河北科技大学第一教学楼消火栓设计
1 工程概况
第一教学楼由主楼和裙房组成，主楼地面以上由12层，高48米，东侧阶梯教室为5层，高28米，西侧自习室为六层，高24米。主楼地下一层，总面积1935m2。教学楼主要为上课用的教室以及自习室。
2 水源选择
室外由给水管网，水压不小于350KPa，能保证不小于0.10MPa的规范规定。室内需设加压用的消防水泵，由于市政管网不允许室内消防水泵从室外给水管网直接吸水，且建筑高度大于24m。属于高层建筑，因此消防水源为室外的消防水池。
由于建筑高度为48m，不分区式给水方式的消防给水系统，采用消防水池的水源补给。
3 消防用水量计算
《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95）（2005年版）规定，每层建筑面积超过1000m2的教学楼，高度小于等于50m时，室内消火栓用水量为30L/s，室外消防用水量为30L/s，自动喷水用水量为6L/s，消防用水总量为66L/s。
4 室外消防给水管网计算
4.1 进水管
消火栓给水系统进水管数量为两条，从从市政给水管引入，当其中一条发生故障时，陵一条仍能供给全部用水量。
管材采用给水铸铁管。流量为36L/s，流速v控制在2.5m/s以内，可采用
2.25m/s，据此可算得进水管管径为184mm，取管径为200mm，沿途水头损失值1000i为44.2。
4.2室外消防给水管道网
管道围绕教学楼布置成环状，进水管从上方和右方与环网连接，在进水管上和进水管与环网连接处各设置阀门一个，以保证管网中某一个管段维修或发生故障时，其余管段仍能通水并正常工作，如图1所示。
5 消防水池
本教学楼应设置消防水池，其原因是：市政有关部门不允许室内消防水泵从室外给水管网直接吸水。
消防水池容积计算：
在火灾延续时间内，室外消火栓用水量由室外消火栓供应，不储存在消防水池内，消防水池储存室内消火栓用水和自动喷水用水量，按规定规范：重要的综合楼火灾延续时间为3h，自动喷水灭火系统和火灾延续时间为1h。因此，消防水池容积为：
30×3600÷1935×3＋6×3600÷1935×1＝167.4＋11.2＝178.6m3 因为水量小于500m3，所以水池设一个，容积为200m3。消防水池补水时间为48h，补水量200m3，补水流量为200×1935÷48÷3600=2.24L/s，采用管径为100mm的给水铸铁管。
消防水池设在教学楼地下室箱形基础内，平面为方形，消防专用，钢筋混凝土制作，整体式施工，水深为2m，水池的平面尺寸为10m×10m。
6 室外消火栓
室外消火栓采用地上式室外消火栓。室外消火栓沿消防管靠教学楼一侧均匀布置。室外消火栓数量用室外消火栓用水量除以每个室外消火栓用水量求得，即30/15=2个。
7 室内消防给水系统
按室内消防给水系统宜于生活~生产给水系统分开独立设置的原则，本教学楼内消防给水系统与生活给水系统分开独立设置。
7.1 室内消防给水系统设置
该教学楼按《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95）（2005年版）要求，必须设置室内，室外消火栓给水系统。
教学楼为主楼（6层到12层）为530m2,，1层到5层，于裙楼连接部分为1935m2的教学办公楼。属于二类高层建筑，在该教学楼及其裙房，除卫生间，计算机教室及不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。消火栓给水系统和自动喷水灭火系统合并与分开的问题，考虑到两者作用时间，压力要求，对水质要求均不同，通过分析及参考国外实际工程经验，设计中将两个消防给水系统分开。
7.2 引入管
引入管按消火栓给水系统和自动喷水灭火系统分别设置。
室内管按消火栓给水系统的引入管采用两条，从室外消防给水环网引入，室内消火栓用水量为30L/S，当其中一条发生故障时，另一条引入管仍能保证全部用水量，引入管管径采用100mm，管材采用给水铸铁管，流速为2.29m/s，沿途水头损失值1000i为66.9。
室内消防给水管网布置成平面和竖直环网，设置三个竖向管道，节点阀门按n-1原则布置。每根竖管得最小流量按规定为15L/s，管径采用100mm，管材采用钢管，流速1.73m/s，沿途水头损失1000i为60.2。
7.3 消防给水竖向分区
消火栓给水系统在竖向按消火栓处静水压不超过1.0MPa进行分区，公分一个区。由消防水泵供水。
7.4 水泵接合器
水泵接合器设在室外，采用地下式。消防水泵接合器流量为15L/s。用于室内消火栓给水系统消防用水量的水泵接合器数为30/15=2，自动喷水灭火器系统接消防用水量的水泵接合器数为6/15=0.4，取一个。
因此消防水泵接合器共计3个。
7.5 消防水箱
水箱容量为15×600=9000L，即9m3，按照二类建筑消防水箱容量不小于18m3,水箱。消防水箱为矩形，钢筋混凝土制作。
7.6 消火栓布置
根据室内消火栓布置要求：
①同一高层建筑内赢采用统一型号规格的消火栓。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。
②高层建筑内消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时达到呗保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于100mm。
③对于18层及以下的单元住宅和18层及以下、每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓。
④每支水枪的流量应根据充实水柱的长度有计算确定，也可根据充实水柱的长度按表查出。若计算出流量小于5L/s时，扔应采用5L/s。
⑤室内消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点。消火栓应涂红色，严禁伪装消火栓。
⑥室内消火栓的布置间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。
⑦消防电梯间前室应设消火栓。
⑧高层建筑屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓，采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。
⑨临时高压给水系统的每个消火栓处应设置直接启动消防水泵的按钮，并应设没有保护按钮的设施。
⑩超高层建筑的屋顶、避难所、避难区应设置消火栓。
主楼每层有两个楼梯间，在每层楼梯间处各设一个SNS65型双阀双口消火栓，裙楼阶梯教室在两个阶梯教室每个每口设置一个消火栓，自习楼两个楼梯口设置一个消火栓，主楼和自习室区两个厕所门口设置一个消火栓，电梯门口设置一个消火栓，每个消火栓可供两股流量5L/s、射流高度为13m以上的充实水柱，确保每个着火点有两股消防水柱同时达到。消火栓栓口离地面高度1.1m。
为有效地扑灭初期火灾，在每层消火栓内设25mm自救式消火栓，便于非消防人员使用，在消火栓箱处设置消防按钮，可向消防控制室发出火灾信号，并直接启动消火栓系统放水泵。
消火栓内配备喷嘴口径19mm的水枪，水带长度25mm。同时配备自救式小口径水枪，喷嘴口径9mm，胶带内径mm，长度25m，不计消防水量。
7.7 消防水箱设置高度
消火栓栓口处所需水压按下式计算： Hxh=hd+Hq=AdLdq2xh+q2xh/B 当Sk为13m时，Hxh为20.5mH2O，消火栓出水量qxh为5.7L/s。 消防水箱设置高度按Hx=Hxh+Hw计算。式中Hw为管道水头损失，按式Hw=iL+hj计算。消防水箱至最不利点消火栓的管道长度L=25m；i=66.9/1000，hj=10%iL，则：
Hw=25×(66.9/1000)×1.1=2.77mH2O Hz=20.5+2.77=23.27mH2O
每层高4m，则Hx=23.27mH2O，相当于24.78/4=5.81层。 水箱高出消火栓6层，应假设加压装置。
7.8 顶部增压方式的比较
高层建筑顶部水箱的高度一般不能满足顶部几层消火栓或自动喷水的水压要求，因而常需另设增压装置。通常采用的增压方式有：（1）顶部加设气压装置；（2）顶部加设一套恒压泵组；（3）顶部加设一套由顶部几层消防按钮直接启动的水泵。
7.9消防水泵选择
消防水泵扬程按式：Hb=Hq+hd+Hg+Hg计算。自水泵到水箱的管道长度为3.0×（12+2）=42m，i=66.9/1000，hj=10%iL，Hg=48×66.9/1000=3.21,消防水池到消防水箱的高度差为56m。则
Hb=20.5+3.21+56=79.71m 消防水泵流量为30L/s，流量为79.71m。根据扬程和流量，选用水泵其流量30L/s，扬程80m，转速1480r/min，功率37kW。
