消防给水系统的水力计算

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浅谈建筑消防给水系统的计算

浅谈建筑消防给水系统的计算

浅谈建筑消防给水系统的计算建筑消防给水系统是建筑的主要灭火设施,消防给水系统设计合理与否,对扑救火灾成败起着决定性作用,消防给水设计中不论是设计人员还是审核人员,掌握水力计算的基本原理和计算方法是至关重要的。

以下就结合规范对消防给水的计算原理和计算方法进行归纳总结。

一、水力计算的基本原理众所周知,自然界一切物质的能量转化均服从能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量不变。

物质“水”作为一种流体也遵守能量守恒定律,流体的能量包括内能、位能、动能、压力能,若将伴随流体经过截面1输入的能量用下标1标明(如图1),经过截面2输出的能量用下标2注明,则图中所示水系统的总能量衡算式便为:mU1+mgz1+mu12/2+p1v1+mq e+mw e=mU2+mgz2+mu22/2+ p2v2(1)112P1P2图1 压力能或流动能示意图这里,我们按照理想状态下的水进行计算,所谓理想状态,即不可压缩和内能不变(也就是温度不变),那么对(1)式通过恒等式变化即得机械能衡算――柏努利方程:z1+u12/2g+p1/ρg=z2+u22/2g +p2/ρg+△z(2)(2)式中z称为位头(位压头),反映水的位置高低,u2/2g称为速度头(动压头),反映水的流速大小,p/ρg称为压力头(静压头),反映水对容器或管道壁的压力大小,三项之和称为总压头,△z 称为机械能损失(水流动时的阻力损失)。

由上面柏努利方程可知,水在某一位置的压力、速度、流量、位置高低等是息息相关的,其中任意一个值发生变化,其它值也相应变化。

例如:消防给水中的常高压给水系统,规范中对最不利点的给水压力有最低要求,对流量有最低要求,对流速有最高流速要求,最不利点的高度由建筑物的高低确定,管道阻力可以计算得出(下面具体介绍),这样就可以通过柏努利方程推算出给水压力多大才能达到常高压给水要求。

消防水力计算原理参照

消防水力计算原理参照

计算原理参照《全国民用建筑工程设计技术措施2009》,《建筑给水排水工程》(中国建筑工业出版社) 基本计算公式1、最不利点消火栓流量: q xh BH q =式中:q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) (依据规范需要与水枪的额定流量进行比较,取较大值)B -- 水枪水流特性系数H q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(mH 2 O ) 2、最不利点消火栓压力:222++=++=Bq q L A H H h H xhxhd d skq d xh式中:H xh -- 消火栓栓口的最低水压(0.010MPa) h d --消防水带的水头损失(0.01MPa)h q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(0.01MPa) A d -- 水带的比阻 L d -- 水带的长度(m)q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) B-水枪水流特性系数H sk -- 消火栓栓口水头损失,宜取0.02Mpa 3、次不利点消火栓压力:j f xh xh h h H H +++=层高最次 式中:H 层高 -- 消火栓间隔的楼层高(m)H f+j -- 两个消火栓之间的沿程、局部水头损失(m) 4、次不利点消火栓流量: BL A H q d d xh xh 12+-=次次 (依据规范需要与水枪的额定流量进行比较,取较大值) 5、流速V :24jxhD q v π=式中:q xh -- 管段流量L/sD j -- 管道的计算内径(m ) 6、水力坡降:3.1200107.0jd v i =式中:i -- 每米管道的水头损失(mH 20/m )V -- 管道内水的平均流速(m/s)D j -- 管道的计算内径(m)7、沿程水头损失:=h⨯Li沿程式中:L -- 管段长度m8、局部损失(采用当量长度法):=h⨯iL(当量)局部式中:L(当量) -- 管段当量长度,单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C) 计算参数:水龙带材料:麻织水龙带长度:20m水龙带直径:65mm水枪喷嘴口径:19mm充实水柱长度:10 m计算结果:入口压力:69.83 米水柱。

消火栓的给水系统的水力计算

消火栓的给水系统的水力计算

扑灭不同建筑物火灾对水枪充实水柱的要求
水枪充实水柱的确定
H1 H 2 Sk sin
H1—水枪所在的建筑物的层高 H2—水枪所在的高度,一般为1.0m sinα—α水枪射流的上倾角,一般取α =45°但α≯60°
例题:一座单层丙类厂房,设有室内消火栓系统, 厂房层高为10m,试确定水枪的充实水柱。
3).消防水泵扬程的计算
H b H Z H xh h
Hb——消防水泵的扬程, Hz——最不利点消火栓与消防水池最低水面之 间的几何高差, Hxh——最不利点消火栓栓口处的水压, h——最不利计算管路的水头损失,
h包括沿程损失和局部损失。局部损失可按沿程损失 的百分数进行估算:独立系统:10%;生产、消防合 用:15%;生活、消防合用及三者合用为20%
6 8 10 12 14 16
3)消火栓水龙带水头损失
hd AZ Ld q xh
2

水带比阻 AZ 值
比阻AZ值
Ld-水带长度,m AZ-水带阻力系数, 见表3.2.7 qxh-水枪喷口的射 流量,L/S
水带口径
(mm)
帆布水带、麻 衬胶水带 织水带
0.01501 0.00430 0.0015 0.00677 0.00172 0.00075
p123表3-20 高层建筑物室内消火栓用 水量
2.室内消防给水系统水压
1). 水枪充实水柱长度
消火栓设备的水枪射流灭火,需求有一定 强度的密实水流才能有效地扑灭火灾。
Flash格式演示动画 在这里单击鼠标左键播放
水枪充实水柱长度应大于7m,小于15m。 水枪射流在26mm~38mm直径圆断面内、包含 全部水量75%~90%的密实水柱长度称为水枪的充 实水柱长度。

消火栓的给水系统的水力计算

消火栓的给水系统的水力计算

消火栓的给水系统的水力计算消防设备是社会重要的基础设施之一,在城市和乡村防火、防灾工作中发挥着重要作用。

消火栓是消防设备中最重要的一个结构,搭配适当的给水系统能够有效地进行消防灭火工作。

消火栓的给水系统涉及到水力学中的许多问题,本文将针对消火栓的给水系统的水力计算进行探讨。

简介消火栓给水系统是一个复杂而庞大的系统,由水源、输水、阀门、管道、消火栓等组成。

消火栓的给水系统包括不同级别的管网,以供水的压力来补偿其损失,并保证消火栓确保火场携带水源的最小水压。

给水系统的水力特性决定了消火栓的额定出水压力和流量。

因此,消火栓给水系统的设计需要考虑消火栓的类型、数目和分布,以及供水管道的规划和设计等要素。

消火栓的类型目前的消防设施分为水管式和消火栓式两种类型。

水管式消防设施是指在消防水管内加压,将水送入楼内,再在室内管网连接消火栓,实现消防供水。

水管式消防设施具有隐蔽、美观、方便维护等优点,但效果不如消火栓式好。

消火栓式消防设施是指通过网络式的供水管路在消火栓端实施消防供水,具有直接供水、短时间内提供大量水源等优点。

因此,消火栓式的消防设施可以提高灭火速度,是大型建筑、加油站等安装的重要消防设施。

消火栓的水力特性消火栓的水力特性是指消火栓在特定压力条件下单向流动时的流量、阻力和压力的关系。

消火栓所需的压力大约在2.5kg/m²至3.5kg/m²之间。

这个压力决定了消火栓的放水量。

在实际情况中,消火栓管道的长度、管径、流量等都会对消火栓输出水压产生影响。

在计算消火栓的水力特性时,涉及到一些基本的水力学公式,其中包括以下:•海斯ch公式:用于计算流量与水压下降之间的关系。

-局部失压:当流动液体通过管道转弯、收缩减径或扩张等时,会产生阻力,称为局部失压。

•长度失压:当流动液体通过管道时,因摩擦阻力作用而产生的压力损失。

消火栓的水力计算需要确定供水道路、消火栓的类型、数量和位置,以及其他设备。

消火栓系统水力计算

消火栓系统水力计算

消火栓系统水力计算根据《全国民用建筑工程设计技术措施2003》和《建筑给水排水工程》(XXX),最不利点消火栓流量和压力可以通过以下公式计算:1.最不利点消火栓流量公式为:Qxh = SQRT(B * Hq),其中Qxh为水枪喷嘴射出流量,B为水枪水流特性系数,Hq为水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压。

2.最不利点消火栓压力公式为:Hxh = Hd + Hq + Hsk + Ad * Ld * Qxh*Qxh + Qxh*Qxh/B,其中Hxh为消火栓栓口的最低水压,Hd为消防水带的水头损失,Hq为水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压,Ad为水带的比阻,Ld为水带的长度,Qxh为水枪喷嘴射出流量,B为水枪水流特性系数,Hsk为消火栓栓口水头损失。

3.次不利点消火栓压力公式为:Hxh次= Hxh最+ H层高+ Hfj,其中H层高为消火栓间隔的楼层高,Hfj为两个消火栓之间的沿程、局部水头损失。

4.次不利点消火栓流量公式为:Qxh次= sqrt((Hxh次- 2) / (Ad*Ld + 1/B))。

5.流速公式为:V = (4 * Q) / (π * Dj * Dj),其中Q为管段流量,Dj为管道的计算内径。

6.水力坡降公式为:i = 0. * V * V / (pow(Dj。

1.3)),其中i 为每米管道的水头损失,V为管道内水的平均流速,Dj为管道的计算内径。

7.沿程水头损失公式为:h = i * L,其中L为管段长度。

8.局部损失公式为:h = i * L(当量),其中L(当量)为管段当量长度,采用当量长度法进行计算。

根据上述公式,可以进行1、2、3#楼低区消防水泵校核计算。

1)计算充实水柱所需的压力为Hq=10aSk/(1-φaSk),代入数据得到Hq=186kpa。

2)计算水枪喷嘴射出流量为qxh=(BHq)0.5,代入数据得到XXX。

3)计算水带水头损失为hd=AZLdqxh,代入数据得到hd=12.6kpa。

建筑消防系统:消防栓给水系统的水力计算

建筑消防系统:消防栓给水系统的水力计算

3 控制与监测设备
包括阀门、压力传感器和水流指示器等。
消防栓给水系统的水力计算方法
流量法
根据灭火水源需要的水流量 来计算系统的供水能力。
压力法
根据灭火所需的最小压力来 计算系统的供水能力。
综合法
结合流量法和压力法,综合 考虑系统的供水能力。
计算所需的水压和水流量
参数 灭火水流量
摩阻损失 度、直径和材料等 因素会影响水流的阻力。
3 水泵性能
水泵的性能要符合流量和 压力要求,以保证系统正 常供水。
总结和结论
消防栓给水系统的水力计算是确保消防系统正常运行的关键步骤,需要综合 考虑多个参数,并保证准确性和可靠性。
建筑消防系统:消防栓给 水系统的水力计算
本演示将介绍消防栓给水系统的定义、组成、水力计算方法,以及所需的水 压和水流量。
消防栓给水系统的定义
消防栓给水系统是建筑物内的一种消防供水设施,用于提供灭火所需的水源。
消防栓给水系统的组成
1 主体设备
包括水泵、水箱和消防栓等。
2 管道系统
包括主干管道、分支管道和支管等。
符号 Q
H P
G
计算方法
根据建筑消防规范和实际情况 确定。
根据管道长度和直径计算。
根据消防给水系统的布置和高 度计算。
根据灭火水流量和摩阻损失计 算。
消防栓给水系统的水流计算
流量计算
根据系统参数和水力学公式计算水流量。
压力计算
根据系统参数和水力学公式计算水压。
问题和挑战
1 水力计算的准确性
准确计算消防栓给水系统 的水力参数对系统的正常 运行至关重要。

试论消火栓临时高压消防给水系统

试论消火栓临时高压消防给水系统

试论消火栓临时高压消防给水系统摘要:《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)将消防给水分为高压消防给水、临时高压消防给水、低压消防给水3种类型,明确了临时高压消防给水系统的定义。

消火栓给水系统作为一种重要的消防给水系统已被广泛采用,为此,本文对消火栓临时高压消防给水系统概念、形式、水力计算方法及控制方式进行探讨。

关键词:消火栓;临时高压;消防给水系统1、临时高压消防给水系统概念临时高压消防给水系统概念是指平时不能满足灭火设施所需的工作压力和流量,火灾时能自动启动消防水泵以满足灭火设施所需的工作压力和流量的供水系统。

临时高压消防给水系统概念明确了火灾时自动启动消防水泵的要求。

对于消火栓临时高压消防给水系统而言,最不利点灭火设施即是最不利点消火栓。

2、消火栓临时高压消防给水系统的组成消火栓临时高压消防给水系统是由消防水池、室外消火栓、室内消火栓、市政给水管网、高位消防水箱、稳压泵、压力开关、流量开关、消火栓泵、消火栓泵控制柜等组件根据系统要求组合而成的水灭火给水系统。

本文重点阐述高位消防水箱、稳压泵、流量开关和压力开关及系统控制的相关规定。

3、消火栓临时高压消防给水系统的类型消火栓临时高压消防给水系统根据不同的分类依据,可分为不同的系统形式,详见图1。

图1 消火栓临时高压消防给水系统分类以建筑为界,消火栓给水系统,可分为室外独立临高压、室内独立临高压及室内、外合用临高压给水系统。

室外独立临时高压给水系统由单独的消火栓泵供水,并由稳压泵维系系统的充水和压力;室内独立临时高压给水系统由单独的消火栓泵供水,可以由高位消防水箱或者稳压泵维系系统的充水和压力。

室内、外合用临时高压给水系统由室内、外合用消火栓泵供水,系统可以由高位消防水箱或者稳压泵维系系统的充水和压力。

按消火栓给水系统的稳压方式,消火栓给水系统又可以分为高位消防水箱稳压、稳压泵稳压、市政供水稳压。

高位消防水箱稳压消火栓给水系统的充水和压力由高位消防水箱维系。

消防水力计算

消防水力计算

2)局部水头损失 占沿程水头损失的百分比 0.200 该管段局部水头损失 MPa 0.048288 注意: 生活、消防共用给水管网或生产、消防共用给水管网为20% 消火栓给水系统管网为10% 自动喷水灭火系统管网为20% 3)总水头损失 0.289729 MPa
注:方框内是需要输入的内容,计算结果用阴影标示。
,自动喷水灭火系统不宜大于5
径减1mm后除以1000
1)沿程水头损失 参数 意义 V 管道内的平均水流速度 管道内的水流量 管内径的最小值 选择管径DN dj 管道计算内径 复核管道内的平均流速 i 管道单位长度水头损失 管段长度 该管段沿程水MPa
值 注 4.000 消火栓给水系统不宜大于2.5,自动喷水灭火系统不宜大 0.020 79.788 80.000 0.079 按照选择的管径,用该管道内径减1mm后除以1000 4.080 0.004829 50.000 0.241441
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2 xh
10
式中
qd——水带水头损失,kPa; Ld——水带长度,m;
AZ——水带阻力系数,见表3-10。
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.2 消防水池、水箱的贮存容积
3.2.2 消防水池、水箱的贮存容积
1. 消防贮水池的消防贮存水量应按下式确定:
V f 3.6 Q f QL Tx
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.3 消防管网水力计算
3.2.3 消防管网水力计算
消防管网水力计算的主要目的
确定消防给水管网的管径、计算或校核消防水箱的设置高度、选 择消防水泵。
由于建筑物发生火灾地点的随机性,以及水枪充实水柱数量的限定 (即水量限定),在进行消防管网水力计算时,对于枝状管网应首先选 择最不利立管和最不利消火栓,以此确定计算管路,并按照消防规范规 定的室内消防用水量进行流量分配,低层建筑消防立管流量分配应按附 录3.2确定。在最不利点水枪射流量按公式(3-10)确定后,以下各层 水枪的实际射流量应根据消火栓口处的实际压力计算。
第3章 建筑消防系统
3.2 消火栓给水系统的水力计 算
3.2 消火栓给水系统的水力计算
消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范 规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定 管网的管径,系统所需的水压,水池、水箱的容积和 水泵的型号等。我国规范规定的各种建筑物消防用水 量及要求同时使用的水枪数量可查表3-4、表3-5。
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.1 消火栓口所需的水压
理想的射流高度(即不考虑空气对射流的阻力)为:
Hq
v2 2g
式中 υ ——水流在喷嘴口处的流速,m/s; g——重力加速度,m/s2;
实际射流对空气的阻力为:
H
Hq
Hf
K1 df
v2 2g
H
f
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.1 消火栓口所需的水压
按照我国建筑设计防火规范规定,消防水箱应贮存10min的室内消 防用水总量,以供扑救初期火灾之用。计算公式为:
Vx 0.6Qx
式中 Vx ——消防水箱内储存的消防用水量,m3; Qx ——室内消防用水总量,L/s; 0.6 ——单位换算系数。
为避免水箱容积过大,消防水箱的最小消防贮水量也可按下列 规定确定:一类建筑(住宅除外)≮18m3;二类建筑(住宅除外) 和一类建筑中的住宅≮12m3;二类建筑的住宅≮6m3。
水枪充实水柱高度Hm与垂直射流高度Hf的关系式由下列公式表示:
H f af Hm
式中 af——实验系数=1.19+80(0.01·Hm)4,可查表3-7。 水枪喷嘴处的压力与充实水柱高度的关系为:
Hq
af Hm
1 af
10 Hm
KPa
水枪在使用时常倾斜45°~60°角,由试验得知充实水柱 长度几乎与倾角无关,在计算时充实水柱长度与充实水柱高度可视 为相等。
式中 Vf——消防水池贮存消的室外消防用
水量之和,L/s; QL——市政管网可连续补充的水量,L/s; Tx——火灾延续时间,h;详见附表3-1。
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.2 消防水池、水箱的贮存容积
2. 消防水箱的消防贮水量
确定消防管网中各管 段的流量
按流量公式计算出 各管段管径
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.3 消防管网水力计算
消火栓给水管道中的流速一般以1.4~1.8m/s为宜,不允许大于2.5m/s。 消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同,其局部水头损 失按管道沿程水头损失的10%采用。
当有消防水箱时,应以水箱的最低水位作为起点选择计算管路,计 算管径和水头损失,确定水箱的设置高度或补压设备。当设有消防水泵时, 应以消防水池最低水位作为起点选择计算管路,计算管径和水头损失,确定 消防水泵的扬程。
对于环状管网(由于着火点不确定),可假定某管段发生故障,仍 按枝状网进行计算。
为保证消防车通过水泵接合器向消火栓给水系统供水灭火,对于低层建 筑消火栓给水管网管径不得小于DN50。
下一节 3.3 自动喷水灭火系统及布置
感谢下 载
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.1 消火栓口所需的水压
3.2.1 消火栓口所需的水压
消火栓口所需的水压按下列公式计算
H xh H q hd H k
式中 算。
Hxh——消火栓口的水压,kPa; Hq——水枪喷嘴处的压力,kPa; hd——水带的水头损失,kPa; Hk——消火栓栓口水头损失,按20 kPa计
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.1 消火栓口所需的水压
水枪射出流量与喷嘴压力之间的关系可用下列公式计算:
qxh BHq
式中 qxh——水枪的射流量,L/s ; μ——孔口流量系统,采用;
B——水枪水流特性系数,与水枪喷嘴口径有关,可查表3-
8;
水带水头损失应按下列公式计算:
hd
Az
Ld
q
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