自动喷水灭火系统设计流量的计算与分析

1、1前言自动喷水灭火系统，是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施，是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。其自动化程度高、能够及时扑灭初期火灾，在国内外都被普遍采用。应用实践证明：该系统具有 安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。国外应用自动喷水灭火系统已有一百多年的历史。在长达一个多世纪的时间内，一些经济发达的国家，从研究到应用，从局部应用到普遍推广使用，有过许许多多成功和失败的教训。自动喷水灭火系统不仅已 经在高层建筑、公共建工业厂房和仓库中推广应用，而且发达国家已在住宅建筑中开始安装使用1。因此对自动喷淋系统进行研究分析显得尤为重要。自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001( 2

2、005年版)中9.1系统的设计流量中规定了设计流量的计算方法，但设计人员在计算喷淋系统的流量时，通常先确定设置喷淋系统的场所的火灾危险等级，然后将该等级对应的喷水强度与作用面积相乘，即得到喷淋系统的设计流量，该设计流量是假定作用面积内所有喷 头的工作压力和流量都等于最不利点喷头的工作压力和流量，忽略了管道阻力损失对喷头工作压力的影响，使设计流量有时就偏离于实际系统流量，有时会对系统的灭火效果产生一定的影响。因此，设计流量应按自动喷水灭火系统设计规范中 9.1规定的计算方法进行详细的计算，与估算值进行比对，选择合理的喷淋泵， 才能满足火灾情况下喷淋系统的实际需水量，达到灭火效果。2研究对象笔者对

3、四个不同功能、不同危险等级的自动喷淋系统进行流量计算，并将计算结果与平时估算值相比较，进行分析与探讨。其中，进行水力计算时，选定的最不利点处作用面积均为矩形，其长边应平行于配水支 管，其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍。选取计算分析的四个自动喷淋系统概况如下：(1) 建筑名称：齐鲁软件大厦 B座敞开式办公楼；危险等级：中危险 I级；喷水强度：6L/min.mS 1.2m/s) 其中，i 一管道单位长度的水头损失(MPa/mq一管道内的平均流量(m/s)； ;末 端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：18个k80喷头。(2) 建筑名称：齐鲁外包城奥

4、盛大厦办公楼；危险等级：中危险 I级；喷水强度：6L/min.m2 ;末端最 不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：21个k80喷头。(3) 建筑名称：济南齐源大厦地下二层车库；危险等级：中危险 II级；喷水强度：8L/min.m2;末端最 不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：17个k80喷头。(4) 建筑名称：莱芜银座超市商场；危险等级：中危险 II级；喷水强度：8L/min.m2;末端最不利作用 面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：19个k80喷头。 一一一览消防英才网3计算

5、方法根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001 (2005年版)第9.1.3条规定：自动喷水灭火系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。自动喷水灭火系统流量计算公式如下所示：(1) 牛 d vq喷头流量（L/min）h喷头工作压力（MPav管道内的平均水流速度（ m/s）k喷头流量系数，取 80d j管道计算内径（m）L当量长度（m）4计算结果4.1齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼（1）图1为齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表1所示图1系统1平面图表1系统1各喷头计算流量值末端压力0.05MPa末端压力0.10MPa喷头编号流量

6、(L/s)喷头编号流量（L/s）喷头编号流量（L/s）喷头编号流量（L/s）10.94111.3711.33111.9421.14121.1321.62121.6031.23131.2631.74131.7941.23141.5441.74142.1851.14151.6551.62152.3460.94161.6561.33162.3471.13171.5471.60172.1881.37181.2681.94181.7991.47总计23.4992.09总计33.25101.47102.09不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为:（2）校核末端6个喷头的喷水强度为：0.05MP

7、a 时：6.62L/s*60/61.2m 2=6.49L/min.m 2>6L/min.m 20.10MPa 时：9.38L/s*60/61.2m 2=9.19L/min.m 2>6L/min.m2即都满足设计要求的喷水强度。4.2齐鲁外包城奥盛大厦办公楼（1）图2为齐鲁外包城奥盛大厦办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表2所示图2系统2平面图表2系统2各喷头计算流量值末端压力0.05MPa末端压力0.10MPa喷头编号流量（L/s）喷头编号流量（L/s）喷头编号流量(L/s)喷头编号流量（L/s）10.94121.3611.33121.9321.12131.8121.58

8、132.5631.13142.1431.59143.0341.31151.9641.85152.7751.55161.9052.19162.6961.57172.2662.21173.1971.48182.0672.10182.9181.76191.5482.48192.1891.77201.8392.51202.58101.26211.67101.78212.36111.49总流量33.91112.11总流量47.96不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为:(2)校核末端6个喷头的喷水强度为:0.05MPa 时：7.62L/s*60/54.2m 2=8.43L/min.m 2&g

9、t;6L/min.m 20.10MPa 时：10.75L/s*60/54.2m 2=11.9L/min.m 2>6L/min.m 2即都满足设计要求的喷水强度。4.3济南齐源大厦地下二层车库(1)图3为济南齐源大厦地下二层车库的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表3所示。图3系统3平面图表3系统3各喷头计算流量值末端压力0.05MPa末端压力0.10MPa喷头编号流量(L/s)喷头编号流量(L/s)喷头编号流量(L/s)喷头编号流量(L/s)10.94101.0411.33101.6120.94111.3121.33111.9731.11121.5631.57122.3541.1613

10、1.6741.65132.5151.17141.7951.81142.6961.40151.7462.16152.6171.46161.6272.25162.4381.36171.3982.10172.0891.27总计22.9491.95总计34.41不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为:(2) 校核末端10个喷头的喷水强度为：0.05MPa 时：11.85L/s*60/82m 2=8.67L/min.m 2>8L/min.m 20.10MPa 时：17.76L/s*60/82m 2=12.99L/min.m 2>8L/min.m 2即都满足设计要求的喷水强度。4.

11、4莱芜银座城市广场超市商场(1)图4为莱芜银座城市广场的超市商场自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表4所示。图4系统4平面图表4系统4各喷头计算流量值末端压力0.05MPa末端压力0.10MPa喷头编号流量(L/s)喷头编号流量（L/s）喷头编号流量（L/s）喷头编号流量（L/s）10.94111.3611.33111.9221.13121.5121.60122.1330.99131.8131.40132.5641.31141.841.86142.5451.58151.5052.23152.1261.57161.6561.85162.3471.31171.9872.22172.8181.37

12、181.9781.93182.7991.64191.6492.32192.32101.63总计28.69102.31总计40.58不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为:（2 ）校核末端7个喷头的喷水强度为：0.05MPa 时：8.83L/s*60/60.76m 2=8.72L/min.m 2>8L/min.m 20.10MPa 时：12.49L/s*60/60.76m 2=12.33L/min.m 2>8L/min.m5结论将不同自动喷淋系统的流量计算值进行对比如表5 所示：表5四个不同系统的流量值危 险 级 别实 际 工 程喷水强度(L/min.2、m)作用面积(宿

13、)估算流量(L/S)计算流量(L/S)最末端喷头流量计算管段压力值(MPa)末端喷头压力0.05MPa末端喷头压力0.10MPa末端喷头压力0.05MPa末端喷头压力0.10MPa末端喷头压力0.05MPa末端喷头压力0.10MPa中 危 险I 级齐 鲁 软 件B 座616020. 823.4933.2514.5620.640.17030.3415最末端12个喷头奥 盛 大 厦办 公33.9147.9612.6315.240.31890.6375最末端9个喷头中 危 险II 级齐 源 大 厦 车 库816027. 822.9434.4111.8617.770.18680.4218最末端10个喷头莱 芜 银 座 广 场28.6940.5814.8320.970.24250.4856最末端11个喷头根据计算结果，分析比较得结论如下：(1) 自动喷淋系统的设计流量实际计算值远大于估算值，但在实际灭火过程中，最不利点处作用面积内10个喷头左右动作就能达到实际灭火效果，通过汇总表5建议自动喷淋系统的设计流量可以按估算值来确定。(2) 实际计算流量与建筑物功能、末端房间布置、末端管道管径及末端喷头最小设定压力均有较大关系。建议在设计时，可以对系统管网进行粗略估算，可选取末端最不利喷头设