建筑物消火栓水力计算

1、消火栓水力计算该建筑物长宽高分别为39.5m , 36.4m, 94.9m，根据要求，消火栓间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达，采用串联分区的消防给水方式。一低区消火栓水力计算(1) 低区消火栓布置水带长度取20m，展开弯折系数 C取0.85，则消火栓的保护半径为R = C Ld h= 0.85 20 3 = 20(h 取 3m)消火栓采用双排布置，其间距为S 兰 Jr2 b2 =(202 (10 + 2 )2 =16.0m据此，在各层布置消火栓位置及个数如各层平面图所示。(2) 水枪水嘴处所需水压计算查表得，水枪喷嘴口直径选 19mm，水枪系数值为0.0097，充实水柱

2、长度 Hm要求不小于13m，选Hm=13m，水枪实验系数 汗值为1.22，水枪喷嘴处所需水压为Hq = f Hm “ 1 一 ： f Hm i=1.22 13亠 1一0.0097 1.22 13i；=18.74mH2O = 187.4KPa(3 )水枪喷嘴得出流量计算喷口直径19mm的水枪水流特性系数 B为1.577qxh =丽7 = ：；1.577 18.74 =5.44 L/s(4)水带阻力计算19mm水枪配备65mm水带，衬胶水带阻力较小，本工程选用衬胶水带，查表知65mm水带的阻力系数 A为0.00172，水带阻力损失为hd 二 Az Ld qXh =0.00172 20 5.44 =

3、 1.02m(5 )消火栓口所需水压计算消火栓口所需水压为Hxh 二 Hq hd Hk =18.74 1.02 2 = 21.76mH2o = 217.6KPa Hk 二 2m(6) 校核设置的消防贮水高位水箱最低水位高程28.00m，最不利点消火栓栓口高程20.60m，则最不利点消火栓栓口的静水压力为28.00-20.60=7.4 mH2O=74Kpa>50Kpa,按高层民用建筑设计防火规范GB50045 95第7.47.2条规定，可不设增压设施。(7) 水力计算XL-5，出水枪数为2按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为支，相邻消防竖管为 XL-7，出水枪数为2

4、支。Hxh 二 Hq g Hk =21.76mH2o =217.6KPaHxh =HXh0 +¥H +h=21.76+4.8+4.8x0.0875 = 26.98 mH2o1点的水枪射流量为qxn = B Hql2 2Hxh =qxh + B +Az Ld qxh +2qxhiHxg -226.98-20.00172 20= 6.11l/s进行消火栓给水系统水力计算时，按系统图上以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表:低区消火栓给水系统配水管水力计算表计算管段设计秒流量q( L/s)管长L( m)DNV(m/s)i(kPa/m)i*L(kPa)0-15.444.81000.6250.

5、08750.421-25.44+6.11= 11.5523.91001.335:0.3558.482-311.5515.251001.3350.3555.413-411.55*2=23.1019.441002.65r 1.4227.64-523.15.61002.651.427.95' hy =49.86KPa管路总水头损失为 Hw =49.86 1.1 =54.85KPa消火栓给水系统所需总水压H X应为HXHxh Hw =20.60 10 - -9.2010 217.6 54.85= 570.45Kpa按消火栓灭火总用水量 Qx =23.1L/s，选消防水泵100DL-3型2台，1

6、用1备Qb=20-25L/s,Hb=65.1-51.0 mH2O(651-510KPa) N=30KW根据室内消防用水量，应设置2套水泵接合器。(8 )消防水箱、消防贮水池计算消防用水量按存贮10min的室内消防水量计算。Vf -qxf TX 60“ 1000 = 23.1 10 601000 = 13.86m3选用标准图S3 : S151 (一)15m3方形给水箱，尺寸为 3600mm2400mm 2000mm。满足高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95条规定。消防贮水池按贮存 3小时用水量计算Vf =qxf Tx 3600-1000 = 23.1 3 3600- 1000 = 24

7、9.48m3.二高区消火栓水力计算（1）高区消火栓布置水带长度取20m，展开弯折系数 C取0.85，则消火栓的保护半径为R = C Ld h = 0.85 20 3 = 20 （h 取 3m）消火栓采用双排布置，其间距为s 兰 Jr2 b2 = J202 _（10+2）2 =16.0m据此，在各层布置消火栓位置及个数如各层平面图所示。（2）水枪水嘴处所需水压计算查表得，水枪喷嘴口直径选19mm，水枪系数'值为0.0097，充实水柱长度 Hm要求不小于13m，选Hm=13m，水枪实验系数 汗值为1.22，水枪喷嘴处所需水压为Hq 二讦 Hm “ 1 一 f Hm =1.22 13亠 1

8、0.0097 1.22 13i；=18.74mH2o = 187.4KPa（3 ）水枪喷嘴得出流量计算喷口直径19mm的水枪水流特性系数 B为1.577qxh = BHq1.577 18.74 = 5.44l/s（4）水带阻力计算19mm水枪配备65mm水带，衬胶水带阻力较小，本工程选用衬胶水带，查表知65mm水带的阻力系数 A为0.00172，水带阻力损失为hd 二 Az Ld qXh =0.00172 20 5.44 = 1.02m（5 ）消火栓口所需水压计算消火栓口所需水压为HxhHq hd Hk =18.74 1.02 2 =21.76mH2o = 217.6KPa Hk = 2m（6

9、）校核设置的消防贮水高位水箱最低水位高程97.90m，最不利点消火栓栓口高程90.70m，则最不利点消火栓栓口的静水压力为97.90-90.70=7.2 mH2O=72Kpa>50Kpa,按高层民用建筑设计防火规范GB50045 95第7.47.2条规定，可不设增压设施。（7）水力计算按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，最不利消防竖管为XL-2，出水枪数为 2支，相邻消防竖管为 XL-3，出水枪数为2支。Hxh=Hq hd Hk =21.76mH2o =217.6KPaHx厂 Hxh°H h =21.76 3.6 3.6 0.0875 = 25.68mH2o1点的水枪射

10、流量为qxn二.B Hq,2= qxh 十 B + Az Ldxqxhi Xqxh,11 1.57725.68-X0.0017X 20=5.95L/s高层民用建筑设计防火规范GB50045 95条规定。进行消火栓给水系统水力计算时，按系统图上以枝状管路计算，配管水力计算成果见下表:高区消火栓给水系统配水管水力计算表计算管段设计秒流量q（ L/s）管长L（ m）DNV(m/s)i(kPa/m)i*L(kPa)0-15.443.61000.6250.08750.3151-25.44+5.95=11.3961.21001.3170.34721.242-311.395.71001.3170.3471.

11、983-411.39*2=22.789.271002.621.3812.79' hy =36.33KPa管路总水头损失为 Hw =36.33 1.1 =39.96KPa消火栓给水系统所需总水压H x应为Hx 二已 Hxh Hw=90.70 10 - 28.0010 217.6 39.96 = 885.07Kpa按消火栓灭火总用水量 QX =22.78L/s，选XBD10/15 DLX型消防水泵3台，该泵的性能为流量 Q=5 15（ L/s），扬程为 H=100m，转速 n=2900（ r/min），电机功率 N=30KW， 两用一 备。根据室内消防用水量，应设置3套水泵接合器。（8）消

12、防水箱计算消防用水量按存贮10min的室内消防水量计算。Vf =qxf TX 60 ：1000 = 22.78 10 60, 1000 = 13.67m3一3选用标准图S3 : S151 （一）15m方形给水箱，尺寸为 3600mm2400mm X000mm。满足自动喷水系统的计算我国高层建筑设计防火规范规定，高层建筑二类建筑中的商业营业厅， 展览厅等公共活动用房均应设置自动喷水灭火系统。故需在本建筑加设自动喷洒灭火系统。 采用标准型玻璃球喷头，喷头安装成下垂 型，使用湿式报警阀。(1)喷头的设计参数 按照建筑危险等级分类，本建筑属于中危险级，基本数据见表所示建筑物危险等级自动喷洒系统标准喷头

13、喷水强度和布置间距中危险级消用水量(L/s)火灾延防 续时 间(h)设计喷水强度(L/min?m2)作用面积(m2)喷头 工作 压力(pa)喷头 计算 喷水 半径(m)喷头 最大 间距(m)喷头 与墙 最大 间距(m)每只 喷头 最大 保护 面积(m2)2018.01609.84心02.553.61.812.5(2)喷头的布置间距喷头的布置间距要求在所保护的区域内任何部位发 生火灾都 能得到一定强 度的水量。喷头的布置形成应根据天花板、吊顶的装修要求布置成不同的形式。 根据上表要求，结合建筑内的结构，把喷头布置成正方形，并且采用两种布置间 距。一种正方形的边长为 3.4m，另一种边长为3.0m

14、。3)设计计算根据建筑物内部结构，如果采用作用面积法来作水力计算，面积不好划分， 所以在这里采用特性系数法计算。特性系数法是从系统设计最不利点喷头开始， 沿程计算各喷头的压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直至某管段累计 流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再累计，仅计算沿程水头损失。喷 头的出流量和管段水头损失应按下式计算：q=K、H2h=10AL Q式中 q 喷头处节点流量，L/s;H 喷头处水压，kPa；K 喷头流量系数，玻璃球喷头K =0.133或水压H用mH2o时K=0.42 h 计算管段沿程水头损失，kPa；L计算管段长度，m；Q 管段中流量，L/s；A比阻值，s2/ l2

15、; 设计最不利点喷头以及端点喷头处工作压力均为100 kPa,每个端点喷头的喷水量为：q = K、H =0. 1 3 3、0 0 L/S3(30L/min)，选定管 网中的最不利计算管路如下图所示，其计算面积为160 m最不利管路计算用图见CAD图纸。最不利管路水力计算表节点编号管段编号喷头 流量 系数DN mrh喷头处 水压（kpa）喷头出 流量（L/s）管段流量（L/s）比阻尼管长（m沿程水 头损失（kpa）10.133100.001.3301-2251.3300.4367 :1.6312.5920.133112.591.4112-3322.7410.093863.0021.1630.13

16、3133.751.5383-4324.2790.09386:3.0051.5640.133185.311.8114-5406.0900.044533.0049.5550.133234.862.0385-7508.1280.011081.8313.4060.133100.001.3306-7251.3300.4367 :1.179.0387-7-14509.4580.011083.0029.73480.133100.001.338-9251.3300.43671.6312.5990.133112.591.4119-10322.7410.093863.0021.16100.133133.751.5

17、3810-11324.2790.093863.0051.56110.133185.311.81111-12406.0900.0445313.0049.55120.133234.862.03812-14508.1280.011081.8313.40130.133100.001.33013-14251.3300.43671.179.0381414-187018.9160.002893 :3.0031.055150.133100.001.33015-16251.3300.43673.0023.174160.133123.1741.47616-18322.8060.093861.8313.524170.133100.001.33017-18251.3300.43671.179.0381818-198023.050.00116818.7116.065沿程水头损失为工hy=524.012kpa 系统的理论秒流量为：Ql =8 16O-、6O = 21.33L/S从以上的水力计算结果可以看出，当计算到节点19时累计流量为23.O5L/S,已大于理论秒流量，故满足设计要求。 作用面积内的平均喷水强度为：2qb =23.05 60 ：-160 = 8.64 L/min m