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被公认为当今世界上最有效的自助灭火设施，是应用最广泛、数量最多的自动灭火系统。它自动化程度高，能够及时扑灭初期火灾，在国内外得到广泛应用。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。自动喷水灭火系统在国外已经使用了一百多年。一个多世纪以来，一些经济发达国家从研究到应用，从局部应用到普遍推广，经历了许多成功和失败的教训。自动喷水灭火系统不仅在高层建筑、公共工业建筑和仓库中得到了广泛的应用，而且在发达国家的住宅建筑中也得到了安装和使用。因此，对自动喷水灭火系统进行研究和分析就显得尤为重要。自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001(2005版)在9

2、.1系统设计流程中规定了设计流程的计算方法，但在计算喷淋系统的流量时，设计人员通常先确定喷淋系统设置地点的火灾危险等级，然后将该等级对应的喷水强度乘以作用面积，得到喷淋系统的设计流量。该设计流程假定作用区内所有喷嘴的工作压力和流量等于最不利点的工作压力和流量，忽略了管道阻力损失对喷嘴工作压力的影响，这有时会使设计流程偏离实际系统流量，有时会对系统灭火效果产生一定影响。因此，设计流量应按自动喷水灭火系统设计规范9.1规定的计算方法进行详细计算，并与估算值进行比较，选择合理的喷淋泵，以满足火灾时喷水灭火系统的实际用水量，达到灭火效果。2研究对象作者计算了四种不同功能、不同危险等级的自动喷水灭火系统

3、的流量，并将计算结果与常用的估算值进行了比较，以供分析和讨论。其中，在水力计算中，所选最不利点的作用面积为矩形，其长边应平行于配水支管，其长度不应小于作用面积平方根的1.2倍。选择用于计算和分析的四个自动喷水灭火系统总结如下：(1)建筑名称：齐鲁软件大厦b座开放式办公楼；危险等级：中等危险等级一；喷水强度：6L/min . m2；末端最不利区域：160平方米；末端压力：0.05和0.10兆帕；选择喷嘴数量：18 k80喷嘴。(2)建筑名称：齐鲁外包城奥胜大厦办公楼；危险等级：中等危险等级一；喷水强度：6L/min . m2；末端最不利区域：160平方米；末端压力：0.05和0.10兆帕；选择喷

4、嘴数量：21 k80喷嘴。(3)建筑名称：济南启源大厦二层车库；危险等级：中等危险等级二；喷水强度：8L/min . m2；末端最不利区域：160平方米；末端压力：0.05和0.10兆帕；选择喷嘴数量：17 k80喷嘴。(4)建筑名称：莱芜银座超市购物中心；危险等级：中等危险等级二；喷水强度：8L/min . m2；末端最不利区域：160平方米；末端压力：0.05和0.10兆帕；选择喷嘴数量：19 k80喷嘴。列表消防人才网3计算方法根据自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001(2005版)第9.1.3条，自动喷水灭火系统的设计流量应根据最不利点工作区同时喷水的总流量来确定。自动喷水

5、灭火系统的流量计算公式如下：(1) Q=dv(2) (V1.2m/s)(3)其中，单位管道长度水头损失(兆帕/米)Q管道中的平均流速(m3/s)；q-喷嘴流量(升/分)h-喷嘴工作压力(MPa)v-管道中的平均水流速度(m/s)k-喷嘴流量系数，80DJ-计算的管道内径(米)l-等效长度(m)4计算结果4.1齐鲁软件大厦B座开放式办公楼(1)图1为齐鲁软件大厦B座开放式办公楼自动喷水灭火系统的末端。每个喷头的计算流量值为表1系统1中每个喷嘴的计算流量值末端压力0.05兆帕末端压力0.10兆帕喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)10.94111.371

6、1.33111.9421.14121.1321.62121.6031.23131.2631.74131.7941.23141.5441.74142.1851.14151.6551.62152.3460.94161.6561.33162.3471.13171.5471.60172.1881.37181.2681.94181.7991.47总数23.4992.09总数33.25101.47102.09在不同的终端压力下，计算值和常规估计流量之间的百分比差值为：；(2)检查末端6个喷嘴的喷水强度，如下：0.05兆帕时：6.62升/秒* 60/61.2平方米=6.49升/分钟. m26升/分钟.平方米

7、0.10兆帕时：9.38升/秒* 60/61.2平方米=9.19升/分钟. m26升/分钟.平方米也就是说，喷水强度满足设计要求。4.2齐鲁外包城奥胜大厦办公楼(1)图2为齐鲁外包城奥胜大厦办公楼自动喷水灭火系统末端。每个喷头的计算流量值如表2所示。图2系统2的平面图表2系统2中每个喷嘴的计算流量值末端压力0.05兆帕末端压力0.10兆帕喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)10.94121.3611.33121.9321.12131.8121.58132.5631.13142.1431.59143.0341.31151.9641.85152.7751

8、.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在不同的终端压力下，计算值和常规估计流量之间的百分比差值为：；(2)检查末端6个喷嘴的喷水强度，如下：0.05兆帕时：7.62升/秒* 60/54.2平方米=8.43升/分钟. m26升/分钟.平方米0.10兆帕时：10.75升/秒* 60/54.2平方米=11.9升/分钟. m

9、26升/分钟.平方米也就是说，喷水强度满足设计要求。4.3济南启源大厦二楼车库(1)图3为济南启源大厦二层车库自动喷水灭火系统的末端。每个喷头的计算流量值如表3所示。图3系统3的平面图表3系统3中每个喷嘴的计算流量值末端压力0.05兆帕末端压力0.10兆帕喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)10.94101.0411.33101.6120.94111.3121.33111.9731.11121.5631.57122.3541.16131.6741.65132.5151.17141.7951.81142.6961.40151.7462.16152.61

10、71.46161.6272.25162.4381.36171.3982.10172.0891.27总数22.9491.95总数34.41在不同的终端压力下，计算值和常规估计流量之间的百分比差值为：(2)检查末端10个喷嘴的喷水强度，如下所示：0.05兆帕时：11.85升/秒* 60/82平方米=8.67升/分钟. m28升/分钟.平方米0.10兆帕时：17.76升/秒* 60/82平方米=12.99升/分钟. m28升/分钟.平方米也就是说，喷水强度满足设计要求。4.4莱芜银座城市广场超市购物中心(1)图4为莱芜银座城市广场超市商场自动喷水灭火系统末端。每个喷头的计算流量值如表4所示。图4系统

11、4的平面图表4系统4中每个喷嘴的计算流量值末端压力0.05兆帕末端压力0.10兆帕喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)喷嘴号流速(升/秒)10.94111.3611.33111.9221.13121.5121.60122.1330.99131.8131.40132.5641.31141.841.86142.5451.58151.5052.23152.1261.57161.6561.85162.3471.31171.9872.22172.8181.37181.9781.93182.7991.64191.6492.32192.32101.63总数28.69102.31总数4

12、0.58在不同的终端压力下，计算值和常规估计流量之间的百分比差值为：；(2)检查末端7个喷嘴的喷水强度，如下所示：0.05兆帕时：8.83升/秒* 60/60.76平方米=8.72升/分钟. m28升/分钟.平方米0.10兆帕时：12.49升/秒* 60/60.76平方米=12.33升/分钟. m28升/分钟.平方米结论比较不同自动喷水灭火系统的计算流量值，如表5所示：表5四种不同系统的流量值危险水平实际的工程喷水强度(升/分。m2)影响面积(m2)估计交通(信用证)计算流量(升/秒)末端喷嘴流速计算管段压力值(兆帕)末端喷嘴压力0.05兆帕末端喷嘴压力0.10兆帕末端喷嘴压力0.05兆帕末端

13、喷嘴压力0.10兆帕末端喷嘴压力0.05兆帕末端喷嘴压力0.10兆帕中度危险一级山东软件B区616020.823.4933.2514.5620.640.17030.3415末端有12个喷嘴奥胜建筑物办公室33.9147.9612.6315.240.31890.6375末端有九个喷嘴中等危险二级启源建筑物车库816027.822.9434.4111.8617.770.18680.4218末端有10个喷嘴莱芜银座平方28.6940.5814.8320.970.24250.4856末端有11个喷嘴根据计算结果，分析比较的结论如下：(1)自动喷水灭火系统设计流量的实际计算值远大于估计值，但在实际灭火过程中，最不利点作用区内约10个喷嘴即可达到实际灭火效果。汇总表5建议根据估算值确定自动喷水灭火系统的设计流量。(2)实际计算流量与建筑功能、终端室布局、终端管径和终端喷嘴最小设定压力有很大关系。建议在设计时，系统管网可以粗略估算，最不利的末端喷嘴的设