地下车库喷淋系统优化与计算

1 地下车库喷淋系统优化与计算地下车库喷淋系统优化与计算 摘要摘要 结合工程实例按大阻力配水系统原理调整部分配水管道管径 用 条理清晣 操作简便的快捷方法 对系统进行水力计算 克服了用软件计 算流量偏大的缺点 使设计达到既安全可靠又经济适用的目的 关键词关键词 三通直向流 三通侧向流 当量长度取值部位 大阻力配水系 统 Optimization and Calculation of Automatic Sprinkler System in Underground garage Abstract Diameters of water distribution pipelines are adjusted in accordance with the principle of large resistance underdrain system in case studies Hydraulic calculation of water distribution system is completed using a simple method to overcome software defect and make the design safe reliable and economic Keywords Three straight flow tee lateral flow the value of equivalent length large resistance underdrain system 自动喷水灭火系统是目前最可靠应用最广泛的一种自动灭火系统 但是在实际工程设计中 很多设计人员并没有完全掌握自动喷水灭火系 统的设计计算 有时只是借助软件草草计算 没有对于自喷系统进行相 应的优化和调整 喷淋泵参数的选择 也是参照 2005 年版 自动喷水灭 火系统设计规范 以下简称 喷规 表 5 0 1 根据不同的危险等级 作用面积和喷水强度以及安全系数相乘得出的数据作为系统流量 系统 2 压力則是以 喷规 8 0 5 条 轻危险级 中危险级场所中各配水管入口 的压力均不宜大于 0 40MPa 为准则 倒算系统所需压力 各配水管道直 径也是根据 喷规 表 8 0 7 由喷头数量来定 整个设计过程完全不进 行水力计算 为了让大家更直观的理解喷淋系统水力计算过程 下面笔者在 自 动喷水灭火统水力计算探讨 给水排水 2013 39 10 90 93 一文 的基础上 以我们最近所做的某小区二期地下车库为例 对配水管道进行 水力计算 同时对三通管件当量长度应当如何取值 要不要计算短立管等 问题做进一步的剖析 供青年工程师们参考 1 1 喷淋系统水力计算要点喷淋系统水力计算要点 1 1 管道水力坡度计算公式 現有规范版本计算管道水力坡度的海曾 威廉公式有好几种 在新版 喷规 出来以前 本文按 2009 年版 建筑给水排水设计规范 3 6 10 式 i 105C 1 85dj 4 87q1 85 进行水力计算 镀锌钢管的海曾 威廉系数统一按 C 120 为方便计算 该计算式可写成 i Sq1 85 式中 i mH2O m S 管 道的水力坡度系数 q 计算管段流量 L s 各种管径的水力坡度系数 S 值见表 1 表表 1 水力坡度系数计算表水力坡度系数计算表 3 2 2 配水管道水力计算要点 图 1 所示为某一配水支管三通管件展示图 配水管道水力计算要点主 要是指直线管段上三通管件的当量长度应按直向流计算 而不应按侧向流 计算 0 4 0 5 0 6 就是三通管件直向流数据 是从 2009 年版 建筑给水排 水设计规范 第 128 页附录 D 三通直向流 得来的 附录 D 中 标准三 通 90o转角流 数值只是在计算短立管与配水支管连接处和支管与配水管 连接处的三通侧向出流时才使用 如图 1 中 DN50 的 3 0 以及表 2 中计算 4 7 管段和表 3 中 6 7 管段 DN40 时的 2 1 由于現行 喷规 附录 C 中还沒有列入三通直向流数据 所列 三通 或四通 当量长度是用于侧向流计算用的 这一点容易造成直线管段上三 通管件的当量长度本应按直向流计算的却被误解成用侧向流数据计算了 因此在这里特别予以说明 由于侧向流数据比直向流大很多 是导致设计 流量偏大的主要原因 若干喷淋计算软件在編制时并沒有注意到这一点 参数 DN32DN40DN50DN70DN80 DN10 0 DN15 0 计算内径 dj mm 34 7540526779 5105155 水力坡度 系数 S 0 053 7 0 027 1 7 55 10 3 2 20 10 3 9 55 1 0 4 2 46 1 0 4 370 1 0 5 4 图 1 配水支管三通管件直向流当量长 度计算简图 还有一点就是三通管件当量长度的取值部位 如图 1 所示应在三通出 水端 支管上 而不是在三通进水端 总管上 这一点在编制软件时也沒 有注意到 图 1 配水支管各节点三通管件直向流当量长度就是在三通左 下标注的 0 4 0 5 0 6 由于短立管计算与否对设计流量影响有限 在工程设计中认为可以忽 略不计 设计中不计算短立管的做法已经得到广泛认同 因此本文水力计 算也不再计算短立管 2 2 某小区二期地下车库作用面积内管道水力计算某小区二期地下车库作用面积内管道水力计算 2 1 工程概况工程概况 某小区二期地下车库 地下一层 沒有立体机械车位 建筑面积 10056m2 如图所示作用面积内框架梁间布置 22 个标准喷头 配水支管管 径一律 DN40 配水管一律 DN100 已知从作用面积配水管起点至小区二 期地下车库喷淋配水干管入口的管道长度为 155 m 5 图 2 作用面积形状 图 2 2 作用面积内管道水力计算程作用面积内管道水力计算程 由于小区二期地下车库结构梁布置的特点 顶板下喷头的布置也不规 律 我们确定按大阻力配水系统原理放大部分配水管道管径 配水支管一 律用 DN40 配水管一律用 DN100 水力计算中三通管件当量长度按 建筑 给水排水设计规范 表 D 三通直向流 和 标准三通 90o转角流 取值 三通均为异径三通 配水支管 1 各节点出流量计算 各节点出流量按 喷规 9 1 1 式计 算 第一个喷头出流量 q1 1 L s 则 p1 1 60 80 2 10 0 0563MPa 5 63mH2O 节点 2 压力 p2 5 71mH2O 出流量 q2 80 60 6 5 71 10 1 2 1 01L s 得支管 1 右侧流量 q支 1 右 4 14 L s 支管 1 左 侧流量 q支 1 左 2 37 L s 计算见表 3 配水管段 7 8 的流量 q7 8 4 14 2 37 6 51 L s 配水管段 8 9 的流量计算 配水支管 2 的流量 q支 2 6 51 8 31 8 28 1 1 85 6 52L s 管段 8 9 流量 q8 9 6 52 6 51 13 03L s 支管 3 的流量 q支 3 6 51 8 43 8 28 1 1 85 6 57L s 管段 9 10 流量 q9 10 6 57 13 03 19 60 L s 支 管 4 右侧流量计算如下 q支 4 右 4 14 8 68 8 28 1 1 85 4 25L s 管段 10 11 流量 q10 11 4 25 19 60 23 85 L s 表表 2 作用面积内管道水力计算表作用面积内管道水力计算表 节点 公称 管径 mm 起点 压力 m H2O 喷头 流量 L s 管段 流量 L s 流速 m s 水力 坡度 mH2 O m 管道 长度 m 管件 当量 长度 m 水头 损失 mH2 O 1 2405 631 001 00 0 027 1 2 60 50 08 2 3405 711 012 010 0982 80 50 33 3 4406 041 043 050 2133 00 50 70 4 7406 741 094 143 300 3752 02 11 54 6 7402 37 7 81008 28 支管 流量 6 510 0082 61 2 0 03 8 91008 316 5213 030 0282 91 20 12 9 101008 436 5719 600 0603 01 20 25 10 11 1008 684 2523 852 760 0872 900 25 11 8 93 23 85 表表 3 配水支管配水支管 5 7 水力计算表水力计算表 节 点 公称 管径 mm 起点 压力 m H2O 喷头 流量 L s 管段 流量 L s 流速 m s 水力 坡度 mH2 O m 管道 长度 m 管件 当量 长度 m 水头 损失 mH 2O 5 6407 001 121 120 0332 50 50 10 6 7407 101 122 240 1201 02 10 37 7 472 24 左侧支管流量 q支 1 左 2 24 8 28 7 47 1 1 85 2 37 L s 7 3 3 小区二期车库喷淋系统入口处所需工作压力计算小区二期车库喷淋系统入口处所需工作压力计算 已知车库喷淋平面图中 从小区二期入口处至作用面积内配水管起点 的配水管道长度为 155m 设计采用 DN100 管道 管道局部水头损失按沿程 水头损失计的 30 计 水流指示器水头损失 2mH2O 则入口处所需工作压 力 P入口 9 1 3 155 0 087 2 29 mH2O 4 4 结语结语 1 按 喷规 要求进行计算 163m2作用面积内 22 只标准喷头 本 文水力计算克服了用喷淋软件计算带来的不利因素 使设计流量和工作压 力的计算结果都趋于合理 不仅安全可靠 而且经济适用 2 地下车库水喷淋采用大阻力配水系统原理进行设计 前后喷头出流 量均匀度提高 设计流量大为降低 平面中可采用不大于 DN100 管道 管径 只有 DN40 和 DN100 两种 配管简单 安装方便 3 设计需要优化也需要简化配水管道管径的配置 支管不宜采用 DN25 这一档管径 如果配水支管将通常采用的 DN25 32 40 50 50 50 改 为 DN32 32 40 50 50 50 或 DN40 40 40 50 50 50 甚至配水支管一律 DN50 配 水管一律 DN100 则设计流量不会超过 25L s 按海曾 威廉公式进行水力计 算 所需喷淋泵功率也大为降低 系统的综合造价变化也很小 这样做于 设计 施工都比较简单 也比较美观 如果青年工程师们都认同这一作 法 那将是我们所愿意看到的 4 本文水力计算在 自动喷水灭火统水力计算探讨 给水排水 2013 年 10 期 一文的基础上进行了简化 青年工程师们可以参照这些