厂房消火栓系统设计

目录

设计要求 ................................................................. 1 1．选定消火栓、水带、水枪的型号 .......................................... 1 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 3确定室内消火栓给水系统的消防用水量 ..................................... 2 4计算消火栓保护半径并确定室内消火栓及消防竖管的布置间距 ................. 2 5绘制室内消火栓给水系统管网平面布置图和轴测图 ........................... 3 6选择计算管路 ........................................................... 4 7计算最不利点消火栓口处所需的水压 ....................................... 4 8消火栓系统管网管径 ..................................................... 4 9计算最不利管路的水头损失 ............................................... 4 10选择消防水泵 .......................................................... 5 11确定水箱的容积和设置高度 .............................................. 6 12确定水泵接合器的类型和数量 ............................................ 7 13确定室外消火栓的类型和数量 ............................................ 7 14确定室外消防给水管网管径 .............................................. 7 15确定水池有效容积 ...................................................... 7

设计要求

建筑物：乙类厂房 （高：6m，长：67m，宽：50m）

1．选定消火栓、水带、水枪的型号

根据建筑物性质，本建筑选用带自救式消防水喉的室内消火栓箱，箱内配备SN65mm的单出口出消火栓，直径为65mm的麻质水带（每盘水带长为20 m），口径16mm的手提式直流水枪和口径25mm的小口径消火栓，小口径消火栓配有直径为19mm胶带（长40m）喷嘴口径为6mm水喉。

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 水枪充实水柱的计算：

Sk1.414(H1H2)1.414(61)7.07m

表2-1 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）； 高层厂房（仓库）、高架仓库和体积大于25000m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

根据《建筑设计防火规范》规定，该工业厂房消火栓的水枪充实水柱不应小于10m。 确定水枪充实水柱为10m。 （2）计算水枪喷嘴所需的压力：

表2-2 系数α值

3

充实水柱/m







充实水柱长度/m

7 10 13 15 20

13

16

水枪喷嘴口径/mm

19

22

25

充实水柱长度为10m，水枪喷嘴口径为16mm，所以α取 水枪喷嘴压力：

HpSk14.010140KPa

（3）确定每支水枪的设计流量

表2-3 水枪喷嘴流量系数β值

喷嘴口径/mm β

喷嘴口径为16mm，β取 每支水枪计算流量：

13

16

19

22

qpHp0.07931403.332L/s

银据《建筑设计防火规范》砚定，该工业厂房每支枪的最小流量qmin不应小于5L/s。 确定每支水枪的设计流量

qpsmax{qp,qmin}5L/s

（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：

Hpsq2ps55315.26KPa

0.0793相应水枪充实水柱：

Sk

（5）确定消火栓栓口压力

Hps315.2622.52m 14HxhHdHqHskAdLdq2xhq2xh25Hsk0.004205233.93mH2OB0.793所以消火栓栓口处所需水压为 mH2O。

3确定室内消火栓给水系统的消防用水量

表 3-1 多层民用和工业建筑物的室内消火栓用水量

同时使用水枪

数量/支

每支水枪最小流

-1

消火栓

建筑物名称

高度h、层数、体积V或座位数n

/L·s

V≤100

h≤24m

厂房

00m V＞10000m 24m＜h≤50m H＞50m

33

每根竖管最小流量 /L·s

5

-1

用水量

量/L·s

-1

5 2

10 25 30

2 5 6

5 5 5

10 15 15

因该建筑为工业乙类厂房，h<24m，V=3650m<10000m，由上表可知，同时使用水枪个数为2支，因此：

22

QNqps2510L/s

4计算消火栓保护半径并确定室内消火栓及消防竖管的布置间距

（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0.8Ld0.707Sk0.82022.520.70731.92m

（2）确定室内消火栓的布置间距

单排消火栓两股水柱到达室内任何部位的间距

S2R2b231.92225219.85m

（3）确定消防竖管的布置间距和根数

根据室内消火栓的布置原则，结合工业厂房标准层平面图，确定消火栓竖管的根数为1根。

5绘制室内消火栓给水系统管网平面布置图和轴测图

图5-1室内消火栓给水系统管网平面布置图

图5-2 室内消火栓给水系统管网轴测图

6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1-2-3管段作为最不利计算管路。

7计算最不利点消火栓口处所需的水压

HxhHdHqHskq2xh25AdLdqxhHsk0.004205233.93mH2O

B0.79328消火栓系统管网管径

由表可知，每根消防竖管所通过的最小流量为5L/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。

室内消火栓管网管径计算公式：

Dqπv

2d

4Q v

根据上式得消防竖管管径：

d40.0050.0504m50.4mm

3.142.5室内消防管道应根据系统设计流量，流速和压力等计算确定，但竖管不应小于DN100。 取标准管径d=100mm

d取标准管径d=100mm

40.010.0713m71.3mm

3.142.59计算最不利管路的水头损失

（1） 管道沿程水头损失计算公式：

hw1ALQ2

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9-1。

表 9-1 管道比阻值

管径/mm

A

32

50

80

100

125

150

25 40 70 200

管段选的是100mm管径。

根据式9-1管道沿程水头损失：

19.8522hw1ALQ2.67419.85107961.84Pa 2（2） 管道局部水头损失：

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倍；当消火栓用于生活时，局部水头损失是沿程水头损失的倍；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hw10.27961.840.21592.37Pa。

（3） 总水头损失：

hhww1hw27961.841592.379554.2Pa9.554kPa

10选择消防水泵

（1）消防水泵的流量

QNqps2510L/s

（2）消防水泵的扬程

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，kPa；

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，kPa； Hxh——计算管段流量，L/s；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。 根据上式室内消火栓给水系统所需总压力：

HHxhhwH339.39.5549.86407.654kPa

水泵扬程：

h407.6544.02mH2O

101.325

（3）选择消防水泵。

根据表10-1，消防水量为10L/s；压力为时，选择2台10-75W型水泵，其中1台备用。

表 消防泵型号

流量Q

型 号

/L·s

5-50W 5-50W 5-50W 5-50W 5-50W 5-50W 5-50W 5-50W 10-75W 10-75W 10-75W 10-75W 10-75W 10-75W 10-75W 10-75W 20-100W 20-100W 20-100W 20-100W 20-100W 20-100W 20-100W 20-100W 25-125W

5 5 5 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 20 20 20 25

-1

压力P /MPa 023

转速n /r·min 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

效率η

/% 65 65 65 65 65 65 65 65 68 68 68 68 68 68 68 68 72 72 72 72 72 72 72 72 73

功率N /KW 3 4 11 11 15 15 11 15 22 30 30 37 45 45 22

必需汽蚀余量 (NPSH)r /m

11确定水箱的容积和设置高度

（1）水箱的容积

水箱的有效容积

VQSt高位水箱供水时间为10min，则有效容积：

VQft1010606m3消防储备水容积

Vf0.06QfTx0.0610106m3（2）水箱设置高度

设高位水箱安装位置距最的垂直距离为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。

根据公式得：

xHxhhwg3393009554.235.59m

110009.8将消防水箱设置在距房顶59m以上的高度显然不符合厂房实际设计，因此将消防水箱放置在厂房房顶，通过水泵加压来实现设计要求。

12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=10L/s，所以选用1个水泵接合器。

13确定室外消火栓的类型和数量

根据该厂房的室外消火栓用水量30L/s，确定设置二个直径100mm地上式室外消火栓。

14确定室外消防给水管网管径

根据其室外消防用水量，室外消防给水管网管径确定为150mm。

15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，该厂房灭火延续时间按3h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厂房室内、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10102144m3

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