（一）室内消火栓给水系统

1.用水量

根据建筑物的性质，高度按GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》确定室内消防用水量，每根立管最小流量及每支水枪最小流量。

2.水枪充实水柱

消火栓的水枪充实水柱Hm应通过水力计算确定，当建筑物高度不超过100m时，Hm≥10m，当建筑高度超过100m时，Hm≥13m。

3.消火栓口所需压力

（1）水枪喷口压力和射流量。高层建筑选用DN65mm消火栓，喷口直径df=19mm，当充实水柱Hm=10mH2O时，水枪喷口压力按式（7-51）计算为

式中　Hq——水枪喷口压力，mH2O；

ψ——系数，当df=19mm时，ψ=0.0097；

Hm——充实水柱长度，m。

水枪射流量，按式（7-52）计算为

式中　qzh——水枪射流量，L/s；

B——水流特性系数，当df=19mm时，B=1.577；

Hq——同式（7-51）。

（2）水龙带的水头损失。水流通过水龙带的水头损失按式（7-53）计算为

式中　hd——水龙带的水头损失，mH2O；

Az——水龙带阻力系数，当DN65（衬胶）时，Az=0.00172；

Ld——水龙带长度，m；

qzh——同式（7-52）。

（3）消火栓口所需压力按式（7-54）计算为

4.消防给水管网水力计算

消防给水管网的水力计算应保证最不利点所需的消防水量和水枪所需的充实水柱、流速不超过2.5m/s。

（1）竖管。应保证上下两层或上、中、下三层水枪同时使用进行水力计算确定管径，但不应小于100mm。

（2）横干管。应保证全部消防流量通过横支管进行水力计算，一般为150mm。

（3）水头损失按式（7-55）计算为

式中　h——计算管段的水头损失，mH2O；

i——单位长度水头损失，mm/m；

L——计算管路的长度，m；

1.1——局部水头损失按沿程损失的10％计。

5.消防水箱容积及设置高度

（1）容积。一类公共建筑不应小于18m3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3；二类居住建筑不应小于6m3。

（2）设置高度。应保证最不利点消火栓静水压力，当建筑高度小于100m时，不应低于0.07 MPa；当建筑高度大于l00m时，不应低于0.15 MPa，当不能满足上述要求时应设增压设施。

6.消火栓泵扬程和流量确定

消火栓泵扬程应满足最不利点消防水枪所需压力要求，水泵扬程按式（7-56）计算为

式中　Hb——消火栓泵的扬程，mH2O；

Hxh——最不利点水枪喷嘴所需水压，mH2O；

Hz——消防水池最低水位与最不利点消火栓之间高差，mH2O；

h——消防水泵吸水口至最不利点消火栓之间管道的水头损失，mH2O。

消防泵流量按室内消火栓消防用水量选定。

7.消火栓减压

消火栓栓口出水压力大于0.50 MPa时，消火栓处应设减压装置，一般采用减压孔板或采用减压稳压消火栓。

（二）自动喷水灭火系统设计计算

1.自动喷水灭火系统的基本设计数据（表7-3）。

表7-3　设计基本数据

注　1.当闭式自动喷水灭火系统实际作用面积小于表中规定时，可按实际用水量计算。
2.雨淋喷水灭火系统应按严重危险级计算。
3.最不利点处喷头最低工作压力不应小于0.05 MPa。

2.水力计算

（1）喷头的流量

式中　q——喷头出水量，L/min；

K——与喷头有关的特性系数；

p——喷头的工作压力，MPa。

（2）系统设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定，因此自动喷水灭火系统设计流量应按式（7-58）计算为

式中　Qs——系统设计流量，L/s；

qi——最不利点处作用面积内各喷头节点的流量，L/min。

3.管径选定

喷洒管网管径根据所接洒水喷头数目按管道估算表7-4初步确定。(www.daowen.com)

表7-4　管道喷头估算表

4.管道水力计算

（1）轻、中危险级建筑物采用作用面积计算法。对于轻、中火灾危险等级的建筑物，首先，确定最不利作用面积在管网中的位置，该作用面积应尽量布置成正方行或长方形，当为长方形时，其长边平行于配水支管，长边为作用面积值平方根的1.2倍，仅在作用面积内所包括的喷头才计算其喷水量，且每个喷头出水量及水压，均可按最不利点喷头的出水量及水压进行水力计算，为确保作用面积内喷头布置合理，其任意四个喷头组成的保护面积内的平均喷水强度与表7-4规定的数量误差不应超过±20％。

对仅在走廊内安装一排喷头保护时，计算动作喷头数，按每层不超过5个喷头同时开启计算。

（2）严重危险级建筑物采用管道特性系数法。对于严重火灾危险等级的建筑物，管道水力计算应按管道特性系数计算法。管道特性系数计算法是从系统最不利点开始，沿程计算喷头的压力和管段的累计流量、水头损失，直到累计流量达到设计值为止，在此以后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。这种计算方法的特点是，在系统中除最不利点喷头外的任一个喷头或任意四个相邻喷头组成的保护面积的平均喷水强度均超过设计要求。所以，系统计算偏于安全，一般用于严重危险级的建筑物。管道特性系数计算法设计步骤：

1）首先确定最不利点喷头压力为10mH2O（个别不小于5mH2O），求出该喷头的出流量，以此流量求喷头（1）～（2）之间管段水头损失。

2）以第一喷头处所需压力加喷头（1）～（2）之间管段水头损失，作为第二喷头处所需的压力，以求第二个喷头的流量，此两个喷头流量之和作为喷头（2）～（3）之间管段的流量，以求该管段的水头损失。以后依次类推，计算所有喷头及管道的流量和压力。

3）当自不同方向计算至同一点出现有不同压力时，则低压力方向管段的总流量应按式（7-59）进行修正为

式中　H1——低压方向管段的计算压力，mH2O；

Q1——高压方向管段的计算流量，L/s；

H2——高压方向管段的计算压力，mH2O；

Q2——所求低压方向管段的计算流量，L/s。

4）接出分支管处节点输出的流量则为

以后依次类推，计算各分支管节点处的流量，直到达到设计流量为止。

5）水压和流速。水压：最不利点喷头的工作压力一般为10mH2O，最小不应小于5mH2O；流速：管内允许流速，钢管一般不大于5m/s，特殊情况不应超过10m/s。在计算出各管段流量后对初选管径进行流速校核。

管道流速校核可按式（7-61）计算

式中　Vp— —管道中流速，m/s；

Kc——流速系数表7-5，m/s；

Qp——管段流量，L/s。

当校核后管道中的流速大于规定值，说明初选管径偏小，应重新选大一号的管径。

表7-5　流 速 系 数

5.管道水头损失计算

（1）管道沿程阻力损失

式中　h——沿程阻力损失，mH2O；

A——管道比阻值（表7-6）；

L——计算管段长度，m；

Q——计算管段流量，L/s。

（2）局部水头损失按沿程水头损失的20％计。

表7-6　管道比阻值

（3）报警阀的局部水头损失。报警阀的局部水头损失按式（7-63）计算为

式中　Hkp——报警阀的局部水头损失，mH2O；

Q——通过报警阀的流量，L/s；

S——报警阀的阻力系数，湿式报警阀：DN100，S=0.00302；DN150，S=0.000869。

6.洒水泵所需压力

洒水泵处的压力可按式（7-64）计算为

式中　Hb——洒水泵处的计算压力，mH2O；

Hp——最远最高喷水喷头的计算压力，mH2O；

Hz——最远最高喷水喷头与消防泵中心之间的几何高差，m；

∑h——喷水系统的管道沿程水头损失和局部水头损失的总和，mH2O；

Hkp——报警阀的水头损失，mH2O。

7.增压设施

发生火灾的10min内由屋顶消防水箱供给水量，当消防水箱设备的高度不能满足最不利层最远处喷头所需水压时应设置增压设施，一般设稳压泵或气压给水设备。

（三）消防排水

火灾发生时，为扑救火灾有大量的水流自墙面、地面流向低处，最后流入高层建筑的最低层。这些废水通过排水沟渠等措施收集汇入集水井，集水井有效容积不小于最大一台泵10min的出水量。再用排水潜水泵提升至室外下水道。

另外消防电梯井、消防泵房处应设排水措施，将废水引入集水井或直接用排水潜水泵提升至室外下水道。排水泵流量不小于10L/s。

（四）室外消火栓给水系统

（1）用水量根据建筑物的性质、高度按GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》设计室外消防用水量。当消防用水与生产、生活用水合用的给水系统，消防时用水总量为室外消防用水量（室内消防用水量储存在地下水池内）与生产、生活用水的最大小时用水量，其中淋浴用水量按15％计算。浇洒及洗刷用水量不计算在内。

（2）室外管网。室外消防给水管网应为环状管，向环状管网输水的进水管不少于两条，宜从两条市政给水管网引入。当一条发生故障时，其余输水仍能通过消防用水量。进水管管径按式（7-65）计算为

式中　Dj——进水管管径，mm；

Q——生活、生产和室外消防用水量，L/s；

vj——进水管水流速度，vj≤2.5m/s；

n——进水管数量。

管径不小于100mm。有条件时应不小于150mm。