第3章_建筑消防给水系统-自喷.

LOGO第3章建筑消防给水系统一、自动喷水灭火系统1.定义由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置组成能在火灾发生时，自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火系统。2.设置场所性质重要、火灾危险性大；人员集中、不易疏散、外部增援较困难的建筑或场所。（见表3.3.1）3-3自动喷水灭火系统二、自动喷水灭火系统类型1.组成水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置2.分类闭式：湿式、干式、干湿式、预作用系统开式：水幕系统、雨淋喷水灭火系统喷雾：水喷雾灭火系统、水喷雾冷却系统水滴二、自动喷水灭火系统类型1.湿式自动喷水灭火系统组成：闭式喷头、报警装置（水力警铃、压力开关、水流指示器）湿式报警阀、管网及供水设施等。（见附图）工作原理：（演示1、演示2）特点：管道始终充满有压水，灭火速度快、控火效率高。适用：温度≮4ºC，且≯70ºC的场所2.干式喷水灭火系统组成：闭式喷头、干式报警阀、管道系统、充气设备、供水设施特点：报警阀前管道充有压力水报警阀后管道充以压力气体（空气或氮气）气密性要求高、反应迟滞性适用：环境温度4ºC或70ºC的场所管网容积≯1500L，有排气装置≯3000L。3.干湿式自动喷水灭火系统组成：闭式喷头、干湿式报警阀、管道系统、充气设备、供水设施特点：冬季作为干式系统、夏季作为湿式系统适用：冬季冰冻的但不采暖的建筑物；管网容积≯3000L。4.预作用喷水灭火系统组成：闭式喷头、预作用阀（雨淋阀或干式报警阀）、快开式止回阀、感温探测器、供水设施、控制系统组成。特点：管道中平时无水充以低压空气，呈干式。火灾发生时，火灾探测器报警后，自动控制阀门排气、充水，当着火点温度达到喷头开启温度时喷水灭火。喷水及时，克服了干式系统的喷水延迟的缺点适用：建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑物。5．雨淋喷水灭火系统组成：开式喷头、火灾探测系统、雨淋阀、管网、报警系统、供水设施等。特点：雨淋阀后的管道平时为空管，火灾发生时管道给水通过火灾探测系统控制雨淋阀供给，雨淋阀开启后被保护区内所有喷头一起喷水，出水量大，灭火及时。适用：火灾蔓延速度快、危险性大的建筑或部位。6.水幕系统组成：水幕喷头、雨淋阀、供水设施、管网、探测和报警系统特点：水幕将防火隔断物冷却提高其耐火性能（防护冷却水幕）；阻止火焰穿过建筑物门、洞开口防止火势蔓延（防火分隔水幕）。适用：防火隔断、防火分区及局部降温。7.水喷雾灭火系统特点：水雾喷头把水粉碎成细小水雾均匀喷射到被保护物表面，雾滴在火场汽化冷却，水蒸气隔绝空气，同时乳化、稀释实现灭火。适用：扑灭可燃液体火灾、电器火灾。三、系统主要组件1.喷头闭式喷头（图3.3.6）热敏元件：玻璃球和易熔合金喷头溅水盘：直立型、下垂型、边墙型、吊顶型、普通型开式喷头（图3.3.7）：开启式喷头、水幕喷头、喷雾喷头喷头口径：10、15、20mm喷头动作温度：t＝t环＋30℃水幕喷头水雾喷头三、系统主要组件2.报警阀作用：开启或关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警；防止管网中的水倒流至水源。类型：湿式、干湿、干湿式和雨淋式（图3.3.8）规格：DN50~DN200湿式报警阀雨淋阀3.水流报警装置水力警铃：湿式系统，报警阀附近（其连接管不宜6m）水流指示器：位置：湿式系统各楼层或防火分区的配水干管或支管上（图3.3.9）作用：报告火灾发生的层数或区域。压力开关：垂直安装于延迟器和水力警铃之间的管道上4.延迟器位置：报警阀和水力警铃之间，30s的延迟；作用：防止由于水压波动引起报警阀开启导致误报。5.末端试水装置组成：试水阀、压力表、试水接头、排水漏斗等作用：试水接头出水口的流量系数应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数的喷头，打开试水阀可观察到水流指示器和报警阀是否正常工作。压力表可测量系统水压是否符合规定要求。位置：安装在系统管网末端，管径为DN25mm。6.火灾探测器类型：感烟、感温探测器位置：火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面。数量根据保护面积和探测区面积计算而定。四、喷头及管网布置1．喷头布置形式：正方形布置时（见附图）：A＝2R·cos45°长方形布置时：菱形布置时：注：喷头与边墙的距离不应超过B/2。同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，见附录3.3。222ABRcossin30A。。＝4R30cossin30。。B＝2R302．管网布置（见附图4）枝状：侧边末端进水、侧边中央进水——轻危险级环状：中央末端进水、中央中心进水——中/严重危险级格栅状：——严重危险级规范：配水管道的工作压力≯1.2MPa；配水管道的布置应使喷水管入口的压力均衡。轻、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻、中危险级≯8个，严重危险级≯6个。应设在距地面高度宜为1.2m，没有冰冻危险，易于排水，管理维修方便及明显的地点;每个报警阀组供水的最高与最低喷头，其高程差不宜大于50m。当配水支管同时安装保护吊顶下、上方的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。一个报警阀控制的最多喷头数，见附录3.5。3．报警阀的布置4．末端试水装置每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置。其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设置直径为25㎜的试水阀，以便必要时连接末端试水装置。5．水泵设置系统应设独立的供水泵，并应按1用1备或2用1备设置；水泵应采用自灌式吸水方式，每组供水泵的吸水管不应少于2根；报警阀入口前设置环状管道的系统，每组供水泵的出水管不应少于2根；供水泵的吸水管应设控制阀；出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。6．水箱的设置临时高压自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。建筑高度不超过24m，并按轻或中危险级设置湿式、干式或预作用系统时，如设高位水箱确有困难，应采用5L/s流量的气压给水设备供给l0min初期用水量。消防水箱的出水管，应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接；轻危险级、中危险级场所的系统，管径不应小于80mm，严重危险级和仓库危险级不应小于100mm。7．水泵接合器的设置每个水泵接合器的流量宜按10～15L/s计算。一、设计计算要求1．设计基本参数民用建筑和工业厂房设计基本数据注：系统最不利点喷头处喷头的工作压力不应低于0.05MPa；净空高度≤8m。危险等级举例见《喷规》（2005版）附录A，或教材附录3.6。3-4自动喷水灭火系统的计算火灾危险等级喷水强度/L/（min·m2）作用面积/m2喷头工作压力/MPa轻危险级41600.1中危险级Ⅰ级6Ⅱ级8严重危险级Ⅰ级122600.1Ⅱ级16二、计算方法1.作用面积法1）系统作用面积的确定（见附图5）最不利作面积宜采用正方形或长方形，当采用长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长不宜小于作用面积平方根的1.2倍，即：式中：F——最不利作面积，m2；L——最不利作用面积长边边长，m；B——最不利作用面积短边边长，m。最不利作用面积的通常在水力条件最不利处。FL2.1=LFB=2）喷头的流量3）系统的设计流量1160//nsiisiQqQLsqLminn　　　式中：—系统设计流量，；　　　—作用面积内每个喷头的节点流量，；　　　—作用面积内的喷头数。10/iiqKpqLminpMPaK式中：—喷头节点流量，；　　　—喷头处水压，；　　　—喷头流量系数,K=80。设计流量的计算应注意以下几点：①保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于规定值。②最不利点处作用面积内的任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度，轻危险级、中危险级不应低于的规定值的85%；严重危险级和仓库危险级不应低于规定值。③设计流量的校核：式中QS——系统设计流量（L/s）；QL——理论秒流量，QL=qpF/60（L/s）。④当建筑物内设有多种类型的系统，或有不同危险等级的场所，系统的设计流量应按各类型系统及不同危险等级场所设计流量的最大值确定。LSQQ)3.1~15.1(4）管道水头损失（1）流速管道的设计流速v≤5m/s，个别情况下配水支管设计流速v≤10m/s。系统管径DN＞25mm。（2）沿程水头损失式中：h——沿程水头损失，MPa；i——每米管道水头损失（水力坡降），MPa/m，查表或计算；di——管道的计算内径，m；V——管道内的平均流速，m/s；Lih=21.30.0000107iVid（3）局部水头损失当量长度法或取沿程水头损失的20%；5）水泵扬程或系统入口的供水压力式中：H——水泵扬程或系统入口的供水压力，MPa；∑h——管道沿程与局部水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀取值0.04MPa，水流指示器取值0.02MPa，雨淋阀取值0.07MPa；P0——最不利点处喷头的工作压力，MPa；Z——最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高差，MPa。0HhPZ6）减压计算轻、中危险级系统中各配水管入口的压力，应经水力计算确定，并均不宜大于0.40MPa。（1）减压孔板①应设在DN50水平直管段，前后管段长度均≮该管段直径5倍；②孔口直径≮设置管段直径的30％，且≮20mm；③应采用不锈钢板材制作。水头损失计算见3.4.8式（2）节流管①直径宜按上游管段直径的1/2确定；②长度≮1m；③节流管内水的平均流速≯20m/s。水头损失计算见3.4.9式减压孔板7）作用面积法管道水力计算步骤（1）按照建筑危险等级，选定设计参数（确定喷水强度和作用面积）；（2）选定系统最不利作用面积位置，计算实际作用面积F；（3）确定最不利喷头压力P0，计算该喷头流量：（L/s）（4）计算系统设计流量：（假定各喷头流量相等）（5）计算理论设计流量：校核是否满足：（6）计算作用面积内平均喷水强度，并进行强度校核：010qKpnqQS=）（理论喷水强度sLFQL/60×=LSQQ)3.1~15.1(规定的喷水强度=FQqSp（7）计算最不利点处作用面积内任意4个喷头围合范围内的平均喷水强度，并校核是否满足规定；（8）根据规范初定管径，流速校核(不宜大于5m/s)，确定管径；（9）计算管路压力损失：（10）喷淋泵的选择（,）例题：某综合楼地上7层，最高层喷头安装标高23.7m，喷头流量特性系数80，喷头出压力为0.1MPa，设计喷水强度为6L/(min.m2)，作用面积为160m2，形状为长方形，作用面积内喷头数共15个，布置形式见附图所示，按作用面积法进行管道水力计算。hbSQQ0bHhPZ①选择最不利位置，划出作用面积（见附图）。最不利点处作用面积选择矩形，其长边应平行配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根1.2倍，即：实际作用面积为172.8m，共布15个喷头。②每个喷头流量：③作用面积内的设计秒流量：④理论流量：校核QS与Qi：故符合要求。1.2,1.216015.18m10.8bFbmam取b=16，1080100.180/1.33/qKPLminLs151.3319.95/SQLs1610.8617.28/60QLsL（）19.951.1517.28QQSL⑤作用面积内平均喷洒水强度⑥校核最不利点处作用面积内任意4个喷头围合范围内的平均喷水强度不小于规定值的85%。F4＝（1.6+3.2+1.6）×（1.8+3.6+1.8）＝46.08m2q4＝q/（F4/4）=80/（46.08/4）＝6.94L/（min·m2）q4规定6.0L/（min·m2）⑦从系统最不利点开始进行编号（节点包括作用面积内及以后管段喷头处，管道分支连接处及变径处），直至水泵处。⑧从节点1开始，直至水泵吸水池为止，进行水力计算。∑h=1.2(25++22+49+40+16+8+5+7+4+2+8)+20=240.8kPa⑨计算管路压力损失计算，水泵选择。H＝240.8＋100＋（23.7+2）×10＝597.8kPa2215806.94/min6