1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

前言

高层建筑消防水系统在建筑施工中占有是非常重要的，也是施工人员和管理人员最容易忽略的环节，一旦发生火灾，轻则造成财产损失，重则造成重大伤亡事故。在设计消防水系统方案时要通过科学的分析与计算，从而可以从源头上避免一些事故的发生，这也是符合本质安全的原理，保证生产顺利进行。

不同类型的建筑物，由于具体情况不同，火灾发展各阶段经过的时间长短可能不一样。因此，在建筑物内预先需设置相应的灭火设施，以便直接有效地扑灭不同阶段的火灾，最大限度地减少火灾损失。

第1章 消火栓系统

1. 消火栓系统

多层建筑消火栓给水系统可由下列要素组成, 这些要素分别为: 消防水池、消防水泵、消防水箱、气压水罐、消防水泵接合器、室内消火栓、消防管网及阀门等附件, 并可根据建筑物局部、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求进行取舍组合

1．1 室外消火栓

室外消火栓是设置在建筑物外面消防给水管网上的供水设施，主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。是扑救火灾的重要消防设施之一。

1．2 室内消火栓

室内消火栓是室内管网向火场供水的，带有阀门的接口、为工厂、仓库、高层建筑、公共建筑及船舶等室内固定消防设施，通常安装在消火栓箱内，与消防水带和水枪等器材配套使用。

1．3室内消火栓布置

《高规》 规定 同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱达到被保护范围内的任何部位。

在单元式和塔式住宅中, 不超过12层的建筑, 可考虑将消火栓设置在楼梯转角的平台处, 设置单位立管时要保证各单元间可在屋顶连接成环; 在通廊式高层建筑中,可将消火栓集中在电梯前室及楼梯间设置。如不能满足要求, 确实找不到立管的位置, 可考虑两端设置立管, 每层水平成环的系统。

消火栓的布置一方面应在方案初期就与建筑专业协商解决, 确实有困难的也可以采用两根立管接入一个双栓箱的作法, 以节省空间。在消火栓的合理布置上, 水枪的充实水柱长度首先应该计算, 满足《高规》规定各种高层建筑水枪的充实水柱下限值。按照水枪充实水柱长度,可以确定消火栓保护半径, 但是在设计中不能简单地用保护半径画圆来布置消火栓。因为高层建筑平面中隔墙、内走道、门的布置会影响消火栓的发挥。设计中应该用水龙带长度、充实水柱的水平投影去校核消火栓保护半径最远点, 尤其对于带跃层的住宅, 要考虑是否能满足上层最远点的需要, 如果不能满足, 应考虑适当增加消火栓或采用带卷盘的消火栓。

1．4室内消火栓数量

《高规》 第7 .3.6条规定: ” 室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定, 每个消火栓的用水量应为10~ 15 L / s”, 《条文说明》是这样解释: ”室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量, 其中包括室内、室外两部分”。因此高层建筑的室外消火栓不能单纯的按120 m 的间距离布置, 而应该在满足室内、外用水量的基础上均匀布置在建筑周围。《高规》 第7.4.5.3条规定”水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点, 距室外消火栓或消防水池的距离宜为15~ 40 m”。从这个规定可以看出, 水泵接合器的15 ~ 40 m范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此, 工程设计中在布置水泵接合器时, 要考虑其相对集中, 以利于与经计算的室外消火栓数量对应。一旦设计中有较多的室内消防系统需要较多水泵接合器, 且分散布置时, 则需要适当增设”额外”的室外消火栓。

1．5消防水池

《建筑给水排水设计规范》第3、2、8条规定，民用建筑内生活饮用水的贮水池与消防用水的贮水池必须完全分开。目前，大多数高层建筑消防水池储水，包括消火栓系统储水、自动喷淋系统储水、水幕系统储水、喷淋加密系统储水，等等，光这些消防储水就要500m3～600m3。由于消防用水不被动用， 水在池中停留时间过长， 水在池中的流动性差，有死角，池中的水的水质一般达不到要求，甚至出现藻类生长。

为了更好地解决上述问题， 消防水池的设计需要考虑以下问题：1.要在水池中设置导流墙，增长流路，减少死角。2.要设置循环水泵，使水池的水充分循环。常用方法如下：（1）利用消防水泵本身加旁路加减压阀来循环水池的水。（2）专设循环水泵使水池的水循环。循环水泵的流量约以一天周转水池的水一次为准。

1．6消防水箱

对一般城市的大多数高层建筑消防给水来讲, 都只能采用消火栓加压给水系统方式,综合安全和经济两方面的因素, 结合火灾扑救的实际操作情况, 应有必要根据建筑物高度、体积、使用性质及可燃物多少等界定可采用消火栓水箱给水系统方式的范围, 以确定其消防给水方式。该方式是指从市政给水管网上直接接水至室内消火栓管网, 并设置屋顶消防水箱( 内贮10 min 消防用水) 和消防水泵接合器, 火灾时可用消防车通过水泵接合器加压向室内消火栓管网供水, 但室外的消防系统的供水能力必须包括室内消防用水量。

对高层建筑消火栓给水系统形式的选择, 首先应保证系统的安全可靠性, 其次应尽量选用经济合理的供水形式。

（1）按服务范围来分: 独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统。应尽量采用区域集中的消防给水系统, 邻近高层建筑共用消防水池。

（2）按供水高度来分: 分区给水和不分区给水。当消火栓栓口的静水压力不大于1. 00MPa时, 采用不分区给水形式, 当消火栓栓口的静水压力大于1. 00MPa时，采用分区给水形式。

分区供水方式又包括: ( 关联分区供水方式: 各个分区互不干扰、自成体系, 对系统更加安全可靠,但造价高、维护管理较困难; ) 串联分区给水方式:各区水泵压力相近或相同, 不需要高压泵、高压管,但水泵分散、管理困难, 同样造价高; 减压阀分区给水方式: 系统简单, 造价低, 管理方便。应尽量采用减压阀分区供水方式。这种方式可以保证安全的要求, 而且比较经济、维护管理方便。但这种方式对减压阀的要求较高, 可以采用可调式减压阀, 设定阀后压力并保持恒定。

第2章 自动喷水灭火系统

2．自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动喷水灭火系统。依照采用的喷头分为两类：采用闭式洒水喷头的为闭式系统，包括：湿式系统、干式系统、预作用系统、简易自动喷水系统等；采用开式洒水喷头的为开式系统，包括：雨淋系统、水喷雾系统、水幕系统。

自动灭火系统在应用中至少应满足两个要求。第一，必须满足被防护对象的特点；第二，发挥其优点，即火灾初期的灭火与控制的基础上，发掘其他方面的功能，促使它在消防安全中发挥更大，更好的效用。同时向着向住宅建筑化，智能化，替代火灾自动系统，向综合化多功能化发展。
2.1湿式系统

本次课设采用闭式喷头中的湿式系统。湿式系统湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。

2.1.1工作原理

　　火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内。

2.1.2适用范围和特点

在环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可以采用湿式系统。该系统局部应用时，适用于室内最大净空高度不超过8m、总建筑面积不超过1000m2的民用建筑中的轻危险级或中危险级Ⅰ级需要局部保护的区域。结构简单，使用可靠，系统施工简单、灵活方便，灭火速度快、控火效率高系统投资省，比较经济，适用范围广。

2.2喷头

　喷头是自动喷淋灭火系统的核心构件，对它的改进必将推动整个系统的发展进步。在自动喷水灭火系统中，洒水喷头担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务，它是系统中的关键组件。喷头向着智能化启闭，反应快速以及气水喷头的方向发展。

2.2.1分类

1、按有无释放机构分类为闭式和开式的分类

2、按喷头流量系数分类，包括K=55、80、115等，其中K=80的称为标准喷头。

3、按安装方式分类，有下垂型、直立型、普通型和边墙型喷头。

2.2.2喷头布置

根据规范和实际的结合，该建筑的喷头布置见自动喷水灭火系统平面图所示。喷头按矩形布置，矩形的长边长小于4m，喷头与边墙的距离不应超过设计范中要求的1.8m，但也不应小于0.5m。喷头的水平间距在满足规范的要求情况下根据建筑物内部布局情况一般为3.0m，不大于3.6m。

2.3管道布置

2.3.1管网选择：

(1)轻危险等级宜采用枝状管网中的任何一种管网形式。

（2）中危Ⅰ级宜采用枝状管网的侧边中心和中央中心两种管网形式。

（3）中危险Ⅱ级宜采用枝状管网的侧边中心或中央中心和环状管网3种管网形式。

（4)严重危险等级和仓库危险等级宜采用环状管网或格栅状管网。

管道布置应根据喷头的布置情况和数量可布置成如图4-1所示的几种形式。

管网布置形式

1─立管；2─配水干关；3─配水支管

2.3.2管道喷头

为了控制配水支管的长度，避免水头损失过大，一般情况下，配水管的两侧每根支管控制的喷头数量：轻、中危险等级不超过8只，严重危险等级不超过6只。

2.3.3管道管径

管道的直径应经水力计算确定，但为了保证系统的可靠性和尽量均衡系统的水力性能，轻危险级、中危险级场所中各种直径配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表4-2的规定。

为了控制小管径管道的水头损失和防止杂物堵塞管道，短立管及末端试水装置的连接管最小直径不小于25mm。

轻、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

2.4报警阀

报警阀是自动喷水灭火系统中接通或切断水源，并启动报警器的装置。在自动喷水灭火系统中，报警阀是至关重要的组件，其作用有三：接通或切断水源、输出报警信号和防止水流倒回供水源、以及通过报警阀可对系统的供水装置和报警装置进行检验。报警阀根据系统的不同分为湿式报警阀、干式报警阀和雨淋阀。报警阀的公称通径一般为50、65、80、100、125、150、200MM七种。湿式报警阀用于湿式喷水灭火系统。它的主要功能是：当喷头开启时，湿式阀能自动打开，并使水流入水力警铃发出报警信号。湿式阀按其结构形式有三种：座圈型湿式阀、导阀型湿式阀、蝶阀型湿式阀。

2.5报警器

报警器是用来发出声响报警信号的装置，包括水力警铃和压力开关。

1、水力警铃是得用水流的冲击发出声响的报警装置。其特点为结构简单、耐用可靠、灵敏度高、维护工作量小、是自动喷水各个系统中不少缺少的部件。

2、压力开关是一种靠水压或气压驱动的电气开关，通常与水力警铃一起安装使用。压力开关利用水力闭合弱电路实现报警。当报警阀的阀打开，压力水经管道首先进入延时器后再流入压力开关内腔，推动膜片向上移动，顶柱也同时上升，将下弹簧板顶起，触点接触闭合，接通电路，发出电信号输入报警控制箱，发出报警信号，从而启动消防泵。

2.6水泵

闭式系统应设独立的供水泵，并应按一运一备或二运一备的比例设置备用消防水泵。系统供水泵应采用自灌式吸水方式，每组消防水泵的吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管仍能通过全部水量。

2.7水泵接合器

自动喷水灭火系统应设置水泵接合器，其数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按10~15L/s计算。

当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力供水设施。接力供水设施由接力水箱和固定的电力泵或柴油机泵、手抬泵接力泵，以及水泵接合器或其他形式的接口组成。水泵接合器应设在便于同消防车连接的地方，其周围15~40m内应设消火栓或消防水池。

第3章 结语

由于自动喷淋灭火系统需要结合防护对象的实际情况，因地制宜的设计。所以设计至关重要，自动喷淋灭火系统的功用毋庸置疑，对其合理的发展与完善，它必将在消防安全防护中发挥更加积极的作用。由于高层建筑的高度往往超出了消防云梯所能达到的高度，使得高层建筑的灭火工作更多地依赖于自身的灭火系统。自动喷水灭火系统在国外的应用已经超过一百年，在我国也有几十年的历史随着我国经济建设地不断深入，对建筑防火的要求也将不断的加大，这些新动向必然给自动喷淋灭火系统提出了更高，更多的要求，也势必促进它的发展与应用。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一．本课题要解决的问题

1.安全系统设计

（1）了解喷淋系统的组成和工作原理