自动喷水灭火系统设计流量的计算与分析

1前言

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。其自动化程度高、能够及时扑灭初期火灾，在国内外都被普遍采用。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。

国外应用自动喷水灭火系统已有一百多年的历史。在长达一个多世纪的时间内，一些经济发达的国家，从研究到应用，从局部应用到普遍推广使用，有过许许多多成功和失败的教训。自动喷水灭火系统不仅已经在高层建筑、公共建工业厂房和仓库中推广应用，而且发达国家已在住宅建筑中开始安装使用[1]。因此对自动喷淋系统进行研究分析显得尤为重要。

《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001( 2005年版)中9.1系统的设计流量中规定了设计流量的计算方法,但设计人员在计算喷淋系统的流量时,通常先确定设置喷淋系统的场所的火灾危险等级,然后将

该等级对应的喷水强度与作用面积相乘,即得到喷淋系统的设计流量,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都等于最不利点喷头的工作压力和流量，忽略了管道阻力损失对喷头工作压力的影响,使设计流量有时就偏离于实际系统流量，有时会对系统的灭火效果产生一定的影响。因此,设计流量应按自动喷水灭火系统设计规范中9.1规定的计算方法进行详细的计算，与估算值进行比对，选择合理的喷淋泵，才能满足火灾情况下喷淋系统的实际需水量，达到灭火效果。

2研究对象

笔者对四个不同功能、不同危险等级的自动喷淋系统进行流量计算，并将计算结果与平时估算值相比较，进行分析与探讨。其中，进行水力计算时，选定的最不利点处作用面积均为矩形，其长边应平行于配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍。

选取计算分析的四个自动喷淋系统概况如下：

(1)建筑名称：齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼；危险等级：中危险I级；喷水强度：6L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：18个k80喷头。

(2)建筑名称：齐鲁外包城奥盛大厦办公楼；危险等级：中危险I级；喷水强度：6L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：21个k80喷头。

(3)建筑名称：济南齐源大厦地下二层车库；危险等级：中危险II级；喷水强度：8L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：17个k80喷头。

(4)建筑名称：莱芜银座超市商场；危险等级：中危险II级；喷水强度：8L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：19个k80喷头。——一览消防英才网

3计算方法

根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）第9.1.3条规定：自动喷水灭火系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。

自动喷水灭火系统流量计算公式如下所示：

(1)Q＝d v

(2)（V≥1.2m/s）

(3)

其中，i—管道单位长度的水头损失（MPa/m）

Q—管道内的平均流量（m3/s）；

q――喷头流量（L／min）

h――喷头工作压力（MPa）

v――管道内的平均水流速度（m/s）

k――喷头流量系数，取80

d j――管道计算内径（m）

L――当量长度（m）

4计算结果

4.1齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼

(1)图1为齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表1所示。

图1 系统1平面图

表1 系统1各喷头计算流量值

末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa

喷头编号

流量

（L/s)

喷头编

号

流量（L/s) 喷头编号流量（L/s) 喷头编号流量（L/s)

1 0.94 11 1.37 1 1.33 11 1.94

2 1.14 12 1.1

3 2 1.62 12 1.60

3 1.23 13 1.26 3 1.7

4 13 1.79

4 1.23 14 1.54 4 1.74 14 2.18

5 1.14 15 1.65 5 1.62 15 2.34

6 0.94 16 1.65 6 1.33 16 2.34

7 1.13 17 1.54 7 1.60 17 2.18

8 1.37 18 1.26 8 1.94 18 1.79

9 1.47

总计23.49 9 2.09

总计33.25

10 1.47 10 2.09 不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为：

；

(2)校核末端6个喷头的喷水强度为：

0.05MPa时：6.62L/s*60/61.2m2=6.49L/min.m2>6L/min.m2

0.10MPa时：9.38L/s*60/61.2m2=9.19L/min.m2>6L/min.m2

即都满足设计要求的喷水强度。

4.2齐鲁外包城奥盛大厦办公楼

(1)图2为齐鲁外包城奥盛大厦办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表2所示。

图2 系统2平面图

表2 系统2各喷头计算流量值

末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa

喷头编号流量（L/s) 喷头编号流量（L/s) 喷头编号流量（L/s) 喷头编号流量（L/s)

1 0.94 1

2 1.36 1 1.3

3 12 1.93

2 1.12 1

3 1.81 2 1.58 13 2.56

3 1.13 1

4 2.14 3 1.59 14 3.03

4 1.31 1

5 1.9

6 4 1.85 15 2.77

5 1.55 1

6 1.90 5 2.19 16 2.69

6 1.5

7 17 2.26 6 2.21 17 3.19

7 1.48 18 2.06 7 2.10 18 2.91

8 1.76 19 1.54 8 2.48 19 2.18

9 1.77 20 1.83 9 2.51 20 2.58

10 1.26 21 1.67 10 1.78 21 2.36

11 1.49 总流量33.91 11 2.11 总流量47.96

不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为：

；