高层建筑室内消火栓给水系统水力计算

高层建筑室内消火栓给水系统计算高层建筑室内消火栓给水系统计算 例子 某宾馆建筑有地上例子 某宾馆建筑有地上 10 层和地下室一层 该建筑地上第一层层高层和地下室一层 该建筑地上第一层层高 为为 3 3 m 其余层高均为 其余层高均为 3 0 m 其设计系统图如图 其设计系统图如图 1 计算消防水箱 计算消防水箱 的储水量 的储水量 解 1 最不利点的确定 通过系统图断最远点 最高点的消火栓 1 为最不利点 2 水枪喷嘴处所需水压 查表 水枪喷嘴直径选择 19mm 水枪系数 值为 0 0097 充实 水柱要求不小于 10m 选 10m 水枪实验系数值为 1 20 m H m Hf 水枪喷嘴处所需水压 kPaOmH HfHfH mmq 136 6 13 102 10097 01 102 1 1 2 3 水枪喷嘴的出流 喷口直径 19mm 的水枪水流特性系数 B 为 1 577 5 63 46 13577 1sLsLBHq qxh 取 qxh 5L s 则 22 1 1 5 15 85 1 577 xh q q Hm B 4 水带阻力 19mm 的水枪配 65mm 水带 衬胶水带阻力较小 室内消火栓水带 多为衬胶水带 查表知 65mm 水带阻力系数值为 0 00172 水带阻力 Z A 损失 mqLAh xhdzd 86 052000172 0 22 5 消防栓口所需的水压 最不利点 1 消火栓口的水压 OmHHhHH kdqxh2 71 18286 085 151 6 水力计算本 设计按不考虑自喷系统进行 则规范规定 室内消防流量不得小于 20L s 消防竖管的最小流量为 10 L s 同时 消防竖管的布置 应保 证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任 何部位 因此需要计算两根竖管的消防流量 按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定 但 不应小于 100mm 初步设计选择 DN100 管道局部水头损失 消火栓系统按管道沿程水头损失的 10 采用 6 1 消防水箱 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和容积 管网的水力计算采 用枝状管网进行 计算采用试算法 先假设离压力控制点最远点的消火栓的流量 一般为规范规定的立管的最小流量 计算控制点的压力 通过采用 逼近法调整最远点消火栓的假设流量 直至计算得的压力和控制点的 压力相同或者在误差的要求范围之内 按图 1 利用 Excel 其立管 x1 的计算结果见表 1 和表 2 表 1 立管 x1 中 1 支水枪出流的流量计算表 11号单管出水 假设流 量 q xh11 L s H xh11 m i1 11 mH2O m 管长 l1 11 m 计算的控制点 压力 H xh1 m 实际控制点 压力 Hxh1 m 15152 42 0 066 30124 58 18 71 518 71 0 009 30 11 00 18 71 844 78 0 021 3015 46 18 71 956 15 0 025 3026 99 18 71 8 449 17 0 022 3019 91 18 71 8 348 05 0 022 3018 78 18 71 8 2947 94 0 022 3018 67 18 71 备注 8 2915合 且经校核流速符合要求 通过表 1 的计算可知 当采用 1 个消火栓出水时 其流量为 8 29L s 该流量不能满足消防流量为 10 L s 的要求 因此 消防立管 需要 2 个消火栓同时出水 通过表 2 的计算可知 消火栓 11 和消火栓 10 的流量分别为 8 20 L s 和 7 90L s 二者之和 8 20L s 7 90L s 16 10L s 满足消防立管最小流量的要求 因此 该立 管同时出流的水枪个数为 2 个 其设计流量为 16 10L s 管径取 DN100 以消防立管 x1 的设计流量和最不利点的控制压力 计算图 1 中 0 点处的压力为 O H OmHhfZHHO 2 1 31 15 17075 0 1 1271 18 则以 0 点处的压力作为控制压力 采用试算法获得立管 x2 的同时 出流水枪数和及其各自的设计消防流量 把同时出流水枪的流量按最 不利组合相加 即得到该立管的设计消防流量 按图 1 利用 Excel 其立管 x2 的计算结果见表 3 q xh1 1 L s H xh11 m i10 11 mH2O m l10 11 m q xh10 L s H xh10 m q xh11 q xh10 L s i10 11 mH2O m L0 10 m H xh1 m 844 78 0 021 3 37 69 41 56 15 69 0 071 3410 23 956 15 0 025 3 38 73 52 94 17 73 0 089 3422 29 8 550 30 0 023 3 38 21 47 08 16 71 0 080 3416 08 8 449 17 0 022 3 38 11 45 95 16 51 0 078 3414 88 8 348 05 0 022 3 38 00 44 83 16 30 0 077 3413 70 备注 16 51 15合格 经校核流速符合要求 通过表 3 的计算可知 消火栓 11 和消火栓 10 的流量分别为 8 40 L s 和 8 11L s 二者之和 8 4L s 8 11L s 16 51L s 满足消防立管最小流 量的要求 因此 该立管同时出流的水枪个数为 2 个 其设计流量为 16 51L s 管径为 DN100 以消防立管 x2 的设计流量和 0 点的控制压力 计算图 1 中水箱底 的竖管与横管的交 A 点处的压力为 A H OmHHHH fOA2 48 152078 0 1 131 15 同理以 A 点处的压力作为控制压力 采用试算法获得立管 x5 的同 时出流水枪数和及其各自的设计消防流量 把同时出流水枪的流量按 最不利组合相加 即得到该立管的设计消防流量 按图 1 利用 Excel 其立管 x5 的计算结果见表 4 表 4 q xh11 L s H xh11 m i10 11 mH2O m l10 11 m q xh10 L s H xh10 m q xh11 q xh10 L s i10 11 mH2O m l0 10 m H xh1 m 844 78 0 021 3 37 69 41 56 15 69 0 071 368 38 956 15 0 025 3 38 73 52 94 17 73 0 089 3620 48 8 853 77 0 024 3 38 52 50 56 17 32 0 086 3617 95 8 550 30 0 023 3 38 21 47 08 16 71 0 080 3614 26 8 651 44 0 023 3 38 32 48 23 16 92 0 082 3615 47 8 752 60 0 024 3 38 42 49 39 17 12 0 084 3616 70 备注 15 47 15合格 经校核流速符合要求 通过表 4 的计算可知 消火栓 11 和消火栓 10 的流量分别为 8 60 L s 和 8 32L s 二者之和 8 6L s 8 32L s 15 47L s 满足消防立管最小流 量的要求 且管径选 DN100 同理 可以确定立管 x3 x4 的同时出流水枪数及各自的流量 并最终确定立管的消防设计流量 最不利区域为预设一处着火点 按规范所规定的消防流量的限定 最不利消防流量组合的多个消火栓构成的消防区域 一般位于消防系 统中压力最大的区域 即按一处着火点 其周围对应水枪的出水情况 确定最不利区域 所需消防总流量为 31 98L s 且水箱底部的立管管径 选 DN150 该设计中 最不利区域通过计算比较分析如图 1 所示 则消防水箱 10min 消火栓系统的储水量计算公式为 0 6 16 51 15 47 111011 10 25 0 6 0 6 xx Qqqqqqq 19 19 m3 式中 Q 消防水箱的储水量 m3 qx2 x2 消防立管的设计流量 L s qx5 x5 消防立管的设计流量 L s 根据高层民用建筑设计防火规范 当室内消防用水量超过 25L s 经计算消防储水量超过 18m3 时 任可采用 18m3 应次水箱体积为 18 m3 6 2 水泵的选择 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 管道 计算水头损失 确定消防水泵的扬程 对 X1 管进行计算如表格 6 2 1 和表 6 2 2 及表格 6 2 3 表格 6 2 1 推算过程 管段号管长节点号管段 I 节点流 量 节点水 头 管段流 量 1 518 713 1 2 32 0 005 5 853 21 727 5 000 2 3 33 0 019 6 252 24 784 10 853 3 4 34 0 023 6 628 27 854 12 105 4 5 35 0 026 6 984 30 932 12 879 5 6 36 0 029 7 324 34 019 13 612 6 7 37 0 032 7 650 37 114 14 309 7 8 38 0 035 7 964 40 218 14 975 8 9 39 0 037 8 266 43 330 15 614 9 10 310 0 040 8 559 46 450 16 230 10 A2A0 043 0 000 48 536 16 825 A 11 1 311 0 025 8 860 48 790 8 860 A B10B0 018 0 000 48 705 17 419 B C10C0 017 0 000 48 873 17 400 C D10D 0 017 0 000 49 040 17 360 表 6 2 2 试算过程 分别对10 11点进行试算 管段号管长节点号管段 I 试算流 量 接点水 头 计算的 控制点 水头 目标控 制点水 头 1 311 0 023 8 50 45 81 44 54 48 54 1 311 0 031 10 00 63 41 62 15 1 311 0 025 9 00 51 36 50 10 1 311 0 027 9 20 53 67 52 41 1 311 0 027 9 19 53 55 52 29 A 11 1 311 0 025 8 86 49 78 48 51 A 点 10 B 2100 021 8 00 40 58 42 62 2100 023 8 50 45 81 47 86 2100 023 8 51 45 92 47 97 2100 023 8 58 46 68 48 73 2100 023 8 57 46 57 48 62 2100 023 8 56 46 46 48 51 1 3110 025 9 00 51 36 50 10 1 3110 023 8 50 45 81 44 54 1 3110 023 8 58 46 68 45 41 1 3110 024 8 78 48 88 47 61 1 3110 025 8 81 49 22 47 95 1 3110 025 8 84 49 55 48 29 1 3110 026 9 16 53 21 51 94 1 3110 026 9 15 53 09 51 82 1 3110 026 9 14 52 97 51 71 1 3110 026 9 13 52 90 51 64 11 B 1 3110 000 0 00 1 30 B B 5B0 087 17 51 0 00 50 53 5B0 083 17 00 0 00 44 96 5B0 084 17 09 0 00 45 83 5B0 086 17 36 0 00 48 04 5B0 086 17 38 0 00 48 38 5B0 086 17 400 0 00 48 72 各色区 分不同 的取值 而同色 表示同 时对两 个管段 取值 最终得 到的值 就是最 终值符 合 B 控 制点 48 705 水头 表 6 2 3 试算过程 分别对10 11 点进行试算 管段号管长节点号管段 I 试算流 量 接点水 头 计算的 控制点 水头 目标控 制点水 头 210 0 021 8 00 40 58 42 62 210 0 023 8 50 45 81 47 86 210 0 023 8 51 45 92 47 97 210 0 023 8 58 46 68 48 73 210 0 023 8 57 46 57 48 62 10 D 210 0 023 8 56 46 46 48 51 1 311 0 025 9 00 51 36 50 10 1 311 0 023 8 50 45 81 44 54 1 311 0 023 8 58 46 68 45 41 1 311 0 024 8 78 48 88 47 61 11 D 1 311 0 025 8 81 49 22 47 95 各色区 分不同 的取值 而同色 表示同 时对两 个管段 取值 最终得 到的值 1 311 0 024 8 80 49 11 47 84 1 311 0 026 9 16 53 21 51 94 1 311 0 026 9 15 53 09 51 82 1 311 0 026 9 14 52 97 51 7