【導(dǎo)讀】失和人員傷亡，消費(fèi)問題越來越收到普通老百姓的關(guān)注。年的消防事故中我們可以看出，其實(shí)消防與我們每個(gè)人密切相關(guān)。施，可將火災(zāi)損失減少到最低限度。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是目前世界。達(dá)國(guó)家，它已經(jīng)成為了建筑防火措施中最重要的一環(huán)。的目前多采用的消防措施。重點(diǎn)說明自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，對(duì)自動(dòng)噴。理和水利計(jì)算公式，對(duì)某建筑進(jìn)行水利計(jì)算和消防設(shè)計(jì)的分析。

　　

【正文】 結(jié) 自噴系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。閉式自噴系統(tǒng)又分為濕式自噴系統(tǒng)、干式自噴系統(tǒng)、雨淋自噴系統(tǒng)、水幕自噴系統(tǒng)。 自噴系統(tǒng)主要的組件有噴頭、供水管網(wǎng)、報(bào)警閥、水流指示器、末端試水裝置消防水箱等。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的減壓措施。第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算方法 在自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，力求遵循系統(tǒng)基本 原理和技術(shù)特點(diǎn)，使系統(tǒng)充分發(fā)揮自動(dòng)撲救初期火災(zāi)的作用。水力計(jì)算將決定系統(tǒng)投入滅火的水量及對(duì)滅火水量的分配，是關(guān)系到系統(tǒng)可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。 歐美現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計(jì)算方 (1)英國(guó)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝規(guī)則》 BS5306part21990 規(guī)定的計(jì)算方法為 :應(yīng)由水力計(jì)算確定系統(tǒng)最不利點(diǎn)處作用面積的位置。此作用面積的形狀應(yīng)盡可能接近矩形，并以一根配水支管為長(zhǎng)邊，其長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于作用面積平方根的 1. 2 倍。 (2)美國(guó)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》 NFPA13 01996 年版 )規(guī)定 :對(duì)于所有按水力計(jì)算要求確定的設(shè)計(jì)面積是矩形面積，其長(zhǎng)邊應(yīng)平行于配水支管，邊長(zhǎng)等于或大于作用面積平方根的 倍，噴頭數(shù)若有小數(shù)就進(jìn)位成整數(shù)。當(dāng)配水支管的實(shí)際長(zhǎng)度小于邊長(zhǎng)的計(jì)算值時(shí)，作用面積要擴(kuò)展到該配水管鄰近配水支管上的噴頭。 作用面積內(nèi)每支噴頭在工作壓力下的流量，應(yīng)能保證不小于最小噴水強(qiáng)度與一個(gè)噴頭保護(hù)面積的乘積。水力計(jì)算應(yīng)從最不利處噴頭開始，每個(gè)噴頭開放時(shí)的工作壓力不應(yīng)小于該點(diǎn)的計(jì)算壓力。 (3)德國(guó)《噴水裝置規(guī)范》 (1980 年版 )規(guī)定 :首先確定作用面積的位置，要求出作用面積內(nèi)的噴 頭數(shù)。要求各單獨(dú)噴頭的保護(hù)面積與作用面積所有噴頭的平均保護(hù)面積的誤差不超過 200， (相鄰四個(gè)噴頭之間的圍合范圍為一個(gè)噴頭的保護(hù)面積 )[24]。 我國(guó)現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計(jì)算方法 (1) 面積節(jié)點(diǎn)法，首先選定最不利作用面積在管網(wǎng)中的位置，此作用面積的形狀宜采用正方形或長(zhǎng)方形，當(dāng)采用長(zhǎng)方形布置時(shí)，其長(zhǎng)邊應(yīng)平行于配水支管，邊長(zhǎng)宜為作用面積平方根的 1. 2 倍 (即 1. 2 扛 )，僅在作用面積內(nèi)的噴頭才計(jì)第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 22 算其噴水量，且每個(gè)噴頭的噴水量至少等于規(guī)定的噴水強(qiáng)度，作用面積后的管段流量不再增加，僅計(jì)算管道的水頭 損失。對(duì)輕、中危險(xiǎn)等級(jí)建筑物的計(jì)算時(shí)可假定作用面積內(nèi)每只噴頭的噴水量相等 。對(duì)嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)，按噴頭處的實(shí)際水壓計(jì)算噴水量。 (2)逐點(diǎn)法計(jì)算，從系統(tǒng)最不利點(diǎn)噴頭開始，沿程計(jì)算各噴頭的水壓力、流量和管段的累計(jì)流量、水頭損失，直到管段累計(jì)流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量為止 。在此后的管段中流量不再增加，僅計(jì)算沿程和局部水頭損失。在上述計(jì)算中，每個(gè)噴頭流量按特性系數(shù)法計(jì)算，其流量隨噴頭處壓力變化而變化。此計(jì)算特點(diǎn)是在系統(tǒng)中除最不利點(diǎn)噴頭以外的任一噴頭的噴水量或任意 4 個(gè)噴頭的平均噴水量均超過 GB500842020《自噴滅火系統(tǒng)設(shè) 計(jì)規(guī)范》 (以下簡(jiǎn)稱 ((噴規(guī) )))第 條規(guī)定，系統(tǒng)計(jì)算偏于安全。 自噴系統(tǒng)基本公式及水力計(jì)算 水力計(jì)算是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈魂，將決定系統(tǒng)投入滅火的水量及對(duì)滅火水量的分配，只有通過水力計(jì)算才能求得系統(tǒng)所要的設(shè)計(jì)流量和壓力，才能驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足基本參數(shù)的要求，是關(guān)系到系統(tǒng)可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。本章分析“矩形面積一逐點(diǎn)法”算法及公式 [25]。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的基本參數(shù) 在系統(tǒng)性能參數(shù)中，噴水強(qiáng)度和作用面積、噴頭工作壓力是直接關(guān)系系統(tǒng)滅火能力的參數(shù)，規(guī)范 的其他設(shè)計(jì)參數(shù)，都是以這三個(gè)參數(shù)確定的。 (1).噴水強(qiáng)度 噴水強(qiáng)度是表示自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向保護(hù)區(qū)域的單位面積上，或保護(hù)對(duì)象的單位長(zhǎng)度上所能灑的最小水量。對(duì)保護(hù)面積而言，它的單位是L/min?m2。 所謂最小水量，是指在任何情況下，只允許大于、等于規(guī)定值，不允許小于規(guī)定值。 (2).噴頭工作壓力 噴頭工作壓力也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一，實(shí)踐表明，只有噴頭具有一定的工作壓力 (不低于 )，才能滿對(duì)火災(zāi)進(jìn)行有效的控制。上一章我們己經(jīng)討論過，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的壓力可以為 。這 時(shí)就不能按規(guī)范規(guī)定的第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 23 噴頭最大間距來布置噴頭，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)噴頭在 壓力下的噴水量另行計(jì)算噴頭間距，并按此間距布置系統(tǒng)最不利層的噴頭。 (3).作用面積 作用面積是決定系統(tǒng)供水能力的重要參數(shù)之一。它是表示系統(tǒng)滅火時(shí)，按規(guī)定的噴水強(qiáng)度，均勻地向地面噴水的最大面積。對(duì)開式系統(tǒng)來說，作用面積就是系統(tǒng)同時(shí)噴水的面積，即一組雨淋閥開放時(shí)的噴水面積。對(duì)閉式系統(tǒng)來說，作用面積不一定是系統(tǒng)同時(shí)噴水的面積。因?yàn)殚]式噴頭是感溫開放的，在火災(zāi)時(shí)往往是部分噴頭開放即可將火撲滅，并不需要開放所有噴頭。 在噴水強(qiáng)度、作用面積、噴頭 工作壓力這三個(gè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)中，作用面積不僅僅是數(shù)值的問題，還應(yīng)注意作用面積選定在系統(tǒng)的什么位置，按什么形狀來布置作用面積，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最為有利。在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)中，豎向可以穿越若干樓層，水平向可以四處延伸，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇離報(bào)普閥最遠(yuǎn)，豎向上距報(bào)警閥最高的噴頭作為最不利點(diǎn) [27]。如選取包含最不利點(diǎn)在內(nèi)的、由若干個(gè)噴頭構(gòu)成的保護(hù)面積作為計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的依據(jù)，該面積就叫最不利點(diǎn)處的作用面積。只要保證了最不利位置作用面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度，其它部位保護(hù)面積的噴水強(qiáng)度也就保證了，系統(tǒng)能夠提供最不利 位置作用面積內(nèi)足夠的水量，也就能夠提供其他任何部位以足夠的水量，所以水力計(jì)算的作用面積應(yīng)選在系統(tǒng)最不利位置，布置形式往往采用矩形布置。 “矩形面積一逐點(diǎn)法”算法及公式 (1). 系統(tǒng)作用面積的確定 考慮到實(shí)際火災(zāi)發(fā)生時(shí)，一般都是由火源點(diǎn)呈輻射狀向四周蔓延，在失火區(qū)才會(huì)開放噴頭，因此可采用“矩形面積”保護(hù)法，其長(zhǎng)邊平行于配水支管，僅在“矩形面積”內(nèi)的噴頭才計(jì)算噴水量。水力計(jì)算選定的最不利作用面積 (以 A表示 )采用正方形或長(zhǎng)方形，當(dāng)長(zhǎng)方形布置時(shí)，其邊長(zhǎng)應(yīng)平行配水支管，邊長(zhǎng)不宜小于作用面積平方根的 倍，噴頭數(shù)若有小數(shù)就進(jìn)位成整數(shù) [28]。當(dāng)配水支管的實(shí)際長(zhǎng)度小于邊長(zhǎng)的計(jì)算值時(shí)，作用面積要擴(kuò)展到該配水管鄰近支管上的噴頭。公式為 L≧ A （ 31） 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 （ 32） 式中， A 一最不利作用面積， m2。 B 一最不利作用面積短邊邊長(zhǎng)， m。 L 一最不利作用面積長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)， m。 (2)噴頭的出水流量 噴頭的流量取決于噴頭處的水壓力和噴頭本身與結(jié)構(gòu)有關(guān)的水力特性，計(jì)算公式為 : pkq 10? （ 33） 式中， q 一噴水出水量， L/min。 K 一與噴頭結(jié)構(gòu)有關(guān)的流量特征系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)噴 頭 K=80 。 P 一噴頭工作壓力， M Pa 。 (3).系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同時(shí)噴水的總流量確定，計(jì)算公式為 : （ 34） 式中， Qs— 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量， L/s 。 qi — 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各噴頭節(jié)點(diǎn)的流量， L/min。 n— 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)。 計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量時(shí)，應(yīng)保證任意作用面積內(nèi)的平均噴水強(qiáng)度不低于表 的規(guī)定值。最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)任意 4 只噴頭圍合范圍內(nèi)的平均噴水強(qiáng)度，輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)不應(yīng)低于表 規(guī)定值的 85%。嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)和倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)不應(yīng)低于新《噴規(guī)》中表 1 表 ~表 的規(guī)定值 [29]。表 民用建筑和工業(yè)廠房的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)。 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 25 表 注 :系統(tǒng)最不利點(diǎn)處的工作壓力，不應(yīng)低于 。 管道流量計(jì)算 計(jì)算步驟如下 :原理圖見圖 圖 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水力計(jì)算原理圖 (1)選 擇最不利計(jì)算管路，對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)，確定最不利噴頭壓力 H}，計(jì)算該噴頭出水流量 1101 pkq ? ，噴頭 12 間管段流量 Q 12=q1，由 Q 12計(jì)算噴頭1～ 2 間的管道沿程水頭損失 h12。 (2)以第一噴頭處的壓力 Hi加噴頭 1— 2 間的管道的沿程水頭損失 h12，作為第二噴頭處所需壓力 P2，計(jì)算噴頭 2 的流量 q2，噴頭 1 的流量 q:加噴頭 2 的流量 q2作為 2～ 3 間管段流量 Q23=q1+q2，依次類推，可計(jì) 算所有噴頭流量、管段流量與壓力。 (3)接出分支管處節(jié)點(diǎn)輸出流量為相連管段流量之和，依次類推，直到達(dá)設(shè)計(jì)流量止。 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 26 . 管系特性系數(shù) 在作用面積范圍內(nèi)，支管特性系數(shù)僅與流量和壓力有關(guān)，與流量和壓力的開方的比值成正比，管路特性系數(shù)的計(jì)算公式為 : PQC? （ 35） 式中， Q 一支管總輸出點(diǎn)流量， L/s 。 C 一支管特性系數(shù)，是相 對(duì)常數(shù) 。 P 一支管總流量輸出點(diǎn)水壓， mH20 一般情況下， C 值從第一支管求出，即 C=11PQ （ 36） 式中， Q1一支管 1 總輸出點(diǎn)流量， L/s。 P1一支管 1 總流量輸出點(diǎn)水壓， mH20。 管道內(nèi)的水流速度宜采用經(jīng)濟(jì)流速，必要時(shí)可超過 5m／ s，但不應(yīng)大于 l0m/s。 為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可采用表 流速系數(shù)直接乘以流量來進(jìn)行計(jì)算： V = KO .Q （ 37） 式中， V一管道流速， m/s。 Ko 一流速系數(shù)，見表 , m/L。 Q 一管道流量， L/s 。 表 KO值 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 . 管道水頭損失計(jì)算 (1)按管段的水頭損失公式如下 :每米管道的水頭損失應(yīng)按下式計(jì)算 （ 38） 式中， i 為每米管道水頭損失， MPa/m。 v 為管道內(nèi)水的品均流速， m/s dj為管道的計(jì)算內(nèi)徑 m,取值應(yīng)按管道的內(nèi)徑減 1mm確定 管道的局部水頭損失宜采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算表 33 管道的水頭損失按下式計(jì)算： h = i?(L+L′) （ 39） 式中， h為管道的水頭損失， MPa L為管道的長(zhǎng)度， m L′為管道局部水頭損失的當(dāng)量長(zhǎng)度， m 對(duì)于一般的消防水管道，其當(dāng)量長(zhǎng)度如表 所示。 表 當(dāng)量長(zhǎng)度表 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文