高層建筑給排水前言高層建筑給排水是介紹高層建筑給水系統、消防系統、排水系統和熱水系統的根本理論、設計原理和計算方法的一門課程。高層建筑給排水緒論9/17/20231參考教材?高層建筑給水排水工程?錢維生主編同濟大學出版社?建筑給水排水工程?〔第四版〕中國建筑出版社?高層民用建筑設計防火標準?〔2005年版〕?自動噴水滅火系統設計標準?〔2005年版〕?水噴霧滅火系統設計標準?〔1995年版〕高層建筑給排水緒論9/17/20232緒論

一、本課程的主要內容給水系統〔重點〕消防系統〔重點〕排水系統熱水系統高層建筑給排水緒論9/17/20233二、高層建筑分界

1.各國對高層建筑劃分的標準高層建筑給排水緒論9/17/202342.我國高層建筑劃分的標準十層及十層以上的居住建筑〔包括首層設置商業效勞網點的住宅〕；建筑高度超過24米的公共建筑。高層建筑給排水緒論9/17/202353.我國高層建筑劃分的依據登高消防器材：登高消防車撲救24米左右高度以下的建筑火災最為有效；消防車供水能力：大多數通用消防車在最不利情況下直接吸水撲救火災的最大高度約24米左右；住宅建筑定為十層及十層以上的原因，除了考慮上述因素外，還考慮它占的數量，約占全部高層建筑的40%~50%；對于高層住宅，每個單元間防火分區面積不大，并有較好的防火別離，火災發生時蔓延擴大受到一定限制，危害較小，故做區別對待。高層建筑給排水緒論9/17/20236三、高層建筑給排水工程的特點保證供水平安性和排水通暢；給水、熱水和消防系統須進行經濟合理的豎向分區；必需設置可靠的室內消防給水系統，而且消防給水的設計應“立足自救〞；必須考慮管道的防震、防沉降、防噪音、防水錘、防管道伸縮變位等技術措施；一般需設置技術層〔設備層〕和管道井。高層建筑給排水緒論9/17/20237第一章高層建筑給水工程

主要內容給水系統分類給水系統豎向分區〔重點〕供水方式〔重點〕組成局部及設計步驟高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/20238第一節給水系統分類

高層建筑室內給水按其用途可分為三類：

一、生活給水系統供廚房烹調飲用、衛生間洗浴、沖洗廁所等生活上的用水，水質必須嚴格符合國家規定的飲用水標準；在水資源缺乏的地方，沖洗廁所可采用海水或者“中水〞，但必需設置獨立的管道系統；直飲水系統。〔注意：系統間要防止產生水質回流污染。〕高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/20239二、生產給水系統生產工藝用水空調冷卻用水洗衣房、鍋爐房軟化用水高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202310三、消防給水系統消火栓系統自動噴淋滅火系統水噴霧系統水幕消防系統高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202311第二節給水系統豎向分區

一、高層給水系統不分區的缺點

龍頭開啟，水成射流噴濺，影響使用，難以關閉；必須采用耐高壓管材、零件及配水器材；由于壓力過高，龍頭、閥門等器材磨損迅速，壽命縮短，漏水增加，檢修頻繁；高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202312

下層龍頭的流出水頭過大，如不減壓，其出流量比設計流量大得多，使管道內流速增加，以致產生流水噪音、振動噪音〔塑料管材更明顯〕，并使頂層龍頭產生負壓抽吸現象，容易形成回流污染；由于壓力過大，容易產生水錘及水錘噪音〔建筑高度較高時〕；維修管理費用和水泵運轉電費增高〔重要原因是能量浪費〕。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202313二、給水系統豎向分區的標準各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa；水壓大于0.35MPa的入戶管〔或配水橫管〕，宜設減壓或調壓設施；各分區最不利配水點的水壓，應滿足用水水壓要求。注意：1.豎向分區的最大水壓不是衛生器具正常使用的最正確水壓；2.衛生器具正常使用的最正確水壓宜為0.20~0.30MPa；3.各分區頂層住宅入戶管的進口水壓不宜小于0.10MPa。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202314第三節供水方式高位水箱供水方式氣壓水箱供水方式無水箱供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202315一、高位水箱供水方式分為：并列供水方式串聯供水方式減壓水箱供水方式減壓閥供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023161.高位水箱并列供水方式〔1〕工作原理：在各分區獨立設置水箱和水泵，且水泵集中設置在建筑物底層或者地下室，分別向各區供水。〔2〕優點：a.各區是獨立給水系統，互不影響，假設某區發生事故，不影響全局，供水平安可靠；b.水泵集中，管理維護方便；c.運行動力費用經濟。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023179/17/202318

〔3〕缺點：a.水泵臺數較多，水泵出水高壓管線長，設備和管線費用高；b.分區水箱占建筑樓層假設干面積，給建筑房間布置帶來困難，減少了房間面積，影響經濟效益。〔4〕適用情況：現在采用較少。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023192.高位水箱串聯供水方式〔1〕工作原理：水泵分散設置在各分區的樓層中，低區的水箱兼作上一區的水泵吸水水箱。〔2〕優點：a.無高壓水泵和高壓管線；b.運行動力費用經濟。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023209/17/202321

〔3〕缺點：a.水泵分散設置，連同水箱所占樓層面積較大；b.水泵設在樓層，防震隔音要求高；c.水泵分散布置，管理維護不方便；d.假設下區發生事故，其上部數區供水均受影響，供水可靠性差。〔4〕適用情況：一般高層建筑采用較少，超高層建筑中有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023223.減壓水箱供水方式〔1〕工作原理：整個高層建筑的用水量全部由設置在底層的水泵提升至屋頂總水箱，然后再分送至各分區水箱，分區水箱起減壓作用。〔2〕優點：a.水泵數量少，設備費用降低，管理維護簡單；b.水泵房面積小，各分區減壓水箱調節容積小。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023239/17/202324

〔3〕缺點：a.水泵運行動力費用高；b.屋頂總水箱容積大，對建筑的結構和抗地震不利；c.建筑物高度較高、分區較多時，下區減壓水箱中進水裝置承壓過大，造成關不嚴或經常維修；d.假設總水箱發生事故，下區供水均受影響，供水可靠性差。〔4〕適用情況：現在采用較少。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023254.減壓閥供水方式〔1〕工作原理：工作原理與減壓水箱供水方式相同，不同之處在于以減壓閥代替減壓水箱。〔2〕優點：a.水泵數量最少，設備費用降低，管理維護簡單；b.水泵房面積小；c.減壓閥不占樓層房間面積，使建筑面積發揮最大的經濟效益。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023269/17/202327

〔3〕缺點：a.水泵運行動力費用高；b.屋頂總水箱容積大，對建筑的結構和抗地震不利；c.假設總水箱發生事故，下區供水均受影響，供水可靠性差。〔4〕適用情況：現在采用較多。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202328二、氣壓水箱供水方式分為：并列供水方式減壓閥供水方式高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023291.并列供水方式〔1〕工作原理：在各分區獨立設置氣壓水箱，且氣壓水箱集中設置在建筑物底層或者地下室，分別向各區供水。〔2〕優點：a.各區是獨立給水系統，互不影響，供水平安可靠；b.氣壓水箱集中，管理維護方便；c.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積；d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023309/17/202331

〔3〕缺點：a.氣壓水箱套數較多，高壓管線長，設備和管線費用高；b.運行動力費用高；c.氣壓罐貯水量小，水泵起閉頻繁，水壓變化幅度大；d.罐內起始壓力高于管網所需設計壓力，分區有效高度減小，分區數增加。〔4〕適用情況：高層生活給水系統采用較少，消防系統有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023322.減壓閥供水方式〔1〕工作原理：氣壓水箱設置在建筑物底層或者地下室，通過減壓閥分別向各區供水。〔2〕優點：a.氣壓水箱一般只需要一套，設備費用低，管理維護方便；b.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積；c.管網管線簡單經濟。d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023339/17/202334

〔3〕缺點：a.運行動力費用高；b.氣壓罐貯水量小，水泵起閉頻繁，水壓變化幅度大；c.罐內起始壓力高于管網所需設計壓力，分區有效高度減小，分區數增加。〔4〕適用情況：高層生活給水系統采用較少，消防系統有采用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202335三、無水箱供水方式〔變頻水泵供水方式〕1.變頻水泵工作原理通過設在供水管網上的壓力傳感器動態監測管網水壓，根據管網水壓、水量變化，自動調節水泵電機轉速和多臺水泵的啟動、停止，使管網主干出口端水壓始終保持在恒定值上，控制水泵對供水管網的穩定供水量，使整個供水系統始終保持在高效、節能的最正確運行狀態，滿足用戶供水的要求。

高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023362.變頻水泵工作模式〔1〕多泵并聯變頻恒壓變量供水：多泵并聯變頻恒壓變量供水的工作模式通常是這樣的：當用水流量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺變頻泵調速恒壓供水；當用水流量增大，變頻泵的轉速自動上升；當變頻泵的轉速上升到工頻轉速，而用水流量進一步增大，由變頻供水控制器控制，自動啟動一臺工頻泵投入，該工頻泵提供的流量是恒定的〔工頻轉速恒壓下的流量〕，其余各并聯工頻泵按相同的原理投入。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202337

在多泵并聯變頻恒壓變量的供水情況下，當用水流量下降，變頻調速泵的轉速下降〔變頻器供電頻率下降〕；當頻率下降到零流量的時候，變頻供水控制器發出一個指令，自動關閉一臺工頻泵使之退出并聯供水。為了減少工頻泵自動投入或退出時的沖擊〔水力的或電流的沖擊〕，在投入時，變頻泵的轉速自動下降，然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求；在退出時，變頻泵的轉速應自動上升，然后慢慢下降以滿足恒壓供水的要求。上述頻率自動上升，下降由供水變頻控制器控制。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202338

〔2〕恒壓變量循環狀啟動：在這種供水模式中，當供水流量少于變頻泵在恒壓工頻下的流量時，由變頻泵自動調速供水，當用水流量增大，變頻泵的轉速升高。當變頻泵的轉速升高到工頻轉速，由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網直接供電〔不通過變頻器供電〕。變頻器那么另外啟動一臺并聯泵投入工作。隨用水流量增大，其余各并聯泵均按上述相同的方式軟啟動〔電流的沖擊非常小〕投入。這就是循環軟啟動投入方式。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023393.供水方式

〔1〕并列供水方式〔a〕工作原理：在各分區獨立設置變頻水泵，且變頻水泵集中設置在建筑物底層或者地下室，分別向各區供水。〔b〕優點：a.各區是獨立給水系統，互不影響，供水平安可靠；b.變頻水泵集中，管理維護方便，運行費用低；c.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積。d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023409/17/202341

〔c〕缺點：a.變頻水泵套數較多，高壓管線長，設備和管線費用高；b.變頻水泵維修較復雜。〔d〕適用情況：高層給水系統現在采用較多，推薦使用。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202342〔2〕減壓閥供水方式〔a〕工作原理：變頻水泵設置在建筑物底層或者地下室，通過減壓閥分別向各區供水。〔b〕優點：a.變頻水泵一般只需要一套，設備費用較低，管理維護方便；b.不需高位水箱，不占高層建筑上層面積；c.管網管線簡單經濟。d.減少二次污染。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023439/17/202344

〔c〕缺點：a.運行動力費用較高；b.變頻水泵維修較復雜。〔d〕適用情況：高層給水系統現在采用較多。高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/202345第四節組成局部及設計步驟一、組成局部由地下室生活水箱、生活加壓泵、生活給水管網、高位生活水箱、水表〔總表和分戶水表〕、用水器具等組成。高層建筑給排水

第一章高層建筑給水工程9/17/202346二、生活加壓泵的選用1.流量根據室內用水器具計算設計秒流量〔變頻水泵〕，依此確定水泵流量。2.揚程H=h1+h2+h3+h4+h5H—水泵揚程；h1—地下室生活水箱最低水位至最不利用水器具的高度〔變頻水泵〕，或者地下室生活水箱最低水位至高位生活水箱最高水位的高度〔泵箱供水〕；h2—最不利用水器具的流出水頭；h3—管網系統的水頭損失；h4—生活加壓泵的水頭損失；h5—水表的水頭損失。高層建筑給排水

第一章高層建筑給水工程9/17/202347三、生活給水系統的設計計算步驟1.根據建筑專業提供的資料圖紙，確定高層建筑的類型，確定給水系統的方式，統計用水器具量，計算總用水量；2.確定給水系統如何分區；3.計算地下室生活水箱和高位生活水箱的容積；4.計算給水系統設計秒流量，初選生活加壓泵，并布置地下室水泵房；5.根據建筑專業提供的平面圖，布置給水系統立管；高層建筑給排水第一章高層建筑給水工程9/17/2023486.在地下室、設備層、屋頂等處布置橫管，完善生活給水管網系統；7.設計和布置高位生活水箱；8.檢查和完善各平面圖；9.設計給水系統圖；10.進行水力計算，校核水泵；11.設計地下室生活水箱和水泵房大樣圖；12.設計高位水箱大樣圖；13.設計說明、圖例和設備表。高層建筑給排水

第一章高層建筑給水工程9/17/202349第二章高層建筑消防工程

主要內容高層建筑消防特點和類型高層建筑分類消火栓系統〔重點〕自動噴水滅火系統〔重點〕水噴霧系統工程實例高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202350

第一節高層建筑消防特點和類型一、特點火種多，火勢猛，蔓延快；消防撲救困難；人員疏散困難；經濟損失大。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202351

二、類型消火栓系統；自動噴水滅火系統；水噴霧系統；水幕系統；氣體滅火系統；滅火器系統。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202352第二節高層建筑分類

高層建筑根據其使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度等進行分類，一般分為一類高層建筑和二類高層建筑。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202353

9/17/202354第三節高層建筑消火栓系統一、組成由消防水池、消火栓加壓泵、消火栓管網、屋頂消防水箱、屋頂增壓穩壓設備、消火栓箱、消防卷盤、水泵接合器、室外消火栓等組成。

高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023551.消防水池〔1〕當室外給水管網能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求。〔2〕當室外給水管網不能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量和室外消防用水量缺乏局部之和的要求。〔這樣規定出于“立足自救〞考慮的〕高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202356

〔3〕火災延續時間a.商業樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財貿金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓、科研樓和高級旅館的火災延續時間按3.0小時計算；b.其它高層建筑火災延續時間按2.0小時計算。〔4〕消防水池的補水時間不宜超過48小時。〔確定消防水池的進水管管徑〕〔5〕消防水池的總容量超過500立方米時，應分成兩個能獨立使用的消防水池。〔6〕一般消防水池不與地下室生活水箱合建。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023572.消火栓加壓泵〔1〕要選用消防專用水泵，一般立式泵不滿足要求。〔2〕應設置備用消防水泵，其工作能力不應小于其中最大一臺消防工作水泵。〔3〕消防水泵應采用自灌式吸水，吸水管應設閥門。〔4〕消防水泵供水管上應裝設試驗和檢查用壓力表和65mm的放水閥門。〔5〕消防水泵房應設不少于兩條的供水管與環狀消防管網連接。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023583.消火栓管網〔1〕室內消防給水系統應與生活、生產給水系統分開獨立設置。〔2〕消火栓豎管的布置原那么：應保證同層相鄰兩個消火栓水槍的充實水柱同時到達被保護范圍內的任何部位。〔3〕十八及十八層以下的單元式住宅；十八及十八層以下，每層不超過8戶，建筑面積不超過650平米的塔式住宅，當設置兩根消防豎管有困難時，可設一根豎管，但必須采用雙閥雙出口型消火栓。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202359

〔4〕室內消火栓管網應布置成環狀，一般要求立面成環，平面成環。〔5〕室內消火栓管網應采用閥門分成假設干獨立段。閥門的布置，應保證檢修管道時關閉停用的豎管不超過一根。當豎管超過4根時，可關閉不相鄰的兩根。〔6〕選用的閥門應有明顯的起閉標志，一般采用明桿閥門。〔7〕消火栓豎管管徑應按通過的流量計算確定，但不應小于100mm。〔8〕管材一般為鍍鋅管、無縫鋼管等，連接方式有法蘭、焊接和卡箍連接。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023604.屋頂消防水箱〔高位消防水箱〕〔1〕高位消防水箱是提供前十分鐘消防用水的。〔2〕采用高壓給水系統時，可不設高位消防水箱。〔3〕采用臨時高壓給水系統時，應設高位消防水箱。〔4〕高位消防水箱的容積要滿足以下要求：一類公共建筑不應小于18立方米；二類公共建筑和一類居住建筑不應小于12立方米；二類居住建筑不應小于6立方米。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202361

〔5〕高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓靜水壓力。建筑高度不超過100米時，最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07MPa；建筑高度超過100米時，最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa；〔6〕假設高位消防水箱的設置高度不能保證最不利點消火栓靜水壓力，應設置增壓穩壓設備。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023625.屋頂增壓穩壓設備〔1〕增壓穩壓設備一般由兩臺增壓泵〔一用一備〕和一個氣壓水罐組成。〔2〕增壓水泵的出水量，對于消火栓給水系統不應大于5L/s。〔即滿足一個消火栓用水量〕〔3〕氣壓水罐的調節水容量宜為450L。調節水容量為2支水槍和5個噴頭30秒用水量之和，即2X5X30+5X1X30=450L。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023636.消火栓箱〔1〕消火栓箱有單出口和雙出口兩種類型。〔2〕消火栓箱有兩種安裝方式：明裝式和暗嵌式。〔2〕消火栓栓口離地面高度1.10米，栓口出水方向宜向下或與設置消火栓的墻面相垂直。〔3〕應采用同一型號的消火栓，栓口直徑為65mm，水龍帶長度不應超過25m，水槍噴嘴口徑不應小于19mm。〔4〕消防電梯間前室應設消火栓。〔不計入消防流量〕〔5〕高層建筑的屋頂應設一個裝有壓力顯示裝置的檢查用的消火栓。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023647.消防卷盤〔1〕消防卷盤的別稱：小口徑自救式消火栓、自救水槍、消防水喉、消防軟管卷盤、消防軟管轉輪、急救消火槍等。〔2〕消防卷盤的組成：由小口徑室內消火栓〔口徑為25mm或32mm〕、輸水膠管〔內徑19mm〕、小口徑開關水槍〔噴嘴口徑為6.8mm或9mm〕和轉盤組成。長度20~40m的膠管卷繞在由搖臂支撐并可旋轉的轉盤上，膠管一頭與小口徑室內消火栓連接，另一頭連接小口徑開關水槍。整套消防卷盤與普通消火栓共放在組合型消防箱內或者單獨放置在專用消防箱內。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202365

〔3〕由于消防卷盤用水量較少，只供本單位職工使用，適用于撲救碳水化合物引起的初起火災，消防隊員不使用這種設備滅火。〔4〕高級旅館、重要的辦公樓、一類建筑的商業樓、展覽樓、綜合樓等和建筑高度超過100米的其它高層建筑，應設消防卷盤，其用水量可不計入消防用水總量。〔5〕消防卷盤的間距應保證有一股水流能到達室內地面任何部位，消防卷盤的安裝高度應便于取用。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023668.水泵接合器〔1〕水泵接合器是消防車與室內消防管網相連接的裝置，消防車上的水泵抽吸室外消火栓〔或者地下室消防水池〕的水加壓后通過它向室內消防管網補水，支援室內滅火。〔2〕每個水泵接合器的流量按10~15L/S計算。〔3〕水泵接合器的數量按室內消防用水量經計算確定。〔4〕消防給水有豎向分區時，應分別設置水泵接合器。〔5〕水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點，距室外消火栓或消防水池的距離宜為15~40米。〔6〕水泵接合器一般采用地上式；假設采用地下式，應有明顯標志。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023679.室外消火栓〔1〕每個室外消火栓的流量按10~15L/S計算。〔2〕室外消火栓的數量按室外消防用水量經計算確定。〔3〕室外消火栓應沿高層建筑均勻布置，消火栓距高層建筑外墻的距離不宜小于5米，并不宜大于40米；距路邊的距離不宜大于2米。〔4〕在本高層建筑范圍內的市政消火栓可計入室外消火栓的數量。〔5〕室外消火栓一般采用地上式；假設采用地下式，應有明顯標志。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202368二、消火栓系統控制原理1.發生火災后，前十分鐘消防用水量由屋頂消防水箱供給。2.發生火災后，就近啟動消火栓箱處報警按鈕，消防控制室接到火災信號，同時消火栓加壓泵啟動，消防控制室向本建筑物播送通知人員疏散，并向消防站報火警。假設設置有消防卷盤，工作人員可以用它撲救初起火災。3.消防站接到火警后立即出動，一般在十分鐘內趕到火災現場滅火。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202369三、消火栓系統豎向分區1.分區原那么消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，假設大于1.00MPa時，應采取分區給水系統。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，應采用減壓設施。原因：〔1〕栓口水壓過大，一個消防隊員難以控制水槍；〔2〕栓口水壓過大，水槍的出水量遠遠大于設計流量5L/S，高位消防水箱的消防用水可能在極短時間內用完，不利于撲救初期火災。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023702.分區給水方式〔1〕每個分區各設一套消火栓加壓泵〔并列〕〔a〕系統原理圖：〔b〕優點：a.每個分區相互獨立，互不影響，平安性高；b.低分區可采用一般管線，整個系統高壓管線較少。〔c〕缺點：a.消火栓加壓泵較多，投資較大；b.地下室水泵房面積較大，用電負荷高。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023719/17/202372

〔2〕每個分區各設一套消火栓加壓泵〔串聯〕〔a〕系統原理圖：〔b〕優點：a.整個系統各分區均可采用一般管線；b.消火栓加壓泵的揚程低，功率小。〔c〕缺點：a.每個分區相互聯系，平安性較差；b.消火栓加壓泵各分區分散布置；c.各分區單獨設置高位消防水箱。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023739/17/202374

〔3〕兩個分區共用一套消火栓加壓泵〔a〕系統原理圖：〔b〕優點：a.消火栓加壓泵少，投資小；b.地下室水泵房面積較小，用電負荷低。〔c〕缺點：a.每個分區相互聯系，平安性較差；b.管網系統高壓管線較多。高層建筑給排水第二章高超建筑消防工程9/17/2023759/17/202376四、消火栓加壓泵的選用1.流量根據室內消火栓用水量初選，然后進行水力計算校核，一般會比初選的室內消火栓用水量略大。2.揚程

H=h1+h2+h3+h4H—水泵揚程；h1—消防水池最低水位至最不利消火栓栓口的高度；h2—最不利消火栓栓口的出水壓力；h3—管網系統的水頭損失；h4—消火栓加壓泵的水頭損失。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202377五、消火栓系統的控制參數1.消火栓系統的分區標準：栓口的靜水壓力1.00MPa。2.消火栓栓口的出水壓力〔動水壓〕大于0.50MPa時，應設減壓裝置。3.消火栓水槍的充實水柱：建筑高度不超過100米，充實水柱不應小于10米；建筑高度大于100米，充實水柱不應小于13米。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202378六、消火栓系統的設計計算步驟1.根據建筑專業提供的資料圖紙，確定高層建筑的類型，查找標準確定室內和室外消火栓用水量；2.判斷消火栓系統是否需要分區；3.計算消防水池和高位水箱的容積；4.初選消火栓加壓泵，并布置地下室水泵房；5.根據建筑專業提供的平面圖，布置消火栓立管；6.在地下室、設備層、屋頂等處布置橫管和環狀管網，完善消火栓管網系統；高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202379

7.設計和布置高位水箱，并考慮是否需要增壓設備；8.檢查和完善各平面圖；9.設計消火栓系統圖；10.進行水力計算，校核水泵；11.設計地下室消防水池和水泵房大樣圖；12.設計高位水箱大樣圖；13.設計說明、圖例和設備表。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202380第四節高層建筑自動噴水滅火系統一、適用條件1.建筑高度超過100米的高層建筑及其裙房，除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.0平米的衛生間、不設集中空調且戶門為甲級防火門的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統。2.建筑高度不超過100米的一類高層建筑及其裙房，除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.0平米的衛生間、普通住宅、設集中空調的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023813.二類高層公共建筑的以下部位應設自動噴水滅火系統：〔1〕公共活動用房；〔2〕走道、辦公室和旅館的客房；〔3〕自動扶梯底部和垃圾道頂部；〔4〕可燃物品庫房。4.高層建筑中歌舞娛樂放映游藝場所、空調機房、公共餐廳、公共廚房以及經常有人停留或可燃物較多的地下室、半地下室房間等，應設自動噴水滅火系統。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202382二、火災危險等級分類及設計參數1.輕危險級2.中危險級I級；II級3.嚴重危險級I級；II級4.倉庫危險級I級；II級；III級高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202383

9/17/202384民用建筑和工業廠房的系統設計參數9/17/202385非倉庫類高大凈空場所的系統設計參數9/17/202386三、組成由消防水池、自動噴水系統加壓泵、自動噴水系統管網、屋頂消防水箱、屋頂增壓穩壓設備、濕式報警閥、水流指示器、噴頭、末端試水裝置、水泵接合器、室外消火栓等組成。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023871.消防水池〔1〕消防水池的有效容積應考慮火災延續時間按1.0小時計算的自動噴水系統的用水量；〔2〕消防水池的其它相關規定同消火栓系統相同。2.自動噴水系統加壓泵自動噴水系統加壓泵的相關規定同消火栓系統加壓泵相同。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023883.自動噴水系統管網〔1〕自動噴水系統應與生活、生產給水系統分開獨立設置。〔2〕濕式報警閥以前的管網應布置成環狀，濕式報警閥以后的管網布置成枝狀。〔3〕自動噴水管網的立管頂部應設置自動排氣閥。〔4〕配水管兩側每根配水支管控制的標準噴頭數，輕危險級、中危險級場所不應超過8只，同時在吊頂上下安裝噴頭的配水支管，上下側均不應超過8只。嚴重危險級及倉庫危險級場所均不應超過6只。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202389

〔5〕輕危險級、中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa。〔6〕選用的閥門應有明顯的起閉標志，一般采用明桿閥門。〔7〕管材一般為內外壁熱鍍鋅鋼管，連接方式有絲扣、法蘭和卡箍連接。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023904.屋頂消防水箱〔高位消防水箱〕〔1〕高位消防水箱的設置高度應保證最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度。〔2〕高位消防水箱的其它相關規定同消火栓系統相同。5.屋頂增壓穩壓設備自動噴水系統屋頂增壓穩壓設備的相關規定同消火栓系統相同。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023916.濕式報警閥〔1〕一個報警閥控制的噴頭數應符合以下規定：a.濕式系統、預作用系統不宜超過800只，干式系統不宜超過500只。b.當配水支管同時安裝保護吊頂下方和上方空間的噴頭時，應只將數量較多一側的噴頭計入報警閥控制的噴頭總數。〔2〕每個報警閥供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50米。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202392

〔3〕報警閥宜設在平安及易于操作的地點，報警閥距地面的高度宜為1.2米。安裝報警閥的部位應設有排水設施。〔4〕連接報警閥進出口的控制閥，宜采用信號閥。〔5〕水力警鈴的工作壓力不應小于0.05MPa，并應符合以下規定：a.應設在有人值班的地點附近；b.與報警閥連接的管道，其管徑應為20mm，總長不宜大于20米。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023937.水流指示器〔1〕水流指示器的作用：當噴頭破裂噴水滅火或者試水裝置試水時，管道內就有水流流動，水流通過水流指示器的時候，水流指示器會產生弱電控制信號，并將該信號傳到消防控制室。〔2〕每個防火分區、每個樓層均應設水流指示器。〔3〕當水流指示器入口前設置控制閥時，應采用信號閥。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023948.噴頭〔1〕噴頭的類型：a.玻璃球閉式噴頭〔爆炸瓶式噴頭〕玻璃球用于支撐噴頭噴水口的閥蓋，玻璃球內充裝一種高膨脹液體〔乙醚、酒精〕。玻璃球內留有一個小氣泡，當溫度升高時，小氣泡會縮小，在到達規定溫度時，液體全部充滿玻璃球容積，溫度再升高，玻璃球就發生爆炸，噴水口閥蓋脫落，噴水口就開啟噴水滅火。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202395玻璃球閉式噴頭指示高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202396

b.易熔合金閉式噴頭

噴頭噴水口的支撐利用熔解溫度很低的金屬合金控制，鉛、錫、鎘等數種金屬，按不同配比組合時，可以得到不同的低的熔解溫度。利用這種特性，可以制造各種焊料，做成不同溫度下的噴頭，在要求的溫度下開放噴水。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202397〔2〕噴頭的布置間距：高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202398

〔3〕閉式系統的噴頭，其公稱動作溫度宜高于環境最高溫度30度。〔4〕凈空高度大于800mm的悶頂和技術夾層內有可燃物時，應設置噴頭。〔5〕當局部場所設置自動噴水滅火系統時，與相鄰不設自動噴水滅火系統場所連通的走道或連通開口的外側，應設噴頭。〔6〕頂板或吊頂為斜面時，噴頭應垂直于斜面，并應按斜面距離確定噴頭間距。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/202399〔7〕采用閉式系統場所的最大凈空高度(m)高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231009.末端試水裝置〔1〕每個報警閥組控制的最不利點噴頭處，應設末端試水裝置。〔2〕其他防火分區、樓層的最不利點噴頭處，均應設直徑為25mm的試水閥。〔3〕末端試水裝置應由試水閥、壓力表以及試水接頭組成。〔4〕試水接頭出水口的流量系數，應等同于同樓層或防火分區內的最小流量系數噴頭。〔5〕末端試水裝置的出水，應采取孔口出流的方式排入排水管道。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023101

10.水泵接合器自動噴水系統水泵接合器的相關規定同消火栓系統相同。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023102四、系統原理圖五、自動噴水滅火系統工作原理流程圖高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231039/17/2023104濕式報警閥動作壓力開關報警噴頭動作噴水末端試水裝置消防控制室水力警鈴報警報告與傳送指令發生火災水流指示器動作效勞臺值班室啟動加壓泵9/17/2023105六、自動噴水滅火系統的控制參數〔1〕自動噴水系統的分區標準為1.20MPa。〔2〕每個報警閥供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50米。〔3〕輕危險級、中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa。〔4〕噴頭處出水壓力不應小于0.10MPa，確定高位消防水箱的安裝高度時，最不利噴頭處出水壓力可為0.05MPa。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023106七、自動噴水滅火系統的水力計算現在常用的方法：作用面積法特性系數法高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231071.作用面積法〔1〕作用面積法是?自動噴水滅火系統設計標準?〔GB50084-2001〕推薦的水力計算方法，它是借鑒英、美的相關標準。〔2〕根據危險等級的相關設計參數，可以得知作用面積的大小，然后確定自動噴水滅火系統中最不利工作作用面積的位置。此作用面積的形狀應是矩形，矩形長邊應平行于配水支管，該長邊的邊長應大于或等于作用面積平方根的1.2倍。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023108

〔3〕計算系統的設計流量時，僅包括作用面積內的噴頭，并應保證任意作用面積內的平均噴水強度不低于各危險等級設計參數。〔4〕對于輕危險級和中危險級建筑物的自動噴水滅火系統，計算時可假定作用面積內每只噴頭的噴水量相等，均以最不利點噴頭噴水量取值，但其中任意4個噴頭組成的保護面積內平均噴水強度，不應低于相應危險等級設計參數的85%。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023109

〔5〕對于嚴重危險級和倉庫危險級建筑物的自動噴水滅火系統，作用面積選定后，從最不利點噴頭開始，依次計算各管段的流量和水頭損失，直至作用面積內最末一個噴頭為止。〔6〕作用面積內噴頭計算完后，以后管段的流量不再增加，僅計算管道水頭損失。〔7〕對僅在走道內布置一排噴頭的情況，其水力計算不需按作用面積法進行。無論此排管道上布置有多少噴頭，計算動作噴頭數每層最多按5個計算。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231109/17/2023111

例題：某辦公樓設置自動噴水滅火系統，噴頭布置詳圖。噴頭流量特性系數為0.133，噴頭處壓力為0.10MPa，設計噴水強度為6L/min.m2，作用面積為200平米。按作用面積法進行水力計算。解：a.作用面積形狀為長方形，長邊為短邊長為200/17=12m作用面積內噴頭數一共20個，布置形式見圖。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023112

b.每個噴頭的噴水量為：c.作用面積內的設計秒流量為：d.理論秒流量為：比較Qs和Ql，Qs=1.3Ql，滿足要求。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023113

e.作用面積內的計算平均噴水強度為：此值大于規定要求6L/min.m2，滿足要求。f.噴頭的保護半徑為：取R=2.37m。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023114

g.計算作用面積內任意4個噴頭所組成的最大保護面積：每個噴頭的保護面積為：S圓=πR22=17.64m2F1=RXR-0.25XS圓=2.37X2.37-0.25X17.64=1.21m2計算可知F3=1.36m2，F3‘=1.86m2

F2=3.5X2.37-0.5XS圓+F3=8.30-8.82+1.36=0.84m2F2’=3.2X2.37-0.5XS圓+F3‘=7.58-8.82+1.86=0.62m2高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231159/17/2023116

作用面積內4個噴頭組成的最大保護面積為：Smax=(8.24X7.94)-4F1-2F2-2F2’=65.4-4X1.21-2X0.84-2x0.62=57.64m2平均噴水強度為：滿足標準的要求，故不需要調整噴頭的布置間距。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023117

h.根據每個計算管段的設計秒流量，確定適宜的管徑和水頭損失，一直計算到自動噴水滅火系統加壓水泵，完成整個管網的水力計算，并校核加壓水泵的揚程。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023118

習題：某綜合樓設置自動噴水滅火系統，噴頭布置詳圖。噴頭流量特性系數為0.133，噴頭處壓力為0.10MPa，設計噴水強度為8L/min.m2，作用面積為160平米。按作用面積法進行水力計算。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231199/17/20231202.特性系數法〔1〕特性系數法是從系統設計最不利點噴頭開始，沿程計算各噴頭的壓力、噴水量和管段的累積流量、水頭損失，直至管段的累積流量到達設計流量為止。〔2〕到達設計流量以后的管段中的流量不再累積，僅計算水頭損失。〔3〕噴頭的出流量：q—噴頭處節點流量，L/S；H—噴頭處水壓，mH2OK—噴頭流量系數，玻璃球噴頭K=0.42。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023121

〔4〕管段的水頭損失：h—計算管段沿程水頭損失，mH2O；L—計算管段長度，m；Q—管段中流量，L/S；A—比阻值，S2/L2。〔5〕管網水力計算：〔i〕配水支管僅在一側高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231229/17/2023123

9/17/2023124

9/17/2023125

因為Q8-9=Q7-8+Qa-8=Q6-7+Qa-8所以要得到Q8-9，必須先計算Qa-8。由于第一根配水支管和第二根配水支管布置條件相同，那么高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023126

簡化計算，稱為調整系數。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023127〔ii〕兩側配水支管對稱布置9/17/2023128

9/17/2023129

9/17/2023130〔iii〕兩側配水支管不對稱布置9/17/2023131

9/17/2023132

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習題：某地下室停車場設置自動噴水滅火系統。噴頭流量特性系數為0.133，噴頭處壓力為0.10MPa，設計噴水強度為8L/min.m2，作用面積為160平米。噴頭橫向間距為3.30米，縱向間距為3.00米，噴頭布置詳圖。按特性系數法進行水力計算。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023136比阻表9/17/20231379/17/2023138八、自動噴水系統加壓泵的選用1.流量

根據自動噴水系統的危險等級，計算相應危險等級的理論流量，然后確定設計流量，即為加壓泵的流量。

2.揚程

H=h1+h2+h3+h4H—水泵揚程；h1—消防水池最低水位至最不利噴頭處的高度；h2—最不利噴頭的出水壓力，一般取0.10MPa；h3—管網系統的水頭損失；h4—自動噴水加壓泵的水頭損失。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023139九、自動噴水滅火系統的設計計算步驟1.根據建筑專業提供的資料圖紙，確定高層建筑的類型，查找標準確定自動噴水滅火系統的危險等級，并計算設計流量；2.判斷自動噴水滅火系統是否需要分區；3.計算消防水池和高位水箱的容積；4.初選自動噴水加壓泵，并布置地下室水泵房；5.根據建筑專業提供的平面圖，布置噴頭；6.在地下室或設備層布置濕式報警閥組，完善濕式報警閥組前的自動噴水滅火系統環狀管網；高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023140

7.設計和布置高位水箱，并考慮是否需要增壓設備；8.完成末端試水裝置、試水裝置、泄水閥等的設計，檢查和完善各平面圖；9.設計自動噴水滅火系統圖；10.進行水力計算，校核水泵；11.設計地下室消防水池和水泵房大樣圖；12.設計高位水箱大樣圖；13.設計說明、圖例和設備表。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023141第五節高層建筑水噴霧滅火系統一、適用條件1.燃油、燃氣的鍋爐房；2.可燃油油浸電力變壓器室；3.可燃油的高壓電容器和多油開關室；4.自備發電機房。二、根本設計參數高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/20231429/17/2023143三、組成

由消防水池、水噴霧系統加壓泵、水噴霧系統管網、屋頂消防水箱、雨淋閥組、過濾器、水霧噴頭、水泵接合器等組成。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023144

1.消防水池〔1〕消防水池的有效容積應考慮火災延續時間按設計參數表中規定的相應持續時間計算的水噴霧滅火系統的用水量；〔2〕消防水池的其它相關規定同消火栓系統相同。2.水噴霧滅火系統加壓泵水噴霧滅火系統加壓泵的相關規定同消火栓系統加壓泵相同。高層建筑給排水第二章高層建筑消防工程9/17/2023145

3.水噴霧滅火系統管網〔1〕水噴霧滅火系統應與生活、生產給水系統分開獨立設置。〔2〕雨淋閥后的管道上不應設置其他用水設施。〔3〕管網應設泄水閥。〔4〕管材一般為內外壁熱鍍鋅鋼管，連接方式有絲扣、法蘭和卡箍連接。高層建筑給排水