自动喷水灭火系统水力计算及配水管径分析
自动喷水灭火系统的水力计算
式中 h —沿程水头损失，MPa ； l—管道长度，m； 管道的局部水头损失宜采用当量长度法计算，当量长度见附表3-8。
3)沿程水头损失和局部水头损失 每米管道的水头损失应按下式计算：
3.4 自动喷水灭火系统的水力计算 3.4.2 管网水力计算
沿程水头损失应按下式计算：
3.4 自动喷水灭火系统的水力计算 3.4.2 管网水力计算
自动喷水灭火系统喷水灭火系统的水力计算 3.4.2 管网水力计算
作用面积选定后，从最不利点喷头开始，依次计算各管段的流量和水头损失，直至作用面积内最末一个喷头为止。以后管段的流量不再增加，仅计算管道水头损失。
对仅在走道内布置单排喷头的闭式系统，其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积计算。 对于雨淋喷水灭火系统和水幕系统，其喷水量应按每个设计喷水区内的全部喷头同时开启喷水计算。 1)喷头的出流量应按下式计算：
式中 Hk —减压孔板的水头损失，10-2MPa ； Vk—减压孔板后管道内水的平均流速，m/s； ξ—减压孔板局部阻力系数，见附表3-9。
式中 Hg—节流管的水头损失，10-2MPa ； Vg—节流管内水的平均流速，m/s； ξ—节流管中渐缩管与渐扩管的局部阻力系数之和，取值0.7； dg —节流管的计算内径（m），取值应按节流管内径减1mm确定； L—节流管的长度，m 。
下一节： 3.5 水喷雾灭火系统
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3.4 自动喷水灭火系统的水力计算 3.4.1 消防用水量及水压 民用建筑和工业厂房的自动喷水灭火系统设计参数 表3-13
3.4 自动喷水灭火系统的水力计算 3.4.1 消防用水量及水压 仓库的系统设计基本参数 表3-14 开式喷雾灭火系统的消防用水量及喷头要求工作压力见附表3-7。
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。
自动喷水灭火系统喷淋管径所带喷头数目探讨
自动喷水灭火系统喷淋管径所带喷头数目探讨 自动喷水灭火系统喷淋管径所带喷头数目探讨甄俊梁摘要：：本文主要从设计的角度，给合《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001) (以下简称《喷 摘要规》)对《喷规》8.0.7条提出自己分析、探讨，供专家、同行批评、指正。
关键字：自动喷水 流量 水力计算 管径在工程施工与设计交流中,笔者发现许多同行对《喷规》8.0.7的理解各一,许多同行包括消防建审或审图中心的同行都简单的认为对于轻中危险级来说喷头数超过64个管径就要大于DN100,要用DN125或DN150,与他们探讨都说规范是这样规定的,不能违背规范规定；对此笔者提出自己的看法与分析,供各位专家、同行批评、指正。
《喷规》8.0.7 条规定轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表8.0.7的规定。
表8.0.7 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数公称直径（mm）控制的标准喷头数（只）轻危险级 中危险级25 1 132 3 340 5 450 10 865 18 1280 48 32100 - 64 同时《喷规》8.0.5规定:管道的直径应经水力计算确定。
只有经过水力计算确定的管径,才能做到既合理、又经济。
对于轻、中危险喷淋设计参数《喷规》5.0.1 规定 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数不应低于表5.0.1的规定。
净空高度 喷水强度 作用面积 火灾危险等级(m)(L/min.㎡)(㎡)轻危险级 4I 级 6 中危险级Ⅱ级 8 160I 级 12 严重危险级 Ⅱ级≤ 816260由上表可得, 按中危险级II 级计算流量为不低于Q=8×160÷60=21.33L/S 《喷规》9.1.3 系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定：（9.1.3）式中 Qs——系统设计流量(L/s）；q i ——最不利点处作用面积内各喷头节点的流量(L/min)；n——最不利点处作用面积内的喷头数。
厂房高大空间场所自动喷水灭火系统设计分析
厂房高大空间场所自动喷水灭火系统设计分析摘要：为切实提升当前厂房高大空间的安全性，满足当前企业厂房建设需求，最大限度的提升厂房使用期间的消防安全水平，帮助企业规避消防安全风险，促进企业的健康平稳发展。
本文将对厂房高大空间场所自动喷水灭火系统设计进行分析，以供参考与借鉴。
关键词：高大空间；自动喷水灭火系统；系统设计；喷头引言：随着经济的发展与社会的进步，各企业的经济发展水平也随之得到了全面的提升，其厂房建筑规模也在不断的扩大，但是随之而来的消防安全问题，却严重的影响着当前企业的发展质量。
因此，为切实保证企业发展安全，在对企业厂房进行建设过程中，需对其自动喷水灭火系统进行全面的设计，使其可以有效的对厂房中的火源以及异常温度等危险情况进行处理，最大限度的保障当前企业的生产经营安全，促及企业的健康安全发展。
一、喷头甄选笔者曾于2020年9月至2021年11月参与华测导航新建厂房建设项目，笔者在该项目中担任消防及通风工程安装项目负责人，本次工程规模：占地面积31219平方米，总建筑面积为80068.21平方米。
其中<<华测导航厂房建设项目消防及通风工程>>安装项目主要涵盖自动火灾报警系统、自动喷水灭火系统、消防栓系统、防排烟系统以及防火卷帘门系统等诸多项目。
同年7月至次年11月任优刻得数据中心新建厂房项目的消防承包工程负责人，工程规模：占地面积27997平方米，总建筑面积为54380.2平方米。
对工程中的一系列消防系统以及设备的安装与调试工作进行负责。
后于2022年2月至2022年3月担任华测导航新建厂房项目消防改造工程项目负责人，对其自动火灾报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、防排烟系统、气体灭火系统等消防设施进行改造。
为切实提升做好厂房高大空间场所自动喷水灭火系统设计工作，笔者将以自身的工作经历为例，对实际的系统设计进行详实的分析，以期对有关人员提供参考与建议[1]。
根据行业标准及国家规定，在选择厂房高大空间场所的自动喷水灭火系统喷头时，应根据设计参数要求，确保喷头的流量系数k≥115，或者k = 161，以确保覆盖面积足够大，流量系数K≥115，流量系数K=161，以及其他特殊应用喷头，以确保喷头的有效性和可靠性，从而达到最佳的灭火效果。
建筑消火栓给水自动喷水灭火系统水力计算及布置
建筑消火栓给水自动喷水灭火系统水力计算及布置消防给水系统是建筑物的重要组成部分之一，它提供了火灾时的紧急灭火和人员疏散所需的灭火水源。
消火栓给水系统和自动喷水灭火系统是常用的两种方式。
在对消火栓给水及自动喷水灭火系统进行水力计算和布置时，需要注意以下几个方面：1.消火栓给水系统的水力计算：消火栓给水系统是通过消防给水泵将水源输送至消火栓，供消防人员使用消防水枪进行灭火。
水力计算的主要目的是确定泵的容量和增压高度。
消火栓给水系统的最小出口压力应满足消防水枪的需求，并根据建筑物的高度、水源的供水压力、管道的水泵、消防水带的长度和水流速度等参数进行计算。
水力计算的公式如下：p = p0 + ρgh + Δp其中，p为所需出口压力，p0为环境压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为高度差，Δp为水流阻力造成的压力损失。
2.自动喷水灭火系统的水力计算：自动喷水灭火系统主要是通过水源和喷头进行灭火。
水力计算的目的是确定泵的容量和管道的尺寸。
自动喷水灭火系统的水泵应能提供足够的压力和流量，以确保火灾发生后能够及时提供足够的灭火水量。
水力计算的参数包括建筑物的高度、水源的供水压力、管道的长度和管径、总管的压力损失、水流速度、喷头的数量和喷头间距等。
3.消火栓给水、自动喷水灭火系统的布置：消火栓给水系统的布置应根据建筑物的类型、使用性质、火灾危险程度和建筑结构等因素进行合理的选择和布置。
消火栓应设置在易于人员疏散的位置，水源与泵房的位置应尽可能靠近，且供水管道应有足够的容量和增压能力。
自动喷水灭火系统的布置应根据建筑物的功能区域和火灾危险性进行合理的选择和布置。
关键区域如电气设备间、油库、仓库等应设置自动喷水灭火系统，并且喷头的数量和间距应满足灭火水量的要求。
总之，消火栓给水、自动喷水灭火系统的水力计算和布置需要综合考虑建筑物的特点和需求，以确保系统能够有效地提供灭火水源，保障人员的生命安全和建筑物的财产安全。
自动喷水灭火系统的水力计算(1)
• ②由于系统水力计算是以最不利点作用面积为依据的。 •误差： • 当火灾发生在有利点时，喷头的出流量比计算值大；采用 •作用面积法，忽略管道阻力损失对喷头工作压力的影响。 •结果： • 系统的计算设计流量比实际流量低。 •因此： • 在计算设计秒流量时要乘以1.15～1.30 的安全系数。 •则，系统设计秒流量为： •
•
v节——节流管内平均流速，m/s；
•
d节——节流管计算内径，取节流管内径减0.001m，m；
•
L ——节流管的长度，m 。
2.4 自动喷水灭火系统的水力计算
2.4.1 闭式自动喷水消防系统设计基本参数及水力计算
• ６）系统水头损失
•
沿程水头损失、局部水头损失的计算与消火栓给水系统
• 相同，根据计算值确定系统供水压力。
• １．自动喷水灭火系统用水量
• (２) 起火10min至50min内的消防用水量
•
如果火灾在1h 后还没有扑灭，则自动喷水灭火系统及其
• 设备也必然被火灾同时烧毁而失去作用。
•
该时段的用水量是实际扑救火灾的用水量。 《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)规定
其用水量按30L/s计算。
• ④ 室内有两种或两种以上类型的系统
系统的设计流量
•
或有不同危险等级的场所时
• ⑤ 设置自动喷水灭火系统的建筑物同时必须设置消火栓应灭取计算最大值
• 火系统，则消防系统的总流量应按同时使用计算。如果建筑
• 物内还同时设有水幕等消防系统时，应根据这些系统是否同
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 时使用来确定消防用水总量。
2.4 自动喷水灭火系统的水力计算
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。
2.给水系统水压的确定
H=H1+H2+H3+H4
H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压；
H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和；
H3——水表的水头损失；
H4——配水最不利点所需的流出水头。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
自动喷水灭火系统水力计算
V2
Hk
k
2g
式中 Hk —减压孔板的水头损失，10-2MPa ； Vk—减压孔板后管道内水的平均流速，m/s； ξ —减压孔板局部阻力系数，见附表3-9。
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3.4 自动喷水灭火系统的水力计算
3.4.2 管网水力计算
（2）节流管 节流管直径宜按上游管段直径的1/2确定，且节流管内水平均流速不
中心线之间的高程差，MPa；
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3.4 自动喷水灭火系统的水力计算
3.4.2 管网水力计算
5）管道系统的减压措施 自动喷水灭火系统分支多，每个喷头位置不同，喷头出口压力
也不同。为了使各分支管段水压均衡，可采用减压孔板、节流管或 减压阀消除多余水压。减压孔板、节流管的结构示意图见图3-20
3.4.2 管网水力计算
3)沿程水头损失和局部水头损失 每米管道的水头损失应按下式计算：
V2 i = 0.0000107 d 1.3 沿程水头损失应按下式计算：
h il
式中 h —沿程水头损失，MPa ； l—管道长度，m；
管道的局部水头损失宜采用当量长度法计算，当量长度见附表3-8。
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3.4 自动喷水灭火系统的水力计算
3.4.2 管网水力计算
4）系统供水压力或水泵所需扬程 自动喷水灭火系统所需的水压应按下式计算：
H h P0 Z
式中 H —系统所需水压或水泵扬程，MPa ； ∑h —管道的沿程和局部水头损失的累计值，MPa ；湿式报警
阀、水流指示器取值0.02 MPa，雨淋阀取值0.07 MPa； P0—最不利点处喷头的工作压力，MPa ； Z —最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平
自动喷水灭火系统管道水力常见的计算方法有
自动喷水灭火系统（Automatic Sprinkler System，简称ASS）是一种常见的火灾防护自动喷水灭火系统（Automatic Sprinkler System，简称ASS）是一种常见的火灾防护设备，其工作原理是通过管道系统将水均匀地喷洒到火源上，以达到灭火的目的。
在设计和安装自动喷水灭火系统时，需要对管道的水力进行计算，以确保系统的有效性和安全性。
以下是一些常见的管道水力计算方法：1. 流量计算：流量是衡量水流速度的物理量，通常用立方米/小时（m³/h）表示。
在自动喷水灭火系统中，流量的计算需要考虑火灾的类型、火源的大小、管道的长度和直径等因素。
一般来说，流量的计算公式为Q=AV，其中Q是流量，A是管道的横截面积，V是水流速度。
2. 压力损失计算：在水流通过管道时，由于摩擦力和局部阻力的作用，水流的速度会减小，这就是压力损失。
在自动喷水灭火系统中，压力损失的计算需要考虑管道的长度、直径、材料和水流速度等因素。
一般来说，压力损失的计算公式为ΔP=fL/D，其中ΔP是压力损失，f 是摩擦因子，L是管道的长度，D是管道的直径。
3. 扬程计算：扬程是衡量水流能量的物理量，通常用米（m）表示。
在自动喷水灭火系统中，扬程的计算需要考虑水源的高度、管道的长度和直径、流量和压力损失等因素。
一般来说，扬程的计算公式为H=ΔP+ρgh+v²/2g，其中H是扬程，ΔP是压力损失，ρ是水的密度，g是重力加速度，h是水源的高度，v是水流速度。
4. 水泵选择：在自动喷水灭火系统中，水泵的选择需要考虑流量、扬程、效率和功率等因素。
一般来说，水泵的流量应大于系统的最大流量，扬程应大于系统的最大扬程，效率应尽可能高，功率应满足系统的需求。
5. 管道布局设计：在自动喷水灭火系统中，管道的布局设计需要考虑火源的位置、水源的位置、管道的长度和直径、流量和压力损失等因素。
一般来说，管道应尽可能短，直径应尽可能大，流量和压力损失应尽可能小。
自动喷水灭火系统介绍及水力计算
1、环境温度不低于 4 ℃，且不高于 70 ℃的场所应采用湿式系统。 2、环境温度低于 4 ℃，或高于 70 ℃的场所应采用干式系统。 3、具有下列要求之一的场所应采用预作用系统: （1）系统处于准工作状态时，严禁管道漏水； （2）严禁系统误喷； （3）替代干式系统。 4、其余系统选型可参考GB50084<自动喷水灭火系统设计规范>
自动喷水灭火系统介绍及水力计算
干式报警阀
自动喷水系统组件介绍
干式报警阀用于干式喷淋报警灭火消防系统 中，属于系统消防供水的报警 及控制阀门，该系统一般应用于环境温度低于4℃的建筑物中，在伺应状态时， 由系统管网中的压缩空气通过干式报警阀将消防压力水封于供水侧，当闭式喷 头发生动作引起管网气压下降并达到一定值时干式报警阀打开，压力水通过阀 进 入系统管网灭火。
报警阀动作
水力警铃 动作
压力开关 动作
水泵接合器供水
水泵开启 供水
自动喷水灭火系统介绍及水力计算
喷头正常 喷水灭火
水流指示 器动作
消防中心 控制室
报告发出 指令
自动喷水系统工作原理
干式自动喷水 系统工作原理
高位水箱 气压罐供水
喷头或排气阀 开启放气
干式报警 阀开启
水流进入喷水管网
自动喷水灭火系统介绍及水力计算
自动喷水灭火系统
介绍及水力计算
编制人：李全
目录
1
自动喷水灭火系统介绍
2
自动喷水系统组件介绍
3算
自动喷水灭火系统介绍及水力计算
自动喷水灭火系统介绍
闭式系统
•湿式系统 •干式系统 •预作用系统 •重复启闭预作用 系统
自动喷 水灭火 系统
开式系统
自动喷水灭火系统设计分析与计算校核
ｈ ｉ ｇ ｈ — ｉ ｒ ｓ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｓ ｃ ｈ ｏ ｓ ｅ ｎ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｅａ ｓ ｒ ｃ ｈ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｚ ｅ ｄ ．
ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｆ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｏ ｆ ｍａ ｎ ｙ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｉ ｒ ｎ ｋ ｌ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ
Ｈａ ｚ ｅ ｎ— Ｗｉ ｌ ｌ ｉ ａ ｍｓ’ｆ ｏ ｍ ｕｌ ｒ ａ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｄ ｌ ｏ ｓ ｓ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｂｕ ｔ ｌｓ ａ ｏ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ
中。以某高层综合楼 的 自动喷水灭 火系统 设计 为例 ， 分析 了该 系统 各组成 部分 的设置情 况 ， 采用 海 登 一威廉式计算管道水头损 失 ， 重点对其水泵 的扬程 和流量进行计 算分析 与校核 。通过计 算校 核可知 ， 该建 筑的 自动喷水灭火 系统 的设 计符合 相关 规范 的要 求 。在水 力计算 中， 海 登 一威廉式 不仅可 以满足一般水头损失计算 的要求 ， 用该式计算 旧管道 的结果 也是可信 的。此结论 为 自动 喷 水灭火系统设计分析与计算校核提 供参 考。
自动喷水灭火系统设计中的水力计算
工业用水与废水
/012 33
$02 4
"55"
自动喷水灭火系统设计中的水力计算
王新发， 谢思桃， 朱大维 6 总后勤部建筑设计研究院， 北京 45553@ <
《自动喷水灭火系统设计规 摘要： 水力计算是关系系统可靠性、 合理性和经济性的一项重要设计内容。 》 范 6 78 !559: ; "554 < 对水力计算的改动较大， 结合新规范对符合其要求的计算方法进行了归纳总结。 关键词： 消防； 自动喷水灭火系统； 水力计算 中图分类号： (&EE9? 4； (&EE4? 3" 文献标识码： 8 文章编号： 455E ; ":!! 6 "55" < 54 ; 55!" ; 53
式中： #—每米管道的水头损失 < D?@ 8 AE %—管道内水的平均流速 < A 8 =E 取值应按管道的内 & F —管道的计算内径 < A， 径减 4 AA 确定。 管道局部水头损失， 采用当量长度法计算， 也就 是将水流经过弯管、 丁字管的局部压力损耗相似于 一定长度的直管 9 新规范推荐采用当量长度法， 而对 取管道沿程水头损失的 56G 做法未提及 : 。 实际计算中， 将相应的局部当量加入管段长度，
《自动喷水灭火系统设计规范》 6 78 !559: ; 《喷规》 < 中水力计算改动较大， 体现 "554 < 6 以下简称 在： 规定管道的直径应经水力计算确定； 作用面积宜 采用矩形； 系统的设计流量， 应按最不利点处作用面 积内喷头同时喷水的总流量确定， 并对几种特殊情 况下系统的设计流量作出了规定； 管道内的流速宜 采用经济流速； 宜采用当量长度法计算局部水头损 失； 危险等级及设计参数作了重大调整， 对轻、 中及 “快速启动系统、 严重危险等级， 以 大强度小作用面 积喷水控火” 为设计思路。 现行的手册、 教材及有关期刊文献中介绍的内 《喷 容在设计参数、 设计流量及其它诸多方面由于 规》 的重大改变， 已难以与之吻合和满足实际工程计 算的需要。 同时为了科学严谨地设计系统， 有必要对 《喷规 》 满足 要求， 经济、 合理、 可靠的管道水力计算 《 喷规 》 方法进行探讨与总结， 以利于 更好地指导实 践， 服务于工程。 ! 现行的自动喷水灭火系统管道水力计算方法 !" ! 我国的两种水力计算方法
给排水基础知识 第六章 自动喷水灭火系统
第六章自动喷水灭火系统6－1 概述自动喷水灭火系统是一种能自动作用喷水灭火，同时发出火警信号的消防给水系统。
自动喷水灭火系统多设在火灾危险性较大，起火蔓延很快的场所，以与对消防要求较高的建筑物或个别房间，如商场、高层建筑等和大剧院舞台等部位。
一般由消防供水水源、消防供水设备、喷头、消防管网、报警阀、火灾控制器与火灾探测报警控制系统组成。
按喷头平时开阀情况分为闭式和开式两类。
属于闭式的有湿式系统、干式系统、预作用式系统、快速反响系统与自动循环启闭系统等。
属于开式的有水幕系统和雨淋系统。
6－2 闭式自动喷水灭火系统工作原理与主要组成一、闭式自动喷水灭火系统工作原理1、湿式自动喷水灭火系统通常由闭式喷头、湿式报警阀、管网供水设备与供水水源等组成，其系统在报警阀前后管道内始终充满压力水。
适用于布置在温度不低于4℃和不高于70℃的建筑物内，喷头向上向下安装均可。
2、干式自动喷水灭系统由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、干式报警控制装置、充气装置、排气设备与供水设施等组成。
适用于布置在环境温度低于低于4℃和高于70℃的建筑物、构筑物内。
喷头宜向上设置。
如果在干式报警阀处的降压过程，使之快速启动，缩短排气时间。
干式自动喷水灭火系统为喷头常闭的灭火系统。
管网中平时不充水，充满有空气或氮气。
当建筑物发生火灾点火温度到达开启闭式喷头时，喷头开启，排气、充水、灭火。
该系统灭火时，需先排气故喷头出水灭火不如湿式系统与时。
但管网中平时不充水，对建筑物装饰无影响，对环境温度也无要求，适用于采暖期长而建筑内无采暖的场所。
3、预作用自动喷水灭火系统由闭式喷头、预作用阀门、管网、报警装置、供水设施、火灾控制器与控制系统组成。
该系统中，干式报警阀之后的管道平时充满压缩气体〔即平时为干式〕，当发生火灾时，与喷头安装在一起的火灾控制器，首先探出火灾并发出声响报警信号，控制器再将报警信号作声光显示的同时，开启报警阀，使消防水进入管网，并在不大于3min的时间内完成管网充水过程〔即变为湿式〕，同时进展火灾初期报警。
自动喷淋系统计算
自动喷淋系统计算1、设计数据设计喷水强度qp=6L/min·m 2，计算作用面积160m 2，最不利点喷头出口压力p=50kpa.。
室内最高温度40℃，采用68℃温级玻璃球吊顶型（或边墙型）d=15闭式喷头。
一个喷头的最大保护面积为12.5m 2。
布置在电梯前的走廊上。
在走廊上单排设置喷头，其实际的作用面积为22.5m 2轻危险级、中级场所中配水支管2、流量计算（1）理论设计流量：s L m L Q /1660160min /62=⨯•=（2）一个放火分区的实际作用面积的计流量：s L m L q /25.2605.22m in /62=⨯•=3、喷头布置的间距计算：（1）一个喷头最大保护半径，A=12.5m 2 R=14.35.12=1.9m （2）走廊最宽为1.5m ，所以b=0.75m 喷头的最大间距为：S=222b R -=2275.09.12-=3.4m （3）喷头的个数： n=S L =54.32.16≈个 4、水力计算最不利层自喷各支管段的计算根据图2--21最不利层喷头计算图图2—2（1）各支管段的流量计算：①a 处的喷头出水量;/94.050133.0S L H k q a a === a-b 管采用DN=25mm ，A=0.4367h a-b ＝210b a ALq -=294.04.34367.010⨯⨯⨯=13.1Kpa Hb=Ha+ha-b=50+13.1=63.1Kpa②b 处的喷头出水量;/06.11.63133.0S L H k q b b === q b-c =q a +q b =0.94+1.06=2.00L/S b-c 管采用DN=32mm ，A=0.09386h b-c =210c b ALq -=200.24.309386.010⨯⨯⨯=12.76Kpa H c = H b +H b-c =63.1+12.76=75.86Kpa③c 处的喷头出水量;/16.186.75133.0S L H k q c c ===④其它喷头都以上面一样算,为了计算简便以表格的形式。
自动喷水灭火系统水力计算的一些体会
从 上述 分 析 中不难 看 出 ， 喷规 》 《 巾提 到 的绎 济 流速 应是 经济 性 、 合理 性 、 靠 性 安全性 的统 一 ， 非 可
寻 常意 义上 的经 济流 速 （ 其条 义 及其 说 明 中均 术 但 涉及 ） 结 合 工程实 例分 析有关 手册 ， 水干管 酉 。 配 亡 水 支管 设计 流 速一 般 不宜 超 过 ３５ｍ ｓ 常用 １８ ． ． ／， ．２８ ｍｓ ／。这 种 做 法 能够 较 好 地 满 足 《 规 》 ５０１ 表 喷 表 ．． 、
用经 济 流速 ， 以使 管 道 的基建 投 资与 经常 性 的运行
作用 面积 内的喷水强 度 不均匀 。此 外 ， ＿管 径 ／ ， ｒ Ｊ 、 管 网水 头损 失 大 ， 防水 泵 扬 程 过高 ， 部 分 火 灾 消 大 情 况下 系统 水量 会过 大， 过早 地 用 完消 防 水 。 将
自动 灭火 系统 。 困 内外 应 用实 践证 明 ： 系统 具有 该 安全 可靠 、 经济 实用 、 火 成功率 高等 优点 。 自动 灭 而 喷 水灭 火 系统 的水 力计 算 决 定 系 统用 水 量 及 灭 火 水 量 的 分配 ， 关 系 系统 可 靠性 、 理 性 和经 济 性 是 合
最不 利作 用面 积 以后 的管 段流 量不 再增加 。 系统 的
５０ ．． ５及 ９１ ．． 的有 关 作 用 而 积 和 喷 水 强 度 的 规 ４条
定 ． 配水 管 网水 头损 失较 小 ． 防水 泵 的扬 程 较 且 消
小 ． 头 出水 不 均 匀性 较小 ， 防 水 量 可 得 到 合 喷 消 理使用 ， 比较安 全 、 是 经济 、 合理 的 。 关于 最不 利 点处 水 压 ，喷 规》 表 ５ ． 注 中 《 ． １备 ０
增大配水管径对自动喷水灭火系统的影响分析
增大配水管径对自动喷水灭火系统的影响分析摘要：本文分析了增大自动喷水灭火的配水管管径，自动喷水灭火系统的设计流量、供水压力、水泵及配套消防水池有效容积的变化情况，并从工程造价方面进行了详细的比较，提出了一种新的自动喷水灭火系统的设计方案，对一些先天条件受限制的改造项目（比如已有消防水泵设计流量、供水压力略微偏小，已有消防水池有效容积略微偏小等）进行自动喷水灭火系统的设计有一定的指导意义。
关键词：地下车库；自动喷水灭火系统；设计流量；管径；造价0.前言随着家用汽车的不断普及，小区内停车难问题越来越突出。
不少地下空间被改造为停车库，但在设计自动喷水灭火系统时可能会遇到一些先天不足的问题，比如已有消防水泵设计流量、供水压力略微偏小，已有消防水池有效容积略微偏小等等问题。
我们知道，增大自动喷水灭火的管径，管道的损失会减小，进而设计流量会减小以及相关配套的消防水池容积也会减小，但是增大管径会引起材料方面造价的增加。
本文就以地下室为模型，通过系统设计、计算和工程造价比较来确定哪一种方案更适合。
1.计算模型的选择在某小区内有一个地下室计划用来停车，地下室面积为3000m2，平面尺寸为L*B=60米*50米.根据规范《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017），地下车库按中危险II级布置自动喷淋系统，单位面积喷水强度为8L/min•m2，作用面积160m2.喷头采取矩形布置，同一根配水支管上喷头的间距或相邻配水支管的最大间距不大于3.6米，最小距离不小于2.4米，喷头最大保护面积11.5m2，喷头与端墙的最大距离不大于1.7m.地下车库自动喷淋系统按下述要求布置：自动喷淋系统采用枝状管网布置，配水干管位于管网中，配水支管间距3.0米，配水支管上喷头间距为3.6米，每根配水支管上喷头数为7只。
配水干管起端距离湿式报警阀组距离为15米。
2.自动喷淋系统计算1)常规布置：自动喷淋系统中危险II级的作用面积为160m2.中危险级配水支管控制的喷头数为：1只喷头配水管径为DN25，2~4只喷头配水管径为DN32，4~5只喷头配水管径为DN40，5~8只喷头数配水管径为DN50.按照这种布置进行计算，系统的设计流量为27.50L/S，单位面积喷水强度为10.31L/min•m2，满足规范要求。
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自动喷水灭火系统水力计算及配水管径分析
现如今，自动喷水灭火系统越来越广泛的被用于各种大型建筑中。
而对于自动喷水灭火系统水力计算的方法和步聚及配水管径的确定是走关系到整个系统能否有效运行的关键环节，本文我们将结合《自动喷水灭火系统设计规范》和《给水排水设计手册》，并通过实例对中危Ⅱ级管网水力计算进行对比，就自动喷水灭火系统水力计算的原则和管网配水管径的确定方法展开分析。
标签自动喷水灭火系统；水力计算；配水管径
自动喷水灭火系统，是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施，是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。
国内外应用实践证明：该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。
在自动喷水灭火系统设计中，力求遵循系统基本原理和技术特点，使系统充分发挥自动扑救初期火灾的作用。
自动喷水灭火系统的水力计算和配水管径的确定是自喷系统设计的灵魂，是关系到系统可靠性、合理性和经济性的一项重要设计内容。
一、系统水量、水力计算
设计人员针对系统设计流量的计算，通常做法：依据《喷规》首先判定设置场所火灾危险等级，根据系统设计的基本参数，即喷水强度（L/min·m2）×作用面积（m2）确定喷淋系统设计流量，该设计流量是假定作用面积内所有喷头的工作压力和流量等于最不利点喷头的工作压力和流量，忽略管道阻力损失对喷头工作压力的影响，导致系统设计流量小于实际流量。
在系统设计流量计算时，为了确保喷头的计算出水量与实际水力条件相符，《给水排水设计手册》第 2 册《建筑给水排水》第2.3.5 节，详细介绍了自动喷水灭火系统水力计算方法：根据设置场所火灾危险等级，作用面积、喷水强度和最不利点处喷头工作压力，首先选定最不利作用面积在管网中的位置，此作用面积的形状宜采用正方形或长方形，当采用长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长宜为作用面积平方根的1.2倍，从系统最不利作用面积内最不利点喷头开始，沿程计算各喷头的水压力、流量和管段的累计流量、水头损失，直到管段累计流量达到设计流量为止；在此后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。
在上述计算中，每个喷头流量按特性系数法计算，其流量随喷头处压力变化而变化。
其中要求管段累计流量不小于《喷规》规定的对应危险等级的设计流量，此种计算方法的原则，在喷头受建筑结构影响布置较密的情况下，可能会造成在作用面积范围内部分开启喷头出水流量未计算在内的现象，从而导致系统设计流量小于实际出水量或最不利点的压力满足不了喷头最低工作压力要求。
《喷规》第9.1.1 至9.1.3 条亦规定了喷淋系统设计流量的计算方法，在最不利作用点喷头处划分最不利作用面积（具体同上），通过特性系数法逐点逐段计算作用面积内所有喷头开启流量之和，即为喷淋系统设计流量，计算公式如下。
喷头的流量：
（1）
式（1）中：q为喷头流量（L/min）；p为喷头工作压力（MPa）；k为喷头流量系数。
作用面积内喷头同时开启喷水的总流量：
（2）
式（2）中：Qs为系统设计流量（L/s）；qi为最不利点处作用面积内各喷头节点的流量（L/min）；n 为最不zxc zxcsazcadsv利点处作用面积内的喷头数。
此种计算方法得出的系统设计流量通常不低于《喷规》规定的对应危险等级的设计流量，并确保了系统设计流量不小于作用面积内全部喷头开启时实际出水流量之和。
二、配水管径的确定
关于管径的确定，《喷规》在第9.2.1 条规定“管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m/s，但不应大于10 m/s”。
所谓经济流速是一次投资与经常费用之和最小时的流速，而与之相应的管径即为经济管径。
所以采用经济流速是给水系统设计的基础要素，生产、生活给水管道的流速一般采用经济流速，以使管道的基建投资与经常性的运行能耗得到优化匹配。
然而，自动喷水灭火系统给水管道只是在火灾时短时间运行，不同于生产、生活给水管道始终处于运行状态，故可以提高流速，减小管径以降低基建投资，这样是经济的。
但如果自喷系统管内水流速度太高，水头损失就较大，造成作用面积内的喷水强度不均匀。
此外，由于管径小，管网水头损失大，消防水泵扬程过高，大部分火灾情况下系统出水量会过大，将过早地用完消防贮水。
从上述分析中不难看出，《喷规》中提到的经济流速应是经济性、合理性、可靠性与安全性的统一，并非寻常意义上的经济流速（但其条文及其说明中均未涉及）。
结合工程实例分析有关手册，配水干管和配水支管设计流速一般不宜超过 3.5 m/s，常用 1.82.8m/s。
这种做法能够较好地满足《喷规》表5.0.1、表5.0.5 及9.1.4 条的有关作用面积和喷水强度的规定，且配水管网水头损失较小，消防水泵的扬程较小，喷头出水不均匀性较小，消防贮水量可得到合理使用，是比较安全、经济、合理的。
针对配水干管、配水支管管径的确定，设计人员通常采用《喷规》8.0.7 条“轻危险级、中危险级中场所配水支管、配水管控制的標准喷头数”来确定，以此为标准设置给排水专业设计软件的相关参数，自动标注生成配水干管、配水支管的管径，以下通过两种不同配管管径的水力计算进行比较，以明确管网配管管径的确定方法。
两自动喷水灭火系统均按中危Ⅱ级考虑，作用面积160m2，最不利点处喷头工作压力0.10MPa，喷头最大间距不大于3.4m，最小间距不小于2.4m，各配水支管、配水管管径按《喷规》8.0.7 条确定。
两种自动喷水灭火系统均选用流量特性系数K=80的标准喷头，管道采用热镀锌钢管，选取节点 1 至节点11 为最不利计算管段，按式（1）和式（2）进行水力计算。
按《喷规》8.0.7 条规定确定的管径，配水干管 1 至11 管段总水头损失为54.90 mH2O，入口压力为64.90mH2O，系统设计流量为38.82L/s，通过局部管段管径调大后的总水头损失为26.27 mH2O，入口压力36.27 mH2O，系统设计流量为34.91L/s。
三、结论
总结来说，系统设计流量采用《喷规》第9.1.1 至9.1.3 条规定，按作用面积内所有喷头开启流量之和计。
而经计算对比可得，在进行自动喷水灭火系统管道设计时，管径可根据给排水专业设计软件按《喷规》8.0.7 条标准进行系统参数，但需要对系统主要配水区域的未端的配水干管管径调大，一般调整原则将小于DN100 配水干管均调整至DN100，若未端干管上的分支管上承担的喷头较多时可适当将配水干管调整至DN150。
在满足平均喷水强度的前提下，可减小系统设计流量，且大大降低水泵的供水扬程，降低了工程建设成本，同时增大了管网供水的安全性。
参考文献
[1]肖作义. 建筑消防自动喷水灭火系统水力计算及其程序开发[D].西安建筑科技大学，2003.
[2]刘晓辉. 自动喷水灭火系统水力计算-应用试算法[J]. 工程建设与设计，2013，（03）：86-88.。