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 条理清晰、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 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 garageAbstract: Diameters of water distributi on pipeli nes are adjusted in accorda nee

2、with the prin ciple of large resista nee un derdra in system in case studies. Hydraulic calculation of water distribution system is completed using a simple method to overcome software defect and make the desig n safe, reliable and econo mic.Keywords: Three straight flow, tee lateral flow, the value

3、 of equivale nt len gth, large resista nee un derdra in 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，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，系统压力則是以喷规条“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

4、需压力，各配水管道直径也是根据喷 规表由喷头数量来定，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)： 9093)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式i二105C1.85dj4.87q1.85

5、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imH2O/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1水力坡度系数计算表参数DN32DN40DN50DN70DN80DN100DN150计算内径dj /mm34.7540526779.5105155水力坡度0.0530.0277.55 X2.20 X9.55 X2.46 X370 X系数S7110-310-30-40-40-52.2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

6、管件的当量长度应按直向流计算，而不应按侧向流计算，040.5-0.6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 90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

7、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。1.池一1r.5t 二.IK5C-1一0.S /ir- I一.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 040.5-0.6。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某小区二期地下车库作用面

8、积内管道水力计算2.1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。图2作用面积形状2.2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 90转角流”取值,

9、 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”(式计算。第一个喷头出流量 qi =1 L/s,则 pi=(1 60/80)2/10=0.0563MPa=5.63mHbO;节 点 2压力 P2 =5.71mH2O,出流量 q2 =(80/60) (3.71/10)1/2 = 1.01L/S ;.得支管 1右侧流量q支i右二4.14 L/s,支管1左侧流量q支i左二2.37 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

10、，管段 8-9 流量 q&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 q9-1o =6.57+13.03=19.60 L/s支管 4 右侧流量计算如下 q 支4 右二 4.14(8.68/8.28)1/1.85 =4.25L/s，管段 10-11 流量 q10-n= 4.25+19.60 = 23.85 L/s。表2作用面积内管道水力计算表节点公称(mm)起点喷头流量s管量流量s流速/s)SI管度道(m)当量 长度(m)头失H2 水损卯1-2405.631.001.000.0272

11、.60.50.082-3405.711.012.010.0982.80.50.333-4406.041.043.05 :0.213 :3.00.5 10.704-7406.741.094.143.300.3752.02.11.546-7402.377-81008.28支管6.510.0082.61.20.038-91008.316.5213.030.0282.91.20.129-101008.436.5719.60 10.060 13.01.2 :0.2510-111008.684.2523.852.760.0872.900.25118.9323.85表3配水支管5-7水力计算表軽m)1快IT

12、m力2刃m)件量度n 管当长llr 水损20七5-40O O7.225250O T040OT7.211o2001370747.左侧支管流量 q 支 1 左二 2.24(8.28 /7.47)1/1.85 = 2.37 L/s。3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 二 9 +1.3 155X0.087 + 2 = 29 mH2O。4结语(1) 按喷规要求进行计算，163m2

13、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