高層民用住宅消防給水系統(tǒng)設計

1、高層民用住宅消防給水系統(tǒng)設計摘要：我國實行改革開放以來，國民經(jīng)濟建設日新月異，高層建筑也隨之劇增。但同時，高層建筑的火災日益受到人們的關注與重視，怎樣及時有效的撲救高層建筑火災和保障人員財產(chǎn)安全，得到各國專業(yè)人員的廣泛探索和研究。目前，在撲救火災過程中，水是主要的滅火劑，在我國以水為滅火劑的系統(tǒng)中，消火栓滅火系統(tǒng)的普及率最高，它廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑中，它需要專業(yè)消防隊員或進過特殊訓練的消防管理人員操作，滅火成功率不高；自動噴水滅火系統(tǒng)普及率次之，它主要用于公共建筑、高層民用建筑和工業(yè)廠房等建筑中，和火災探測報警系統(tǒng)聯(lián)動，滅火主動、快速、及時、滅火控火的成功率高，是最有效的主動滅火系統(tǒng)。本

2、文首先將簡單闡述高層建筑的火災發(fā)展、火災特點及防范撲救措施，然后，對一棟高層民用住宅樓進行簡單的消防給水系統(tǒng)的設計計算。關鍵字：高層建筑 火災 消防給水 標準 燃燒designing water supply system on fire in high-rise civil buildingsabstract：since our countrys reform and opening up, the national economic devel-openment became better and better, and high-rise building also will surge

3、. but, the same time, high-rise building fire increasingly is paid attention, how timely and eff-ective to fight high-rise building fire and protect personnel and property, every coun-try has extensive exploration and research professionals. at present, in the course of fighting fire, water is the m

4、ain fire extinguishing agent, hydrant fire fighting system is most popular in china. it widely applies to diverse industrial and civil constructi-ons, however it must be operated by professional fireman and the specially trained fire management. and its success ratio of fire fighting is not ideal. a

5、utomatic fire-e-xtinguishing sprinkler systems is the second popular and it used in public construct-ions, tall buildings and workshops. fire can be initiative, quickly and promptly exit-ionguished by this system, so it is the most efficient initiative fire-extinguishing sys-tem.this will be a high-

6、rise residential building on a simple calculation of fire water supply system, briefly discuss the development of high-rise building fire, characteri-stics and measures to prevent fightingkeywords: high-rise building fire fire water supply standard combustion目錄1 緒論611 概述61.1.1 建筑火災的發(fā)生機理61.1.2 建筑火災的發(fā)

7、展和蔓延方式71.1.3影響室內(nèi)火災發(fā)展的因素91.1.4建筑火災的特點91.1.5建筑火災的分類1012 國內(nèi)外的建筑火災情況11121 國外建筑住宅火災情況111.2.2國內(nèi)建筑住宅火災情況121.3 建筑火災的消防滅火對策131.3.1 消火栓滅火系統(tǒng)131.3.2 防火分區(qū)系統(tǒng)131.3.3 火災自動報警系統(tǒng)141.3.4自動噴水滅火系統(tǒng)141.3.5水滅火系統(tǒng)的特點及意義142 建筑工程設計152.1 建筑的基本情況152.1.1 建筑的基本組成及功能152.1.2建筑工程的總平面布置和標準層平面布置152.2 交通條件與自然氣候條件162.3建筑消防設計的基本情況162.3.1建筑

8、消防規(guī)劃布局和防火間距172.3.2 建筑耐火等級與要求172.3.3建筑防火分區(qū)182.3.4 建筑安全疏散193 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)213.1 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)213.1.1 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)的一般規(guī)定：213.1.2 室內(nèi)、外水滅火系統(tǒng)的設計依據(jù)規(guī)范213.2 建筑消防給水系統(tǒng)213.2.1 建筑消防用水量的一般規(guī)定213.2.2 建筑給水系統(tǒng)223.2.3 建筑工程給水方式223.2.4 給水管路系統(tǒng)224 建筑工程消火栓系統(tǒng)設計234.1 消火栓系統(tǒng)給水方式234.2 室外消火栓設計234.2.1室外消火栓的設計要求234.2.2 室外消火栓消防用水量計算234.2.

9、3 室外消火栓的布置244.3室內(nèi)消火栓設計254.3.1室內(nèi)消火栓的組成254.3.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量264.3 建筑工程消火栓管網(wǎng)系統(tǒng)設計324.3.1 消火栓管網(wǎng)布置的一般要求324.3.2 室內(nèi)消火栓管網(wǎng)布置334.3.3 室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)水力計算345 自動噴水滅火系統(tǒng)395.1自動噴水滅火系統(tǒng)的選型395.1.1自動噴水滅火系統(tǒng)的分類395.1.2噴頭的選擇415.2自動噴水滅火系統(tǒng)的布置415.2.1自動噴水滅火系統(tǒng)布置的一般要求415.2.2 系統(tǒng)的設計參數(shù)425.2.3 噴頭的布置435.3 自動噴水滅火系統(tǒng)設計計算435.3.1最不利作用面積的形狀確定446 建筑消防

10、滅火系統(tǒng)附屬設備506.1消防水泵的設計506.1.1消防水泵選取的一般規(guī)定506.1.2 消火栓系統(tǒng)消防水泵的選擇506.1.3 自動噴水滅火系統(tǒng)消防水泵的選擇516.2高位水箱的設計516.2.1 高位水箱設計的一般規(guī)定516.2.2 高位水箱的設計計算527 結論53致謝54參考文獻551 緒論11 概述火災是在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害，火失去控制而蔓延的一種災害性燃燒現(xiàn)象。相對于水災、風災、旱災、地震而言，火災顯然是危險面最廣、發(fā)生幾率最高的一個災種。隨著城市建設與經(jīng)濟的發(fā)展，火災事故與重特大火災越來越多，火災損失也越來越大。近年來，再全球范圍內(nèi)，每年發(fā)生的火災有600萬

11、700萬起，每年有7萬人左右死于火災?；馂姆乐问侨祟惿鐣囊豁楅L期而重要的任務。根據(jù)發(fā)生的場合不同，火災可以分為建筑火災、森林火災、工礦火災和交通運輸工具火災等。各類建筑物是人類生產(chǎn)、生活主要場所，同樣建筑物也是財產(chǎn)集中處，因此建筑設計考慮的重要問題之一就是如何保證發(fā)生火災時建筑物內(nèi)人員和財產(chǎn)的安全。1.1.1 建筑火災的發(fā)生機理火災是一種失去控制的燃燒過程。燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常同時包含火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象；燃燒是一種氧化還原反應，但其放熱、發(fā)光、發(fā)煙、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化還原反應。不同形態(tài)的物質(zhì)在發(fā)生火災時的機理是不一樣的，一般固體可燃物在

12、受熱條件下，內(nèi)部可分解出不同的燃燒氣體，這些氣體在與空氣接觸并達到可燃點時，就會發(fā)生燃燒，當這種燃燒失去控制時，就可能引發(fā)火災。當然，可燃液體和氣體在與氧化劑（比如空氣、氧氣等）接觸并達到一定的溫度時亦可發(fā)生燃燒，直至發(fā)生火災。燃燒的必要條件：1、可燃物：凡能與氧或其它氧化劑起燃燒反應的物質(zhì)，例如氣體、液體、固體等物質(zhì)；2、氧化劑：凡與可燃物結合能導致和支持燃燒的物質(zhì)，例如空氣中的氧氣；3、點火源：凡能引起物質(zhì)燃燒的點燃能源，統(tǒng)稱為點火源，例如明火、電花、高熱、雷電、摩擦熱等。燃燒的充分條件：1、一定的可燃物濃度；2、一定的含氧量；3、一定的著火能量；4、相互作用。而居住建筑主要由滿足人們生活

13、需要的客廳、臥室、廚房和廁所幾個部分組成，它是人們生活和活動的主要場所，人們在其中停留的時間為一天中的一半以上時間，其中絕大多數(shù)物品都是可燃甚至易燃的，如果在屋內(nèi)發(fā)生燃燒，而這種燃燒失去控制的話，在通風良好的情況下，極易導致火災的發(fā)生。1.1.2 建筑火災的發(fā)展和蔓延方式建筑室內(nèi)發(fā)生火災時，其發(fā)展過程一般要經(jīng)過火災的初期、旺盛期、衰減期三個階段。1、初期火災當火災分區(qū)的局部燃燒形成之后，由于受到可燃物的燃燒性能、分布狀況、起火地點、散熱條件和通風狀況等的影響，燃燒一般比較緩慢，直至發(fā)生轟然的這段時間稱之為初期火災。從防火的角度來看，初期火災的這段時間是防火、撲滅火災和人員、財產(chǎn)轉(zhuǎn)移的最佳時間。

14、這時，建筑物的耐火性能、密封性能都還很好，燃燒物少，火勢較小，比較容易撲滅火災，如可及時撲救，可以很有效地控制大型火災的發(fā)生，達到防滅火的目的。2、旺盛期（充分發(fā)展階段）火災發(fā)生后，火勢會以較慢或較快的速度增長，增長的速度取決于燃燒的類型、燃料的類型、周圍的環(huán)境狀況和通風條件，在一切條件都有利于火勢的發(fā)展，火災將繼續(xù)擴大。當起火房間的溫度達到一定溫度是，室內(nèi)所有的可燃物都可發(fā)生燃燒，這種燃燒現(xiàn)象通常稱之為轟然。轟然是火災從成長階段到充分燃燒階段的過渡，它標志著火災旺盛期的開始。此時室內(nèi)溫度可高達1000度以上?；鹧婧透邷責煔饽軌驈姆块g的門、窗等竄出，致使火災蔓延到其他區(qū)域。在轟然之前還沒有從建

15、筑物中逃出來的人員將會有生命危險。在火災進入燃燒旺盛期后，由于室內(nèi)的物品處于完全燃燒階段，會釋放出大量的熱量，使室內(nèi)的能量會達到最大值，同時室內(nèi)溫度也會達到某一最大值，通?？蛇_到8001200度，此時對人員和建筑物的危害是非常大的。同時這階段燃燒所釋放出來的有害氣體對于被困人員的安全和消防人員的救援都有重大的影響。3、衰減期隨著燃燒物的耗盡，火災的燃燒速度也會逐漸減弱，釋放熱量和房間的溫度也隨之逐漸降低，該階段燃燒從通風控制的燃燒逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂峡刂频娜紵?。在火災區(qū)域的溫度降到最高溫度的百分之八十的時候，就可以確定火災進入了衰減期，也就是說活在進入了最后的熄滅階段。在進入火災的熄滅階段后，要防止

16、火勢蔓延和復燃，切不可疏忽大意，但因可燃物數(shù)量已不多，也不必投入過多的戰(zhàn)斗力量，同時要防止建筑構件因經(jīng)受火焰高溫作用和滅火射水的冷卻作用出現(xiàn)裂隙、下沉、傾斜或倒塌，要保證滅火戰(zhàn)斗人員的生命安全，并時刻關注火災的發(fā)展狀況，注意防止火災向相鄰建筑蔓延。著火的平均溫度是反應火災燃燒狀況的重要參數(shù)。一般用著火區(qū)的溫度隨時間的變化來表示上面的幾個階段，如圖表示了一個火災的變化曲線。上述是火災的自然發(fā)展階段，但是人們不會聽任火災自由發(fā)展的，總會采取各種可行的措施來控制和撲滅火災，不同的措施可以在火災的不同階段發(fā)揮作用，例如，在火災的早期，啟動火災報警系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)可以有效地控制溫度的升高，減緩火災

17、的發(fā)展，甚至可以把火災消滅在萌芽階段，有效地保障人員疏散和搶救物質(zhì)財產(chǎn)，將火災的損失降到最小。將火災控制或撲滅在初期增長階段是減少火災損失最有效的途徑。為了有針對性地采取防范措施，應當清楚地了解火災的發(fā)展過程和火災的早期特點，有效地預防火災。同時，了解火災的早期特征對于組織人員安全疏散也具有中的意義。建筑火災的發(fā)展是通過一定的方式和途徑的，這些方式主要有火焰蔓延、熱傳導、熱對流、熱輻射；而火災的蔓延途徑主要有火災在水平面上的蔓延、火災通過豎井蔓延、火災通過空調(diào)系統(tǒng)管道蔓延、火災由窗口向上層蔓延。在火災的預防過程中，對這些可能的火災蔓延途徑應進行認真地思考和設計。1.1.3 影響室內(nèi)火災發(fā)展的因

18、素影響室內(nèi)火災發(fā)展的主要因素可以分為兩大類：與建筑結構有關的因素；與燃燒物有關的因素。這些因素主要有：（1） 引火物的位置和尺寸；（2） 燃燒物的類型、數(shù)量、位置、間距、方位以及表面積；（3） 著火房間的幾何結構；（4） 著火房間開口的位置和尺寸；（5） 著火房間圍護結構的材料特性。1.1.4 建筑火災的特點建筑火災和其他火災相比，具有火勢蔓延速度快、撲救困難、容易造成人員傷亡事故和經(jīng)濟財產(chǎn)損失嚴重等特點。特別對于高層建筑而言，這些火災特點更為突出。1、 火勢蔓延速度快由于煙氣流的流動和風力的作用，建筑火災的火勢蔓延速度是非?？斓?。發(fā)生火災時產(chǎn)生的大量的煙和熱會形成熾熱的煙氣流，煙氣流的流動方

19、向往往就是火災蔓延方向。煙氣流的流動速度往往就是火災的蔓延速度。一般情況下，當火災的發(fā)熱量越大，煙氣的溫度越高，煙氣的流動速度也就越快。特別對于高層建筑的火災而言，高層建筑樓高、風大，加快了火勢蔓延，高層建筑的豎井多，如電梯井、樓梯井、通風井、電纜井、管道井等，它們是火災蔓延的通道，加上這些豎井的抽風作用和可能產(chǎn)生的煙囪效應，因此一旦發(fā)生火災，火勢蔓延必然迅速，樓層越高，火勢越大。2、 火災撲救困難由于建筑物的面積較大，垂直高度較高，一旦發(fā)生火災，撲救難度很大。同時，從總體來說，目前我國城市的消防力量也是有限的，很難滿足大型建筑重大的火災。另外，消防裝備設施不夠完善，消防設備的供水能力、登高工

20、作高度也難以滿足高層建筑的消防要求，撲救難度大。高層建筑由于高度較高，超過24米，有的甚至高達二三百米，目前，國產(chǎn)消防車的供水壓力，其直接出水撲救的供水高度最大也不能超過24m，由于受到消防設施條件的限制，常常給撲救工作帶來困難，另一方面，消防隊員因攀登高樓體力不夠，不能及時到達起火層進行撲救，有的消防器材也不能隨時補充等，均會影響到火災的撲救。3、容易造成人員傷亡事故和財產(chǎn)損失建筑物一旦著火，火災現(xiàn)場就會產(chǎn)生大量的煙塵和各種有毒有害氣體，這些煙塵和有毒有害氣體對人體的危害極大，而且流動速度很快，一旦充滿安全出口，就會嚴重影響人員的疏散，進而造成人員傷亡。對于高層建筑而言，一旦發(fā)生火災，如未能

21、及時撲滅，同樣將會造成人員的重大傷亡和財產(chǎn)的損失。根據(jù)國外34個火災案例統(tǒng)計，死亡人數(shù)共1150入，平均每次火災死亡31人，受傷人數(shù)共5605人，平均每次火災受傷165人?？傊邔咏ㄖ馂牡倪@些特點告訴我們高層建筑防火、滅火工作比低層建筑復雜、困難，因此，如何在建筑物中采取最有效的措施和手段，及早控制火勢，防止火災蔓延，將火災撲滅在初期階段至關重要。1.1.5 建筑火災的分類對于建筑火災，可以按燃燒對象、火災損失嚴重程度或起火直接原因等進行分類。通常采用美國國家消防協(xié)會（national fire protection association 簡稱 nfpa）按燃燒對象分類方法，即將火災劃分

22、為a類火災、b類火災、c類火災、d類火災和e類火災。（1） a類火災 是指普通固體可燃物燃燒而引起的火災。這類火災的燃燒對象比較復雜，包括木材、纖維板、化學原料、棉、毛、麻、紙張及其制品等燃燒的火災。（2） b類火災 是指油脂及一切可燃液體燃燒而引起的火災。這類火災的燃燒實質(zhì)上是液體的蒸汽與空氣混合進行燃燒，如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟等燃燒的火災。（3） c類火災 是指可燃氣體燃燒而引起的火災。按可燃氣體與空氣混合的時間，可燃氣體燃燒分為預混燃燒和擴散燃燒?？扇細怏w與空氣預先混合好后的燃燒稱為預混燃燒；可燃氣體與空氣邊混合邊燃燒稱為擴散燃燒。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、丙

23、烷、氫氣等燃燒的火災。（4） d類火災 是指可燃金屬燃燒而引起的火災。如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金等燃燒的火災，這類燃燒物的火災，在撲滅過程中既要注意安全，又要注意不能運用一般的滅火劑進行滅火，而必須使用特定的滅火劑。（5） e類火災 是指帶電物體的火災。如發(fā)電機房、變壓器室、配電間、儀器儀表間和電子計算機房等在燃燒時不能及時或不宜斷電的電氣設備帶電燃燒的火災。此外，按火災損失的嚴重程度可分為特大火災、重大火災、較大火災和一般火災。12 國內(nèi)外的建筑火災情況建筑住宅內(nèi)人員較多，各個年齡段的人都有，有老人、小孩、殘疾人，中青年人?？扇嘉飶碗s，有家具、電器、衣物、灶具、窗簾等，隨著人民生活水

24、平的提高，家庭電氣化程度逐步提高，電器種類繁多，使用天然氣（或液化氣）日益普及，裝修檔次日益提高，戶內(nèi)可燃物增多，發(fā)生火災的機率大，疏散逃生困難，人員傷亡與財產(chǎn)損失都很大。121 國外建筑住宅火災情況20 世紀 70 年代，西方發(fā)達國家統(tǒng)計顯示，約有 75%的火災傷亡出現(xiàn)在家庭。美國是世界上火災死亡率最高的國家之一，每年每百萬人的火災死亡率是13.4 人，住宅火災中的死亡人數(shù)約占火災總死亡人數(shù)的 50%。美國 1982 年至1991 年之間的統(tǒng)計，在裝有自動噴水滅火系統(tǒng)的家庭中發(fā)生火災 48900 次，死亡人數(shù) 200人，而在沒有設置自動噴水滅火系統(tǒng)的家庭中發(fā)生火災難 704600次死亡人數(shù)為

25、 33825 人，估算在千次火災中死亡人數(shù)減少了 55%。美國火災中死亡人員的組成見表 1.1（該數(shù)據(jù)為美國消防協(xié)會的一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)）。表1.1 美國火災中死亡人數(shù)分析人員狀況百分數(shù)（%）小于 5歲4殘疾人2765歲以上生病或傷員6大于 65歲健康人26664歲病人或傷員6其它31居住建筑的主要類型是住宅，美國nfpa（美國消防協(xié)會）通過大量調(diào)查，得到住宅火災的起火區(qū)、起火點與火源的分布見表1.2、表1.3和表1.4表 1.2 居住建筑的起火區(qū)分布表起 火 區(qū)起居室臥室廚房貯藏室加熱設備房其它部分發(fā)生率（%）4127154310表 1.3 居住建筑的起火點分布起 火 點家具床可 燃 液 體或氣體

26、內(nèi) 裝修構件廢 棄物衣服烹 飪材料其它部位發(fā)生率（%）2718139943314表 1.4 火源的分布表火 源發(fā)煙材料燃料火或取暖器的熱明火電器設備電弧或過載的熱發(fā)熱物體（電器）其它發(fā)生率（%）36251514731.2.2 國內(nèi)建筑住宅火災情況改革開放以來，隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，我國人民的生活水平日漸提高，居住條件也得到很大改善，居住建筑火災造成巨大損失的問題也日漸突出。如 2000 年山東省火災主要特點之一是：住宅火災居高不下，年內(nèi)城鄉(xiāng)居民住宅發(fā)生火災 6740起，受災 3206戶，燒毀住宅面積 18萬 m2，造成 97人死亡，123 人受傷，直接財產(chǎn)損失 1550 萬元，其起數(shù)、死、傷和

27、損失分別占火災總數(shù)的39.5%，45.1%，39.3%和18.2%。關于我國最近 19972003 年住宅火災（包括村民住宅和居民住宅）的損失情況統(tǒng)計見表 1.5：表 1.5 我國最近七年住宅火災損失統(tǒng)計表時間起 數(shù)死人傷人直接損失起人人萬元1997年3300438.6131648.3179336.426442.717.81998年3352239.9136957.3192139.227674.620.01999年3806639.0158357.7165836.326324.919.52000年5030941.2161353.4167638.124641.920.72001年4934039.71

28、47863.3147539.024030.025.52002年5171137.1162267.8134139.321318.122.12003年5232439.6166767.2125140.523497.723.2平均值4404039.3152359.3158838.424847.121.3注：1、上述數(shù)據(jù)來自中國火災統(tǒng)計年鑒；2、%是占全年火災及造成損失總數(shù)的百分數(shù)，計算得到。從上述情況可知：國內(nèi)住宅建筑的火災危害是很大的。關于建住宅的火災危險性分類，建筑消防規(guī)范未明確指出。但根據(jù)其可燃物的性質(zhì)、數(shù)量及分狀況、建筑的組成、室內(nèi)空間條件，人員密集程度、采用自動噴水滅系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)撲救初

29、期火災的難易程度、疏散及外部增援條件等因素，可將建筑危險性分為不同的等級。1.3 建筑火災的消防滅火對策目前，在我國的建筑防滅火對措施中，主要有消火栓滅火系統(tǒng)，建筑防火分區(qū)、火災報警系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)，以及它們的組合運用。1.3.1 消火栓滅火系統(tǒng)該系統(tǒng)在我國被作為最基本的滅火設備，在每一個高層建筑中都設置。消火栓系統(tǒng)實麓滅火需要有兩個基本要素：一是消火栓設備，二是消火栓的使用者一消防隊員，二者缺一不可。滅火時，趕到火場的消防員從墻上消火栓箱內(nèi)取下水槍及水龍帶，在距火焰約10m的范圍內(nèi)用水槍噴水滅火，與火勢展開面對面的搏殺。1.3.2 防火分區(qū)系統(tǒng)防火分區(qū)系統(tǒng)的設置在我國幾乎和消火栓系統(tǒng)一

30、樣普遍。它是采用相應耐火性能的建筑構件或防火分隔物，將建筑物人為劃分的能在一定時間內(nèi)防止火災向同一建筑物的其他部分蔓延的局部空間，以有利于消防撲救。防火分區(qū)系統(tǒng)本身并不能滅火，必須有其他滅火系統(tǒng)配合才能把火滅掉。否則火勢會把該區(qū)內(nèi)可燃物燃盡，或破壞掉分隔物，向其他部分蔓延。1.3.3 火災自動報警系統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)是由觸發(fā)器件、火災報警裝置、火災警報裝置，以及具有其他輔助功能的裝置組成的火災報警系統(tǒng)。它是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)逶報火災，并及時采取有效措施控制和撲滅火災，而設置在建筑物中或其它場所的一種自動消防設旌?；馂奶綔y器探測到火情后，該系統(tǒng)便發(fā)出火災報警、應急照明、廣播、消防控制聯(lián)動等指令，以

31、便于人們采取安全疏散、滅火救災等措施?？梢钥闯觯馂淖詣訄缶到y(tǒng)本身并不能進行滅火，它是通知并配合人到現(xiàn)場去救火。它必須有其他的滅火系統(tǒng)與之聯(lián)動才能實現(xiàn)滅火，否則火勢將蔓延下去。1.3.4 自動噴水滅火系統(tǒng) 自動噴水滅火系統(tǒng)是由噴頭、報警閥組、水流指示器、壓力開關、管道系統(tǒng)和末端試水裝置組成，并與火災自動報警系統(tǒng)相聯(lián)動。根據(jù)被保護建筑物的性質(zhì)和火災發(fā)生、發(fā)展特性的不同，自動噴水滅火系統(tǒng)可以有許多不同的系統(tǒng)形式。通常根據(jù)系統(tǒng)中所使用的噴頭形式的不同，分為閉式自動噴水滅火系統(tǒng)和開式自動噴水滅火系統(tǒng)兩大類。自動噴水滅火系統(tǒng)具有廣泛的使用空間，例如在圖書館、大型商場、體育館、賓館、廠房等建筑中，都有自

32、動噴水滅火系統(tǒng)的運用。此系統(tǒng)與火災自動報警系統(tǒng)相聯(lián)動，能夠很好地把火災撲滅在早期，能很好地保證人員的安全疏散，對于預防火災和防止火災發(fā)展，具有很好的效果。1.3.5 水滅火系統(tǒng)的特點及意義水滅火系統(tǒng)包括消火栓滅火系統(tǒng)，火災報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)和細水霧滅火系統(tǒng)等，結合聯(lián)動進行預防撲救火災，具有及時發(fā)現(xiàn)火災；迅速控制和撲滅火災；投資少，安全性、可靠性、環(huán)境友好性能好等特點，目前，在各國都得到了較廣泛的運用。水可以說是最常用的滅火劑，也是一種最便宜并且容易使用的滅火劑，對于撲滅火災具有十分重要的作用，它能有效降低火災環(huán)境下的溫度（冷卻作用），能夠有效地稀釋有毒有害氣體和對空氣的稀釋作用，可以很

33、好地降低空氣與燃燒物的接觸程度，同時還有水力的沖擊作用，對水溶性可燃液體的稀釋作用，能夠快速撲滅火災，對減少人員傷亡、財產(chǎn)的損失有非常重要的意義。2 建筑工程設計2.1 建筑的基本情況2.1.1 建筑的基本組成及功能佛山市美的新海岸花園03棟是民用住宅建筑樓，由兩部分組成：地上部分和地下部分。地上部分共18層，由商鋪、辦公室、娛樂中心和住宅套房等組成，地下部分為地下停車場，設備機房等組成。該建筑的用地面積大概有2000平方米，地面上的建筑面積大概有36000平方米，該建筑為民用住宅樓，一層具有商鋪、辦公室、活動室、洗衣房，服務大廳等日常輔助功能建筑組成，2至18樓為居民住宅套房。2.1.2 建

34、筑工程的總平面布置和標準層平面布置（1）總體平面布置建筑四周都設有交通道路，可皆為消防通車道，家用停車場設在地下車庫，建筑四角上設有自行車停放處，供居住人員停發(fā)車輛使用，南側設有地下汽車和自行車庫入口坡道，在建筑的東南角有進入該建筑小區(qū)的入口，直通市政主干交通路線，當發(fā)生火災時，可以供應消防車輛的正常通行。如圖2.1所示。圖2.2 總平面布置圖（2） 標準層平面布置該建筑的標準層由三個住宅單元組成，每個單元有四戶人家，每個單元都同時具有疏散樓梯和消防電梯，直接通往建筑北邊的園區(qū)規(guī)劃路，建筑的標準層平面布置如圖2.2所示。圖2.2 標準層平面圖2.2 交通條件與自然氣候條件美的新海岸花園住宅區(qū)位

35、于佛山市順德區(qū)北滘鎮(zhèn)，具有很好的交通條件和濕潤溫和的氣候條件。該住宅區(qū)的東、南兩面都是該鎮(zhèn)的主要交通道路，并且道路比較寬廣，交通車輛能夠快速通行。同時，在平時管理人員的管理下，在發(fā)生火災時，消防和救護車也可以順利地通行，以及時進入撲救火災和救助人員當中。廣東省佛山市處在我國的華南地區(qū)，日照充裕，常年濕潤多雨，溫度較高，冬天時，該地區(qū)的最低溫度也在10度左右，全年的風向也主要以西南風向和東南方向為主。在進行建筑設計和消防相關設計時，應當要充分考慮建筑的實際所處環(huán)境，以做到有效的消防防護。2.3 建筑消防設計的基本情況隨著我國高層建筑的發(fā)展，高層建筑的消防設計也越來越得到重視和關注。對于可以容納大

36、量人員的建筑來說，為了保障人員和財產(chǎn)的安全，消防設施和相關的消防防范措施勢必不可少的。根據(jù)高層建筑設計防火規(guī)范（gb 50045-95 2001版）的規(guī)定，高層建筑分為高層民用建筑和高層工業(yè)建筑兩類，高層民用建筑包括十層及十層以上的公共建筑(包括首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅)和建筑高度超過24米的公共建筑，不含單層主體建筑高度超過24米的公共建筑，建筑高度超過100米的為超高層建筑。根據(jù)規(guī)范，該建筑為高層建筑樓，并且為二類高層住宅樓，其消防設計要符合高層建筑設計防火規(guī)范（gb 50045-95 2001版）的規(guī)定。2.3.1 建筑消防規(guī)劃布局和防火間距根據(jù)高層建筑設計防火規(guī)范（gb 50045-

37、95 2001版）的規(guī)定：在進行總平面設計時，應根據(jù)城市規(guī)劃，合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等； 高層建筑不宜布置在火災危險性為甲、乙類廠(庫)房，甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場附近；燃油 燃氣的鍋爐，可燃油油浸電力變壓器，充有可燃油的高壓電容器和多油開關等宜設置在高層建筑外的專用房間內(nèi)；消防控制室宜設在高層建筑的首層或地下一層，且應采用耐火極限不低于2.00h的隔墻和1.50h的樓板與其它部位隔開，并應設直通室外的安全出口；等等相關規(guī)定。本建筑在住宅區(qū)內(nèi)四面都有交通道路，并且該小區(qū)處于鎮(zhèn)交通便捷地帶，四周均有公路暢通，防火間距足夠大。建筑在消防隊的控制范

38、圍內(nèi)，發(fā)生火災時隨時可得到援助。1）消防車道：本建筑四周都具有規(guī)劃的道路，構成了天然的環(huán)形消防車道。單側長度沒有達到150米和總長度沒有超過220米不需設置進入后院的消防車道的要求，緊靠該建筑的西北有一環(huán)形車道，可以供消防車的及時轉(zhuǎn)彎和調(diào)頭。2）防火間距：防火間距是一座建筑物著火后，火災不致于蔓延到相鄰的空間。新海岸花園居住區(qū)的03棟周圍沒有火災危險性為甲、乙類廠(庫)房，甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場，符合建筑消防規(guī)范的要求，與西邊的02棟住宅樓、北邊04棟住宅樓的防火間距大于20米，南側、東側均為道路，以上均滿足高層民用建筑設計防火規(guī)范（gb50045-95）2005年版的

39、要求。3）消防水源：由兩條市政給水管網(wǎng)引入環(huán)狀管道供給。2.3.2 建筑耐火等級與要求根據(jù)高層建筑設計防火規(guī)范（gb 50045-95 2001版）的規(guī)定：高層建筑的耐火等級應分為一、二兩級，其建筑構件的燃燒性能和耐火極限不應低于2.1表的規(guī)定。表2.1 建筑構件的耐火性構件名稱耐火等級一級二級墻防火墻不燃燒體3.00不燃燒體3.00承重墻、樓梯間、電梯井和住宅單元之間的墻不燃燒體2.00不燃燒體2.00非承重墻、疏散走道兩側的隔墻不燃燒體1.00不燃燒體1.00房間隔墻不燃燒體0.75不燃燒體0.50柱不燃燒體3.00不燃燒體2.50梁不燃燒體2.00不燃燒體1.50樓板、疏散樓梯、屋頂承重

40、構件不燃燒體1.50不燃燒體1.00吊頂不燃燒體0.25不燃燒體0.25本建筑為民用住宅樓，按照其使用情況，該建筑為耐火等級為二級的高層建筑樓，應采用耐火極限不低于0.50h 的難燃燒體或耐火極限不低于0.30h 的不燃燒體，作為建筑材料和裝修材料。2.3.3 建筑防火分區(qū)高層建筑設計防火規(guī)范規(guī)定:高層建筑內(nèi)應采用防火墻等劃分防火分區(qū)每個防火分區(qū)允許最大建筑面積不應超過表2.2的規(guī)，表2.2 每個防火分區(qū)的允許最大建筑面積建筑類別每個防火分區(qū)建筑面積(平方米)一類建筑1000二類建筑1500地下室500注： 設有自動滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)其允許最大建筑面積可按本表增加1.00 倍；當局部設置自動滅

41、火系統(tǒng)時增加面積可按該局部面積的1.00 倍計算； 一類建筑的電信樓其防火分區(qū)允許最大建筑面積可按本表增加50。高層建筑內(nèi)的商業(yè)營業(yè)廳、展覽廳等當設有火災自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)，且采用不燃燒或難燃燒材料裝修時，地上部分防火分區(qū)的允許最大建筑面積為4000平方米 ，地下部分防火分區(qū)的允許最大建筑面積為2000平方米。（1） 防火分區(qū)：建筑豎向以每個樓層為基本防火分區(qū)，層與層之間用具有耐火極限達1.5小時的鋼筋混凝土樓板作為分隔構件。高層民用建筑設計防火設計規(guī)范gb50045-95規(guī)定，高層建筑內(nèi)的商業(yè)營業(yè)廳、展覽廳等，當設有火災自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)，且采用不燃燒或難燃燒材料裝修時，地上

42、部分防火分區(qū)的允許最大建筑面積為4000平方米；地下部分防火分區(qū)的允許最大建筑面積為2000平方米。防火分隔設施以防火墻，防火卷簾，防火門為主。本建筑各防火分區(qū)及設備機房的出入口處均設甲級防火門或甲級防火窗或耐火極限大于3.0h的防火卷簾。疏散樓梯間均設乙級防火門。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定標準，該住宅建筑樓的每單元的每層的建筑面積小于1500平方米，所以可為一個防火分區(qū)，層與層之間與樓板分隔。（2）豎井防火分隔措施：各豎井均獨立設置。電梯井、通風管道井、電纜井均采用耐火極限為2h以上的不燃燒體做井壁。本建筑工程中的步行樓梯為封閉型樓梯，為單獨的一個防火分區(qū)。2.3.4 建筑安全疏散根據(jù)高層建筑設計防火規(guī)

43、范（gb 50045-95 2001版）的規(guī)定：高層建筑的層數(shù)在十八層及十八層以下，每層不超過 8 戶，建筑面積不超過 650平方米，且設有一座防煙樓梯間和消防電梯的塔式住宅，可設一個疏散出口；高層建筑的安全出口應分散布置，兩個安全出口之間的距離不應小于5.0米，安全疏散距離應符合表2.3的規(guī)定。表2.3 安全疏散距離高層建筑房間門或住宅戶門至最近的外部 出口或樓梯間的最大距離(m)位于兩個安全出 口之間的房間位于袋形走道兩 側或盡端的房間醫(yī)院病房部分2412其它部分3015旅館、展覽樓、教學樓3015其它4020高層建筑中，位于兩個安全出口之間的房間，當面積不超過60平方米時，可設置一個門，

44、門的凈寬不應小于0.90米，位于走道盡端的房間，當面積不超過75平方米時，可設置一個門，門的凈寬不應小于1.40m。 高層建筑內(nèi)走道的凈寬，應按通過人數(shù)每100人不小于1.00m計算；高層建筑首層疏散外門的總寬度，應按人數(shù)最多的一層每100人不小于1.00m計算，首層疏散外門和走道的凈寬不應小于表2.4的規(guī)定。表2.4 首層疏散外門和走道的凈寬(m)高層建筑每個外門的凈寬走道凈寬單面布房雙面布房醫(yī)院1.301.401.50居住建筑1.101.201.30其它1.201.301.40疏散樓梯間及其前室的門的凈寬應按通過人數(shù)每100人不小于1.00m計算,但最小凈寬不應小于0.90m,單面布置房間

45、的住宅其走道出垛處的最小凈寬不應小于0.90m，疏散出口的門內(nèi)門外1.40m范圍內(nèi),不應設踏步,且門必須向外開,并不應設置門檻。高層建筑設計防火規(guī)范（gb 50045-95 2001版）的規(guī)定：十二層及十二層以上的單元式住宅和通廊式住宅，當每層建筑面積不大于1500平方米時，應設1臺；當大于1500平方米但不大于4500平方米時，應設2臺；當大于4500m2時，應設3臺。該住宅樓一共有三個單元，每個單元最多四戶人家，每個單元都設有兩臺電梯（一臺是正常使用電梯，一臺是消防電梯，同時供日常使用），設有封閉式疏散樓梯一部，每戶人家的最長疏散距離在20m左右，均小于規(guī)范規(guī)定的疏散距離，疏散樓梯設有兩個

46、疏散入口。以上所有設計均符合規(guī)范的相關規(guī)定。3 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)3.1 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)對于高層建筑而言，消防水滅火系統(tǒng)主要有消防栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)兩部分組成。這兩種消防系統(tǒng)在火災過程中，發(fā)揮著極其重要的作用。3.1.1 建筑工程消防水滅火系統(tǒng)的一般規(guī)定：高層民用建筑設計防火規(guī)范gb50045-95（2005年版）規(guī)定：1.高層建筑必須設置室內(nèi)、室外消火栓給水系統(tǒng)。2.消防用水可由給水管網(wǎng)、消防水池或天然水源供給。利用天然水源應確保枯水期最低水位時的消防用水量，并應設置可靠的取水設施。3.室內(nèi)消防給水應采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)。當室內(nèi)消防用水量達到最大時，其水壓應滿足室

47、內(nèi)最不利點滅火設施的要求。室外低壓給水管道的水壓，當生活、生產(chǎn)和消防用水量達到最大時，不應小于0.10mpa(從室外地面算起)。注：生活、生產(chǎn)用水量應按最大小時流量計算，消防用水量應按最大秒流量計算。3.1.2 室內(nèi)、外水滅火系統(tǒng)的設計依據(jù)規(guī)范高層民用建筑設計防火規(guī)范gb50045-95（2005年版）建筑給水排水設計規(guī)范gb50015-2003自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范gb50084-2001（2005年版）自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范gb50261-96等3.2 建筑消防給水系統(tǒng)3.2.1 建筑消防用水量的一般規(guī)定高層民用建筑設計防火規(guī)范gb50045-95（2005年版）規(guī)定：高層建筑的

48、消防用水總量應按室內(nèi)外消防用水量之和計算，高層建筑內(nèi)設有消火栓、自動噴水、水幕泡沫等滅火系統(tǒng)時其室內(nèi)消防用，水量應按需要同時開啟的滅火系統(tǒng)用水量之和計算；高層建筑室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)的用水量應按現(xiàn)行的國家標準自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行；高級旅館重要的辦公樓一類建筑的商業(yè)樓展覽樓綜合樓等和建筑高度超過100m 的其它高層建筑應設消防卷盤其用水量可不計入消防用水總量。3.2.2 建筑給水系統(tǒng)建筑給水系統(tǒng)按用途可分為生活給水系統(tǒng)、生產(chǎn)給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)三種基本給水系統(tǒng)。高層民用建筑設計防火規(guī)范gb50045-95（2005年版）要求如下：1.室外消防給水管道應布置成環(huán)狀，其進水管不宜少于

49、兩條，并宜從兩條市政給水管道引入，當其中一條進水管發(fā)生故障時，其余進水管應仍能保證全部用水量。2.室內(nèi)消防給水系統(tǒng)應與生活、生產(chǎn)給水系統(tǒng)分開獨立設置。室內(nèi)消防給水管道應布置成環(huán)狀。室內(nèi)消防給水環(huán)狀管網(wǎng)的進水管和區(qū)域高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)的引入管不應少于兩根，當其中一根發(fā)生故障時，其余的進水管或引入管應能保證消防用水量和水壓的要求。3.2.3 建筑工程給水方式本建筑采用市政管網(wǎng)和設水池、水泵和屋頂水箱的供水方式，外網(wǎng)供水至水池，利用水泵提升和水箱調(diào)節(jié)流量。生活給水由市政管網(wǎng)供應?；馂挠盟畡t采用由水池和屋頂水箱有選擇的供水，火災初期由屋頂水箱提供水源，消防泵啟動后由水池供水，水池的補水管接至室外市

50、政給水環(huán)網(wǎng)。3.2.4 給水管路系統(tǒng)1.為確保供水安全，管網(wǎng)布置方式采用環(huán)狀式，水平配水干管相連接成環(huán)組成水平干管環(huán)狀，保證任何管段發(fā)生事故時，可用閥門關閉事故管段而不中斷供水。2.室內(nèi)給水管采用pp-r鋁塑復合管，熱熔連接；室外埋地給水管采用給水鑄鐵管，石棉水泥接口。室內(nèi)雨水管、污水管道柔性接口，機制鑄鐵排水管；廢水采用焊接鋼管，對口焊接。3.管道穿梁、穿鋼筋混凝土墻時，應預埋套管。套管穿水池和水箱壁以及地下室外墻時，均應預埋柔性防水套管。4.管道支架或管卡應固定在樓板上或承重結構上。水泵房內(nèi)采用減震吊架及支架。4 建筑工程消火栓系統(tǒng)設計建筑消火栓給水系統(tǒng)是建筑內(nèi)最基本的消防給水系統(tǒng)。其作用

51、是把室外給水系統(tǒng)提供的水量，經(jīng)過加壓（外網(wǎng)壓力不滿足需要時），輸送到建筑內(nèi)的固定滅火設備中，以供建筑滅火之用。4.1 消火栓系統(tǒng)給水方式1）室外：室外消火栓系統(tǒng)為低壓制的給水方式?；馂臅r由城市消防車進行加壓供水滅火，室外消防給水管道分別由市政管網(wǎng)接入，在主樓四周環(huán)狀供水。市政供水壓力不小于0.25mpa，引入管dn200。2）室內(nèi)：室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用高壓制的給水方式，由消防水池、高位水箱及附件、水泵結合器、消防泵附件、管網(wǎng)、控制閥、消火栓及箱等組成。貯水池的補水管接至室外給水環(huán)網(wǎng)?；馂某跗谟晌蓓斔涔┧鹚ū脝雍髲南浪厝∷訅汗┧?。4.2 室外消火栓設計室外消火栓是指設置在市政給水管

52、網(wǎng)和建筑物外消防給水管網(wǎng)上的一種供水設備，其作用是供消防車或其他移動滅火設備從市政給水管網(wǎng)或室外消防給水管網(wǎng)取水或直接接出水帶、水槍實施滅火。室外消火栓是城鎮(zhèn)或建筑小區(qū)的公共消防設施，其設置對提高城市綜合防災能力，減少火災危害有著很大的影響，應引起足夠的重視。4.2.1 室外消火栓的設計要求建筑物的室外消火栓的規(guī)格型號應與市政消火栓的規(guī)格型號相同，同時設計還應滿足以下要求：1、建筑物需設置室外消火栓的數(shù)量，應按其保護半徑、流量和室外消防用水量等綜合計算確定，每個室外消火栓的流量按1015ls計。對于高層建筑，當市政消火栓距被保護建筑物不大于40m時，在該范圍內(nèi)的市政消火栓可計入建筑物室外消火栓

53、的數(shù)量之內(nèi)。2、室外消火栓應沿建筑物均勻設置。消火栓距路邊的距離不應大于2m，距建筑物外墻的距離不宜大于5m，距高層建筑物外墻的距離不宜大于40m。4.2.2 室外消火栓消防用水量計算民用建筑的室外消防用水量可按下式計算：(4.1)式中 q民用建筑的室外消防用水量，（l/s）； m民用建筑同一時間內(nèi)的火災次數(shù)，其不低于相關規(guī)定； 建筑物室外消防用水量，（l/s）（建筑物的一次滅火水量）。本建筑為二類高層民用建筑，耐火等級為二級，建筑在同一時間內(nèi)的火災為1次，根據(jù)公式（4.1）計算得室外消火栓系統(tǒng)用水量為30l/s。4.2.3 室外消火栓的布置1、 室外消火栓的流量對于本建筑的室外消火栓，采用低

54、壓的供水方式。室外消火栓的流量是根據(jù)火場的供水要求確定的。每個低壓消火栓通常只供一輛消防車出水，常出兩支口徑19mm的直流水槍，火災要求充實水柱長度為1015m，則每支水槍的流量為57.5l/s，兩支水槍的流量為1013l/s考慮到接口及水帶的漏水，因此，每個低壓消火栓的流量為1015l/s。2、 室外消火栓的保護半徑低壓室外消火栓的保護半徑由消防車的供水性能確定。每輛消防車串接9條水帶考慮，火場上水槍手需留約10m的機動水帶，若水帶沿地面的鋪設系數(shù)按0.9計算，則消防車往火場供水的距離為（m）。因此，室外低壓消火栓的保護半徑為150m。3、室外消火栓的布置間距根據(jù)規(guī)范的要求，室外消火栓的保護半徑不能大于150m，消火栓的間距不能超過120m，又本建筑的長為78.0m，寬為50.0m，為滿足上述要求，本建筑主樓四周環(huán)狀給水管網(wǎng)設置地上式4個消火栓和兩個水泵接合器（如圖4.1）。圖4.1 室外消火栓平面布置圖4.3 室內(nèi)消火栓設計室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是建筑物應用最為廣泛的一種消防設施。其既可火災現(xiàn)場