第五章高层建筑消防给水
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5.1概述
一高层建筑火灾的特点
高层建筑由于层数多、建筑高度高等特点,在火灾的蔓延和扑救等方面,与多
层建筑相比都有所不同。
1火灾蔓延的途径多、火势发展快
高层建筑有许多竖向通道,如电梯井、电缆井、通风井、垃圾道、楼梯间等,
在发生火灾时,就会成为火灾蔓延的重要途径。实验数据表明,火灾初起阶段,烟
气在水平方向的扩散速度为0.3m/s,在火灾燃烧猛烈阶段,烟气在热对流作用下的
扩散速度为0.5～0.8m/s,而烟气沿着楼梯间、管道井等竖向通道的垂直扩散速度
为3～4m/s。对于高度100ｍ的高层建筑物,只需要25～33秒烟气即可沿竖向通道
从底层扩散到楼顶。火势也将迅速蔓延扩大。某饭店８层起火,仅20分钟火灾就蔓
延到顶层30层的顶部,足见高层建筑火灾蔓延的速度是极快速的。
风速对高层建筑火灾也有较大的影响,据有关部门的测定资料,如果在10ｍ高
处的风速为5m/s时,在30ｍ高处的风速为8.7m/s,60ｍ高处的风速为12.3m/s,
90ｍ高处的风速可达15m/s,越是高处风速越大,大风更助长了火势的迅速发展。
2高层建筑火灾的隐患多
一般高层建筑的功能都比较复杂,特别是综合性建筑,有时既设有商场,又有
旅馆、办公楼、餐厅、会议室、展览厅以及娱乐场所等。部门多,不便管理。
因功能复杂,所用建筑装修材料如地毯、塑料衬垫、各种织物等较多。存放的
可燃物和易燃物也较多如纸张、汽油、家具、织品等。
高层建筑有大量的电器设备,成为重要的火源。在高层建筑众多起火原因中,
电器短路是火灾发生次数顺序的第一位。这些都构成高层建筑火灾的隐患。
3疏散困难,扑救难度大
高层建筑火灾时的安全疏散主要是靠楼梯,但高层建筑内人员集中,疏散距离
又远,容易出现拥挤现象,而且火灾时烟气和火势竖向蔓延很快,和人员的疏散方
向相反,使疏散工作更加困难。因此,高层建筑的防火设计,必须有效的防止烟火
侵入楼梯间。
高层建筑火灾需要的水量大、水压高,消防车直接扑救火灾的高度为24ｍ,通
过消防水泵接合器向高层建筑室内供水灭火的最大高度也只能在50ｍ以内。而正规
灭火仍以消防人员火场操作为主,高层建筑的火灾对消防人员登高赶赴火场是很大
的困难,因此在火灾时,专用的消防电梯和电源的确保是绝对不可忽视的。
高层建筑火灾的特点决定了一旦发生火灾,如果不能在初起阶段及时扑灭,就
会造成极为严重的后果。根据国外34次高层建筑的火灾案例统计,平均每次火灾的
死亡人数为31人,伤165人。经济方面的损失也是极为可观的。
二高层建筑的灭火设施
高层建筑发生火灾后采取的灭火措施,一般可分为两个阶段:初期灭火和正规
灭火。
1初期灭火。当火灾在初起期或成长期,且消防队尚未赶到现场时,依靠建
筑内部人员和室内消防设施进行扑灭和控制火势,称为初期灭火。
初期灭火主要是采用各种自动灭火设备和各种灭火器等,也包括利用室内消火
栓,主要是小口径消火栓,(又称为水喉或自救式消火栓)进行灭火。高层建筑的室
内消火栓口径为DN65毫米,其操作压力很大,只有经过训练的消防人员才能使用,
一般人是无法操作的。所以在高层建筑中,应增设一般人员都能使用的小口径消火
栓,供初期火灾时任何人均可操作。
有些国家在以自动喷水灭火系统为主的高层建筑中,室内消火栓分为两种,大
口径的普通消火栓只设在楼梯间和消防电梯前室附近,主要为消防队员使用。小口
径消火栓则均匀布置在走道中,供楼内人员扑救初起火灾之用。
2正规灭火。是指消防队接火警后赶到现场的灭火。正规灭火设备主要有:
室外消火栓和消防给水管道,消防水池,水泵接合器,室内消火栓,消防水泵,消
防车,各种扑救器材,消防电梯,电话等。
三高层建筑消防的分级
1高层建筑物分类
《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称高规）正在修订,本资料是以修订
送审稿为依据,设计时应以当时正式批准施行的《高层民用建筑设计防火规范》为
准。
高层建筑物根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救的难度等分为两类,见
表5.1─1。
高层民用建筑物分类表5.1─1
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名称 │ 一类 │ 二类
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居住建筑 │ 高级住宅 │ 10至18层的普通住宅
│ 19层及19层以上的普通住宅 │
──────┼──────────────┼──────────────
公共建筑 │ 医院病房楼 │除一类建筑外的百货楼、展览楼
│ 高级旅馆 │综合楼、财贸金融楼、电信楼
│每层建筑面积超过1000m2的商 │图书馆
│业楼、展览楼、综合楼 │建筑高度不超过50ｍ的教学楼和
│每层建筑面积超过800m2的电信│普通的旅馆、办公楼、科研楼
│楼、财贸金融楼 │省级以下的邮政楼
│中央级、省级广播电视楼 │市、县级广播、电视楼
│省级的邮政楼和防灾指挥调度楼│地、市级电力调度楼
│大区级和省级的电力调度楼 │地、市级防灾指挥调度楼
│每层建筑面积超过1200m2的商 │
│住楼 │
│藏书超过100万册的藏书楼 │
│重要的办公楼、档案楼 │
│建筑高度超过50ｍ的教学楼、普│
│通旅馆、办公楼和科研楼等 │
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注:1)高级旅馆系指建筑标准高、功能复杂、火灾危险性大、并设有空调系统
的旅馆;
2)高级住宅系指建筑标准高、可燃装修多、并设有空调系统的住宅;
3)重要的办公楼、科研楼、档案楼系指性质重要,建筑标准高、设备、图
书、资料贵重、火灾危险性大、损失大、影响大的办公楼、科研楼、档
案楼;
4)综合楼系指由不同用途的楼层组成的建筑物。
2防火要求按建筑高度的区别
高层建筑与多层建筑的区别主要是建筑高度,以正规灭火时消防队员的一般体
能和消防设备的工作能力,将建筑物按高度划分为:24ｍ、50ｍ、100ｍ,三个界
限。
1)10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度在24ｍ以上的其他民用建筑,称为
高层建筑。低于这个高度的称为低层建筑或多层建筑。对于低层或多层建筑,在最
不利的情况下,消防车仍可直接进行扑救。所以对其室内消防的要求也较低。
2)对于高度在24ｍ至50ｍ的建筑,多数消防车可通过水泵接合器向建筑物室
内消防给水管网供水,此高度也在云梯车登高能力范围内,可按"半自救"要求。
3)对于高度在50ｍ至100ｍ的建筑物,则强调"自救"。因为室外消防设备对
这个高度火灾的扑救,已经爱莫能助了。
4)对于高度超过100ｍ的超高层建筑,无论是救助的困难和火灾损失的严重
性方面,都要求其室内消防设施不仅供水量大,而且自动消防系统应更加完善。以
提高初期灭火的保证率。
5.2高层建筑消防用水量
一高层建筑的火灾次数
城市火灾统计资料说明,同一时间内的火灾次数与人口数有密切的关系。人口
越多,同一时间内的火灾次数相对的也多。根据40多个城镇火灾统计,人口在二万
五千人以下的城市或居住区,同一时间内的火灾次数为一次。人口在二万五千人至
四十万人的城市或居住区,同一时间内的火灾次数为二次。高层建筑的火灾与居住
区相似,因此,高层建筑的火灾次数可参照城市或居住区的火灾次数决定。
二高层建筑的消防用水量
高层建筑内的人口数一般不超过二万五千人,所以高层建筑的独立的消防给水
系统的火灾次数,可按一次计算。高层建筑消防用水量,包括室外消防用水量和室
内消防用水量。
三室外消防用水量
高层建筑的室外消防用水量,是供正规灭火时消防队使用消防车加压支援室内
扑救火灾的用水。主要有以下几种使用形式:
1消防车从室外消火栓或水池取水,直接扑救或控制高层建筑较低部分或邻
近建筑物的火灾。
2消防车从室外消火栓或水池取水,使用曲臂车、消防云梯等的带架水枪,
控制和扑救建筑物的火灾。
3当室内消防用水量超过消防泵的最大供水能力时,消防车将部分或全部室
外消防用水量,通过水泵接合器供给室内消防给水管网,支援室内消防用水。
高层建筑的室外消防用水量见表5.2─1。
四室内消防用水量
室内消防用水量包括:室内消火栓用水量和自动喷水灭火系统用水量。
消火栓用水量见表5.1─1自动喷水灭火系统用水量。见表5.5─。
高层建筑消火栓给水系统用水量表5.2─1
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┃序│ │ 等级 │建│ 建筑│用水量 │每根立│每支┃
┃ │ │ 或 │筑│ │ │管最小│水枪┃
┃ │建筑名称│单层建筑│类│ 高度│Ｌ／ｓ │流 量│最小┃
┃ │ │ 面积 │别│ ├───┬───┤ │流量┃
┃号│ │ │ │ Ｍ │室 外│室 内│Ｌ／ｓ│L/s┃
┣━┿━━━━┿━━━━┿━┿━━━┿━━━┿━━━┿━━━┿━━┫
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ４０│ │ ┃
┃ │ │ 高级 │１│ ５０│ ３０│ │ １５│ ５┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ３０│ │ ┃
┃１│ 旅馆 ├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │１│ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ │ 普通 │ │ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │２│ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃２│ 医院 │ │１│ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ４０│ │ ┃
┃ │ 商业楼│≥1000m2│１│ ５０│ ３０│ │ １５│５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ３０│ │ ┃
┃３│ 展览楼├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ 综合楼│≤1000m2│２│ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ４０│ │ ┃
┃ │ 电信楼│≥800m2│１│ ５０│ ３０│ │ １５│５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ３０│ │ ┃
┃４│ 财贸金├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ 融 楼│ │ │ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ │≤800m2│２│ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ 邮政楼│ │ │ ≥ │ │ ４０│ │ ┃
┃ │ 电 力│ 省 级│１│ ５０│ ３０│ │ １５│５ ┃
┃ │ 调度楼│ │ │ ≤ │ │ ３０│ │ ┃
┃５│防灾指挥├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ 调度楼│ │ │ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ 广播电│ 市县级│２│ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ 视 楼│ │ │ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ４０│ │ ┃
┃ │ 办公楼│ 重要的│１│ ５０│ ３０│ │ １５│５ ┃
┃ │ 科研楼│ │ │ ≤ │ │ ３０│ │ ┃
┃６│ 档案楼├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ 图书楼│ │１│ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ │ 普通的│ │ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │２│ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │１│ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃７│ 教学楼│ │ │ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │２│ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┠─┼────┼────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │ │ ≥ │ │ ３０│ １５│ ┃
┃ │ │ 高 级│１│ ５０│ ２０│ │ │５ ┃
┃ │ │ │ │ ≤ │ │ ２０│ １０│ ┃
┃８│ 住宅楼├────┼─┼───┼───┼───┼───┼──┨
┃ │ │ │１│ ≥ │ │ ２０│ │ ┃
┃ │ │ 普 通│ │ ５０│ １５│ │ １０│５ ┃
┃ │ │ │２│ ≤ │ │ １０│ │ ┃
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注(1)建筑高度不超过50ｍ,室内消火栓用水量超过20L/S,且设有自动喷水灭火系统的建筑物,
其室内消防用水量可按本表减少10L/S。
(2)商住楼的消火栓用水量应按本表商业楼,住宅楼的要求分别计算,并取其中最大值。
5.3高层建筑室外消防给水系统
一设计原则
1高层建筑的全部用水均由室外给水管网供给时,应保证生活用水量和辅助
用水量达到最大时,满足建筑消防用水量和不小于0.1MPa的水压要求。
2当室外管网为枝状管网或室外管网不能满足建筑消防用水量(室外和室内
消防用水量之和)时,应设消防水池。
3室外管网有集中设置的区域高压或临时高压消防给水管网时,应保证满足
最大一座高层建筑物的消防用水量和水压要求。
4室外消防给水管网应布置成环状,其进水管不宜少于两条,并且宜从两条
市政给水管道上引入。每条进水管的管径均按全部用水量计算。
二消防水池
1消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内的消防用水量。
当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积,应满足
火灾延续时间内的室内消防用水量的要求;
当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积,应满
足火灾延续时间内的室内和室外消防用水量之和的要求。
2火灾延续时间根据建筑物的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救的难度等
综合确定见表5.3─1。
自动喷水灭火系统的用水量可按火灾延续时间为1小时计算。
3在火灾延续时间内室外给水管网能保证连续供水时,计算消防水池的有效
容积,可减去连续补充的水量。
4消防水池的储备水量一经动用应尽快恢复,恢复的补水时间不宜超过48小
时。
5消防水池的计算容积超过500ｍ3时,应分成两个。
6消防水池可设在室内,也可以设在室外。当消防水池的容积储有室外消防
用水量时,应设可供消防车取水的取水口或取水井。取水口或取水井与被保护建筑
物外墙的距离不宜超过100ｍ,也不宜小于5ｍ。以便于保证消防车能安全的取水
并对建筑物实施有效的消防。
7两幢或两幢以上的高层建筑在同一时间内火灾次数为一次时,可共用消防
水池和消防泵房。消防水池的有效容积,应按消防用水量最大的一幢建筑物计算确
定。
三室外消火栓
高层建筑设置室外消火栓,供给消防车用水,进行正规灭火,扑救建筑物下部
的火灾或通过水泵接合器向室内消防给水系统补充消防用水。
1室外消火栓的设置数量应按室外消防用水量计算确定、每个室外消火栓的
出水量可按10─15L/s计算。一般比计算结果多1～2个。
2室外消火栓应沿着建筑物均匀布置。消火栓距建筑物外墙不宜小于5ｍ,但
不宜大于40ｍ,距路边不宜大于2ｍ,在此范围内的市政消火栓可计入室外消火栓的
数量。
3室外消火栓除因防冻要求采用地下式外,应尽可能采用地上式。地上式室
外消火栓,目标明显,操作方便。
火灾延续时间表5.3─1
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┃ │ 火灾延续 │ ┃
┃ 建筑物名称 │ 时间 │ 备注 ┃
┃ │ （小时） │ ┃
┣━━━━━━━━━━━━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━━┫
┃一类建筑的 │ │ ┃
┃财贸金融楼 │ │ ┃
┃重要的档案楼、科研楼、图书 │ ３ │ ┃
┃ 馆、书库 │ │ ┃
┃高级旅馆 │ │ ┃
┠────────────────┼───────┼────────┨
┃一、二类建筑的 │ │ ┃
┃商业楼、商住楼 │ ３ │ ┃
┃展览楼、综合楼 │ │ ┃
┠────────────────┼───────┼────────┨
┃其它高层建筑 │ ２ │ ┃
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5.4高层建筑室内消火栓给水系统
一设计原则
高层建筑必须立足于以室内消防设施来扑救火灾。室内消火栓给水系统是高层
建筑的主要消防设施,"高规"中有较普通建筑更严格的要求。高层建筑室内消火
栓给水系统设计应遵循以下的一般原则。
1高层建筑必须设置室内消火栓给水系统,室内消火栓给水系统应与其他给
水系统分开独立设置。与自动喷水灭火系统也应分开独立设置,当设计有困难时,
可合用消防泵,但在自动喷水灭火系统的报警阀前必须分开设置。
2室内消火栓给水系统管道,应布置成环状管网。其进水管或引入管不应少
于两条,当其中一条发生故障时,其余的进水管或引入管应仍能保证消防用水量和
所需水压的要求。
3室内消火栓给水系统竖管的布置应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪
的充实水柱同时到达。每根立管的直径不应小于100毫米。
4消火栓处的静水压力不应超过80ｍ水柱,超过要求时应采用竖向分区给水
系统。消火栓栓口的出水压力大于50ｍ水柱时,消火栓处应设减压装置。
5消防电梯前室应设消火栓,但不计入同层消火栓总数。
6临时高压制给水系统的每个消火栓 处应设直接启动消防泵的按钮,并应设
保护按钮的设施。
7高层建筑物的屋顶应设检验用的消火栓 。采暖地区可设在屋顶出口处或水
箱间。
8高层建筑室内消火栓 给水系统在建筑高度50ｍ至80ｍ以下部分的分区,应
设置水泵接合器,每个接合器的流量应按10～15L/s计算。水泵接合器的数量按室
内消防用水量计算决定。
9高层建筑室内消火栓的栓 口直径应为65毫米,配备的水龙带长度不应超过
25米,水枪喷咀口径不应小于19毫米。每支水枪的最小流量为5L/s。
10小口径消火栓的用水量可不计入建筑消防用水量之内。
二消火栓给水系统的供水方式
如果高层建筑室内消火栓处的静水压力过大,在扑救火灾过程中水枪的开闭可
能产生水锤作用,造成消火栓给水系统管道、龙带及设备等的损坏。因此,当建筑
高度较高,消火栓处静水压力超过80ｍ水柱时,应采用分区供水方式。
各种分区供水方式及特点,与生活给水系统基本相同。
高层建筑室内消火栓给水系统与生活给水系统的主要不同之处,在于经常处于
备而不用的状态。由于管道和设备的渗漏致使系统压力下降,为了维持系统经常满
足消防所需压力,当系统压力低于规定值时,启动水泵向系统补水保持压力,当压
力高于规定值时,水泵停止运行。水泵的启动次数取决于渗漏水量的大小。对于高
水箱供水方式,水箱的容积很大,水泵启动次数是很少的。当采用无水箱水泵直接
供水方式时,尽管渗漏水量很小,也会使系统较高处产生较大的压力降,水泵将频
繁启动。
三稳压泵和补压装置
高层建筑的消防泵一般功率较大,启动时间较长,如果频繁启动,水泵及电气
设备容易损坏。
当消火栓给水系统采用无水箱而由水泵直接供水方式时,可在各区系统中增设
一台小流量、高扬程的稳压泵,经常维持系统要求的压力。
稳压泵的流量为消防泵的2％～5％,扬程须经计算确定,一般为消防泵的115
％～120％。同时应设置一个小型气压罐,否则稳压泵将频繁启动。稳压泵的扬程
虽然较高,但流量很小所耗功率也是很少的。有利于给水管网压力稳定,也使电网
电压不至于发生经常较大的波动。稳压泵的启闭压力范围一般在10ｍ水柱左右。如
果稳压泵的运行尚不能维持系统压力时,说明系统已然使用,消防泵应自动投入运
行。
当系统采用高水箱供水方式时,顶层消火栓的给水压力一般是无法满足的。因
此,须增设补压装置,以满足消火栓水枪能喷出密集水柱达到扑救火灾的目的。
补压装置可以采用气压给水设备、补压泵、管道泵、变频调速泵等,而气压给
水装置是较为理想的补压装置。因为在一般情况下补压所需流量很小,选泵时极为
困难,因此管道泵经常在其最小流量以下工作,加之启动频繁,造成系统在局部的
水力振荡,产生振动和噪音。变频调速水泵虽然可以低速启动,但并非是没有限制
的,且价格较贵。而气压给水设备靠气压罐向系统补水加压,属"软加压"方式,水
力条件比较平稳,水泵是在气压罐的压力至低规定值时启动,在高规定值时停泵,
水泵有一定的运行压力范围,这些优越性是水泵直接补压所无法相比的。
四室内消火栓
1一般规定
高层建筑消防要求每支水枪的射流量不小于5L/S,因此必须采用DN65ｍｍ的消
火栓,水枪口径19ｍｍ,龙带长度不超过25ｍ。
由于DN65ｍｍ消火栓的龙带充水后喷水时,有很大的作用力,非专业的消防人
员是很难操纵的。为了便于在火灾初期消防队尚未赶到现场或发生小火灾时,一般
人都能操作急救灭火,近年来小型消火栓在建筑消防中被广泛使用。这种小口径消
火栓栓口直径为25ｍｍ或32ｍｍ,配备橡胶管直径不小于19ｍｍ, 长度一般为20
─30ｍ,前端装有口径为6～9ｍｍ小型水枪,操作方便,人人都能使用,在扑救小
火时,可以争得宝贵的时间,亦可控制火势的发展。
小型消火栓可附设在普通消火栓箱内,也可以单独设置栓箱,但小型消火栓只
是配合使用,不能代替必须设置的消火栓。
室内消火栓应设在明显且易于取用的地点,有些设计人员将消火栓箱设置在隐
蔽处或加以伪装,这种作法显然是非常错误的。有些建筑设计为大空间办公室,使
用时再进行分隔,造成对室内消火栓的遮挡和妨碍取用。对这种情况,在设计时应
标明"规划的"公共走道和分隔,并根据"规划的"公共走道和分隔布置室内消火栓。
消防电梯的前室应设消火栓(但不计入同层消火栓总数),主要作用是消防队到
达现场后,用以打开通道扑救火灾和喷水降温,减少热辐射,是正规灭火的重要措
施。一般前室较为狭窄,该处水龙带不宜过长,以10─15ｍ为宜,并需要在设计中
加以说明。
2室内消火栓的设置间距
室内消火栓的设置间距,应保证在同一楼层内任何部位有两个消火栓的水枪射
出的充实水柱同时到达,且不宜大于30ｍ。与高层建筑相连的裙房不应大于50ｍ。
消火栓的保护半径可按公式(5.4─1)计算。
R=0.8L+0.7S(5.4─1)
式中R─消火栓的保护半径(ｍ)
L─龙带长度,一般为20或25ｍ
S─水枪充实水柱长度(ｍ)
0.8─考虑龙带敷设时转弯、曲折的折减系数
0.7─水枪倾角为45°时S的投影长度系数
消火栓的保护半径 表5.4─1
┏━━━━━┯━━━━┯━━━━┓
┃龙带长Ｌｍ│ ２０ │ ２５ ┃
┠─────┼────┴────┨
┃保护半径 │ Ｒ ┃
┣━┯━━━┿━━━━┯━━━━┫
┃ │ １０│ ２３ │ ２７ ┃
┃Ｓ├───┼────┼────┨
┃ │ １３│ ２５ │ ２９ ┃
┗━┷━━━┷━━━━┷━━━━┛
图5.4─1充实水柱长度
3水枪射流的充实水柱长度
现场用水枪灭火时,要求有一定水量和长度的集中充实水柱,才能扑灭火焰和
控制火焰的强烈辐射。充实水柱长度是根据室内着火点距地面的高度H和水枪喷咀
距地面的高度以及水枪与地面的倾角经计算确定的。并按规定不小于10ｍ。如图
5.4－1。
水枪的倾角一般为45°最不利情况下也不能超过60°,倾角过大时消防队员距
着火点太近,将会使救火人员受伤。充实水柱长度按下式计算:
H1─H2
S=─────= 1.41(H1─H2) (5.4─2)
ｓｉｎ45°
式中S─充实水柱长度 （ｍ）
H─室内着火点距地面的高度（ｍ）
H─水枪喷咀距地面的高度,一般为1.10ｍ
根据计算可知:
当H1=8.3ｍ时S=10ｍ
当H2=10.4ｍ时S=13ｍ
4消火栓口处所需压力可按下式计算
Ｈ＝ｈｄ+Ｈｑ
＝ＡＬｑ2+ｑ2/Ｂ(5.4─3)
式中：Ｈ─消火栓口处所需压力（ｍ）；
ｈｄ─龙带的水头损失（ｍ）；
Ｈｑ─水枪喷咀造成一定长度充实水柱所需的压力（ｍ）；
Ａ─龙带的比阻,见表5.4─2；
Ｌ─龙带的长度 （ｍ）；
Ｂ─水枪喷咀的水流特性系数,见表5.4─3；
ｑ─水枪的喷射流量（Ｌ/ｓ）。
根据以上各式计算结果,消火栓口处所需压力见表5.4─4。
水龙带比阻Ａ值 表5.4─2
━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━
水龙带口径│龙带的比阻Ａ 值
├───────┬─────
(mm)│帆布、麻织水带│衬胶水带
━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━
50│0.01501│0.00677
65│0.00430│0.00172
━━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━
水枪喷咀的水流特性系数Ｂ值 表5.4─3
━━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━
喷咀口径│ ９ │ 13│ 16│ 19│ 22│ 25
（ｍｍ）│ │ │ │ │ │
────┼───┼───┼───┼───┼───┼───
Ｂ 值│0.079│0.346│0.793│1.577│2.834│4.727
━━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━
口径19ｍｍ水枪的流量和作用力表5.4─4
┏━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━┓
┃ 栓口│ 充实水│水枪流量│ 水枪喷│DN65长20米 │ 射流 ┃
┃水压力│ 柱长度│ │ 咀压力│麻质龙带的 │ 反作用力 ┃
┃ │ │ │ │水头损失 │ ┃
┃ ｍ │ ｍ │ Ｌ／ｓ│ ｍ │ ｍ │ｋｇｆ／ｃｍ２┃
┣━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━━━┿━━━━━━━┫
┃ 15.5│ 10 │ 4.6│ 13.6│ 1.8│ 7.74 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 17.1│ 11 │ 4.9│ 15.3│ 2.0│ 8.70 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 18.4│ 11.5│ 5.0│ 16.2│ 2.2│ 9.21 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 19.5│ 12 │ 5.2│ 17.1│ 2.3│ 9.74 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 21.8│ 13 │ 5.5│ 19.2│ 2.6│ 10.88 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 24.3│ 14 │ 5.8│ 21.4│ 2.9│ 12.16 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 27.3│ 15 │ 6.1│ 24.0│ 3.2│ 13.62 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 30.7│ 16 │ 6.5│ 27.0│ 3.6│ 15.35 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 35.0│ 17 │ 6.9│ 30.8│ 4.1│ 17.46 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 40.3│ 18 │ 7.4│ 35.5│ 4.8│ 20.13 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 47.4│ 19 │ 8.1│ 41.7│ 5.6│ 23.69 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 50.1│ 19.3│ 8.3│ 44.0│ 6.0│ 25.0 ┃
┠───┼────┼────┼────┼──────┼───────┨
┃ 57.5│ 20 │ 8.9│ 50.6│ 6.8│ 28.69 ┃
┗━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━━┛
五消火栓减压
消火栓处水压增高,水枪的喷射流量、充实水柱长度和水枪的反作用力也随之
增加,如表5.4─4。
水枪射水时的反作用力,通过水枪轴线与射流方向相反,对于手提式水枪作用
在握枪者身上的力可按下式计算:
F=2ωｐ(5.4─4)
式中F─水枪射水时的反作用力(kgf/cm2)
ω─水枪喷咀的截面积(cm2)
ｐ─水枪喷咀处的水压力(kgf/cm2)
对于训练有素的消防队员能承受的水枪反作用力不超过25kgf,从表5.4─4
可以看到消火栓口的水压力超过50米水柱时,水枪的反作用力将超过25kgf。因此
当消火栓的出水压力超过50米水柱时应采取减压措施。常用铜合金或铝合金的孔板
减压,孔板为中央有圆孔的薄板,以法兰连接方式嵌装在消火栓与消防立管之间的
支管上。水流通过截面积较小的孔眼造成局部水头损失。孔板的水头损失可按下式
计算。
H=SQ2(5.4─5)
式中H─孔板的水头损失(ｍ)
Q─通过孔板的流量(L/S)
S─孔板的阻力系数,见表5.4─5。
孔板的阻力系数表5.4─5
┏━━━━━━━─━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┓
┃孔板的孔径（ｍｍ）│ 24 │ 26 │ 28 │ 30 │ 32 ┃
┠─────────┼────┼────┼────┼────┼────┨
┃阻力系数Ｓ │ 28.6 │ 15.2 │ 6.83 │ 3.74 │ 2.53 ┃
┠─────────┼────┼────┼────┼────┼────┨
┃孔板的孔径（ｍｍ）│ 34 │ 36 │ 38 │ 40 │ ┃
┠─────────┼────┼────┼────┼────┼────┨
┃阻力系数Ｓ │ 1.27 │ 0.69 │ 0.43 │ 0.226│ ┃
┗━━━━━━━─━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┛
在工程设计中的一般情况是消火栓的管径和要求减压的数值已知,只需要确定
孔板的孔径。
当消防时系统的最不利点消火栓S1栓口处所需水压为H1,从表5.4─1可知当射
流量要求不小于5L/S,充实水柱长度大于10米时,H1=18米,充实水柱长度为13米
时,H1=21.8米。因此,低于H1消火栓以下各层的消火栓,都可设置不同孔径的孔
板,以消耗过剩的压力,使各层的消火栓均保持所需要求的水量和压力。
如消火栓S1与消火栓SN之间的高差为ΔZ,水头损失为Δｈ,过剩压力ΔH为:
ΔH＝HN─H1
├───┤
│ │
式中ＨＮ─消火栓ＳＮ处的水压力└─┰─┘
Ｈ１─最不利点消火栓处的水压力 ┃
当消防初期由水箱向消火栓供水时，见图。┏━━━┛
┃Ｓ１
ΔＨ＝ＨＮ─Ｈ１＝Δｚ─ΔｈＨ１┣━━─┬
┃ │
当消防泵启动后由水泵向消火栓供水时 ┃ │Δｚ
┃ │
ΔＨ＝ＨＮ─Ｈ１＝Δｚ＋Δｈ┃ＳＮ │
ＨＮ┣━━─┴─
在实际工作中不需要将所有消火栓的过剩压力 ┃
都用孔板消耗掉。为了便于有效的使用室内消火栓┃
的水枪扑救火灾，一般只在消火栓处动水压力超过┃
50米水柱时才采用减压措施。同时为满足火场常用
的充实水柱长度10～13米,减压后消火栓处的水压
力不应小于18或21.8米水柱。
为此,减压后的消火栓压力H应满足:
21.8米≤H≤50米
当水枪的射流量为5L/S时,减压50-21.8=28.2米图5.4─2
时,求得孔板的阻力系数为
S=ΔH／Q2=21.8／25=0.872
选用36毫米孔径的孔板,S=0.69,实际水头损失为
ΔH=0.69×25=17.25(M)
在栓口压力为50～67.25米水柱的消火栓均可采用孔径为36毫米的孔板减压,
减压后的消火栓压力为32.75～50米水柱。
六消防水箱
1消防水箱的有效容积
在临时高压制消防给水系统中,应设消防水箱,储存必要数量的消防用水。供
消防车到达之前或启动专用消防泵至正常运行之前,消火栓所需要的水量和水压。
消防水泵启动的时间一般仅需10～30秒,在供电条件可靠的情况下,为满足消
防泵启动所需时间的储水量是很小的。
消防水箱的有效容积,按火灾报警、消防车到达和扑救火灾准备等时间,综合
起来计算所需要的储水量。这段时间,一般需要5～10分钟。在《高规》中规定了
各类建筑消防水箱所需的储水量,如表5.4─6。
各类建筑消防水箱所需的储水量表5.4─6
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━┓
┃ 建筑类别 │ 建筑物名称 │水箱有效容积（ｍ３）┃
┣━━━━━━┿━━━━━━━━━━━━┿━━━━━━━━━━┫
┃ │ 除住宅外的其他公共建筑│ １８┃
┃ 一类 ├────────────┼──────────┨
┃ │ 住宅 │ １２┃
┠──────┼────────────┼──────────┨
┃ │ 除住宅外的其他公共建筑│ １２┃
┃ 二类 ├────────────┼──────────┨
┃ │ 住宅 │ ６┃
┗━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━┛
消防水箱合理的有效容积,历来是规范制订中工程设计人员最为关注的问题之
一,而且一直存在着两种不同的观点。笔者认为消防水箱容积的合理确定,应根据
其设置的目的、作用及系统条件等因素综合考虑。
消防水箱设置的目的和作用,应是解决临时高压制消防给水系统消防泵启动前
向系统提供初期消防所需的水量和水压。系统条件主要是消防泵的电源条件和控制
方式,包括一路电源、两路电源、手动远控或自动控制等。一般可以认为两路电源
比一路电源的安全度高,自动控制比消火栓手动按钮远控能更快的启动消防泵。
初期灭火的概念应指失火后消防队到达现场前,建筑物内人员利用小口径消火
栓、灭火器、自动消防设施和室内消火栓进行的扑救工作。这段时间一般为5～10
分钟。初期火灾的室内消火栓水枪使用数一般为二只,消防水量10L/S,自动喷水
灭火系统动作的喷头数为5个,消防水量5L/S。更多的水枪投入灭火,应认为是
在消防队到达现场后的正规灭火阶段,此时消防主泵已经投入工作。自动喷水灭火
系统必须设置水流指示器和控制阀,当有1～5个喷头动作时,消防泵或自动启动或
控制室已得到信号并确认火灾启动消防泵,10分钟应该说是足够充分的。
对于室内消防水量为30L/S的建筑物,在初期灭火时要同时使用六只消火栓和
水枪并由非专业人员操作,是很难具有普遍意义的。高层建筑消防的基本原则是立
足自救,加强高层建筑消防的自救能力应以提高和完善自动喷水灭火系统为主,而
不应是加大消防水箱的容积。
因此笔者认为,为初期灭火设置的高水箱容量,可不分建筑类别,均采用10分
钟消防水量,即消火栓系统6立方米,自动喷水灭火系统3立方米。当然,这只是
作为一种讨论意见,设计中应以当时正式批准的规范为准。
2消防水箱的设置高度
消防水箱的设置高度应满足本区最不利点消火栓所需的水压,经计算确定。消
防水箱的设置高度可按公式(5.4─7)计算
Z=H1+h(5.4─6)
式中Z─消防水箱底与最不利点消火栓的垂直高差(ｍ)
H1─最不利点消火栓栓口所需压力(ｍ)
h─水箱至栓口之间管道的水头损失(ｍ)
从表5.4─2可以看出为保证最高区最不利点的消火栓有5L/S的流量,充实水柱
不小于10米,就需要将水箱架高比最高的消火栓高出18米以上,这在工程实际中很
难实现,几乎是不可能的。因此《高规》规定:一类住宅建筑和二类其他建筑的高
位消防水箱设置高度应保证顶层消火栓处静水压力不低于7米水柱,如不能保证时,
应设增压设施。这7米的高度是根据一般情况顶层消火栓距屋面为2米,电梯机房
的层高3～3.5米,水箱底距电梯机房屋面1.5～2.0米,共7.米反算出来的,也就是
说对顶层消火栓,以一般高层建筑的构造可能达到7米的静水压力值,并非消火栓
所需要的压力值。尽管这个高度可以满足规范的要求,但从前边的计算和表5.4─4
可知顶部将有4～6层没有满足灭火的要求。因此,对于重要的建筑物,水箱高度不
能满足顶部消火栓压力要求时,应设增压设施。
计算管网水头损失时,按室内消防水量达到设计用水量时进行计算。最不利点
消防立管的使用水枪数可按表5.4─7分配。
消防给水立管流量分配表5.4─7
┏━━━━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┓
┃室内消防计算流量Ｌ／Ｓ │ １０│ ２０│ ３０│ ４０┃
┣━━━━━━━━━━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┿━━━━┫
┃最不利消防立管出水枪数(支)│ ２│ ２│ ３│ ３┃
┠─────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃相邻消防立管出水枪数(支) │ │ ２│ ３│ ３┃
┠─────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃次相邻消防立管出水枪数(支)│ │ │ │ ２┃
┗━━━━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┛
七消防水泵接合器
消防水泵接合器是室内消防给水系统从室外获得消防援助的重要设施。消防水
泵接合器的设置数量按室内消防用水量计算确定,每个消防水泵接合器的流量应按
10～15L/S计算。在建筑高度50～80米范围内的分区,应分别设置水泵接合器。例
如室内消火栓用水量为30L/S,自动喷水灭火系统为30L/S时,各系统的各分区,
各设消防水泵接合器2～3个。
八消防水泵及消防泵房
1对消防泵房土建的要求
独立设置的消防泵房,其耐火等级应不低于二级。在高层建筑内设置消防泵房
时,应采用耐火极限不低于2小时的隔墙和1.5小时的楼板与其他部位隔开,并应
设甲级防火门。
消防水泵房设在首层时,其出口宜直通室外。设在地下室或其他楼层时,其出
口宜直通安全出口。
消防泵房与控制室应有直接的通讯设备。
2消防水泵的设置
高层建筑消防给水系统应设备用泵,备用泵的工作能力不应小于其中最大一台
工作泵。
消防泵应为自灌式吸水。一组消防泵的吸水管不应少于两条,每条吸水管的通
水能力均按100％计算。出水管也应有不少于两条与环状管网连接。出水管上应装
设压力表、放水阀和回水管。
3消防泵的选型
消防泵的工作能力应在满足消防用水量的前提下保证最不利点的水压要求。可
按公式(5.4─8)计算。
H=H1+Z+h(5.4─8)
式中H─消防水泵扬程(m)
Z─消防水池水面至最不利点消火栓的高度(m
H1─最不利点消火栓口处所需水压(m)
h─由水泵到最不利点消火栓管路的水头损失(m)
H1、Z、h的计算方法及消防立管流量分配,均与水箱设置高度的计算方法
相同。
一般宜按消防用水量的120％～130％选定水泵的出水量,此时水泵扬程不低于
消防所需水压的80％。
高压制消防给水系统宜设置稳压泵。
4消防泵的控制方案
1)临时高压制系统消防泵有以下控制方式:
每个消火栓处设置直接启动消防泵的远控按钮;
就地启停消防泵的控制按钮;
各分区消防水箱的出水管上宜设置水流指示器,自动开启消防泵;
消防控制室内设控制消防泵的按钮。
2)高压制系统消防泵应有以下控制方式:
高压制消防给水系统,因经常保持最不利点的水压要求,当系统投入消防灭火
时,能迅速发挥扑灭火灾的能力。
高压制消防给水系统宜设置稳压泵,稳压泵与消防泵应联锁控制。稳压泵由系
统压力控制,低限压力时启动,高限压力时停泵,当系统压力低于稳压泵的低限压
力时,消防泵自动启动,同时稳压泵停止运行。
5防止系统在初期灭火时超压的措施
从离心泵的特性曲线知道,当水泵出水量较小时,水泵的出水压力将提高。因
此在初期灭火时,使用的水枪数量少,给水系统要承受很高的压力,造成灭火人员
持枪困难或龙带爆裂等情况。例如,消防泵为150TSW×3其出水量40升/秒,扬
程为80米,栓口压力为23米水柱。当初期灭火使用二只水枪时,出水量为10升/秒,
这时水泵的扬程为96米,栓口压力为40米水柱。
为了防止系统在初期灭火时超压,可采取以下一些措施:
消防泵采用多台并联;
采用变频调速水泵;
采用气压供水装置;
消防泵设置回流管和安全阀。
5.5自动喷水灭火系统
一系统设置
自动喷水灭火装置具有安全可靠、实用、灭火成功率高等优点,是当今世界上
比较普遍使用的固定灭火系统。它已有百年以上的历史,在国内也有五十多年的历
史了。但直到七八十年代我国高层建筑迅速发展时期,自动喷水灭火系统才较普遍
的应用于高层建筑防火设计中。这一新的建筑防火技术正在普遍推行,根据我国目
前的经济条件还不能在所有的建筑物上普遍采用,只在那些重要的、火灾危险性大
的受灾后损失严重的建筑物安装自动喷水灭火装置。在《高规》中规定,下列建筑
内应设置自动喷水灭火系统。
表5.5─1
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃应设置自动喷水灭火系统的建筑物 │应设置自动喷水灭火系统的部位 ┃
┣━┯━━━━━━━━━━━━━━━━┿━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃一│高级住宅 │１舞台、观众厅、会议室、展览厅、┃
┃ │医院病房楼 │多功能厅、舞厅、餐厅、厨房、门 ┃
┃ │高级旅馆 │厅、电梯厅、商场营业厅和体育健 ┃
┃类│每层建筑面积超过１０００ｍ２的商│身房等公共活动用房； ┃
┃ │业楼、展览楼、综合楼 │２走道、办公室和旅馆客房； ┃
┃ │每层建筑面积超过８００ｍ２的电信│３汽车停车库和可燃物品库房； ┃
┃ │楼、财贸金融楼 │４自动扶梯底部和垃圾道顶部。 ┃
┃建│中央级、省级广播电视楼 │ ┃
┃ │省级的邮政楼和防灾指挥调度楼 │ ┃
┃ │大区级和省级的电力调度楼 │ ┃
┃ │每层建筑面积超过１２００ｍ２的商│ ┃
┃筑│住楼 │ ┃
┃ │藏书超过１００万册的藏书楼 │ ┃
┃ │重要的档案楼、科研楼、办公楼 │ ┃
┠─┴─────────────━━─┼────────────────┨
┃ 二类建筑商场 │营业厅、展览厅 ┃
┠───────────────━━─┼────────────────┨
┃ 其他二类建筑 │展览厅 ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━┛
二系统类型
自动喷水灭火系统按喷头开闭形式分为闭式系统和开式系统。闭式系统包括湿
式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统和预作用喷水灭火系统;开式系统包括雨淋喷
水灭火系统和水幕系统。
1湿式喷水灭火系统
湿式系统由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、水力警铃、电气报警装置和供
水设备等组成。湿式系统内始终充满压力水,当火灾发生时,火焰或高温气流使喷
头的感温元件动作,喷头自动打开喷水灭火。水流通过报警阀推动水力警铃,发出
声响报警信号,并通过压力开关和水流指示器将信号送至区域报警控制箱或消防控
制室,显示发生火灾的区域或地点,也可以启动消防泵。湿式系统如图5.5─1。
湿式喷水灭火系统具有自动探测,报警和喷水灭火的功能。不会因发现火情或
报警不及时而延误扑救,因而能在火灾初起就得到控制或扑灭。
闭式喷头接受高温而动作,一般火焰中心处的温度最高,因此在火焰中心处的
喷头最先喷水,而外围地区的温度未上升到一定高度时,喷头不会打开喷水。因而
灭火用水量少,又得到最有效的利用。
湿式喷水灭火系统工作时不受烟雾遮掩的影响,所以比人力灭火的效率高。
湿式喷水灭火系统是使用最广泛的喷水灭火系统。
1闭式喷头
2火灾探测器
3水流指示器
4水力警铃
5压力开关
6延迟器
7过滤器
8截止阀
9压力表
10湿式报警阀
11闸阀
12放水阀
13火灾报警控制箱
14排水漏斗
图5.5─1湿式喷水灭火系统
2干式喷水灭火系统
干式喷水灭火系统由闭式喷头、管道系统、干式报警控制阀、水力警铃、自动
充气装置、电气报警装置和供水设备等组成。
干式喷水灭火系统在控制阀前的管道内充满压力水,控制阀后至喷头在平时没
有水,而是充满了气体。火灾发生时,喷头在高温下开启,首先喷出的是压缩空气
同时干式阀出口侧压力下降,干式阀自动打开,在此之后压力水进入管网喷水和推
动水力警铃等,均与湿式系统的工作相同。
干式喷水灭火系统的控制阀后在平时没有水,因此它可以按装在寒冷地区或经
常处于高温的场所。如图5.5─2。
把干式和湿式两个系统结合起来,就是干湿两用系统。干湿两用系统采用专用
的干湿式报警控制阀,在室内温度低于4℃或高于70℃时,管道中充气体呈干式系
统;当室内温度在4℃至70℃之间时,管网内充水呈湿式系统。
1闭式喷头
2火灾探测器
3水流指示器
4水力警铃
5压力开关
6过滤器
7截止阀
8压力表
9干式报警阀
10闸阀
11空压机
12止回阀
13安全阀
14火灾报警控制箱
图 5.5─2 干式喷水灭火系统
干式灭火系统不受高低气温的影响, 但与湿式系统比较需增加一套充气设备 ,
增加投资, 平时管理也比较复杂, 喷水灭火速度比湿式系统反应要慢一些。因此在
国内工程上很少采用。
3 预作用喷水灭火系统
预作用喷水灭火系统由火灾探测系统和由火灾探测系统控制的带有预作用阀的
闭式喷水灭火系统组成。系统在预作用阀后的管道内, 平时充以低压的空气或氮气,
发生火灾时, 由火灾探测系统自动控制打开预作用阀, 压力水迅速充满管道, 喷
头受热后开启喷水灭火。
预作用喷水灭火系统适用于不允许有误喷而造成水渍损失的建筑物, 如高级旅
馆、重要的办公楼、大型商厦等。
设计预作用灭火系统时应注意以下各点
1) 发生火灾时, 报警系统必须先于喷头动作;
2) 当火灾探测系统发生故障时, 应有保证自动喷水灭火系统仍能正常工作的
措施;
3) 系统应有手动操作设施;
4) 在同一保护区内应设置相应的火灾探测装置;
5) 在预作用阀后的管道内充有压力气体时, 宜先注入少量清水封闭阀口, 然
后充入压缩空气或氮气, 充气压力不宜大于0.03Ｍｐａ。
1 闸阀
2 预作用阀
3 电磁阀
4 截止阀
5 压力表
6 过滤器
7 水力警铃
8 压力开关
9 空气压缩机
10 止回阀
11 火灾报警控制箱
12 水流指示器
13 火灾探测器
14 闭式喷头
图 5.5─3 预作用喷水灭火系统
4 雨淋喷水灭火系统
雨淋喷水灭火系统是一种开式自动喷水灭火系统。雨淋系统由开式喷头、雨淋
阀、火灾探测系统、供水管道系统和辅助设施等组成。火灾发生时, 雨淋阀开启 ,
所有喷头同时喷水灭火。可以迅速的扑灭较大面积的火灾。
雨淋喷水灭火系统一般设置在严重危险级的建筑物或部位, 如剧院、会堂的舞
台葡萄架下部, 演播室、摄影棚和易燃品仓库等。
雨淋喷水灭火系统可以采用自动或手动开启雨淋阀的装置, 采用自动开启雨淋
阀的装置时, 应同时设置手动开启雨淋阀的装置。开启雨淋阀的自动装置有以下几
种:
(1) 带易熔锁封的钢索绳装置;
(2) 带闭式喷头的充水传动管系统, 此时闭式喷头作为温感探测器使用, 火灾
时闭式喷头开启, 传动管内水压降低, 雨淋阀自动打开;
(3) 火灾探测器的电动控制系统, 信号开启雨淋阀的泄水电磁阀, 使雨淋阀自
动打开。
图 5.5─4 雨淋喷水灭火系统
5 水幕系统
水幕系统是由雨淋阀、水幕喷头、供水管道系统等组成的阻火和隔火的自动喷
水系统。它的主要作用不是灭火, 而是阻止和隔断火源, 防止火灾扩散和蔓延。
水幕系统与前面几种系统不同的是, 它的防护范围不是平面面积而是带状隔断
保护。水幕系统的组成和控制方式与雨淋系统相似, 但它采用的不是普通开式喷头
而是专用的开式水幕喷头。
图 5.5─5 水幕系统
三 自动喷水灭火系统的组件
1 喷头
自动喷水灭火系统的喷头有闭式和开式两种, 每种喷头又有不同的形式。
闭式喷头┌───易熔元件喷头
┌────┤
喷头│ └───玻璃球喷头
────┤
│开式喷头┌───普通开式喷头
└────┤
└───水幕喷头
闭式喷头在自动喷水灭火系统中起着探测火警、启动系统和喷水灭火三项重要
作用。按其闭锁材料可分为易熔元件喷头和玻璃球喷头, 前者是以一种低熔点复合
有色金属热敏元件作为闭锁装置的喷头, 不同的金属成分配比, 可得到不同的熔点
温度即动作温度。目前我国对易熔元件喷头的生产、使用数量都比较少, 但在国际
市场上却占主导地位。后者是以一种充有膨胀系数较高的有机液体的玻璃球作为释
放元件的喷头。
这两种喷头都具有工作性能稳定、抗腐蚀性较强、体积小、制造方便等优点。
它们主要用于自动喷水灭火设备的湿式系统、干式系统和预作用系统, 也可以用于
其它火灾探测系统作为火警探测器启动元件使用。
闭式喷头是在受热的条件下自动开启的, 能够使喷头开启的温度叫喷头的动作
温度。喷头的动作温度有三种不同的名称:
(1) 公称动作温度─即标准额定温度, 如57℃, 68℃, 79℃... 等, 在喷头上
有标记, 见表 5.5─2。
(2) 静态动作温度─它是在实验室里通过水浴或油浴试验得出的动作温度。
(3) 实际动作温度─火灾时的实际上是在过热条件下动作的温度, 它大大的超
过静态动作温度。
在静态动作温度的试验中, 当周围只是在这样的环境温度时, 需要40分钟喷头
才能动作。但在火灾时, 当普通喷头动作喷水时, 周围环境温度已超过200 ℃。
在选择喷头的额定温度时, 一般比环境最高温度高30℃左右。
喷头的公称动作温度表5.5─2
┏━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓
┃ 玻璃球喷头 │ 易熔元件喷头 │ ┃
┠──────┬─────┼─────━─┬────┤ 适合安装地点┃
┃公称动作温度│工作液色标│公称动作温度 │轭臂色标│ ┃
┣━━━━━━┿━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━┿━━━━━━━━┫
┃ ５７℃│ 橙│５７～７７℃ │ 本色│ 设有空调的房间┃
┃ ６８│ 红│ │ │一般的房间和厅室┃
┃ ７９│ 黄│ │ │ ┃
┃ ９３ │ 绿│８０～１０７ │ 白│ 厨房┃
┃ １４１│ 兰│１２１～１４９│ 兰│ ┃
┃ １８２│ 紫红│ │ │ ┃
┃ ２２７│ 黑│２０４～２４６│ 绿│ ┃
┃ ２６０│ 黑│２６０～３０２│ 橙│ ┃
┗━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━┛
闭式喷头按溅水盘形式和安装部位又可分为普通型、直立型、下垂型、边墙型
和吊顶型(装饰型)等几种。
下垂型─是使用最广泛的一种喷头, 主要用于不需要装饰的场所, 如车间、仓
库、厨房等地, 一般向下安装, 大约 80％～100％的水量向下喷洒。
直立型─直立安装, 水量的60％～80％向下喷洒，还有部分水量喷向顶棚，适
用于安装在移动物较多，容易发生撞击或空间飞扬物较多的场所。也可以安装在吊
顶夹层内，保护易燃物较多的顶棚。
普通型─又叫通用型, 喷头可向上或向下安装,40％～60％ 的水量向下喷洒 ,
有部分水量喷向顶棚。
边墙型─喷头靠墙下垂或直立安装, 溅水盘使洒水呈半抛物线状, 喷头一侧水
量约70％～80％, 另一侧为20％～30％, 以单面水流形式喷向保护区。常用于办公
室、门厅、休息室和走廊等处。此类型喷头不适于安装在严重危险级的场所。
装饰型─其外形尺寸和技术要求与普通喷头相同，但配有可调节的装饰盘，安
装在吊顶下，外形美观，适用于对装饰性要求较高的民用建筑，如旅馆、饭店、多
功能厅、营业厅、展厅、舞厅等场所。
开式喷头有普通型和水幕喷头两种, 普通型喷头又有下垂型、直立型和边墙型
等, 用于雨淋系统，水幕喷头用于水幕系统。
此外, 还有一些特种新型喷头, 如自动启闭喷头、快速反应洒水喷头、大水滴
洒水喷头、大复盖面洒水喷头等。
自动启闭喷头: 不仅能在起火后按预定温度动作喷水, 有较好的灭火效果, 又
节省用水, 而且能在灭火后自动关闭复原,重复使用。
快速喷头: 在同样条件下喷头的感温元件吸收热量快喷头启动的时间短。
大水滴喷头: 水滴大灭火、控火效果好, 是很有发展前途的喷头, 国内外正在
研究。
大复盖面喷头: 比普通喷头复盖面积大, 一个喷头的保护面积可达31─36平方
米。
2 水流指示器
水流指示器是专用于湿式自动喷水灭火系统的设备, 与电控系统配套使用, 对
火灾分区水流情况(喷头动作)进行监控。设备由本体、桨板、 底座和电路组成,
安装在湿式系统水平支管上。
水流指示器的桨板垂直插入供水管内, 当管内水流达到一定流量( 最小动作流
量) 时, 水流推动桨片, 接通电路, 从而达到水─电转换的作用。以操纵接通电警
铃或其它声、光报警器, 也可以直接启动消防泵或控制某些特殊触点的开闭。
水流指示器既可以对水流的流动进行监控, 也可以对不允许断流的水流进行监
控, 当用于前者时, 使用水流指示器接线端子的"常开"端, 用于后者时, 使用 "常
闭"端。
水流指示器的最小动作流量因各制造厂家产品稍有不同, 一般为40～60 升/分。
3 报警阀
在自动喷水灭火系统中一般都将报警阀和主控制阀安装在一起, 因此也称报警
控制阀。主控制阀就是普通闸阀, 一般安装在报警阀前, 而不同的喷水灭火系统则
有不同的报警阀。
(1) 湿式报警阀─主要用于湿式灭火系统, 其作用是: 控制系统与水源的接通
或切断; 启动水力警铃; 防止水倒流回水源。
(2) 干式报警阀─用于干式灭火系统。由于系统在喷水前阀后的管道系统内是
充满的氮气或压缩空气, 阀前是压力水, 因此要求阀的严密性较高, 一般都设计成
差动式。此种阀门目前在我国尚处于试生产阶段。
(3) 干湿式两用报警阀─目前我国尚无这种阀的生产, 一般是将干式阀和湿式
阀组合在一起代替两用阀使用。
(4) 雨淋阀─可用于雨淋系统、预作用喷水灭火系统、水幕系统和水喷雾灭火
系统。与前面三种阀不同的是, 雨淋阀是在喷头动作之前, 靠自动或手动启动的。
雨淋阀一般是手动复位。
4 延迟器
是一个罐式容器, 安装在报警阀和水力警铃之间的信号管上。它的作用是避免
水源压力瞬间变化可能引起的误报警。当有水流经报警阀的环形槽进入延迟器, 水
压为5～30 米水柱时, 约30秒左右充满延迟器, 继续充水则水流充入压力开关和水
力警铃, 从而发出报警信号。
5 压力开关
压力开关在自动灭火系统中通常是安装在延迟器之后, 作为水力警铃以外的一
种电器报警装置。当水进入压力开关后, 在水压力作用下使一电器常开触点闭合 ,
接通电路, 实现水─电转换。
5.6 闭式自动喷水灭火系统
一 闭式系统自动喷水灭火程序
┌─────┐
│ 火灾发生│
└──┬──┘
┌───┴───┐ ┌────────┐
┌─┤ 喷头动作喷水│ ┌──┤ 末端试验装置│
│ └───┬───┘ │ └────────┘
│ ├─────┘
│ ┌───┴───┐ ┌────────┐
│┌┤水流指示器动作├────┤ 服务台值班室│
││└───┬───┘ └────────┘
││┌───┴───┐
│││报警阀动作 │
││└───┬───┘ ┌────────┐
││ ├────────┤ 水力警铃报警│
││┌───┴───┐ └────────┘
│││压力开关动作 │
││└───┬───┘
││┌───┴───┐ ┌────────┐
│└┤消防控制室 ├────┤ 报警并传送指令│
│ └───┬───┘ └────────┘
│ ┌───┴───┐
└─┤启动消防泵 │
└───────┘
图 5.6─1 闭式系统自动喷水灭火程序
二 湿式系统设计数据的基本规定
1 建筑物火灾危险等级
建筑物、构筑物的火灾危险等级, 根据可燃物数量、单位时间内放出的热量、
火灾蔓延的速度以及扑救难易程度等因素分为以下三级。
(1) 严重危险级建筑物: 火灾危险性大、可燃物多、发热量大、燃烧猛烈和蔓
延迅速的建筑物和构筑物。
(2) 中危险级建筑物: 指火灾危险性较大、可燃物较多、发热量中等、火灾初
期不会引起迅速燃烧的建筑物和构筑物。
(3) 轻危险级建筑物: 火灾危险性较小、可燃物少、发热量较少的建筑物和构
筑物。
按火灾危险性分等级的建筑物举例见表 5.6─1。
建筑物火灾危险等级举例表5.6─1
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 危险等级│ 建筑物举例 ┃
┣━━━━━━┿━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 严重危险级│ 可燃物品的高架仓库、地下库房 ┃
┃ │ 演播室、电影摄影棚 ┃
┃ │ 剧院、会堂、礼堂的舞台葡萄架下部 ┃
┠──────┼──────────────────────────┨
┃ 中危险级│ 双排停车的地下停车库、多层停车库和底层停车库 ┃
┃ │ 一类高层民用建筑的观众厅、营业厅、展厅、多功能 ┃
┃ │ 厅、餐厅、厨房以及办公室、走道、每层无服务台的 ┃
┃ │ 客房和可燃物品库房 ┃
┃ │ 录音室和电视塔的塔楼餐厅、了望层、公共用房、无 ┃
┃ │ 窗厂房、地下建筑 ┃
┃ │ 国家级文物保护单位的重点木结构建筑 ┃
┃ │ 设有空调系统的旅馆和综合办公楼的走道、办公室、 ┃
┃ │ 餐厅、商店、库房和无服务台的客房 ┃
┃ │ 省级邮政楼的信函和包裹分检房、邮袋库 ┃
┃ │ 综合商场、百货商场 ┃
┠──────┼──────────────────────────┨
┃ 轻危险级 │ 单排停车的地下停车库、多层停车库和底层停车库 ┃
┃ │ 剧院、礼堂、会堂(舞台部分除外)和电影院 ┃
┃ │ 医院、疗养院 ┃
┃ │ 体育馆、博物馆 ┃
┃ │ 旅馆、办公楼、教学楼 ┃
┗━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
2 系统设计的基本数据
系统设计的基本数据包括设计喷水强度、设计作用面积和喷头最低工作压力。
湿式系统设计基本数据应不小于表 5.6─2 的规定。
自动喷水灭火系统设计的基本数据表5.6─2
┏━━━━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━┓
┃ 项目 │设计喷水强度│设计作用面积│喷头工作压力┃
┃ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ ┃
┃ 等级 │升/分.平方米│ 平方米 │ 米水柱 ┃
┠─────┬─────┼──────┼──────┼──────┨
┃ │储存建筑物│ １５│ ３００│ １０┃
┃严重危险级├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃ │生产建筑物│ １０│ ３００│ １０┃
┠─────┴─────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 中危险级│ ６│ ２００│ １０┃
┠───────────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 轻危险级│ ３│ １８０│ １０┃
┗━━━━━━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━┛
注：最不利点处喷头的最低工作压力不应小于 5米水柱
(1) 喷水强度: 即喷头在单位作用面积上的流量。对于中、轻危险级建筑的喷
水灭火系统, 应保证在作用面积上的平均喷水强度不小于表5.6─2的规定, 并且其
中任意相邻四个喷头的平均喷水强度不应小于也不应大于表5.6─2规定的20％, 对
于严重危险级建筑, 应保证作用面积内任意四个相邻的喷头的平均喷水强度不小于
表5.6─2的规定。
(2) 作用面积: 是指一次火灾喷水的最大保护面积。即最大喷水流量是发生在
作用面积内的喷头全部打开时。
设计作用面积宜按矩形或正方形计算, 矩形的长边应与支管平行, 长度等于作
用面积平方根的1.2 倍。
(3) 喷头的工作压力: 喷头的喷水量随喷头处的工作压力而定, 且喷头处的压
力不应小于10米水柱, 对于中、轻危险级建筑最不利点喷头处的压力可按 5米水柱
计算。
三 湿式系统水力计算
1 计算方法的讨论
自动喷水灭火系统计算方法基本有两种, 即沿途计算法和面积计算法。
沿途计算法是从最不利点的喷头开始, 按水流反方向沿程计算各喷头的流量、
水压和各管段的通过流量、阻力损失, 一直计算到设计流量为止, 此后管段的计算
流量不再增加, 只计算阻力损失。
这是一种比较早的计算方法, 但它并不符合火情的一般规律。从火情的一般规
律看, 火灾应成片燃烧而很少可能沿直线发展。所以其计算结果比较偏于保守。现
在已基本上没有人再采用这种计算方法了。
面积计算法就是从火情是成片发展的这一客观情况出发, 即以假设火情为一矩
形或正方形面积为基本前提。因此, 这种计算方法首先应是确定作用面积的最不利
位置, 并取该面积为一正方形或矩形, 使矩形的长边平行于配水支管。只计算该面
积内的喷头流量、压力和管段的流量、阻力损失, 作用面积以外的管道, 流量不再
增加, 只计算阻力损失, 这种计算方法比较符合火灾的实际情况。
以上两种计算方法, 都是按照"特性系数法"计算喷头和管道流量的, 因为各喷
头的压力、流量都不相同, 计算起来比较麻烦, 所以有人提出了简化计算法。简化
计算法又叫作 "平均喷水强度法" , 是在上述面积计算法的基础上简化为作用面积
内喷头的压力和水量均与最不利点的喷头相同。这样, 管道的计算就与生活给水管
道计算一样了, 只是作用面积内喷头的同时使用率为 100％。
这种计算方法虽然简便, 但是并不符合系统水流的实际情况。因为自动喷水灭
火系统与生活给水系统的使用情况不同, 虽然同样的给水设备(如龙头、喷头) 在
压力不同时, 流量也不同，但生活给水系统的用水点一般可以控制出流量, 它的流
量是在使用需要的范围内变化的, 自动喷水灭系统各喷头的出水量是不能控制的 ,
它只能决定于各点的压力。只有当配水支管管径相对很大, 喷头之间的阻力损失相
对很小而可以忽略时, 才可以认为各喷头的流量相等。因此, 在采用平均喷水强度
法计算时应适当放大管径, 并且在管道布置时特别是在管网起始端的管道布置应尽
可能的简单化。
平均喷水强度法可以用于轻危险级和中危险级系统的计算, 因为在火灾初期起
火的可燃物较少, 在少量喷头开放时, 每个喷头的实际水压和水量都会超过单个喷
头的设计值, 即使火灾扩大, 对上述系统只要确保在作用面积内的平均喷水强度 ,
也能保证灭火。既保证灭火安全又可以简化计算过程。
对于严重危险级系统, 为确保安全和作用面积内任意相邻四个喷头保护面积内
的平均喷水强度不小于规定的要求, 应采用特性系数法进行计算。
2 流量
喷头流量: 取决于喷头本身的特性和水压, 喷头流量按下式计算:
─
ｑ＝√bH (5.6─1)
式中 ｑ─喷头的出水量 ( L/ S)；
H─喷头处的水压 (米水柱)；
b─喷头的特性流量系数。
11.0毫米喷头，b=0.176
12.7毫米喷头，b=0.184
用同样的方法和公式形式可以求得管段的流量 Q和流量系数B。
─
Q=√BH (5.6─2)
B=Q2 ／H (5.6─3)
式中 Q ─ 管段的输出流量 (L／S)
H ─ 管段输出流量处的水压 (米水柱)
喷头的流量和水压 表 5.6─3
┏━━━━┯━━━━━━━━━┳━━━━┯━━━━━━━━━┓
┃喷头处的│ 喷头流量Ｌ／ｓ┃喷头处的│ 喷头流量Ｌ／ｓ┃
┃ 水压├────┬────┨ 水压├────┬────┨
┃米．水柱│b＝0.176│b＝0.184┃米．水柱│b＝0.176│b＝0.184┃
┣━━━━┿━━━━┿━━━━╋━━━━┿━━━━┿━━━━┫
┃ ５│ 0.94│ 0.96┃ 13│ 1.52│ 1.55┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ ６│ 1.03│ 1.05┃ 14│ 1.57│ 1.60┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ ７│ 1.11│ 1.13┃ 15│ 1.63│ 1.66┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ ８│ 1.19│ 1.22┃ 16│ 1.68│ 1.72┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ ９│ 1.26│ 1.30┃ 17│ 1.73│ 1.77┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ １０│ 1.33│ 1.36┃ 18│ 1.78│ 1.82┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ １１│ 1.40│ 1.42┃ 19│ 1.83│ 1.87┃
┠────┼────┼────╂────┼────┼────┨
┃ １２│ 1.46│ 1.48┃ 20│ 1.88│ 1.92┃
┗━━━━┷━━━━┷━━━━┻━━━━┷━━━━┷━━━━┛
用特性系数法计算喷头的流量具有普遍意义, 而且方便。因为当喷头的规格一
经选定后, 特性系数就是一个常数, 只要能够确定喷头处的水压, 就可以确定该喷
头的喷出水量。但将特性系数引入管道计算时, 是利用已知支管或管系的流量和出
流点处的水压, 用公式(5.6─3)求得支管或管系的特性流量系数 B, 计算另一支管
或管系的流量, 这两支管或管系必须是结构完全相同 (或极其相似，以致可以认为
是相同时),才可以使用特性流量系数这一概念。为了做到这一点, 管道布置应力求
统一和简化, 特别是计算的起点。但在实际工程中, 管网起点往往是特殊的形状且
喷头数量又少, 在这种情况下, 在确定作用面积时, 可以将这些少量的喷头划在作
用面积以外。
设计流量: 系统的设计秒流量应满足下式的要求:
Q=(1.15～1.30)qF (5.6─4)
式中 Q ─ 系统设计秒流量 (Ｌ/ｓ)
q ─ 设计喷水强度 (Ｌ/ｓ.ｍ2)
F ─ 设计作用面积 (ｍ2)
3 水压和流速
闭式自动喷水灭火系统喷头的工作压力不应小于10米水柱, 最不利点处喷头的
工作压力不应小于 5米水柱。
管道内的流速不宜超过5米/秒, 配水管流速在个别情况下不应大于10米/秒。
当管内流速超过规定值时应进行调整。为计算方便可利用表 5.6─4 中的流速系数
乘以流量来校核流速是否超过允许值。
V=KQ (5.6─5)
式中 V─管内流速 (ｍ/ｓ)
K─流速系数 (ｍ/Ｌ)，见表5.6─4。
Q─流量 (Ｌ/ｓ)
流速系数K值 表表5.6─4
┏━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 管道直径(ｍｍ) │ 流速系数(ｋ) ┃
┠─────┬─────┼───────┬───────┨
┃ 钢管│ 铸铁管│ 钢管│ 铸铁管┃
┣━━━━━┿━━━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┫
┃ ２５│ │ 1．883│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ ３２│ │ 1．050│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ ４０│ │ 0．800│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ ５０│ │ 0．470│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ ７０│ │ 0．283│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ ８０│ │ 0．204│ ┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ １００│ １００│ 0．115│ 0.1273┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ │ １２５│ │ 0.0814┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ １５０│ １５０│ 0．053│ 0.0566┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ │ ２００│ │ 0.0318┃
┠─────┼─────┼───────┼───────┨
┃ │ ２５０│ │ 0.0210┃
┗━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━┛
4 管道水头损失
沿程水头损失按下式计算
h=ALQ2 (5.6─6)
式中 h─管道沿程损失 (米水柱)
A─管道比阻值见表5.6─5
L─计算管段长度 (ｍ)
Q─计算管段流量 (Ｌ/ｓ)
表5.6─5
┏━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 管径│管道比阻值│ 管径│ 管道比阻值 ┃
┃ │ │ │ Ａ ┃
┃ ｍｍ│ Ａ │ ｍｍ├───────┬───────┨
┃ │ │ │ 钢管 │ 铸铁管 ┃
┣━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━━━━━┿━━━━━━━┫
┃ ２０│ 1．643│ ８０│ 0．001168│ ┃
┠───┼─────┼───┼───────┼───────┨
┃ ２５│ 0.4367│１００│ 0．0002674│ 0．0003653┃
┠───┼─────┼───┼───────┼───────┨
┃ ３２│ 0．09386│１２５│ 0．00008623│ 0．0001108┃
┠───┼─────┼───┼───────┼───────┨
┃ ４０│ 0．04453│１５０│ 0．00003395│ 0．00004185┃
┠───┼─────┼───┼───────┼───────┨
┃ ５０│ 0．01108│２００│ 0．000009273│ 0．000009029┃
┠───┼─────┼───┼───────┼───────┨
┃ ７０│ 0.002893│２５０│ 0．000002583│ 0．000002752┃
┗━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━┛
表5.6─6
┏━━━━━┯━━━┯━━━━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━━━━┓
┃报警阀种类│阀 门│ 计算公式 │报警阀种类│阀 门│ 计算公式 ┃
┣━━━━━┿━━━┿━━━━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━━━━┫
┃ │１００│ｈ=0.00302Q2│ │１００│ ┃
┃湿式报警阀├───┼──────┤干式报警阀├───┼──────┨
┃ │１５０│h=0.000869Q2│ │１５０│ h=0.0016Q2┃
┠─────┼───┼──────┼─────┼───┼──────┨
┃ 干湿两用│１００│ｈ=0.00726Q2│ │１００│ｈ=0.00634Q2┃
┃ ├───┼──────┤成组控制阀├───┼──────┨
┃ 报警阀│１５０│ｈ=0.00208Q2│ │１５０│ h=0.0014Q2┃
┗━━━━━┷━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━━┛
局部水头损失可按沿程水头损失的 20％取用。
各种报警阀的水头损失见表5.6─6。
在管道计算时可按表5.6─7根据喷头数估算管道的直径。
管径估算表表5.6─7
┏━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 管径 │ 允许安装喷头数(个) ┃
┃ ＤＮ ├─────┬─────┬─────┨
┃ (ｍｍ)│ 轻危险级│ 中危险级│严重危险级┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ２５│ ２│ １│ １┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ３２│ ３│ ３│ ３┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ４０│ ５│ ４│ ４┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ５０│ １０│ １０│ ８┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ７０│ １８│ １６│ １２┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ ８０│ ４８│ ３２│ ２０┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ １００│ 按计算│ ６０│ ４０┃
┠─────┼─────┼─────┼─────┨
┃ １５０│ 按计算│ 按计算│ ＞４０┃
┗━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┛
5 计算步骤和例题
(1) 绘制平面布置图和管道透视图;
(2) 根据建筑物危险等级决定的作用面积, 选定最不利计算区;
(3) 从最不利点开始编写节点号;
(4) 按 "特性系数法" 自最不利点喷头处开始计算各节点及管段的流量、水头
损失, 至作用面积内所有喷头并使计算流量满足表5.6─2, 以后的管段计算流量不
再增加;
(5) 校核各管段的流速, 超过允许值时予以调整;
6) 计算管系所需流量和水头, 对供水设备进行计算。
【例题】
某建筑的多功能厅平面尺寸为21ｍ×14ｍ属中危险级, 喷水强度为6Ｌ/ｍｉｎ
·ｍ2, 作用面积 200ｍ2。
【解】
(1) 绘制平面布置图和管道透视图, 如图5.6─2和图5.6─3。每个喷头的保护
面积为12.5平方米, 厅内共布置喷头
14×21/12.5=23.52≈24 个
(2) 选定最不利计算区, 如图中虚线内部分
1.63.63.63.61.50.1
├┼──┼──┼──┼─┼┤
┌─ ─ ─ ─ ──┐─┬1.5
ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┓─┼
│ ┃ │ │
ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┫ │
│ ┃ │ │
ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┫ │ 18
│ ┃ │ │
ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┫ │
├─────── ┃ ┤ │
│ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┫│ │
│ ┃│ │
│ｏ━━ｏ━━ｏ━━ｏ━┫│─┼1.5
└───────────╂┘─┼1.3
┃ ─┴
图5.6─2图5.6─3
(3) 节点编号如图, 计算如下, 计算结果见表5.6─8。
─ ────
q1=√BH1 =√0.176×10 =1.33 (L/s)
q1-2=q1=1.33 (L/s), 选管径 DN25,水头损失为
h1-2=ALQ21-2=0.4367×3.6×1.77=2.78 (m)
节点2处水压为
H2=H1+h1-2=10+2.78=12.78 (m)
节点头2流量
─ ──────
q2=√bH2=√0.176×12.78=1.50 (L/s)
依次可算出 q3,q4...H3,H4...
选择a─b,b─7,c─8与4─5的管径相同, 所以
Ba─b=Bb─7=Bc─8=B4─5=Q24─5/H5=39.56/21.94=1.80
根据B4─5及H6,H7,H8,由Q=√BH 可得出Qa─b,Qb─7,Qc─8等。
计算至节点数9得 Q8─9=26.22 (L/s), 节点9以后计算流量不再增加, 得
H10=53.43 (m) (其中9点高程为21.74 m)
局部阻力水头损失按沿程水头损失的20％计算为21.48×0.2=4.3 (m)
报警阀水头损失
h2=0.00634×(26.22)2=4.36 (m)
系统总水头损失为
∑h=53.43-(21.74+0.21+10)+4.3+4.36=30.14 (m)
自动喷洒灭火系统水力计算表 表5.6─8
四 喷头的布置
1 喷头的平面布置形式可采用正方形、矩形和菱形。
2 喷头之间的水平距离是根据每个标准喷头的保护面积和平均喷水强度确定
的。当采用正方形布置时, 喷头间的最大间距为:
── ─────
S=√60Q/q=√60×1.33/q (5.6─7)
式中 Q─喷头出水量 (Ｌ/ｓ);
q─设计喷水强度 (Ｌ/ｍｉｎ.ｍ2);
S─喷头的水平间距 (ｍ)。
1.33─喷头在工作压力为10ｍＨ2Ｏ时的出水量(Ｌ/ｓ)。
图 5.6─4
按不同火灾危险等级的喷头布置,见表5.6─9。
表5.6─9
┏━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━┓
┃ 建筑物危险等级 │ │ │ 严重危险级┃
┃ │轻危险级│中危险级├────┬────┨
┃ 项目 │ │ │生产建筑│储存建筑┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃设计喷水强度(Ｌ/ｍｉｎ·ｍ2)│ ３│ ６│ １０│ １５┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃作用面积(ｍ２) │ １８０│ ２００│ ３００│ ３００┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃喷头工作压力(ｍＨ２Ｏ) │ １０│ １０│ １０│ １０┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃每只喷头最大保护面积(ｍ２) │ ２１│１２．５│ ８│ ５．４┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃喷头最大水平间距(ｍ) │ ４．６│ ３．６│ ２．８│ ２．３┃
┠──────────────┼────┼────┼────┼────┨
┃喷头与墙柱最大间距 (ｍ) │ ２．３│ １．８│ １．４│ １．１┃
┗━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┛
3 闭式喷头在有坡度的屋面板、吊顶下布置时, 喷头应垂直斜面布置, 喷头
间距按水平投影距离计算。
当屋面坡度大于1:3，并在屋脊处75ｃｍ范围内无喷头时, 应在屋脊处增设一
排喷头。
4 喷头溅水盘与吊顶、椽板、屋面板的距离, 不宜小于7.5 ｃｍ也不宜大于
15ｃｍ。当楼板屋面板为耐火极限等于大于0.50小时的非燃烧体时, 其距离不宜大
于30ｃｍ。
5 喷头布置在梁侧附近时喷头与梁边的距离应按不影响喷洒面积要求确定。
6 在门窗洞口设置喷头时, 喷头距洞口上缘不应大于15ｃｍ，距墙面不宜小
于7.5 ｃｍ并不大于15ｃｍ。
7 在仓库中设置的喷头与其下方被保护物的垂直距离, 应符合以下要求:
(1) 距难燃物品的堆垛,不应小于45ｃｍ;
(2) 距可燃物品的堆垛,不应小于90ｃｍ;
(3) 在难燃物品和可燃物品的堆垛之间应设一排喷头,且堆垛边与喷头垂直线
水平距离不应小于30ｃｍ;
8 在高架仓库中设置的喷头,应符合以下要求:
(1) 在屋面板下安装的喷头,其间距不应超过2.0ｍ;
(2) 贮存可燃物品时,货架内应分层设置喷头,分层设置喷头的垂直高度不应
大于4ｍ;
(3) 贮存难燃物品时,货架内分层设置喷头的垂直高度不应大于6ｍ;
(4) 分层板上如有孔洞、孔隙时,应在该处喷头上方设置集热板。
9 在设有自动喷水灭火系统的建筑物内,当吊顶、闷顶至楼板或屋面板的净
距大于80ｃｍ且内有可燃物或电缆时时,应在其内设置喷头。
10 在设有自动喷水灭火系统的建筑物内,在自动扶梯、旋转楼梯等穿过楼板
的部位应设置喷头或水幕分隔。
11 在设有自动喷水灭火系统的建筑物内的下列部位应设置喷头:
(1) 宽度大于80ｃｍ的挑廊下面;
(2) 喷头下方有宽度大于80ｃｍ的矩形风道或直径大于1.0ｍ的圆形风道下面;
(3) 在电梯、升降机顶部应设置喷头；
(4) 垃圾道顶部;
(5) 存放、装卸可燃物的货棚;
(6) 运送可燃物的通廊；
(7) 运送待洗脏织品的滑道顶部。
12 边墙喷头的间距根据建筑危险等级和喷头的保护面积确定,如表5.6─10。
边墙型喷头的保护面积和间距 表5.6─10
┏━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┓
┃ 建筑物险等级 │ 轻危险级│ 中危险级┃
┣━━━━━━━━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━━┫
┃边墙型喷头的最大保护面积(ｍ２)│ １４│ ８┃
┠───────────────┼─────┼─────┨
┃喷头最大间距 (ｍ) │ ４．６│ ３．６┃
┠───────────────┼─────┼─────┨
┃喷头与端墙的最大距离(ｍ) │ ２．３│ １．８┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┛
13边墙型喷头的布置应符合以下要求:
(1)宽度不大于3.6ｍ的房间,可沿房间长向布置一排喷头;
(2)宽度大于3.6ｍ但不大于7.2ｍ的房间,可沿房间长向的两侧各布置一排
喷头;
(3)宽度大于7.2ｍ的房间,除沿房间长向的两侧各布置一排喷头外,还应按
表5.6─9的规定在房间中布置标准喷头。
五系统的管道布置
1供水干管
供水干管宜构成环状,系统的进水管不宜少于两条,每条进水管的管径应系统
按设计负荷计算。当一条进水管发生故障时,另一条进水管仍能保证全部用水量和
水压。
系统管网上应设置水泵接合器。环状供水干管应设分隔阀门,阀门应经常处于
开启状态且有明显的启闭标志,一般应采用明杆阀门。报警阀后的配水管道上不宜
安装阀门。
系统的每个竖向分区都宜单独设置报警控制阀,湿式和预作用喷水灭火系统，
每个报警控制阀控制的喷头数不应超过800个；有排气装置的干式喷水灭火系统，
每个报警控制阀控制的喷头数不应超过500个；无排气装置的干式喷水灭火系统，
每个报警控制阀控制的喷头数不应超过250个。
2配水管网
配水管网宜按竖向分区和水平分区并考虑建筑的功能分区,在分区内划分为若
干计算单元,每个计算单元的喷头数不宜超过100个,每个计算单元宜设一个水流
指示器。100个喷头数，并不是一个绝对的要求,主要是为了计算时使各计算分区
易于平衡。例如对于中危险级建筑设计作用面积为200ｍ2,计算喷头数为16～20
个,每根支管有5个喷头时,计算支管只有4根,在最不利作用面积以外的支管的
实际喷水强度比设计喷水强度大,每个计算单元内的喷头数越多,这种差别也就越
大。
3配水支管
轻危险级和中危险级建筑物,配水管每侧的支管上设置的喷头数不应多于8个,
同一配水支管在吊顶上下都布置有喷头时,其上或下侧的喷头各不多于8个;对于
严重危险级建筑物,支管上设置的喷头不应多于6个。
配水支管宜在配水管的两侧均匀分布,每根支管的管径不应小于25ｍｍ。也不
宜大于50ｍｍ。配水支管和配水管的管径分配,有两种方法。按照喷头数估算管径
时,支管管径呈25、32、40、50等沿途逐渐增大,异径管件较多,安装也不方便。
设计实践中常常采用支管同一直径的作法,计算和安装都比较方便。对于不同的危
险等级，带有不同喷头数量的支管管径，可参考表5.6─11。
表5.6─11
┏━━━━━━━━━━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┓
┃ 支管上的喷头数量 │ ３│ ４│ ５│ ６│ ７┃
┠──────┬─────┼───┼───┼───┼───┼───┨
┃支管管径 │ 轻危险级│ ３２│ ４０│ ４０│ │ ┃
┃ ├─────┼───┼───┼───┼───┼───┨
┃DN(mm) │ 中危险级│ ３２│ ４０│ ４０│ ５０│ ５０┃
┗━━━━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┛
采用支管逐级变径的安装方式，不仅给计算带来麻烦，安装也不方便。在支管
的喷头数不超过５个时，采用不变径的支管有许多优点：
(1)可使计算简单化。由于支管管径相同，管道比阻是一样的，计算方便。一
般喷头间距基本一样，管段的水头损失随喷头数（通过流量） 的增加而有规律的
增加。连续计算不易出错，即使出错也容易发现。
下面以支管的喷头数为３个、４个、５个及喷头间距为３米、３.３米、３.６
米几种情况，对同径支管与变径支管的流量和水头损失进行比较。见以下计算成果
表。
支管带５个喷头，喷头间距３·０米,沿途变径计算成果表 表5.6─12
┌──┬───┬───┬───────────┬─┬───┬──┬──┐
│结点│ 特性│结 点│ 流量 升／秒 │管│管 道│管段│水头│
│ │ │ ├───┬───┬───┤ │ │ │ │
│ 或│ 系数│水 压│结 点│管 段│ ｑ２│径│比 阻│长度│损失│
│ │ Ｂ│ Ｈ│ │ │ │ │ │ │ │
│管段│ │ 米│ ｑ│ Ｑ│ Ｑ２│ │ │ 米│ 米│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ １│0．184│ 5.00│ 0.96│ │ 0.92│ │ │ │ │
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│1─2│ │ │ │ 0.96│ 0.92│25│0.4367│3．0│1.20│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ ２│ │ 6.20│ 1.07│ │ 1.14│ │ │ │ │
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│2─3│ │ │ │ 2.03│ 4.12│32│0.0939│3．0│1.16│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ ３│ │ 7.36│ 1.16│ │ 1.35│ │ │ │ │
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│3─4│ │ │ │ 3.19│10．18│40│0.0450│3．0│1.37│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ ４│ │ 8.73│ 1.27│ │ 1.61│ │ │ │ │
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│4─5│ │ │ │ 4.46│19．89│40│0.0450│3．0│2.68│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ ５│ │11．41│ 1.45│ │ 2.10│ │ │ │ │
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│5─6│ │ │ │ 5.91│34．93│50│0.0110│1．5│0.58│
├──┼───┼───┼───┼───┼───┼─┼───┼──┼──┤
│ ６│ │11．99│ │ │ │ │ │ │ │
└──┴───┴───┴───┴───┴───┴─┴───┴──┴──┘
支管带５个喷头，喷头间距３·０米,沿途不变径计算成果表表5.6─13
┌───┬─────┬─────┬────────────────┬──┬──────┬───┬────┐
│结 点│特 性│结 点│ 流量 升／秒 │ 管│管 道│管 段│水 头│
│ │ │ ├────┬─────┬─────┤ │ │ │ │
│ 或 │系 数│水 压│结 点│管 段│ ｑ２ │ 径│比 阻│长 度│损 失│
│ │ Ｂ │ Ｈ │ │ │ │ │ │ │ │
│管 段│ │ 米 │ ｑ │ Ｑ │ Ｑ２ │ │ │ 米 │ 米 │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ １ │０．１８４│ ５．００│０．９６│ │ ０．９２│ │ │ │ │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│１─２│ │ │ │ ０．９６│ ０．９２│４０│０．０４５０│３．０│０．１２│
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ ２ │ ５．１２│ ０．９７│ │ ０．９４│ │ │ │ │ │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│２─３│ │ │ │ １．９３│ ３．７２│４０│０．０４５０│３．０│０．５０│
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ ３ │ ５．６２│ １．０２│ │ １．０３│ │ │ │ │ │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│３─４│ │ │ │ ２．９５│ ８．７０│４０│０．０４５０│３．０│１．１７│
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ ４ │ ６．７９│ １．１２│ │ １．２５│ │ │ │ │ │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│４─５│ │ │ │ ４．０７│１６．５６│４０│０．０４５０│３．０│２．２４│
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ ５ │ ９．０３│ １．２９│ │ １．６６│ │ │ │ │ │
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│５─６│ │ │ │ ５．３６│２８．７３│４０│０．０４５０│１．５│１．９４│
├───┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼──┼──────┼───┼────┤
│ ６ │１０．９７│ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┴─────┴─────┴────┴─────┴─────┴──┴──────┴───┴────┘
其他几种情况的计算方法与上表相同，计算成果表从略。各支管管段的管径见
表5.6─14，计算结果比较见表5.6─15。
各支管管径 表5.6─14
┌────┬───┬───────────────────────┐
│喷 头│ 管 │ 管径(ｍｍ) │
│ │ ├───────┬───────┬───────┤
│间 距│ │支管带３个喷头│支管带４个喷头│支管带５个喷头│
│ │ ├───┬───┼───┬───┼───┬───┤
│ (ｍ) │ 段 │变径管│同径管│变径管│同径管│变径管│同径管│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ │１～２│ ２５│ ３２│ ２５│ ４０│ ２５│ ４０│
│ │２～３│ ３２│ ３２│ ３２│ ４０│ ３２│ ４０│
│３．００│３～４│ ４０│ ３２│ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │４～５│ │ │ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │５～６│ │ │ │ │ ５０│ ４０│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ │１～２│ ２５│ ３２│ ２５│ ４０│ ２５│ ４０│
│ │２～３│ ３２│ ３２│ ３２│ ４０│ ３２│ ４０│
│３．３０│３～４│ ４０│ ３２│ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │４～５│ │ │ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │５～６│ │ │ │ │ ５０│ ４０│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ │１～２│ ２５│ ３２│ ２５│ ４０│ ２５│ ４０│
│ │２～３│ ３２│ ３２│ ３２│ ４０│ ３２│ ４０│
│３．６０│３～４│ ４０│ ３２│ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │４～５│ │ │ ４０│ ４０│ ４０│ ４０│
│ │５～６│ │ │ │ │ ５０│ ４０│
└────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
各 支 管计算结果比较表5.6─15
┌────┬───────┬─────────┬──────────┬───────────┐
│喷 头│ │ 支管带３个喷头 │ 支管带４个喷头 │ 支管带５个喷头 │
│间 距│支管的比较内容├────┬────┼─────┬────┼─────┬─────┤
│ 米 │ │ 异径管│ 同径管│ 异径管 │ 同径管│ 异径管 │ 同径管 │
├────┼───────┼────┼────┼─────┼────┼─────┼─────┤
│ │ 终节点水压米│８．０５│７．６０│１０．０７│７．９１│１１．９９│１０．９７│
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│３．００│ 最小节点流量│０．９６│０．９６│ ０．９６│０．９６│ ０．９６│ ０．９６│
│ │ 最大节点流量│１．１６│１．０８│ １．２７│１．１２│ １．４５│ １．２９│
│ │ 平均流量│１．０６│１．０１│ １．１２│１．０２│ １．１８│ １．０７│
│ │ 流量偏差│０．３２│０．２７│ ０．３６│０．２６│ ０．４２│ ０．３６│
├────┼───────┼────┼────┼─────┼────┼─────┼─────┤
│ │ 终节点水压米│８．３９│７．８９│ ９．５３│８．２２│１３．１２│１１．６２│
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│３．３０│ 最小节点流量│０．９６│０．９６│ ０．９６│０．９６│ ０．９６│ ０．９６│
│ │ 最大节点流量│１．１８│１．０９│ １．３０│１．１３│ １．５１│ １．３２│
│ │ 平均流量│１．０７│１．０１│ １．１３│１．０２│ １．２１│ １．０８│
│ │ 流量偏差│０．３２│０．２７│ ０．３４│０．２０│ ０．４５│ ０．３８│
├────┼───────┼────┼────┼─────┼────┼─────┼─────┤
│ │ 终节点水压米│８．８１│８．１６│１０．１４│８．５４│１３．９４│１２．３２│
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│３．６０│ 最小节点流量│０．９６│０．９６│ ０．９６│０．９６│ ０．９６│ ０．９６│
│ │ 最大节点流量│１．２１│１．１０│ １．３４│１．１５│ １．５６│ １．３５│
│ │ 平均流量│１．０９│１．０２│ １．１５│１．０３│ １．２３│ １．０９│
│ │ 流量偏差│０．３５│０．２９│ ０．３６│０．２８│ ０．４７│ ０．４２│
└────┴───────┴────┴────┴─────┴────┴─────┴─────┘
───────
∑±（Xi-X）
注:流量偏差σ=√───────
Ｎｘ－１
(2) 从表中可以看出，同径支管的出流量和水头损失都比变径支管小，同径支
管的流量偏差也比变径支管小，即同径支管的流量比较均匀。
(3)同径支管比变径支管少了许多异径管件和同径接头管件，方便安装，也减
了局部阻力损失。
六管材及安装
1系统管道的管材在报警阀后应采用镀锌钢管或无缝镀锌钢管。
报警阀宜安装在明显而易操作的地点,水力警铃宜安装在报警阀附近,该地面
应有排水措施。
2管道变径连接时,在直管段上和弯头处应采用异径管件连接,不得使用补
芯。在三通处不得多于一个补芯,四通处不得多于两个补芯。
3管道支架
管道支吊架的位置以不妨碍喷头喷水为原则。 一般吊架与喷头的距离应大于
0.3ｍ,距末端喷头应小于0.75ｍ。
为防止喷水时管道产生较大的晃动,配水干管、配水管和支管上应附加防晃支
架,一般每条配水干管或配水管上设置一个。
4系统末端宜设置检验装置。末端检验装置包括截止阀、压力表、放水阀、
放水管等。
5.7水幕系统
一系统设置
水幕系统的喷水设备是将水喷成帘幕状,用以冷却防火隔断物和防止火焰穿过
门、窗、孔洞等处窜入相邻建筑物或相邻房间,以阻止火势的蔓延。
在高层建筑物中的以下部位应设置水幕系统:
1超过800个座位的剧院、礼堂的舞台口;
2设有防火卷帘、防火幕的上部;
二水幕系统的组成
水幕系统由水幕喷头、雨淋阀、管网和火灾探测系统等组成。
1水幕喷头
水幕喷头是一种开式喷头。半园形开口对准被保护面,用以保护门窗、洞口等。
如将喷头平行于地面安装,开口向下,就形成垂直向下的水帘幕。
水幕喷头的喷水量按下式计算:
──
q=√b·H(5.7─1)
式中q─喷水量(Ｌ/ｓ)
H─喷头处的水压(米水柱)
b─喷头流量特性系数,见表5.7─1
水幕喷头的流量特性系数表5.7─1
━━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━
喷头出口直径(ｍｍ)│ ６ │ ８ │ １０ │ １２．７│ １６ │ １９
─────────┼──────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────
流量特性系统 │０．０１４２│０．０４４│０．１０８２│０．２８６│０．７１７│１．４１８
━━━━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━
水幕喷头的出流量表5.7─2
━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━
喷头出口直径(ｍｍ) │ ６ │ ８ │ １０ │１２．７│ １６ │ １９
━━━━━━━━━━┿━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━
喷头处水压(ｍＨ２Ｏ)│ 喷头的出流量(Ｌ/ｓ)
━━━━━━━━━━┿━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━
３ │０．２１│０．３６│０．５７│０．９３│１．４７│２．０６
４ │０．２４│０．４２│０．６６│１．０８│１．７０│２．３７
５ │０．２７│０．４７│０．７４│１．２０│１．９０│２．６６
６ │０．２９│０．５１│０．８１│１．３２│２．０８│２．９１
７ │０．３２│０．５６│０．８７│１．４２│２．２５│３．１５
８ │０．３４│０．５９│０．９３│１．５２│２．４０│３．３６
９ │０．３６│０．６３│０．９９│１．６１│２．５５│３．５６
１０ │０．３８│０．６６│１．０４│１．７０│２．６９│３．７５
━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━
2雨淋阀
水幕的控制阀可采用自动控制或手动控制,当设自动控制阀时,还应设置手动
控制阀,以备自动控制阀失灵时,可用手动控制阀开启水幕。
常用的控制阀为雨淋阀。雨淋阀的自动控制可采用闭式喷头启动或探测器与电
磁阀联锁启动。手动控制阀应采用快开阀。
三水幕喷头布置
水幕喷头应均匀布置,并符合以下要求:
1水幕作为保护使用时,喷头成单排布置,并喷向被保护面;
2舞台口和孔洞面积大于3ｍ2的开口部位,水幕喷头宜在洞口的内外侧
布置双排喷头;
3每组水幕系统的安装喷头数不宜超过72个;
4在同一配水支管上应布置相同口径的水幕喷头;
5水幕作为阻火防护带使用时,喷头应布置成不少于三排,保护宽度不应小
于5ｍ。
四水幕系统的用水量
1水幕作为保护使用配合防火卷帘进行防火隔断时,其用水量不应小于0.5
Ｌ/（ｓ·ｍ）;
2舞台口和孔洞面积超过于3ｍ2的开口部位,以及作为阻火防护带使用
时,水幕的用水量不应小于2Ｌ/（ｓ·ｍ）。
五水幕系统的水力计算
1水幕系统管道的水力计算与闭式自动喷水灭火系统的计算方法相同。但设
计流量按计算单元内所有喷头同时开放计算。
2当有多个水幕分系统时,计算单元数的确定,除灭火时确实需要同时开启
外,可按各单元不同时开放确定。
3水幕系统的传动管一律采用DN25ｍｍ管道。
???*-? 立方米y