第三章：建筑消防系統建筑消防系統根據使用滅火劑的種類不同，可分：1.水消防滅火系統消火栓給水系統自動噴水滅火系統2.非水滅火劑滅火系統干粉滅火系統

工作原理是：利用氮氣瓶組內的高壓氮氣經減壓閥減壓后，使氮氣進入干粉罐，其中一部分被送到罐的底部，起到松散干粉滅火劑的作用。隨著罐內壓力的升高，使部分干粉滅火劑隨氮氣進入出粉管被送到干粉炮，干粉槍或干粉固定噴嘴的出口閥門處，當干粉炮、槍或干粉固定噴嘴的出口閥門處的壓力到達一定值后，打開閥門（或者定壓爆破膜片自動爆破），將壓力能迅速轉化為速度能，這樣高速的氣粉流便從干粉炮（或干粉槍，固定噴嘴）的噴嘴中噴出，射向火源，切割火焰，破壞燃燒鏈，起到迅速撲滅或抑制火災的作用。二氧化碳滅火系統

二氧化碳是一種不導電、惰性、低毒性、滅火后不留污染物良好的滅火劑，且來源廣泛、生產容易、價格低廉。二氧化碳滅火主要是窒息作用，并有少量的冷卻降溫作用。泡沫滅火系統

泡沫從滅火器中噴出，覆蓋在燃燒物品上，使燃著的物質與空氣隔離，并降低溫度，達到滅火的目的水滅火原理：（1）通過物理、化學反應從燃燒物種獲取熱量，起到冷卻作用；（2）水蒸氣阻止空氣進入燃燒區；（3）稀釋燃燒區氧氣的含量，減弱燃燒強度；（4）壓力水流很大的動能和沖擊力，可以沖散燃燒物使燃燒強度減弱。3.1室外消防系統消防用水可由城市給水管網、天然水源或消防水池供給。利用天然水源時，其保證率不應小于97%，且應設置可靠的取水設施。作用：供消防車從該系統取水，經水泵接合器向室內消防補水；帶架水槍用水，控制和撲救火災。組成：室外消防水源、室外消防管道、室外消火栓3.1.1室外消防水源、水量和水壓1.室外消防水源（1）消防給水水源市政給水管網、天然水源或消防水池。1）當市政給水管網能滿足時采用（≥0.1MPa）；2）利用天然水源，考慮天然水源地與保護建筑之間的距離、天然水源水量和水位；3）貯備消防用水。（2）消防水池設置要求1）儲存水量應根據室外管網的補水情況、建筑物類型，并綜合考慮室內外消防水量的要求確定；2）充水時間不應超過48h；3）水池總容積≥500m3時，分割為兩個水池。4）取水口或取水井，最低水位應保證消防車的消防水泵吸水高度不超過6m。2.室外消防用水量室外消防用水量應按同一時間內火災次數和一次滅火用水量確定。表3-1、3-2、3-3所示。3.室外消防水壓分類：高壓消防給水系統、臨時高壓消防給水系統和低壓消防給水系統。（1）室外管網內經常保持足夠高的水壓，直接由消火栓接出水帶水槍滅火，水槍充實水柱不小于10m。（2）設置高壓消防泵。（3）消防車或移動式消防泵供給。3.1.2室外消防給水管道和消火栓1.室外消防給水管道的布置1）應布置成環狀，用水量＜15L/s時，可布置成枝狀。2）環狀給水管網進水管不應少于2條。3）環狀管道應設置閥門分成若干獨立段。4）管道直徑不應大于DN100.2.室外消火栓的布置1）室外消火栓應沿路設置。2）易燃易爆氣體儲罐區的消火栓音設置在防火堤或防護墻外。3）室外消火栓的間距不應大于120m。4）室外消火栓的保護半徑不應大于150m。5）室外消火栓的數量應按其保護半徑和室外消防用水量等綜合計算確定。6）室外消火栓宜采用地上式消火栓。7）消火栓距路邊不應大于2m，距房屋外墻不應＜5m。8）工藝裝置周圍，其間距不宜大于60m。3.2室內消火栓給水系統3.2.1消火栓滅火系統的設置按照我國現行的GB50016—2006《建筑設計防火規范》規定。P683.2.2消火栓給水系統的組成消火栓設備、消防卷盤、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器、增壓水泵等。（1）消火栓設備

是由水槍、水帶和消火栓組成，均安裝在消火栓箱內。水槍一般為直流式，用鋁或塑料制成。噴嘴口徑有13mm、16mm、19mm三種。口徑13mm水槍配備直徑50mm水帶，16mm水槍可配50mm或65mm水帶，19mm水槍配備65mm水帶。低層建筑的消火栓可選用13mm或16mm口徑水槍，高層建筑的消火栓用19mm口徑水槍。水帶口徑有50mm、65mm兩種，長度一般為15m、20m、25m、30m四種；水帶材質有麻織和化纖兩種，有襯膠與不襯膠之分，襯膠水帶阻力較小。水帶長度應根據水力計算選定。消火栓均為內扣式接口的球形閥式龍頭，有單出口和雙出口之分。雙出口消火栓直徑為65mm，如圖所示；單出口消火栓直徑有50mm和65mm兩種。當每支水槍最小流量小于5L/s時選用直徑50mm消火栓；最小流量大于5L/s時選用65mm消火栓。圖雙出口消火栓1.雙出口消火栓；2.水槍；3.水帶接口；4.水帶；5.按鈕（2）消防卷盤由25mm的小口徑消火栓、內徑19mm的膠帶和口徑不小于6mm的消防卷盤噴嘴組成。通常將消火栓水槍和水帶按要求配套置于消火栓箱內，需要設置消防卷盤時，可按要求配套單獨裝入一箱內或將以上四種組件裝于一個箱內，如圖所示。圖室內消火栓、消防卷盤組合型安裝圖1.消火栓箱；2.消火栓；3.水槍；4.水龍帶；5.水龍帶接扣；6.掛架；7.消防卷盤；8.閘閥；9.鋼管；10.消防按鈕；11.消防卷盤噴嘴消防卷盤一般設置在走道、樓梯附近，明顯、易于取用的地點，其間距應保證室內地面的任何部位有一股水柱能夠到達。（3）水泵接合器

在建筑消防給水系統中均應設置水泵接合器。水泵接合器是連接消防車向室內消防給水系統加壓供水的裝置，一端由消防給水管網水平干管引出，另一端設在消防車易于接近的地方。如圖所示。地上消防水泵接合器安裝圖1.消防接口本體；2.止回閥；3.安全閥；4.閘閥地上墻壁式地下水泵接合器的作用：當建筑物發生火災，室內消防水泵因停電、檢修或出現其他故障而停止運轉期間，或建筑物發生較大火災，室內消防用水量顯現不足時，利用消防車從室外消防水源抽水，通過水泵接合器向消防給水管網提供或補充消防用水。水泵接合器的設置要求：(1)水泵接合器上應設有止回閥、閘閥、安全閥、泄水閥等閥門；(2)水泵接合器周圍15～40m內應設室外消火栓或消防水池；(3)水泵接合器應設在消防車便于接近的地點，且宜設在人

行道或非汽車行使地段；(4)水泵接合器上應有明顯標志，且應標明其管轄范圍。(4)消防管道

建筑物內消防管道是否與其他給水系統合并或獨立設置，應根據建筑物的性質和進行技術經濟比較后確定。單獨消防系統的給水管一般采用非鍍鋅鋼管(水煤氣鋼管)或給水鑄鐵管。與生活、生產給水系統合用時，采用鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管。(5)消防水池

消防水池用于無室外消防水源情況下，貯存火災持續時間內的室內消防用水量。消防水池可設于室外地下或地面上，也可設在室內地下室，或與室內游泳池、水景水池兼用。消防水池應設有水位控制閥的進水管和溢水管、通氣管、泄水管、出水管及水位指示器等附屬裝置。根據各種用水系統的供水水質要求是否一致，可將消防水池與生活或生產貯水池合用，也可單獨設置。(6)消防水箱

消防水箱對撲救初期火災起著重要作用，為確保其自動供水的可靠性，應采用重力自流供水方式；消防水箱宜與生活(或生產)高位水箱合用，以保持箱內貯水經常流動、防止水質變壞；水箱的安裝高度應滿足室內最不利點消火栓所需的水壓要求，且應貯存有室內10min的消防用水量。

作用：

1）保持消防管網的水壓力；2）用于室內撲救初期火災。3.2.3消火栓給水系統的給水方式影響因素：由室外給水管網提供的可靠水量和水壓大小、建筑物的高度以及消火栓的設計流量和水壓的要求等。對層高不超過3.5m的民用多層建筑，估算：p=280+40（n-2）p——多層建筑消防給水系統所需壓力；（自室外地面算起）n——建筑物層數。水槍的設計流量小于5L/s，p值可減少40kpa。1.外網直接供水的給水方式室外給水管網壓力時刻均能滿足室內消火栓給水系統所需的水量、水壓p要求。布置形式：（1）消防管道與生活給水管道共用；水表出設置旁通管；（2）消防管道單獨設置，可避免長時間滯留于消防管道的水變質。2.水箱供水的給水方式一天之內有一定時間能保證消防水量、水壓時的低層建筑采用。水箱儲存10min的消防水量。3.水泵—水箱聯合供水的給水方式適用于室外給水管網的水壓、水量不能滿足室內消火栓給水系統所需水壓、水量。3.2.4消火栓給水系統的布置1.給水管道布置（1）與生活、生產給水系統合用時，給水管道一般采用熱侵鍍鋅鋼管。單獨消防系統的給水管可采用非鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管。（2）室內消火栓超過10個且消防用水量大于15L/s時，室內給水管道至少兩條，布置成環狀。（3）消防用水與其他用水合并的室內管道，當其他用水達到最大秒流量時，應仍能供應全部消防用水量。2.水泵接合器布置（1）超過四層的廠房和庫房、設有消防管網的住宅、超過五層的其他民用建筑，其室內消防管網應設消防水泵接合器。（2）距接合器15-40m內應設室外消火栓或消防水池。（3）水泵接合器應與室內環狀管網連接，其連接點應盡量遠離消防水泵輸水管與室內管網的連接點，以使消防水泵接合器向室內管網輸水能力達到最大。3.消火栓的設置（1）消火栓的設置要求1）消火栓的建筑物,每層均應設置,通一座建筑內應采用統一規格的消火栓,一般應采用栓口直徑65mm的消火栓,噴嘴口徑不小于19mm和長度不超過25mm的水帶,室內消火栓應設在走道、樓梯附近等明顯易于取用地點,不論單層、多層或高層建筑,均應保證相鄰消火栓水槍的充實水柱同時到達室內的任何部位,為了作用到一個消火栓受到火災威脅時,其相鄰的另一個消火栓仍能保護室內任何部位。故每個消火栓仍按一支水槍計算。因此,只能采用單栓、單口消火栓,而不能采用單栓,雙口消火栓。當建筑高度小于或等于24m,且體積小于或等于5000m3庫房,可采用一支水槍的充實水柱達到室內任何部位。2）在滅火中,充實水柱(又稱充實水流)的基本概念時:具有充實核心段的水射流。水槍的充實水柱長度應通過水力計算確定,一般建筑不應小于7m。甲、乙類廠房、超過4層的廠房和庫房,以及超過6層的多層民用建筑和建筑高度不超過100m的高層民用建筑不應小于10m,高層工業建筑、高架庫房和建筑高度超過100m的高層民用建筑不應小于13m。

3）室內消火栓的布置間距

室內消火栓的布置間距由計算確定,但為了防止布置的不合理,保證滅火使用的可靠性,規定室內消火栓的最大布置間距為:高層工業與民用建筑,高架庫房,甲、乙類廠房,不應超過30m,其他單層建筑和多層建筑,包括高層民用建筑的裙房等,不應超過50m。

4)

室內消火栓的布置要求

為了使在場人員能及時發現和使用消火栓,室內消火栓應有明顯的標志。消火栓應涂紅色,且不應偽裝成其他東西。

室內消火栓栓口離地面高度應成為1.0m。為減小局部水頭損失,并便于操作,其出水方向宜向地下或與設置消火栓的墻面成90°角。

消防電梯前室是消防人員進入室內撲救火災的進攻橋頭堡。為了標語消防人員向火場發起進攻或開辟通路,在消防電梯前室應設室內消火栓。

④消防電梯前室是消防人員進入室內撲救火災的進攻橋頭堡。為了標語消防人員向火場發起進攻或開辟通路,在消防電梯前室應設室內消火栓。

⑤冷庫的室內消火栓為了防止凍結損壞,一般應設在常溫的穿堂或樓梯間內。冷庫進入悶頂的入口處,應有消防栓,便于撲救頂部保溫層的火災。

⑥通宜建筑物內應采用統一規格的消火栓、水帶和水槍,以便在火災上敲碎玻璃使用消火栓。

⑦消火栓栓口處的水壓力超過0.5Mpa時,應設減壓設施。減壓設施一般為減壓閥或減壓孔板。

⑧高層工業與民用建筑以及水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他底層建筑,每個消火栓處應設置直接啟動消防水泵的按鈕,以便及時啟動消防水泵,供應火場用水,按鈕應設有保護設施。

（2）水槍充實水柱長度充實水柱長度：水槍射流中在26—38mm直徑圓斷面內、包含全部水量75%—90%的密實水柱長度。以Hm表示。

當水槍充實水柱長度＜7m時，射流無法接近著火點，達不到滅火的目的；當＞15m時，反作用力使人員無法把握水槍滅火。建筑物類別最小充實水柱長度/m低層建筑一般建筑；甲、乙類廠房>六層民用建筑>四層廠房、庫房；高架庫房7；10；13高層建筑民用建筑高度≥100m；民用建筑高度＜100m；高層工業建筑13；10；13人防工程內10停車場、停車庫內10例題：有一廠房內設有室內消火栓，該廠房的層高為10m，試求水槍充實水柱的長度。解：丙類單層廠房的水槍充實水柱長度不應小于7m。充實水柱的長度應采用14.1m。（3）消火栓的保護半徑

消火栓的保護半徑系指某種規格的消火栓、水槍和一定長度的水帶配套后，并考慮當消防人員使用該設備時有一定安全保障的條件下，以消火栓為圓心，消火栓能充分發揮其作用的半徑。R

＝

0.8*Ld

＋

Ls

式中：R——消火栓保護半徑(m)；

Ld——水帶敷設長度(m)，每根水帶長度不應超過25m；

Ls——水槍充實水柱在平面上的投影長度；Ls

＝Skcosα。

（6）消火栓的布置間距

室內消火栓間距應由計算確定，并且高層工業建筑、高架庫房，甲、乙類廠房，室內消火栓的間距不應超過30m；其他單層和多層建筑室內消火栓的間距不應超過50m。

1)當室內寬度較小，只有一排消火栓，并且要求有一股水柱達到室內任何部位時，消火栓的間距按下式計算：S1＝2(R2－b2)1/2

式中：S1——1股水柱時消火栓間距；

R——消火栓的保護半徑；

b——消火栓的最長保護寬度，外廊式建筑為建筑物寬度，內廊式建筑為走道兩側中較大一邊的寬度。消火栓布置間距(a)單排1股水柱到達室內任何部位；(b)單排2股水柱到達室內任何部位；(c)多排1股水柱到達室內任何部位；(d)多排2股水柱到達室內任何部位2)當室內只有一排消火栓，且要求有兩股水柱同時達到室內任何部位時消火栓的間距按下式計算：S2＝(R2－b2)1/2

式中：S2——2股水柱時的消火栓間距。3)當房間較寬，需要布置多排消火栓，且要求有一股水柱達到室內任何部位時，其消火栓間距可按下式計算：Sn＝R

4)當室內需要布置多排消火栓，且要求有兩股水柱達到室內任何部位時，可按布置，按確定的間距縮短一半。已上3.3.3消防管網水力計算主要目的：1.消防給水管網的管徑；2.消防水泵的流量和揚程；3.確定消防水箱的設置高度。消火栓給水管道中的流速一般控制在1.4—1.8m/s為宜，不允許超過2.5m/s。其局部壓力損失按管道沿程壓力損失的10%采用。以水箱的最低水位作為起點選擇計算管路。對于低層建筑消火栓給水管網管徑不得小于DN100。

室內消防系統所需水壓力：3.3.4消防水箱

消防水箱應貯存10min的消防用水量。有效容積計算：式中Vx—消防水箱貯存消防水量；Qx—室內消防用水量。為避免水箱容積過大，當室內消防用水量≤25L/s，經計算消防水箱所需消防儲水量＞12m3時，仍可采用12m3；當室內消防用水量＞25L/s，經計算消防水箱所需消防儲水量＞18m3時，仍可采用18m3。3.3.5消防貯水池

（1）貯水池設置條件1）當生產、生活用水量為最大時，市政給水管網和進戶管或天然水源不能滿足消防用水量時；2）市政給水管道為枝狀或只有一根進戶管，且低層建筑消防用水量之和＞25L/s時。（2）消防水池有效容積式中Vf—消防水池貯存消防水量；Qf—室內消防用水量與室外給水管網不能保證的室外消防用水量之和；QL—市政給水管網可連續補充的水量；Tx—火災連續時間。3.4自動噴水滅火系統優點：滅火效率高，可達97%左右，工作性能穩定，適用于一切可用水撲滅火災的場所。缺點：設施建設和控制較復雜，投資較大。GB50016—2006《建筑防火設計規范》中規定：自動噴水滅火系統應在人員密集、不易疏散、外部增援滅火與救生較困難的性質重要或火災危險性較大的場所中設置。

表3-173.4.2基本形式及工作原理閉式噴水系統開式噴水系統干式自動干濕式自動預作用自動雨淋滅火系統水幕系統水噴霧系統閉式噴頭，平時系統為封閉系統，火災發生時噴頭自動打開噴水開式噴頭，報警閥關閉狀態，管網中無水，火災發生時，報警閥打開，管網充水，噴頭噴水滅火。

1.閉式系統（1）濕式自動噴水滅火系統主要由閉式噴頭、管路系統、報警裝置、濕式報警閥及其供水系統組成。適用于室內環境溫度不低于4℃和不高于70℃的建筑物和構筑物。工作原理：

（2）干式自動噴水滅火系統適用于室內溫度低于4℃或高于70℃的建筑物和構筑物。主要由閉式噴頭、管路系統、報警裝置、干式報警閥、重啟設備及供水系統組成。（3）預作用自動噴水滅火系統主要由火災探測系統、閉式噴頭、預作用閥、報警裝置及供水系統。預作用過程的充水時間不宜大于3min。

2.開式系統（1）雨淋噴水滅火系統系統由開式噴頭、管道系統、火災探測器、報警控制裝置、控制組件和供水設備等組成。雨淋噴水滅火系統出水迅速，噴水量大，覆蓋面積大，其降溫和滅火效果顯著，有利用控制來勢兇猛、蔓延快的火災。

（2）水幕系統水幕系統不直接撲滅火災，而是阻擋火焰熱氣流和熱輻射向鄰近保護區擴散，起到防火分隔作用。

按水幕系統滅火的不同作用冷卻型局部阻火型防火水幕帶（3）水噴霧滅火系統該系統用噴霧噴頭把水粉碎成細小的水霧滴之后噴射到正在燃燒的物質表面，通過表面冷卻、窒息以及乳化、稀釋的同時作用實現滅火。3.4.3自動噴水滅火系統主要組件1.噴頭及噴頭的類型

閉式噴頭是一種直接噴水滅火的組件，是帶熱敏感元件及其密封組件的自動噴頭。該熱敏感元件可在預定溫度范圍下動作，使熱敏感元件及其密封組件脫離噴頭主體，并按規定的形狀和水量在規定的保護面積內噴水滅火。它的性能好壞直接關系著系統的啟動和滅火、控火效果。(2)開式噴頭(3)水幕噴頭(4)水霧噴頭(1)閉式噴頭圖2.42閉式噴頭構造示意圖(a)玻璃球灑水噴頭；(b)易熔合金灑水噴頭(1.支架，2.合金鎖片，3.濺水盤)；(c)直立型；(d)下垂型；(e)邊墻型(立式、水平式)；(f)吊頂型

(1.支架，2.裝飾罩，3.吊頂)；(g)普通型；(h)干式下垂型(1.熱敏元件，2.鋼球，3.銅球密封圈，4.套筒，5.吊頂，6.裝飾罩)圖2.43開式噴頭構造示意圖(a)開啟式灑水噴頭(1.雙臂下垂型，2.單臂下垂型，3.雙臂直立型，4.雙臂邊墻型)；(b)水幕噴頭(1.雙隙式，2.單隙式，3.窗口式，4.檐口式)；(c)噴霧噴頭(1、2.高速噴霧式，3.中速噴霧式)2.報警閥其作用是開啟和關閉管網的水流，傳遞控制信號至控制系統并啟動水力警鈴直接報警。分為濕式報警閥、干式報警閥、雨淋式三種類型。3.水流報警裝置（1）水力警鈴（2）水流指示器（3）壓力開關（4）延遲器（5）火災探測器（6）末端檢試裝置3.4.4自動噴水滅火系統布置1.噴頭的布置最大間距安裝凈空高度

閉式系統場所的最大凈空高度不應大于下表的規定，僅用于保護室內鋼屋架等建筑構件和設置貨架內噴頭的閉式系統，不受此表規定的限制。2.管網的布置（1）應根據建筑平面的具體情況布置成側邊式和中央式兩種形式；（2）報警閥后的管道，應采用內外鍍鋅鋼管；（3）管道敷設應有0.003的坡度，坡向報警排水管；（4）配水支管相鄰噴頭間應設支吊架，配水立管、干管和支管上應再附加防晃支架；（5）管網內工作壓力≤1.2MPa。3.報警閥的布置報警閥應設在距地面高度宜為1.2m，且沒有冰凍危險，易于排水，管理維修方便以及明顯的地點。每個報警閥組供水的最高與最低噴頭，其高程差不宜大于50m。4.水力警鈴的布置應設在有人值班的地點附近，與報警閥連接的管道，其管徑為20mm，總長不宜大于20m。

已上3.5自動噴水滅火系統的計算

目的：確定系統管徑與選定設備。3.5.1設計計算要求為保證火災時噴頭噴出的水有足夠的強度及有效作用面積，凈空高度不超過8m民用建筑和工業建筑各種危險等級的設計噴水強度、噴頭作用面積見表。火災危險等級噴水強度作用面積凈空高度輕危險等級4160≤8m中危險等級Ⅰ級6Ⅱ級8嚴重危險等級Ⅰ級12260Ⅱ級16自動噴水滅火系統管道的設計流速v≤5m/s，在個別情況下配水支管設計流速v≤10m/s。系統管徑DN≥25mm。3.5.2計算方法特性系數計算法與作用面積計算法。1.特性系數計算法（1）噴頭的出流量單個噴頭的出水量與噴頭處的壓力和噴頭本身的結構、水力特性有關。q——噴頭出水量；K——噴頭特性系數，當噴頭的DN為15mm時，K=1.33；p——噴頭的工作壓力。

（2）管道壓力損失Py——沿程壓力損失；L——計算管段長度；A——管道比阻值；Q——計算管段流量。管道局部壓力損失可按沿程壓力損失值的20%估算。（3）管道流量計算（見課本107頁）Kc——流速系數；Q——流量。

（4）管徑的選定（5）系統設計流量自動噴水滅火從系統的最不利配水點噴頭開始，沿程逐個計算各噴頭的壓力、流量和管段的累積流量、水頭損失，滿足