淺談自動(dòng)噴淋系統(tǒng)水力計(jì)算

1、<p>　　淺談自動(dòng)噴淋系統(tǒng)水力計(jì)算</p><p>　　摘要：本文結(jié)合筆者在工作中的經(jīng)驗(yàn)，對自動(dòng)噴淋系統(tǒng)中“矩形面積一逐點(diǎn)法”計(jì)算方法以及水力計(jì)算展開了論述，提出了相關(guān)自身的一些論點(diǎn)，以供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)噴淋系統(tǒng)；矩形面積一逐點(diǎn)法；水力計(jì)算 </p><p>　　中圖分類號：G613.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p

2、><p><b>　　0引言 </b></p><p>　　自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)同時(shí)具備了防火、控火和滅火的功能，是目前最為有效的自動(dòng)滅火設(shè)施，是現(xiàn)代建筑防火技術(shù)的重要組成部分。GB50084-2001（2005年版）《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《噴規(guī)》)中9．1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量中規(guī)定了設(shè)計(jì)流量的計(jì)算方法，但設(shè)計(jì)人員在計(jì)算噴淋泵的流量時(shí)，通常是先確定火災(zāi)危險(xiǎn)等級，然后

3、將該等級對應(yīng)的噴水強(qiáng)度與作用面積相乘，其乘積即為噴淋泵的設(shè)計(jì)流量，該設(shè)計(jì)流量是假定作用面積內(nèi)所有噴頭的工作壓力和流量等于最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力和流量，忽略管道阻力損失對噴頭工作壓力的影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)流量小于實(shí)際流量。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算對保障水流量和水量分配有重要的作用，是保證系統(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。水力計(jì)算主要解決的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水量，管道配置，以及消防水池的容積和消防泵的參數(shù)。基于以上原因，筆者根據(jù)多年的設(shè)計(jì)

4、經(jīng)歷，淺談一下自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算方法。 </p><p>　　1“矩形面積一逐點(diǎn)法”計(jì)算方法 </p><p>　　“矩形面積一逐點(diǎn)法”，即面積節(jié)點(diǎn)法。首先確定最不利作用面積在管網(wǎng)中的位置，作用面積的形狀宜采用正方形或長方形。若采用長方形布置時(shí)，其長方形的長邊應(yīng)平行配水支管，邊長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)算噴水量，并且每個(gè)噴頭的噴水量至少滿

5、足規(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。對輕、中危險(xiǎn)等級建筑的計(jì)算時(shí)，可假定作用面積內(nèi)噴頭的噴水量相等；對嚴(yán)重危險(xiǎn)級，應(yīng)該按照噴頭處的實(shí)際水壓計(jì)算噴水量。 </p><p>　　1．1矩形面積的確定 </p><p>　　火災(zāi)發(fā)生時(shí)，一般都是火源呈輻射狀向四周擴(kuò)大蔓延，只有失火區(qū)上方的噴頭才會開啟。因此采用作用面積保護(hù)法，即計(jì)算作用面積內(nèi)噴頭的水量是合理的。同

6、時(shí)由于火災(zāi)時(shí)空氣對流的影響，作用面積采用矩形是符合火場實(shí)際的“噴規(guī)”規(guī)定，確定最不利作用面積在管網(wǎng)中位置(必要時(shí)可由水力計(jì)算確定)，作用面積宜為矩形，其長邊平行于配水支管，其長度不小于作用面積平方根的l．2倍，噴頭數(shù)若為小數(shù)就進(jìn)位取整。當(dāng)配水支管的實(shí)際長度小于計(jì)算邊長時(shí)，作用面積要擴(kuò)展到該配水管相鄰支管上的噴頭。對在走道內(nèi)設(shè)置單排噴頭的閉式系統(tǒng)，作用面積應(yīng)按最大疏散距離所確定的作用面積確定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量按系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。干式系統(tǒng)的作

7、用面積應(yīng)按“噴規(guī)”表5．0．1規(guī)定值的1．30倍確定。雨淋系統(tǒng)中每個(gè)雨淋閥控制的噴水面積不宜大于“噴規(guī)”表5．0．1中的作用面積。 </p><p>　　1．2系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算 </p><p>　　1)每個(gè)噴頭流量按下式計(jì)算： </p><p>　　式中:q為噴頭流量，L／min； </p><p>　　K為噴頭流量系數(shù)，決定噴頭的出水能力

8、； </p><p>　　P為噴頭處水壓，MPa。 </p><p>　　2)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量。應(yīng)按最不利點(diǎn)作用面積內(nèi)噴頭同時(shí)噴7k的．總流骨確定： </p><p>　　式中:Qs―系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量(L/S)； </p><p>　　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)； </p><p>　　n―最不

9、利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)； </p><p><b>　　2逐點(diǎn)法水力計(jì)算 </b></p><p>　　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)

10、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《噴規(guī)》規(guī)定，系統(tǒng)計(jì)算偏于安全。 </p><p>　　輕、中、嚴(yán)重、及倉庫危險(xiǎn)等級均按逐點(diǎn)法進(jìn)行水力計(jì)算，即矩形面積每個(gè)噴頭噴水量按該噴頭處的水壓計(jì)算確定，具體方法如下: </p><p>　　1)首先假設(shè)最不利點(diǎn)處水壓，求該噴頭的出水量，由此流量求噴頭之間管段的水頭損失；最不利點(diǎn)水壓一般為0．1MPa，最小也

11、不應(yīng)小于0．05MPa。 </p><p>　　2)根據(jù)水力平衡原理，由第一個(gè)噴頭處的壓力和第一個(gè)噴頭到第二個(gè)噴頭的水頭損失之和，作為第二個(gè)噴頭處的壓力，根據(jù)此壓力求得第二個(gè)噴頭的流量，依次類推，計(jì)算作用面積內(nèi)的所有噴頭的壓力和管道的流量。 </p><p>　　3)兩管段交點(diǎn)處的計(jì)算水壓不同時(shí)，應(yīng)按下式對交匯點(diǎn)處低水壓一側(cè)的管段流量進(jìn)行修正。 </p><p>　

12、　式中：q1―低水壓側(cè)管段的修正流量(L/s)； </p><p>　　q2―高水壓側(cè)管段的計(jì)算流量(L/s)； </p><p>　　h1―低水壓側(cè)管段的水壓(Kpa)； </p><p>　　h2―高水壓側(cè)管段的水壓(Kpa)。 </p><p>　　由水力學(xué)原理可知式(3)僅在配水支管組成完全相同的條件下成立，所以特性系數(shù)法只適用于 “

13、規(guī)則布置”情況。然而，在實(shí)際工程中，由于被保護(hù)范圍并非規(guī)則的矩形，或?yàn)闈M足噴頭與障礙物最小凈距的要求而調(diào)整個(gè)別噴頭的位置，管路及噴頭在大多數(shù)情況下呈“不規(guī)則布置”，導(dǎo)致特性系數(shù)法的應(yīng)用存在困難。為滿足工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，有必要尋求更為完善的水力計(jì)算方法。 </p><p><b>　　3結(jié)語 </b></p><p>　　經(jīng)濟(jì)流速與系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性有密切的關(guān)系，從

14、實(shí)踐比較中得出l．8m／s～3．0m／s經(jīng)濟(jì)流速范圍可滿足要求。文中對兩種水力計(jì)算方法的闡述，為設(shè)計(jì)水量、管道配置，以及消防水池的容積和消防泵參數(shù)的確定提供了依據(jù)，具有一定的工程參考價(jià)值。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1]GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)消防規(guī)范》。 </p><p>　　[2]G

15、B50045-95（2005年版）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。 </p><p>　　[3]GB50084-2001（2005年版）《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。 </p><p>　　[4]王增長《建筑給水排水工程》.北京:高等教育出版社,2004。 </p><p>　　[5]核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(第2冊):建筑給水排水(第2版)【M〕.北京