室内消火栓管网阻力损失计算方法探讨

事 故 工 况 的 校 核 （见 图 １）。
１ 工 程 概 况 重庆西站位于沙坪坝区原上桥东站（货运）站 址，东 临 内
环快速凤中立交，西靠中梁山山脉，南接华岩旅 游 风 景 区，北
临渝昆高速西环立交。距重庆江北 国 际 机 场 ４０ｋｍ，距 重 庆 北站（龙 头 寺 火 车 站 ）１７ ｋｍ，距 重 庆 站 （菜 园 坝 火 车 站 ）
２ 计 算 原 理 及 过 程 简 述 ２．１ 哈 代 －克 罗 斯 法
哈代 －克罗斯法［１］是 城 市 供 水 管 网 的 常 用 计 算 方 法 ，在 此不再累述原理。由于实际火灾发生时，往往是 某 一 个 地 方 先着火，而后逐渐蔓 延。 采 用 消 火 栓 扑 救 时，使 用 的 消 火 栓 集中在着火点周围，对于管网而言，用水点集中，这 个 时 候 的 工况也是最不利的工况。那么，我们就采用当最 不 利 消 火 栓 处着火时的工况作为设计工况。
ＤＯＩ：１０．１３７８９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｗｅ１９６４．２０１９．Ｓ１．７８
０ 引 言 本文将以在重庆西站铁路综合交通枢纽工程设计过程
泵 房 的 位 置 找 到 最 不 利 消 火 栓 ，以 确 定 输 水 路 径 ，并 进 行 最 不 利 点 平 差 。 然 后 通 过 水 压 等 高 线 绘 制 ，找 到 数 条 管 网 的
图 １ 消 火 栓 管 网 平 差 计 算 原 理 示 意
３ 工 程 实 例 计 算 下面以重庆西站铁路综合交通枢纽工程为例计算管网
阻力，消火栓管网平面布置如图２所示（本文 力 求 简 练，故 仅 单 独 计 算 地 下 １ 层 ）。
根 据 《消 防 给 水 及 消 火 栓 系 统 技 术 规 范 》 （ＧＢ ５０９７４—２０１４），本次设计参数为：室内消防设计流量为４０Ｌ／ ｓ，同时使用的水枪数为８支，栓口压力０．２５ ＭＰａ。 ３．１ 消火栓环网采用 ＤＮ１５０管径时管网平差计算
于是，根据正常工况 时 计 算 出 的 数 据，绘 制 出 了 管 网 压 力 等 高 线 图 ，如 图 ３ 所 示 。
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第４５卷 增刊 ２０１９年
给水排水
ＷＡＴＥＲ ＆ ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４５ 增刊 ２０１９
图 ２ 重 庆 西 站 铁 路 综 合 交 通 枢 纽 工 程 地 下 一 层 消火栓管网平面布置
例如图１中，消防泵房位于左上角１处，最不利消火栓则位 于右下角４处，假设最不利消火栓附近 Ａ 点着火，那么消防流 量将由管段３－管段４承担，３节点、４节点处各分配一半消防流 量，其余各管段起传输作用，剩余节点不再有节点流量。 ２．２ 计 算 过 程
首 先 在 图 上 确 定 消 防 泵 房 （水 源 ）位 置 ，然 后 根 据 消 防
第４５卷 增刊 ２０１９年
给水排水
ＷＡＴＥＲ ＆ ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４５ 增刊 ２０１９
室内消火栓管网阻力损失计算方法探讨
荣 添
（中 铁 二 院 工 程 集 团 有 限 责 任 公 司 ，成 都 ６１００００）
摘要 随着建筑体量的不断增加，室内管网规模逐渐增大，也越来越复 杂。 为 了 更 加 准 确 地 计 算 消 火 栓 管 网 的 阻
表１ 消火栓管网采用 ＤＮ１５０管径时由最不利消火栓反算水源压力
计算表（采用镀锌钢管 Ｃ＝１２０）
计算公式
海澄－威廉公 式，详 《消 防 给 水 及 消 火 栓 系 统技术规范》
公 称 管 径／ｍｍ 环 网 最 大 流 速／ｍ／ｓ 计 算 水 温／℃ 局 部 阻 力 系 数／％ 总 阻 力／ｍ 水 源 压 力／ｍ
ＤＮ１５０ １．５１０
１０ ２０ ６．８２９ ３１．８２９
图 ３ 重 庆 西 站 铁 路 综 合 交 通 枢 纽 工 程 地 下一层消火栓管网压力等高线
显然，等压线分布越密集的地方，沿程损失 越 大，也 说 明 了此段管道负担的 流 量 大 ，如 果 此 段 管 道 一 旦 发 生 故 障，对 整个管网的影响最大。那么，我们就选取图中等 压 线 分 布 最 密 集 的 ２ 处 地 方 断 开 ，校 核 事 故 工 况 。
消防泵房位于 图 中 １ 处，２ 处 则 为 最 不 利 消 火 栓，广 场 长约 ６７２ ｍ，宽约２６２ ｍ（见图２）根据管网平 差 计 算，结 果 如 表１所示。 由图１计算可 知，当 管 网 所 有 管 段 正 常 工 作 的 时 候，采 用 ＤＮ１５０设计消火栓 管 网 是 能 满 足 工 程 要 求 的。 那 么，当 某段管道检修的时候 ，管网的工况又会发生 什 么 变 化？ 哪 段 管道的停用对管网的工况影响最大呢？
计算时，首先确定消 防 泵 房 及 最 不 利 消 火 栓 的 位 置，然 后绘制消防环网并 对 各 节 点 编 号 ，建 立 管 网 模 型，取 连 接 最 不利消火栓的供水 干 管 及 其 相 邻 干 管 ，分 配 流 量 进 行 计 算。 初 次 计 算 后 ，假 设 环 状 管 网 某 段 断 开 ，校 核 事 故 工 况 。
力 ，将哈代－克罗斯法运用于消火栓环网计算中，使得计算值更加接近于实际工况，为消火栓管网的管径选择提供依据。
关 键 词 大 型 建 筑 室 内 消 火 栓 系 统 环 状 管 网 哈 代 －克 罗 斯 法
中 图 分 类 号 ：ＴＵ９９８．１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００２－８４７１（２０１９）－０２６３－０３
１２ｋｍ。
重庆西站铁路综合交通枢纽工程是重庆西站的站前地
下综合换乘枢纽，集 地 铁、公 交、长 途、出 租、旅 游、社 会 车 各
种交通为一体，建成 后 将 是 重 庆 地 区 最 大 的 客 运 枢 纽 系 统。
包含地面及 地 下 ３ 层，建 筑 高 度：－１５ ｍ，总 建 筑 面 积：４０６ ２５１ ｍ２。
中，消火栓管网水力 计 算 部 分 遇 到 的 问 题 进 行 阐 述，并 说 明
最 不 利 管 段 ，依 次 断 开 各 条 最 不 利 管 段 再 次 进 行 平 差 ，作 为
Hale Waihona Puke 建立管网模型采用哈代－克罗斯 法 进 行 平 差 计 算 的 方 法 和 过 程 ，以 及 最 终 的 设 计 参 数 。