消防工程师：消防给水（实务）

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消防给水 （实务）

• 给水系统
  • 分类
    • 高压消防给水系统
      • 高位消防水箱
    • 临时高压~
      • 室内消火栓
    • 低压~
      • 室外灭火栓
  • 设施
    • 消防水泵
    • 供水管道
    • 水泵接合器
    • 增压稳压设备（消防气压罐）
    • 消防水源
    • 消防水箱
  • 图例
• 消防水泵
  • 总结
  • 最常用泵：离心泵
    • 适用范围广，型号多，供水连续，随意调节流量
    • 流量和杨程
    • 规范
      • 消防水泵不应采用双电动机 或 基于柴油机的双动力驱动水泵
      • 单台消防水泵额定流量应 ≥10L/s；最大额定流量≤320L/s
  • 设置要求
    • 在临高压，高压消防给水系统中均须设置消防泵。（教材）
    • 消火栓系统与自喷系统宜分别设置消防泵，若合用，系统管道应在报警阀前分开
    • 消防水泵和消防传输泵均需设置备用泵
      • 特殊情况不设备用泵
        • 住宅H＜54m
        • 室外消防给水设计流量 ≤25L/s
        • 室内消防给水设计流量 ≤10L/s
  • 选用要求
    • 1. 流量，杨程的要求
      • 满足系统流量和压力要求
      • 水泵驱动器功率应满足流量杨程性能曲线上任一点所需功率
      • 采用电动机驱动的消防水泵，应选择电动机干式安装
      • 流量杨程性能曲线应为光滑曲线，0流量的压力宜在设计工作压力的120%~140
      • 当出流量为设计流量的150%时，出口压力应≥65%设计工作压力
      • 泵轴的密封方式和材料应满足水泵在低流量运转的要求
      • 同一泵组的型号宜一致，且工作泵宜≤3台
      • 多台消防水泵并联时，应校核流量叠加对消防水泵出口压力的影响
    • 2. 材质要求
      • 水泵外壳宜为 球墨铸铁
      • 叶轮宜为 青铜或不锈钢
    • 3. 柴油机消防泵有关规定
      • 水泵应采用压缩式点火型柴油机
      • 柴油机的额定功率应校验海拔高度和环境温度对采油机功率的影响
      • 水泵应具备连续工作的性能，试验运行时间应≥24h
      • 水泵蓄电池应保证水泵能随时自动启泵的要求
      • 水泵的供油箱最小有效容积应按 1.5L/kW配置，内部储存的燃料应≥50%储量
    • 4. 轴流深井泵安装规定
      • 当消防水池最低水位低于离心水泵出水管或水源不能保证离心泵吸水时，可采用轴流深井泵，应采用湿式深坑安装的方式安装
      • 安装于水井：水泵出流量为设计流量150%时，最低淹没深度是第一个水泵叶轮底部水位线上3.20m以上，海报每增加300m，最低淹没深度应增加0.3m以上
      • 安装于消防水池：第一个水泵叶轮底部应低于消防水刺的最低有效水位线
      • 出水管应设2条及以上输水干管与消防给水管网连接（当一条检修，其余水管应仍能供应给水设计流量）
      • 出水管应设置止回阀，明杆闸阀，采用蝶阀时，应有自锁装置，管径DN＞300时，宜设置电动阀门
    • 5. 子主题
  • 消防泵的串联和并联
    • 并联：流量增加
      • 宜采用同规格型号的泵
    • 串联：杨程增加
      • 宜选用多级泵，控制上，应先开启前面的泵，后开启后面的泵
  • 消防泵的吸水要求
    • 应采用自灌式吸水
    • 水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置有空气阻断的倒流防止器
    • 当吸水口处无吸水井时，吸水口应设置旋流防止器
  • 水泵管路的布置要求
    • 吸水管布置
      • 1. 一组消防水泵，吸水管应≥2条，当一条检修，其余吸水管仍能通过全部给水设计流量
      • 2. 吸水管布置应避免形成气囊
      • 3. 吸水口淹没深度应满足最低水位运行要求
        • 吸水管喇叭口的最低有效水位下的淹没深度应根据水流速度和水力条件确定，但应≥600mm
        • 采用旋流防止器时(当吸水口无吸水井时，设置旋流防止器)，淹没深度应≥200mm
      • 4. 吸水管上应设置明杆闸阀或带自锁装置的蝶阀，当设置暗杆阀门时应设有开启刻度和标志；当管径＞DN300时，宜设置电动阀门
      • 5. 吸水管的直径＜DN250时，其流速宜为1.0~ 1.2m/s；直径＞DN250时，宜为1.2~ 1.6m/s
      • 6. 吸水井的布置应满足井内水流顺畅、流速均匀、不产生涡漩的要求，并应便于安装施工
      • 7. 吸水管穿越消防水池时，应采用柔性套管； 采用刚性防水套管时应在水泵吸水管上设置柔性接头，且管径应≤DN150
        • 消防水泵的吸水管、出水管道穿越外墙时，应采用防水套管
        • 当穿越墙体和楼板时，应加设套管，套管长度不应小于墙体厚度，或应高出楼面或地面50mm
        • 套管与管道的间隙应采用不燃材料填塞，管道的接口不应位于套管内。
      • 8. 吸水管可设置管道过滤器，管道过滤器的过水面积应大于管道过水面积的4倍，且孔径≥3mm。
      • 9. 吸水管水平管段上不应有气囊和漏气，变径连接应采用偏心异径管件并应采用管顶平接
    • 出水管布置
      • 1. 一组消防水泵，输水管应≥2条，当一条检修，其余吸水管仍能通过全部给水设计流量
      • 2. 出水管应设置止回阀，明杆闸阀，采用蝶阀时，应有自锁装置，管径DN＞300时，宜设置电动阀门
      • 3. 出水管的直径＜DN250时，其流速宜为1.5~ 2.0m/s；直径＞DN250时，宜为2.0~2. 5m/s
      • 4. 出水管上应安装消声止回阀、控制阀和压力表；系统的总出水管上还应安装压力表时应加设缓冲装置。压力表和缓冲装置之间应安装旋塞；压力表量程在没有设计要求时，应为系统工作压力的2~2.5倍
    • 吸水／出水管压力表
      • 压力表的最大量程应≥其设计工作压力的2倍，且应≥1. 60MPa
      • 吸水管宜设置真空表、压力表或真空压力表，压力表的最大量程应≥0.70MPa，真空表的最大量程宜为 -0. 10MPa
      • 压力表的DN≥100mm， 应采用DN≥6mm的管道与消防水泵进出口管相接，并应设置关断阀门
    • 流量压力测试装置
      • 单台给水泵的流量≤20L/s、 设计工作压力≤0. 50MPa时，泵组应预留测量用流量计和压力计接口，其他泵组宜设置泵组流量和压力测试装置
      • 水泵流量检测装置的计量精度应为0.4级，最大量程的75%应＞最大一台水泵设计流量值的175%
      • 水泵压力检测装置的计量精度应为0.5级，最大量程的75%应＞最大一台水泵设计压力值的165%
      • 每台消防水泵出水管上应设置DN65的试水管，并应采取排水措施
  • 消防泵的启动及动力装置
    • 1. 水泵控制柜应设置在消防水泵房或专用消防水泵控制室内，并符合下列要求
      • 控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态
      • 当自动水灭火系统为开式系统，且设置自动启动确有困难时，经论证后消防水泵可 设置在手动启动状态，并应确保24h有人工值班
    • 2. 水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定
    • 3. 水泵应确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min
      • 双路电源自动切换时间不应大于2s
      • 调试要求:以自动或手动直接启动泵时，水泵应在55s内投入正常运行
    • 4. 水泵应由水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动泵。水泵房内的压力开关宜引入消防水泵控制柜内
    • 5. 消防水泵应能手动启停和自动启动
    • 6. 稳压泵应由给水管网或气压水罐上设置的稳压泵自动启停泵压力开关或压力变送器控制
    • 7. 消防控制室或值班室，应具有下列控制及显示功能
      • 控制柜或控制盘应设置专用线路连接的手动直接启泵按钮
      • 控制柜或控制盘应能显示消防水泵和稳压泵的运行状态
      • 控制柜或控制盘应能显示消防水池、高位消防水箱等水源的高水位、低水位报 警信号，以及正常水位
    • 8. 消防水泵、稳压泵应设置就地强制启停泵按钮，并应有保护装置
      • I代表防止固体异物进入的等级，表明设备抗微尘范围，最高级别是6 ; P代表防止进水的等级，最高级别是8
    • 9. 水泵控制柜设置在专用消防水泵控制室时，其防护等级不应低于IP30 与消防水泵设置在同一空间时， 其防护等级不应低于IP55
    • 10. 水泵控制柜应采取防止被水淹没的措施。在高温潮湿环境下，水泵控制柜内应设置自动防潮除湿的装置
    • 11. 给水分区供水采用转输消防水泵时，转输泵宜在消防水泵启动后再启动;当消防给水分区供水采用串联消防水泵时，上区消防水泵宜在下区消防水泵启动后再启动
    • 12. 水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。机械应急启动时，应确保消防水泵在报警5.0min内正常工作
    • 13. 水泵控制柜前面板的明显部位应设置紧急时打开柜门的装置
    • 14. 火灾时消防水泵应工频运行，水泵应工频直接启泵；当功率较大时，宜采用星三角和自耦降压变压器启动，不宜采用有源器件启动。消防水泵准工作状态的自动巡检应习用变频运行，定期人工巡检应工频满负荷运行并出流。
      • 工频运行原理：水泵高速运转，达到最大功率。如5.5kw的水泵，功率也达到5. 5kw
      • 变频运行原理：水泵低速运转，未打到最大功率。根据用水量大小决定水泵转速，从而更加高效节能及节电。如5. 5kw的水泵，功率只达到0~5.4kw
      • 星三角启动属降压启动，它是以牺牲功率为代价换取降低启动电流来实现的
    • 15. 当工频启动消防水泵时，从通电到水泵达到额定转速时间不宜大于表中规定值
    • 16. 电动驱动消防水泵自动巡检时，巡检功能应符合下列规定
      • 巡检周期不宜大于7d，且应能按需要任意设定
      • 以低频交流电源逐台驱动消防水泵,使每台消防水泵低速转动的时间不应少于2min
    • 17. 消防水泵的双电源切换应符合下列规定
      • 双路电源自动切换时间不应大于2s
      • 当一路电源与内燃机动力的切换时间不应大于15s
    • 18. 水泵控制柜应有显示消防水泵工作状态和故障状态的输出端子及远程控制消防水泵启动的输入端子。 控制柜应具有自动巡检可调、显示巡检状态和信号等功能，且对话界面应有汉语语言，图标应便于识别和操作
    • 19. 消火栓按钮不宜作为直接启动消防水泵的开关，但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等
• 供水管道
  • 室外给水管道
    • 布置要求
      • 室外消防给水采用两路消防供水时应采用环状管网，但当采用一路消防供水时可采用枝状管网
      • 消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个
      • 管道的直径应根据流量、流速和压力要求经计算确定，但应≥DN100，有条件应≥DN150
    • 管道
      • 埋地管道
        • 埋地管材宜：球墨铸铁管、钢丝网骨架塑料复合管、加强防腐的钢管等
        • 应按下列因素选择管材
          • 系统工作压力
          • 覆土深度
          • 土壤的性质
          • 管道的耐腐蚀能力
          • 可能受到土壤、建筑基础、机动车和铁路等其他附加荷载的影响
          • 管道穿越伸缩缝和沉降缝
        • 钢管连接宜采用沟槽连接件(卡箍)和法兰
        • 管顶覆土要求
          • 最小管顶覆土应按地面荷载、埋深荷载和冰冻线对管道的综合影响确定
          • 最小管顶覆土应≥0.70m；但当在机动车道下时管道最小管顶覆土应经计算确定，并宜≥0.90m
          • 最小管顶覆土应至少在冰冻线以下0.30m
          • 钢丝网骨架塑料复合管道
      • 架空管道
        • 管材宜：热浸锌镀锌钢管
    • 阀门
      • 给水系统阀门应符合规定
        • 埋地管道的阀门宜采用带启闭刻度的暗杆闸阀，当设置在阀门并内时可采用耐腐蚀的明杆闸阀
        • 室内架空管道的阀门宜采用蝶阀、明杆闸阀或带启闭刻度的暗杆闸阀等
        • 室外架空管道宜采用带启闭刻度的暗杆闸阀或耐腐蚀的明杆闸阀
        • 埋地管道的阀门应采用球墨铸铁阀门，室内架空管道的阀门应采用球墨铸铁或不锈钢阀门，室外架空管道的阀门应采用球墨铸铁阀门或不锈钢阀门
        • 给水系统管道的最高点处宜设置自动排气阀
        • 水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀，当消防水泵供水H＞24m时，应采用水锤消除器
          • 水锤消除止回阀是指带有水锤消除功能的止回阀，如缓闭止回阀
          • 水锤消除止回阀与水锤消除器不必同时设置
          • 水泵出水管上设有囊式气压罐，且设置在泵房中时，可不设置水锤消除设施
      • 减压阀门应符合规定
        • 减压阀应设置在报警阀组入口前，当连接两个及以上报警阀组时,应设置备用减压阀
        • 减压阀的进口处应设置过滤器，过滤器的孔网直径不宜小于4目/cm²~5目/cm²,过流面积不应小于管道截面积的4倍
        • 过滤器和减压阀前后应设压力表，压力表的表盘直径应≥100mm，最大量程宜为设计压力的2倍
        • 过滤器前和减压阀后应设置控制阀门
        • 减压阀后应设置压力试验排水阀
        • 减压阀应设置流量检测测试接口或流量计
        • 垂直安装的减压阀，水流方向宜向下
        • 比例式减压阀宜垂直安装，可调式减压阀宜水平安装
        • 减压阀和控制阀门宜有保护或锁定调节配件的装置
        • 接减压阀的管段不应有气堵、气阻
  • 室内给水管道
    • 室内消火栓系统管网应布置成环状，当室外消火栓设计流量≤20L/s，且室内消火≤10个时，除应采用环状给水管网外，可布置成枝状
    • 当由室外生产生活消防合用系统直接供水时，合用系统除应满足室外消防给水设计流量以及生产和生活最大小时设计流量的要求外，还应满足室内消防给水系统的设计流量和压力要求
    • 室内消防管道管径应根据系统设计流量、流速和压力要求经计算确定;室内消火栓竖管管径应根据竖管最低流量经计算确定，但应≥DN100
    • 室内消火栓环状给水管道检修时应符合下列规定
      • 竖管应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根，当竖管超过4根时，可关闭不相邻的2根
      • 每根竖管与供水横干管相接处应设置阀门
    • 室内消火栓给水管网宜与自动喷水等其他水灭火系统的管网分开设置;当合用消 防泵时，供水管路沿水流方向应在报警阀前分开设置
    • 消防给水管道的设计流速宜≤2. 5m/s，自动水灭火系统管道设计流速，应符 合相关规范规定，但任何消防管道的给水流速应≤7m/s
  • 流速总结
  • 总结
• 水泵接合器
  • 应该设置接合器的场所
    • 高层民用建筑
    • 设有消防给水的住宅、超过五层的其他多层民用建筑
    • 城市交通隧道
    • 超过2层 或 S＞10000 m²的地下或半地下建筑(室)、室内消火栓设计流 量大于10L/s平战结合的人防工程
    • 高层工业建筑和超过四层的工业建筑
    • 自喷、水喷雾、泡沫和固定消防炮等水灭火系统，均应设置消防水泵接合器。
  • 安装要求
    • 水泵接合器的流量宜按每个10L/s~15L/s计算。每种水灭火系统的水泵接合器设置数量应按系统设计流量确定，但当计算数量超过3个时，可根据供水可靠性适当减少
    • 水泵接合器的供水范围，应根据当地消防车的供水流量和压力确定
    • 消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器;当建筑高度超过消防车供水高度时，消防给水应在设备层等方便操作的地点设置手抬泵或移动泵接力供水的吸水和加压接口
    • 水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，且距室外消火栓或消防水池的距离宜≥15m,并宜≤40m
    • 墙壁消防水泵接合器的安装高度距地面宜为0.70m；与墙面上的门、窗、孔、洞 的净距离应≥2.0m，且不应安装在玻璃幕墙下方
      • 地下水泵接合器的安装，应使进水口与井盖底面的距离<0.4m,且≥井盖的半径R
    • 水泵接合器处应设置永久性标志铭牌，并应标明供水系统、供水范围和额定压力
  • 组成
    • 阀门：安全防护和止回阀检修
    • 安全阀：保护系统，防止补水压力超过系统额定压力
    • 止回阀：防止给水从水泵接合器处流出
    • 放水阀：有泄水的作用，用于防冻
    • 连接弯管
• 增压稳压设备（消防气压罐）
  • 稳压泵
    • 工作原理
    • 稳压泵流量的确定
      • 稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量
      • 消防给水系统管网的正常泄漏量应根据管道材质、接口形式等确定，当没有管网泄漏量数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计，且宜≥1L/s
      • 消防给水系统所采用报警阀压力开关等自动启动流量应根据产品确定
    • 稳压泵设计压力的确定
      • 稳压泵设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求
      • 稳压泵设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时＞系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07MPa~0.10MPa
      • 稳压泵设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应＞0.15MPa
  • 气压罐
    • 工作原理
    • 气压罐的工作压力
      • 气压罐的最小设计工作压力应满足系统最不利点灭火设备所需的水压要求
    • 气压罐的容积
      • 气压罐的容积包括消防储存水容积、缓冲水容积、稳压调节水容积和压缩空气容积
  • 子主题
• 消防水源
  • 设置要求
    • 1. 应该设置的场所
      • 生产、生活用水量达到最大时，市政给水管网或入户引入管不能满足室内、室外消防给水设计流量
      • 采用一路消防供水或只有一条入户引入管，且室外消火栓设计流量＞20L/s或建筑H＞50m时
      • 市政消防给水设计流量小于建筑室内外消防给水设计流量
    • 2. 消防水池有效容积的计算应符合规定
      • 当市政给水管网能保证室外消防给水设计流量时（市政流量＞消防给水设计流量），消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求
      • 当市政给水管网不能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容积应满足火 灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求
    • 3. 消防水池的给水管应根据其有效容积和补水时间确定，补水时间宜≤48h，但当消防水池有效总容积＞2000㎡时，应≤96h。消防水池进水管管径应计算确定,且应≥DN100
    • 4. (规范强条) 当消防水池采用两路消防供水且在火灾情况下连续补水能满足消防要求时，消防水池的有效容积应根据计算确定，但应≥100㎡，当仅设有消火栓系统时应≥50㎡
    • 5. 消防水池的总蓄水有效容积＞500m³，宜设两格能独立使用的消防水池；当＞1000m³，应设置能独立使用的两座消防水池。每格(或座)消防水池应设置独立的出水管，并应设置满足最低有效水位的连通管，且其管径应能满足消防给水设计流量的要求
    • 6. 储存室外消防用水 或 供消防车取水的消防水池，应符合下列规定
      • 水池应设置取水口(井)，且吸水高度应≤6.0m
      • 取水口(井)与建筑物(水泵房除外)的距离宜≥15m
      • 取水口(井)与甲、乙、丙类液体储罐等构筑物的距离宜≥40m
      • 取水口(井)与液化石油气储罐的距离宜≥60m,当采取防止辐射热保护措施时，可为40m
    • 7. 消防用水与其他用水共用的水池，应采取确保消防用水量不作他用的技术措施
    • 8. 消防水池的排水、出水、水位，应符合下列规定
      • 消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用
      • 水池应设置就地水位显示装置，并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示 水池水位的装置，同时应有最高和最低报警水位
      • 消防水池应设置溢流水管和排水设施，并应采用间接排水
    • 9. 高位消防水池，应符合下列规定
      • 当高层民用建筑采用高位消防水池供水的高压消防给水系统时，高位消防水池储存室内消防用水量确有困难，但火灾时补水可靠，其总有效容积应≥室内消防用水量的50%
      • 高层民用建筑高压消防给水系统的高位消防水池总有效容积＞200m³，宜设置蓄水有效容积相等且可独立使用的两格;当建筑H＞100m时应设置独立的两座。每格或座应有一条独立的出水管向消防给水系统供水
      • 高位消防水池设置在建筑物内时，应采用耐火极限≥2.00h隔墙和≥1.50h楼板与其他部位隔开，并应设甲级防火门；且消防水池及其支承框架与建筑构件应连接牢固
  • 容积计算
    • 公式
      • 消防给水一起火灾灭火用水量应按需要同时作用的室内、外消防给水用水量之和计算， 两座及以上建筑合用时，应取最大者，并应按下列公式计算:
    • 室内主要消防设施流量
      • 当室内设有自喷、水喷雾、泡沫或固定消防炮灭火系统等灭火系统全保护时，高层建筑当高度≤50m且室内消火栓系统设计流量＞20L/s时，其室内消火栓设计流量可按表减少5L/s；多层建筑室内消火栓设计流量可减少50%，但应≥10L/s。
    • 各类场所的火灾延续时间
      • 特殊：建筑内用于防火分隔的防火分隔水幕和防护冷却水幕的火灾延续时间，不应小于 防火分隔水幕或防护冷却火幕设置部位墙体的耐火极限
      • 补水：两路补水时才按补水量最小的一根扣减
      • 校核：当水池采用两路供水且在火灾情况下连续补水能满足消防要求时，消防水池的有效容积应根据计算确定，但不应小于100m³，当仅设有消火栓系统时不应小于50m³
• 高位消防水箱
  • 设置要求
    • 临时高压消防给水系统的高位消防水箱 的有效容积，应符合下列规定
    • 高位消防水箱位置及静水压力。应符合下列规定
    • 室内采用 临时高压消防给水系统时，应符合下列规定
    • 高位水箱间不应结冰，当必须设在严寒地区的非采暖房间时，应有防冻措施，水温应≥5℃
    • 高位消防水箱外壁无管道的侧面，净距宜≥0. 7m； 安装有管道的侧面，净距宜≥1. 0m， 且管道外壁与建筑本体墙面之间的通道宽度宜≥0.6m； 设有人孔的水箱顶，其顶面与其上面的建筑物本体板底的净空应≥0.8m
  • 消防水池 高位水箱易混淆点总结
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