消防给水系统设计计算说明书.docx
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消防给水系统设计计算说明书.docx
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消防给水系统设计计算说明书
一、工程概况
锦怡酒店位于重庆市大杨石组团九龙镇,杨家坪城市核心商业区,该建筑属餐饮、办公、酒店类建筑,分1#楼和2#楼,1#楼为酒店,共十七层,2#楼为办公楼,共20层。
地下三层为设备层、车库,地下二层车库,地下一层为酒店配套的餐饮等。
1#楼一层为大堂,二层至四层为咖啡、餐饮等,五层以上为客房;2#楼一层以上均为办公。
建筑绝对标高74.55m。
二、设计范围
根据设计任务书要求,主要针对该建筑室内消火栓系统进行设计。
三、设计依据
1.建设单位提供的地形图,选址位置;
2.建筑专业图纸;
3.《建筑设计防火规范》GB50016-2006;
4.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版);
5.《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97
6.《建筑给水排水设计手册》(第2册建筑给水排水第二版)
7.《中国消防工程手册》蒋永琨主编
8.国家强制执行的标准,法规及有关规定
四、设计内容
4.1设计方案
本建筑为一类高层建筑,耐火等级为一级,市政给水压力为0.35MPa,不能满足高层建筑防火给水所需压力,所以本系统采用临时高压消防给水系统,着火前10min灭火是由水箱供水,以后供水是由地下室的消防水泵从消底层贮水池抽水加压供水。
方案一:
分区消防给水给水系统
1#楼-3~8层为低区消火栓系统,9~17层为高区消火栓系统;2#楼-3~10楼为低区火栓系统,11~20层为高区消火栓系统。
方案二:
不分区消防给水系统
不进行分区,直接由消防水泵供给整个建筑消火栓系统。
消防分区能更好利用市政给水压力,减小泵的负荷,更加节能。
消火栓出口压力得到较好控制。
但本建筑高度74.55m(不算塔楼),最底层所承受静压力不大于1.00MPa,根据规范可不分区,但底部几层消火栓出口压力可能超过0.5MPa,所以要采取减压措施。
综上,整个消火栓系统由消防泵、消防管网、减压设备、消防栓、水泵接合器、底层贮水池和屋顶水箱组成。
4.2消防设备及附件设计
4.2.1消火栓
(1)消火栓充实水柱长度确定
根据《建筑设计防火规范》GB50016—2006(下文简称《低规》)第8.4.3条规定,水枪的充实水柱应经计算确定,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),不应小于10m;故本建筑的充实水柱长度不应小于10m,即≥10m。
本设计取充实水柱长度12m。
(2)消火栓保护半径的确定
消火栓保护半径按下式计算:
式中R——消火栓保护半径,m;
Ld——水带有效长度,考虑水带的转弯,取折减系数为0.8;
Ls——水枪充实长度在平面上的投影长度,水枪高度1.1m,喷射高度2.1m,。
代入数据得,=0.8×25+11.8=31.8m,即保护半径为31.8m,。
(3)消火栓间距的确定
室内按一排消火栓布置,且应保证两支水枪充实水柱同时到达室内任何部位,消火栓间距按下式计算:
式中S——两股水柱时的消火栓间距,m;
R——消火栓保护半径,m;
b——消火栓最大保护高度,取10.85m。
代入数据得:
==29.9m
(4)水枪造成12m充实水柱所需压力
采用同种规格的消火栓,充实水柱长度=12m,水枪喷口直径df=19mm,水带长度Ld=25m,采用直径d=65mm衬胶水带。
水枪喷嘴处出水压力按下式计算:
式中——实验系数,与充实水柱长度有关,;
φ——实验系数,与水枪喷嘴口径有关;
——水枪充实水柱长度,m;
——水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力,kPa;
查表得=1.30,φ=0.0097,代入
(2)式中得:
mH2O
(5)水枪喷嘴射流量
出水量按下式计算:
式中——水枪射流量,L/s;
B——水枪水流特性系数,与水枪喷嘴口径有关,df=19mm时,
取1.577;
将=16.74mH2O,B=1.577代入(3)式得:
规范规定每支水枪最小流量为=5L/s,所以当=12m时,水枪出水量满足规范要求。
(6)水龙带沿程损失
本设计选用65mm衬胶水带,水带长度25m,查表得水带阻力系数=0.00172,计算水带水头损失;
式中——水带水头损失,kPa;
——水带阻力系数;
——水带长度,m;
——同(3)式。
将=0.00172,=20m,=5.28L/s代入(7)得:
=1.14mH2O
(7)消火栓出口压力
根据下式计算最不利消火栓口压力:
式中——消火栓口水压,kPa;
——水枪喷嘴处的压力,kPa;
——水带的水头损失,kPa;
—消火栓栓口水头损失,kPa,消火栓局部水头损失为=2mH2O。
=16.74+1.14+2=19.88mH2O。
消火栓栓口离地面高度宜为1.10m,栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。
消火栓布置在明显的经常有人出入而且使用方便的地方。
每层任何一处着火,必须保证两股水流同时到达。
L1、L7消防电梯前室各单独设一消防立管设置一消火栓,在屋顶设置试验消火栓一个。
消火栓出口压力过大的楼层,应该采用减压型消火栓。
4.2.2消防管道
消防立管尽量设置在靠墙位置,沿井道或柱子通向上层,横干管在建筑吊顶中敷设
4.2.3消防管材
消火栓给水管采用镀锌钢管,采用焊接方式。
4.2.4水泵接合器:
室内消火栓系统设3套水泵接合器,每个水泵接合器按流量15L/S
确定,以保证消防车接驳水泵结合器向室内消火栓管网供水,水泵接合器安装在便于消防车使用的位置。
4.2.5消防泵房
消防泵房内设置室内消防水泵、室外消防水泵、喷淋水泵,具体布置见消防泵房大样图。
4.2.6消防水泵:
地下室设消火栓系统给水泵两台(一用一备),保证系统最不利点消火
栓的压力和用水量,屋面设稳压泵用以保持系统最不利点最低水压要求。
稳压泵平时向管网提供足够的水压,稳压泵的启停由电接点压力表控制,每个消火栓箱内设直接启泵按钮,用于启动消防水泵,同时向消防控制室报警。
五.消火栓给水系统水力计算
5.1消火栓管道流量计算
消防立管考虑3股水柱作用,消防立管流量Q=5.143=15.42L/s,采用DN100的立管,v=2.02m/s。
整个系统考虑8股水柱,Q=5.148=41.12L/s,采用DN150的环管,v=2.39m/s。
5.2最不利点水力计算
1)最不利点(0点)消火栓压力和出水量
前面已计算出最不利点消火栓压力和水枪实际出流量分别为:
,
2)0~1管段计算
该管段供给一个消火栓,管径取消火栓的出口管径DN100。
管中流速根据下式计算:
式中:
v——管道流速,m/s;
Q——管段流量,L/s;
D——管道的计算内径,m。
消火栓给水管道流速一般1.4~1.8m/s,不宜大于2.5m/s。
代入数据得:
=0.65m/s
根据下式计算单位水头损失:
式中:
i——每米管道的水头损失,mH20/m;
v——管道流速,m/s;
D——管道的计算内径,m。
代入数据得:
=0.01mH2O/m
根据下式计算沿程水头损失:
式中:
——沿程水头损失,mH2O
L——管段长度,m;
i——每米管道的水头损失,mH2O/m
代入数据得:
=0.03mH2O
1点消火栓压力为:
=23.19mH2O
3)管段1~2的计算:
节点1压力下消火栓1点的出流量计算:
式中——次不利点(n-1)处的流量,L/s;
——次不利点(n-1)处的压力,mH2O;
——消火栓局部水头损失,取2mH2O。
——水带长度,m;
——水带阻力系数,取值0.00172;
B——水枪水流特性系数,与水枪喷嘴口径有关,df=19mm时,取1.577。
代入数据得:
=5.59L/s
管段1~2的流量为消火栓0和1的流量之和:
即=5.14+5.59=10.73L/s
=0.04mH2O/m
=0.13mH2O
=26.62mH2O
4)管段2-3的计算:
=6.03L/s
管段2~3的流量为消火栓0、1和2的流量之和:
即=10.73+6.03=16.76L/s
=0.98mH2O/m
=6.47mH2O
=101.04mH2O
5)管段3~4的计算:
管道3~4只有动压损失,静压、流量均无变化,故而节点4的压力为:
=101.316mH2O;
4点与3点压力差为:
=101.316-101.04=0.28mH2O
因此可以忽略3~管段之间的水损,认为3点和4点的压力近似相等。
所以次不利管(XL-2)计算结果与最不利立管相同,同理也可知第三根立管(XL-1)计算结果也与最不利管相同。
计算结果详见表1。
表1最不利消防立管水力计算表
节点
编号
起点压力mH2O
管道流量
L/s
管长m
管径mm
流速
m/s
i水力坡降mH2O/m
水头损失
mH2O
终点压力mH2O
0~1
20.85
5.14
3.30
100
0.65
0.01
0.03
23.19
1~2
23.19
10.73
3.30
100
1.37
0.04
0.14
26.62
2~3
26.62
16.76
67.65
100
2.19
0.10
6.77
101.04
3~4
101.04
16.76
23
150
0.97
0.01
0.23
101.32
4~5
101.32
33.52
5.2
150
1.94
0.05
0.26
101.58
5~6
101.58
43.80
114
150
2.57
0.08
9.12
110.7
5.3消防水泵及水泵接合器的选择
5.3.1消防流量
Qb=43.80L/s
5.3.2消防扬程
消防水泵扬程为:
式中——水泵扬程,kPa;
——水池最低水位至最不利消火栓位置高度所要求的静水压,kPa;
——水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损kPa;
——水流通过水表时的水头损失,为0kPa;
——最不利消火栓的栓口压力,kPa。
设消防水池最低水位相对标高-14.150,最不利消火栓相对标高57.800,H1=71.95m=719.5kPa
由表1计算知,沿程总水头损失为即节点0至节点6的水头损失之和为16.55mH2O,取局部水头损失为沿程水头损失的20%,即局部水头损失为3.31mH2O。
假设6~水泵吸水管之间的水头损失为2m。
=16.25+3.31+2=21.56mH2O=215.6kPa
=719.5+215.6+0+208.5=1142.6kPa=114.26mH2O
水泵扬程取114.26mH2O。
5.3.3消防水泵选型
根据水泵流量和扬程选择上海熊猫集团FLGR125-315A型水泵两台(一用一备),水泵具体参数如下:
型号
流量(L/s)
扬程(m)
功率(kW)
重量(kg)
长(mm)
宽(mm)
高(mm)
FLGR125-315A
41.7~50
117~110
75
710
800
800
1346
5.3.4水泵接合器选择
室内消防流量为45.43L/s,一个DN100的水泵接合器的符合流量为10~15L/s,故选择3个SQB100-1.6型水泵接合器
5.4消防减压设备选择
根据《建筑设计防火
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