自喷管网的设计计算过程

3 以下图为例，介绍计算过程。 3. 计算步骤： 5 （1）布喷头 （2）绘制管网 6 （3）确定管径 （4）计算设计秒流量 7 根据喷头特性系数和喷 头处管网水压值求各喷头 的出流量，确定系统设计 秒流量。 4 3 2 1 I II d c b a
公式如下： q K H
h 10 ALQ 2
二、特性系数法(沿途计算法) 1.思路 特性系数法是从系统设计最不利点喷头开始，沿程计算 各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直 至某管段累计流量达到设计流量为止。此后的管段中流量 不再累计，仅计算水头损失。 2.适用条件 此方法偏安全，适用于严重危险级建、构筑物的自动喷 水灭火系统以及雨淋、水幕系统。
湿式自动喷水灭火系统 干式自动喷水灭火系统 闭式自动 喷水灭火 系统 干湿式自动喷水灭火系统 预作用自动喷水灭火系统 重复启闭预作用灭火系统 自动喷水—泡沫连用灭火系统 开式自动 喷水灭火 系统 雨淋系统 水幕系统 水喷雾灭火系统 自动喷水灭火系统
3.4.2 3 4 2 管网水力计算（自动喷水管网） 一、作用面积法（推荐方法） 1 布喷头 1. 对象的性质（附录3-6 ）、设计喷水强度（表3-14、315 ）、喷头间距（附录3-3 3 3）、布喷头。 2.绘管网、初选管径（表3-17） ； 3.确定最不利作用面积F的位置； 4.作用面积内设计秒流量的校核。 （1）计算喷头的喷水量q； （2）计算作用面积内的设计秒流量Qs=nq； （3）计算理论秒流量QL=Fqp/60 （4）喷水流量校核，应满足Qs=（1.15~1.30）QL
c）需人操作，易造成人员伤亡； d）灭火时间长； e）民用建筑设计火灾延续时间一般为2~3h。 II.自动喷水灭火系统的特点： a）火灾初期自动喷水灭火，故着火面积小，用水量少； b）灭火成功率高，达90%以上，损失小，无人员伤亡； c）目的性强，直接面对着火点，灭火迅速，不会蔓延； d）造价高； e）民用建筑设计火灾延续时间为1h。 3）适用场所： a.各类高层建筑均需设置消火栓系统；
2 计算最不利喷头的喷水量 2.
q K 10 P 80 10 0.1 80L / min 80 / 60 1.33L/s
3.计算作用面积内的设计秒流量： Qs=nq=15*1.33=19.95L/s 4.计算理论秒流量 QL=Fqp/60=162*6/60=16.2L/s 5.喷水流量的校核，应满足 Qs/QL=19.95/16.2=1.23，Qs在（1.15~1.30）QL范围内。 6.平均喷水强度校核 （1）作用面积内的平均喷水强度校核 QP=nq/F=19.95*60/162=7.39L/(min*m2)> 6L/(min*m2) 满足校核条件QP>qp 。
b.目前，我国100m以下的高层建筑中，主要在消防要求 高，火灾危险性大的场所使用自喷系统，而100m以上的建 筑中，除面积小于5m2的卫生间、厕所和不易扑救的部位 外均应设置自喷系统。 注意：消火栓系统和自喷系统宜独立设置；若有困难， 需共用消防泵时，应在自喷报警阀进口前两管网分开。
H 5 H 4 Q52~ 4 2 H 6 H d Q6~ d
q6~ d q5~ 4
H6 Hd H6
假定 H 5 H 4 H 5
H6 H5
其中
H H
6 5
为（流量）调整系数。
8）计算6~7管段的流量为 Q6 ~ 7 Q5~ 6 Q6 ~ d 9）如果6~7管段的流量小于理论设计秒流量，逆水流方向依 次计算节点水压，并按调整系数法计算节点和管段流量， 直至管段流量大于等于理论设计秒流量为止，则停止设计 秒流量的计算，且以后的干管流量均按设计秒流量取值。 10）计算系统水头损失 沿程水头损失的计算与消火栓给水系统相同，局部水头损 失为沿程水头损失的20%。 11）计算系统所需的工作压力、选泵、设计水箱及水箱安装 高度的校核。
7
3.0 1.5
8
9
3. .6
10
3.6
11
1.8
H1，q1
q910 q59 q59
H2，q2
H9
H3，q3
H4，q4
H5，q5
q65 q3 4 H 5 H 4
H5
q59 q45 q65 , H 9
按灭火方式分为消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统， 两者的区别如下： 1）组成： a.室内消火栓灭火系统的组成为水枪、水带、消火栓、 消防管道、高位水箱、消防水池、消防泵、水泵结合器； b.自动喷水灭火系统的组成由水源、加压贮水设备、喷 头、管网、报警阀装置等组成。 2）特点 I.室内消火栓灭火系统的特点： a）系统简单，投资少，维护管理方便； b）控制和扑灭火灾能力较差；
H 5 ~ 4 H 5 H 4 h5~ 4 A5~ 4l5~ 4Q52~ 4 H 6 ~ d H 6 H d h6 ~ d A6 ~ d l6 ~ d Q62~ d
5 6
4
3
2
1
I II
d 7
c
b
a
H 5 ~ 4 A5~ 4l5~ 4Q52~ 4 Q52~ 4 2 2 H 6 ~ d A6 ~ d l6 ~ d Q6 ~ d Q6 ~ d
1’
2’
3’ 5 6
4
3
2
1
I II
d 7 流量计算过程
c
b
a
q5~ 3' q4~ 3
H5 H4
q5~ 6 q5~ 3' q5~ 4
q6 ~ 7
H 6 q5~ 6 1 H 5
1.5 3.6 6 1.8
1
3.0
2
3.0
3
3.0
4
3.0
5 6
3.0
2）最不利4个喷头的平均喷水强度校核 作用面积内最不利点处4个喷头面积为7.2*6=43.2m2； 其喷水强度为 4*1.33*60/43.2=7.39 L/(min*m2)> 6L/(min*m2) 满足校核条件轻、中危险级≥85%qp，严重危险级≥qp。 假定4个喷头距墙边间均为1.8m，且中间均有一个三七 墙时，则最不利4个喷头的平均喷水强度为 4*1.33*60/[(3.6+0.37+3.6)2]=5.57 L/ 6L/(min*m2)
2）当H为Mpa、玻璃球喷头K=80时，则采用
q K 10 H 80 10 H ( L/min )
3）当H用mH2O表示时，玻璃球喷头K=0.42 K=0 42，则
q K H 0.42 H ( L/s)
h—计算管段沿程水头损失，kPa kP ； L—计算管段长度，m； Q—管段中流量，L/s； A——比阻值，见附表3-10。 1）计算1节点的流量q1（方法同作用面积法） 2）查水力计算表，计算1~2管段的水头损失h1 1~2 2； 3）计算2节点的水压H2，计算公式为H2=H1+h1~2； 4）计算2节点处喷头的流量q2，计算公式为 q2 K H 2 5）计算2~3管段的流量（q1+q2）和水头损失h2~3； 6）依次计算3、4节点的水压和喷头出流量，并计算5、6节点 的水压H5 、H6； 7）特性系数法计算6~d管段的流量。
5.平均喷水强度校核 5 （1）作用面积内的平均喷水强度校核： QP=nq/F>qp 。 （2）最不利4个喷头的平均喷水强度校核： 轻、中危险级≥85%qp，严重危险级≥qp。 6.流速校核 7.计算系统水头损失 （1）局部水头损失按沿程损失的20%估计； （2）湿式报警阀和水流指示器的损失为0.02MPa，雨 淋阀取0.07MPa； 8.计算自喷水泵的工作压力，按下式计算： H=∑h+P0+Z
式中 q——喷头处节点流量，L/s； H——喷头处的水压，kPa； K——喷头流量系数，玻璃球喷头K K=0.133 0.133 ，当水压 用mH2O时K=0.42；（关于K取值请以下述为准） 1）当H为Mpa、玻璃球喷头K K=1.33 1.33时，则采用
q K 10 H 1.33 10 H ( L/s)
9.减压设施 （1） 配水管道的工作压力不宜大于1.2MPa； （2）为了使自喷系统分支管段水压均衡，当配水管入 口的压力大于0.40MPa时，应设减压孔板、减压阀和节流 管等减压设施消除多余水压。 10.适用条件 此方法偏经济，适于轻、中危险级建筑。
补充 1.确定最不利作用面积F的位置： （1）确保以墙和喷头中间连线为边； （2）矩形长边应平行于支管； 0 5~1.2F0.5 0 5范围内，则短边在（(1/1.2) （3）长边宜在1F0.5 F0.5~F0.5）范围内； （4）实际正方形或矩形面积F≥规范规定的作用面积。 以中危I级为例，假定规范规定的作用面积是160m2， 1600.5=12.65，1.2*1600.5=15.18， (1/1.2)*1600.5=10.54，则长边 的范围是12.65~15.18m，短边在10.54~12.65m范围内，由此确 定最不利作用面积。
1.5 1.8
3.0
1.33 1.33
3.0
2.66 2.66
3.0
3.0
3.0
3.0 1.5
3.99 5.32 1.33 6.65 6 65 3.99 5.32 1.33 13 3 13.3
3.6 6
3.6
1.33
2.66
3.99 5.32 1.33 19.95 19.95
1 1.8
3.6 6
水平为长边，5个喷头的长为15m，满足12.65~15.18m； 短边，3个喷头长为10.8m，满足10.54~12.65m； 其面积为15*10.8=162m2>160m2。