室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的水力計算思路

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簡介： 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的水力計算，我們做的可以算是多的了，可是對于如何系統(tǒng)而規(guī)范的計算確定各項(xiàng)參數(shù)，許多新入行的朋友卻不太清楚。原因其實(shí)很簡單，許多學(xué)校在教學(xué)的時候，只是局限在對教材的說教，缺乏和建筑防火規(guī)范的有機(jī)結(jié)合，故而導(dǎo)致許多畢業(yè)生對這一塊的思考缺乏邏輯性。
關(guān)鍵字：室內(nèi)消火栓 給水系統(tǒng) 水力計算

進(jìn)行消火栓給水系統(tǒng)水力計算包括了流量和壓力的計算，計算前提首先是建立在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行，規(guī)范對建筑滅火主要規(guī)定了2條，一條是同時使用水槍支數(shù)，一條是每支水槍最小流量。

　?。ㄒ唬?label class="lb" onclick="g('流量計');">流量計算：

　　現(xiàn)分析流量計算步驟及程序如下：

　　一、首先分析在滿足同時使用水槍支數(shù)條件下的充實(shí)水柱計算：

　　1、查建筑防火規(guī)范：第8.5.2條－室內(nèi)消火栓用水量應(yīng)根據(jù)同時使用水槍數(shù)量和充實(shí)水柱長度，由計算決定（可見不是純粹查表得來的），但不應(yīng)小于表8.5.2的規(guī)定（可見查表所得為規(guī)定的最小值，并不一定就是適合你手上建筑的正確值，如果經(jīng)計算所得你的消火栓用水量大于表格內(nèi)對應(yīng)的消防水量，則應(yīng)取較大的計算值）。

　　2、計算室內(nèi)消火栓用水量的已知條件：同時使用水槍數(shù)量（可查表得到，一般為2支）；未知條件：充實(shí)水柱長度

　　3、如何來計算充實(shí)水柱長度？

　　水槍充實(shí)水柱概念：水槍向上垂直射流，在26mm~38mm直徑圓斷面內(nèi)、包含全部水量75％～90％的密實(shí)水柱長度稱為充實(shí)水柱長度，以Hm表示（一般控制在7米～15米范圍內(nèi)）。

　　那么建筑所需充實(shí)水柱高度該如何來計算呢？對一定層高h(yuǎn)的建筑來說，它所要求的消防要求是：當(dāng)水柱的傾角控制在45～60度范圍時可以噴到天花板上（上層樓板），如圖所示：

　　Hm=(h-1)/sina，這個公式在很多規(guī)范及教材中都出現(xiàn)過。

　　這里我們?nèi)＝45度，Hm=√2(h-1)

　　接下來，我們做一個統(tǒng)計，對由于Hm在7米～15米之間，我們來計算建筑層高控制在多少。

　　當(dāng)Hm=7時，h＝5.95米，意味著當(dāng)h小于5.95米時，Hm仍取7米；

　　當(dāng)Hm=15時，h＝11.6米，意味著當(dāng)h大于11.6米時，Hm超過15米，需選擇其他滅火方式，消火栓系統(tǒng)不適用；

　　二、現(xiàn)在在滿足了建筑防火規(guī)范要求的同時使用水槍支數(shù)的前提下給出了充實(shí)水柱的計算方法，接下來我們要校核，以上得出的充實(shí)水柱是否可以滿足規(guī)范要求的每支水槍最小流量的要求呢？如果在該充實(shí)水柱條件下能同時滿足規(guī)范要求的（1、同時使用水槍支數(shù)；2、每支水槍最小流量；）2個要求，那么這個充實(shí)水柱高度是正確的。

　　1、水槍流量對充實(shí)水柱有什么影響呢？

　　根據(jù)孔口出流公式：qxh=3.14udf²√2gHq/4=0.003477udf²√Hq,令

　　B＝（0.003477udf²）²，則：qxh＝√BHq，Hq=qxh²/B －（1*）

　　B是水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，可查表4－8（建筑給水排水工程、、中國建筑工業(yè)出版社）得到不同口徑水槍噴嘴對應(yīng)的B值。

　　Hq＝af*Hm/(1-∮*af*Hm) （MH₂O）.-(2*)

　　af-試驗(yàn)系數(shù)，af=1.19+80(0.01*Hm)⁴

　　∮-與水槍噴嘴有關(guān)的阻力系數(shù)，

　　經(jīng)驗(yàn)公式∮＝0.25/(df+(0.1df)³ df-水槍口徑

　　綜上,將公式1*代入公式2*,可得：

　　qxh²/B= af*Hm/(1-∮*af*Hm)

　　Hm= qxh²/ af(B+∮qxh²)

　　我們常選用的消火栓口徑：19mm,此時∮=0.0097,B=1.577, af可先選擇1.20，計算出Hm后校核。

　　Hm= qxh²/ af(B+∮qxh²)

　　 = qxh²/(1.89+0.012 qxh²)

　　三、現(xiàn)在我們分別在滿足規(guī)范要求的同時使用水槍支數(shù)及每支水槍最小出流量要求下求得了Hm,兩者比較，取大值，自然就能滿足要求了。

　　四、實(shí)例：

　　（1）、層高8米，要求的每支水槍最小出流量5L/s。

　　計算：1、根據(jù)層高確定Hm, Hm=√2(h-1)=9.898米。

　　 2、根據(jù)水槍出流量確定Hm, Hm= qxh²/(1.89+0.012 qxh²)=11.46米。

　　選擇大值11.46米。

　?。?）、層高多少時，充實(shí)水柱高度大于11.46米？

　　 Hm=√2(h-1)>11.46 h>9.10米

　?。?）、層高11米，每支水槍最小出流量5L/s，求充實(shí)水柱高度？此時實(shí)際出流量為多少？

　　計算：1、根據(jù)層高確定Hm, Hm=√2(h-1)=14.14米

　　 2、根據(jù)水槍出流量確定Hm, Hm= qxh²/(1.89+0.012 qxh²)=11.46米。

　　選擇大值14.14米。

　　qxh²/B= af*Hm/(1-∮*af*Hm)＝1.22×14.14/(1-0.0097×1.22×14.14)＝20.72，qxh＝√（20.72×1.577）＝5.72L/s。

　　此時室內(nèi)消防用水量為12L/s.

　?。ǘ毫τ嬎悖?/p>

　　消火栓口所需水壓計算公式：

　　Hxh=Hq+hd+Hk

　　Hxh-消火栓口的水壓

　　Hq-水槍噴嘴處的壓力

　　hd-水帶的水頭損失

　　Hk-消火栓口水頭損失

　　Hq= af*Hm/(1-∮*af*Hm)

　　Hd=A_Z*Ld q²_xh*10 ;( A_Z-水帶阻力系數(shù)，表4－10；Ld－水帶長度)

　　Hk＝2m H2O

　　我們常選用的消火栓口徑：19mm,水帶直徑65mm的25米長麻織水帶，此時∮=0.0097,B=1.577,A_Z=0.0043 ， af可根據(jù)計算所得Hm進(jìn)行選擇。

　　實(shí)例：

　?。?）、Hm=11.4米，qxh＝5L/s,求栓口壓力？

　　計算：Hq= af*Hm/(1-∮*af*Hm)

　　＝1.2×11.4/（1－0.0097×1.2×11.4）

　?。?5.7

　　 Hd=A_Z*Ld q²_xh*10

　　＝0.0043×25×25×10＝26KPa=2.6米水柱

　　 Hk＝2m H2O

　　故栓口壓力Hxh＝15.7+2.6+2＝20.3米水柱

　?。?）、廠房凈高11米，求消火栓所需流量和栓口所需壓力？

　　計算：按上述流量計算方法，求得凈高11米廠房所需充實(shí)水柱高度為14.14米，水槍實(shí)際出水量為5.72L/s。同時水槍支數(shù)為2，故消防所需流量為5.72×2＝11.44L/s。

　　栓口所需壓力Hxh=Hq+hd+Hk

　　Hq＝q²xh/B=5.72²/1.577＝20.75米水柱

　　Hd=A_Z*Ld q²_xh*10＝0.0043×25×25×10＝26KPa=2.6米水柱

　　Hk＝2m H2O

　　故栓口壓力Hxh＝20.75+2.6+2＝25.35米水柱