并能提供足够的消防用水时，59449应优先采用。1eL室外环状给水管②要求用作消防水源的给水管网为环状，进水市政结水管网管不少于两条，且宜从两个不同方向的给水管市政给水管网人引入。031etfmmt室外环状给水管14天然水源：①天然湖泊、河流等（水质水量在任何时候都满足要求）②井水也可作为水源，但不应少于两眼且满足水量要求。消防水池：①室外管网的和进水管流量<Q生生产+Q生活+室内消+室外消②不允许直接抽水③室外管网为支状，Q室内消+Q室外消>251/s消防水池的容积：包括有效和无效两部分。消防水池设置要求：（P61)I
《建筑给水排水工程》电子教案（第 5 讲） 第 2 章 建筑消防系统（1-2 节） 1 课程名称：建筑给水排水工程 第 5 周，第 5 讲次 摘要 授课题目（章、节） 第 2 章 建筑消防系统 2.1 消火栓给水系统 2.2 消火栓给水系统的水力计算 2.2.1 消火栓消防水量 2.2.2 消火栓的充实水柱及消火栓口所需的压力 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】要求学生牢固掌握消火栓系统的布置原则与消火栓系统水力计算 【重 点】消火栓系统的布置原则及水力计算 【难 点】消火栓系统的水力计算 内容 【本讲课程的引入】 消火栓系统是水消防系统的一种，它在建筑给排水中占有很主要的 位置，因为除个别火灾危险程度很低的建筑外几乎所有的建筑都要设消火栓灭火系统，它也 是最有效的一种灭火设施。 2.1 消火栓给水系统 2.1.1 室内消火栓给水系统及组件 1. 消防水源： 给水管网： ①当室外有生活、生产、 消防给水管网，并能提 供足够的消防用水时， 应优先采用。 ②要求用作消防水源的 给水管网为环状，进水 管不少于两条，且宜从 两个不同方向的给水管 引入。 天然水源： ①天然湖泊、河流等（水质水量在任何时候都满足要求） ②井水也可作为水源，但不应少于两眼且满足水量要求。 消防水池： ①室外管网的和进水管流量＜ Q生产 +Q生活 +Q室内消 +Q室外消 ' ' ②不允许直接抽水 ③室外管网为支状,Q室内消 + Q室外消 ＞25l/s 消防水池的容积：包括有效和无效两部分。 消防水池设置要求：（P61）
《建筑给水排水工程》电子教案（第5讲）第2章建筑消防系统（1-2节）2.室内消防给水管网引入管：①室内消火栓给水系统环状管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统引入管的数量不应少于两条。②多层建筑7一9层的单元式住宅和不越过8户的通廊式住宅的室内消防给水管道可为枝状，引入管可采用1条。管网：管网的布置原则是供水安全可靠、便于维护、维修时影响的消火栓数量要少。（详细规定见P62）3.供水设施对于常高压系统：高位消防水池对于临时高压系统：①消防水箱②加压设施水箱高度的确定：①当建筑高度超过100m时，最不利点消火栓静水压力不低于150KPa；②当建筑高度不超过100m时，最小利点消火栓静水压力不低于70KPa③建筑高度不超过24m的多层民用建筑和工业建筑的高位消防水箱应设在建筑物的最高部位即可。水箱容积的确定：①多层建筑消防水箱应贮存10min消防用水量。②如果室内消防用水量不超过25L/S，计算所需消防水箱容积超过12m3时可采用12m3；③如果室内消防用水量超过2525L/S计算所需消防水箱容积超过18m2时可采用18m。高层建筑消防水箱容积见表2.1.1。高层建筑室内消火栓给水系统消防水箱的贮水量表2.1.11贮水量建筑物用途防火设计分类≥18m公共建筑一类≥12 m住宅建筑≥12m公共建筑二类6m住宅建筑水箱设计的有关规定：①消防水箱应利用生产或生活给水管补水，严禁采用消防水泵补水②生活水箱不允许与消防水箱共用。（生活水免遭污染）4.室内消火栓组件1）消火栓水枪2）消火栓水带3）室内消火栓（消火栓的设置原则P68）4）室内消火栓箱5.消防水喉：又名消防卷盘，由小口径室内消火栓、输水胶管、小口径开关水枪组成：用于扑救初起火灾；高层建筑中的高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼等和建筑高度超过100m的其他高层建筑，其楼内应设消防水喉，在高层建筑的避难层内也应没消防水喉：高层民用建筑、设有空气调节系统的旅馆、办公楼及超过1500个座位的剧院和会堂，其闷顶内安装有面灯部位马道处。6.水泵接合器：2
《建筑给水排水工程》电子教案（第 5 讲） 第 2 章 建筑消防系统（1-2 节） 2 2. 室内消防给水管网 引入管：①室内消火栓给水系统环状管网的进水管和区域高压或临时高压 给水系统引入管的数量不应少于两条。 ②多层建筑7—9层的单元式住宅和不越过8户的通廊式住宅的室 内消防给水管道可为枝状，引入管可采用 1 条。 管网：管网的布置原则是供水安全可靠、便于维护、维修时影响的消火栓 数量要少。（详细规定见 P62） 3. 供水设施 对于常高压系统：高位消防水池 对于临时高压系统： ①消防水箱 ②加压设施 水箱高度的确定： ①当建筑高度超过 100 m 时，最不利点消火栓静水压力不低于 150KPa； ②当建筑高度不超过 100 m 时，最小利点消火栓静水压力不低于 70 KPa； ③建筑高度不超过24m的多层民用建筑和工业建筑的高位消防水箱应设在建 筑物的最高部位即可。 水箱容积的确定：①多层建筑消防水箱应贮存 10 min 消防用水量。 ②如果室内消防用水量不超过 25L/S，计算所需消防水箱 容积超过 l 2m3 时可采用 12m3； ③如果室内消防用水量超过 2525L/S 计算所需消防水箱容 积超过 18m3 时可采用 18m3。 ④高层建筑消防水箱容积见表 2．1．1。 水箱设计的有关规定： ①消防水箱应利用生产或生活给水管补水，严禁采用消防水泵补水 ②生活水箱不允许与消防水箱共用。（生活水免遭污染） 4. 室内消火栓组件 1）消火栓水枪 2）消火栓水带 3）室内消火栓（消火栓的设置原则 P68） 4）室内消火栓箱 5. 消防水喉：又名消防卷盘，由小口径室内消火栓、输水胶管、小口径开关水枪组成； 用于扑救初起火灾； 高层建筑中的高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼等和 建筑高度超过 100 m 的其他高层建筑，其楼内应设消防水喉，在高层建筑 的避难层内也应没消防水喉； 高层民用建筑、设有空气调节系统的旅馆、办公楼及超过 1500 个座位的剧 院和会堂，其闷顶内安装有面灯部位马道处。 6. 水泵接合器：
《建筑给水排水工程》电子教案（第5讲）第2章建筑消防系统（1-2节）1）水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端有消防给水管网水平干管引出另一端设于消防车易于接近的地方。2）水泵接台器有地上式、地下式和墙壁式三种（见P71）2）减压孔板7.减压装置：1）减压阀3）减压稳压消火栓2.1.2室外消火栓给水系统及组件1.室外消火栓：分地上式、地下式室外消火栓（DN100和DN150两种规格）2.室外消防给水管网（P74）2.1.3消火栓给水系统的分类1按消防给水压力分：常高压消防给水系统、临时高压消防给水系统、低压消防给水系统2.按给水系统分区分类：1）不分区消防给水系统（见下图2）分区消防给水系统（分区压力控制值在800KPa）（见下图）避水益图例进水金F准O压罐消防水箱的防水料—酒火栓水浆阅门DdeHNE>DANR通止网人水象接介器1o42baianLXFNT3进水管气单门a0S进本管进水台消防水箱o6D防防水箔新防水箱aLosbaD-HCa01OoC2O柔至?aDHHPHDbd?5?OOo0-0o0o19000A61Oa进杰查进水堂选水爸消防水池i消防水浴游防水泄HHRDJoapooaeHRDa(c)并联(a）不分区(b)串联图2.1.6消火栓给水系统分类图示3.按服务范围分类1）独立的室内消火栓给水系统2）区域集中的消火栓给水系统2.1.4消火栓给水系统的设置场所1.室外消火栓（P77或见《建规》第8.1.1条）2.室内消火栓（P77或见《建规》第8.4.1、8.4.2条）消火栓给水系统的水力计算2.22.2.1消火栓消防水量1：城镇、居住区室外消防水量（见P78表2.2.1、2.2.2、2.2.3、2.2.4）2.多层民用建筑和工业建筑室内消火栓给水系统用水量(P80-81.表2.2.5)3
《建筑给水排水工程》电子教案（第 5 讲） 第 2 章 建筑消防系统（1-2 节） 3 1）水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端有消防给 水管网水平干管引出另一端设于消防车易于接近的地方。 2）水泵接台器有地上式、地下式和墙壁式三种（见 P71） 7. 减压装置： 1）减压阀 2）减压孔板 3）减压稳压消火栓 2.1.2 室外消火栓给水系统及组件 1. 室外消火栓：分地上式、地下式室外消火栓（DN100 和 DN150 两种规格） 2. 室外消防给水管网（P74） 2.1.3 消火栓给水系统的分类 1 按消防给水压力分： 常高压消防给水系统、临时高压消防给水系统、低压消防给水系统 2.按给水系统分区分类： 1）不分区消防给水系统（见下图） 2）分区消防给水系统（分区压力控制值在 800KPa）（见下图） 3. 按服务范围分类 1）独立的室内消火栓给水系统 2）区域集中的消火栓给水系统 2.1.4 消火栓给水系统的设置场所 1. 室外消火栓（P77 或见《建规》第 8.1.1 条） 2. 室内消火栓（P77 或见《建规》第 8.4.1、8.4.2 条） 2.2 消火栓给水系统的水力计算 2.2.1 消火栓消防水量 1. 城镇、居住区室外消防水量（见 P78 表 2.2.1、2.2.2、2.2.3、2.2.4） 2. 多层民用建筑和工业建筑室内消火栓给水系统用水量(P80-81,表 2.2.5)
《建筑给水排水工程》电子教案（第5讲）第2章建筑消防系统（1-2节）3.高层民用建筑室内、外消火栓给水系统用水量(P82,表2.2.6)4.汽车库建筑室内、外消火栓给水系统用水量(P83,表2.2.7)5.人防工程建筑室内消火栓给水系统用水量(P83,表2.2.8)6.火灾延续时间（见P84表2.2.9）2.2.2消火栓的充实水柱及消火栓口所需的压力1.充实水柱的定义：由水枪喷嘴开始到射流90%的水柱水量穿过直径38mm圆圈的这段射流长度为充实水校(也称有效射程)。2.充实水柱的计算防火规范对充实水柱的最小规定如下：（为防止水枪的反作用力过大，水枪的充实水柱不宜大于15米）规范要求高度超过100m的高层民用建筑和高架仓库、高层工业建筑内消防水枪的最小充实水柱为13m；甲、乙类厂房，超过六层的民用建筑，超过四层的厂房、库房．高度不超过100m的高层民用建筑及人防工程、停车库、修车序的消防水枪的最小充实水柱为10m。一般情况下，我们根据上面规范规定的最小充实水柱先假定一个值，用其计算出水枪的流量，如果此流量满足前面表中相对应建筑物水枪的流量值，则这个充实水柱假定值有效；否则重新计算。3.水枪射流量及栓口的压力计算①求H。（消防水枪喷嘴造成充实水柱所需的水压，mHO）公式推导过程（供有兴趣的同学学习）1I my = mgH,2不计空气阻力，理想状态下的射流长度，所以H,=y2q=2g其中：V——水流离开喷嘴的流速g——重力加速度实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力，H, =H,-AHH，——垂直射流高度AH=H,-H,按水力学管道的沿程损失公式：H=让AH=兴Ld, 2g式中：入一一水流与管壁的阻力系数，因是水流在空气中流动故用K，代替入L一一水流流动距离，用H，代替Ld,——柱口喷嘴直径+
《建筑给水排水工程》电子教案（第 5 讲） 第 2 章 建筑消防系统（1-2 节） 4 3. 高层民用建筑室内、外消火栓给水系统用水量(P82,表 2.2.6) 4. 汽车库建筑室内、外消火栓给水系统用水量(P83,表 2.2.7) 5. 人防工程建筑室内消火栓给水系统用水量(P83,表 2.2.8) 6. 火灾延续时间（见 P84 表 2.2.9） 2.2.2 消火栓的充实水柱及消火栓口所需的压力 1．充实水柱的定义： 由水枪喷嘴开始到射流 90％的水柱水量穿过直径 38mm 圆圈的这段射流长度为充实水 校(也称有效射程)。 2. 充实水柱的计算 防火规范对充实水柱的最小规定如下： （为防止水枪的反作用力过大，水枪的充实水柱不宜大于 15 米） 规范要求高度超过 100 m 的高层民用建筑和高架仓库、高层工业建筑内消防水枪的最 小充实水柱为 13m； 甲、乙类厂房，超过六层的民用建筑，超过四层的厂房、库房．高度不超过 100 m 的 高层民用建筑及人防工程、停车库、修车序的消防水枪的最小充实水柱为 10m。 一般情况下，我们根据上面规范规定的最小充实水柱先假定一个值，用其计算出水枪的流量， 如果此流量满足前面表中相对应建筑物水枪的流量值，则这个充实水柱假定值有效；否则重 新计算。 3. 水枪射流量及栓口的压力计算 ① 求 H q （消防水枪喷嘴造成充实水柱所需的水压，mH2O） 公式推导过程（供有兴趣的同学学习） mv = mgHq 2 2 1 不计空气阻力，理想状态下的射流长度，所以 g v Hq 2 2 = 其中： v——水流离开喷嘴的流速 g ——重力加速度 实际上，水枪喷嘴及空气都对射流产生阻力， H f = Hq − H H f ——垂直射流高度 H = Hq − H f 按水力学管道的沿程损失公式： H = iL L g v d H f = 2 2 式中： ——水流与管壁的阻力系数，因是水流在空气中流动故用 K1 代替 L ——水流流动距离，用 H f 代替 L f d ——柱口喷嘴直径
《建筑给水排水工程》电子教案（第5讲）第2章建筑消防系统（1-2节）K,AH=2.Hd, 2gp2=H.2gKI.H,H,AH-令：d,d,H,-H,=@.H,HH,H,整理：或H=建立了H。与H,的关系H,=1+@pH.1-pH,一一与喷嘴直径有关的系数，0.25由试验得与水枪喷嘴直径d有关的系数β的计算：β=d, +(0.1d,)由试验H,=α,HmH,——垂直射流高度α,——试验系数，α,=1.19+80(0.01Hm)4(2.2.3)H,-.α,Hm则: H,"1-oH,"1-α,H.给出了H。与H.之间的关系。故确定了H，值后，便可求出产生H，的枪口压力值实验证明：充实水柱长度与倾角无关②求q动（水枪射流量q与水枪喷嘴压力H之间的关系）z与水枪枪口压力H，有关，规范规定qx+51/s，9x+2.51/s是不同性质建筑消防水枪射流的界限值，实际射流量应根据枪口压力计算并满足规范规定。qxh =Jov元dd其中：/2gH,V=.4元22gHq=μ4=0.00347μ-d,/H,u——喷口流量系数O
《建筑给水排水工程》电子教案（第 5 讲） 第 2 章 建筑消防系统（1-2 节） 5 f f H g v d K H = 2 2 1 Hq g v = 2 2 q f f H H d K H = 1 令： = d f K1 Hq H f Hq H f − = 整理： q q f H H H + = 1 或 f f q H H H − = 1 建立了 H q 与 H f 的关系 ——与喷嘴直径有关的系数， 由试验得与水枪喷嘴直径 df有关的系数 的计算： 3 (0.1 ) 0.25 d f + d f = 由试验 H f = f Hm H f ——垂直射流高度 f ——试验系数， 4 1.19 80(0.01 ) f = + Hm (2.2.3) 则： f m f m f f q H H H H H − = − = 1 1 给出了 H q 与 Hm 之间的关系。 故确定了 Hm 值后，便可求出产生 Hm 的枪口压力值 实验证明：充实水柱长度与倾角无关 ② 求 xh q （水枪射流量 xh q 与水枪喷嘴压力 H q 之间的关系） xh q 与水枪枪口压力 H q 有关，规范规定 xh q ≮5l/s， xh q ≮2.5l/s 是不同性质建筑消防水枪 射流的界限值，实际射流量应根据枪口压力计算并满足规范规定。 q v xh = 其中： 2 4 d f = gHq v = 2 qxh d f 2gHq 4 2 = d f Hq 2 = 0.00347 ——喷口流量系数