《建筑给排水工程》课程授课教案（讲稿）第2章 建筑消防系统（第7讲：4节）

《建筑给水排水工程》电子教案（第7讲）第2章建筑消防系统（第4节）课程名称：建筑给水排水工程第7周，第_7讲次摘要第2章建筑消防系统授课题目（章、节）24自动喷水灭火系统的水力计算本讲目的要求及重点难点：【目的要求】要求学生牢固掌握自动喷水灭火系统的水力计算步骤【重点】自动喷水灭火系统的水力计算步骤【难点】系统流量的计算内容【本讲课程的引入】前面我们学习了自动喷水灭火系统的类型、组成、灭火原理及适应场所，那么如何布置喷头、确定管径和系统的流量以及确定加压设备的扬程呢？都需要水力计算来完成。2.4自动喷水灭火系统的水力计算2.4.1闭式自动喷水灭火系统设计参数计水力计算一、闭式自动喷水灭火系统设计参数（2005规范）表5.0.1民用建筑和工业厂房的系统设计参数喷水强度净空高度作用面积火灾危险等级(L / min(m)(m2)m2)4轻危险级160I级6中危险级160IⅡI级88I级12严重危险级26016IⅡI级注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa；干式系统的作用面积按上值的1.3倍确定二、布置正方形A=B=2Rcos459长方形A+B=(2R)2菱形A=4Rcos30osin30B=2Rcos30ocos30R——喷头的最大保护半径下面表中给出轻危险I级的喷头的最大保护面积F=12.5m2，I

《建筑给水排水工程》电子教案（第 7 讲） 第 2 章 建筑消防系统（第 4 节） 1 课程名称：建筑给水排水工程 第 7 周，第 7 讲次 摘要 授课题目（章、节） 第 2 章 建筑消防系统 2.4 自动喷水灭火系统的水力计算 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】要求学生牢固掌握自动喷水灭火系统的水力计算步骤 【重 点】自动喷水灭火系统的水力计算步骤 【难 点】系统流量的计算 内容 【本讲课程的引入】 前面我们学习了自动喷水灭火系统的类型、组成、灭火原理及适应 场所，那么如何布置喷头、确定管径和系统的流量以及确定加压设备的扬程呢？都需要水力 计算来完成。 2.4 自动喷水灭火系统的水力计算 2.4.1 闭式自动喷水灭火系统设计参数计水力计算 一、闭式自动喷水灭火系统设计参数 （2005 规范）表 5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数 火灾危险等级 净空高度 （m） 喷水强度 （L／min﹒ m2） 作用面积 （m2） 轻危险级 ≤8 4 160 中危险级 Ⅰ级 6 160 Ⅱ级 8 严重危险级 Ⅰ级 12 260 Ⅱ级 16 注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于 0.05MPa；干式系统的作用面积按上值的 1.3 倍确定 二、布置 正方形 0 A = B = 2Rcos 45 长方形 2 2 2 A + B = (2R) 菱形 A=4Rcos30osin30 B=2Rcos30ocos30 R ——喷头的最大保护半径 下面表中给出轻危险Ⅰ级的喷头的最大保护面积 F =12.5m2， A B

《建筑给水排水工程》电子教案（第7讲）第2章建筑消防系统（第4节）B：A=/F=3.54。规范正方形最大间距为3.6m。正方形A=BF=A·B12.5= A·BB选A=4.0mB=3.1m长方形（2005规范）表7.1.2同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距矩形或平行一只喷头正方形布四边形布喷头与端墙喷水强度的最大保置置的边长的最大距离护面积(L/min·m2)(m)的长边边(m)(m2)长(m)44.44.520.02.261.83.64.012.583.43.61.711.5≥123.63.09.01.5注：1仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。2喷水强度大于8L/min.-m2时，宜采用流量系数K>80的喷头。3货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。2.管网布置1）配水管中央布置2）配水管侧边布置支管喷头个数?8个单个报警阀控制的喷头数：干式500只：湿式：800只三、水力计算目的：选定管径，计算管路的总水头损失，确定实际消防用水量和所需总压力，选择加压设备。1.选定管径：管径应计算确定，配水管道的布置应使配水管入口的压力均衡，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0.4MPa。下表为（2005规范）表8.0.7限定的数值。轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数控制的标准喷头数（只）公称直径(mm）轻危险级中危险级25113233405410850651812804832 10064-2

《建筑给水排水工程》电子教案（第 7 讲） 第 2 章 建筑消防系统（第 4 节） 2 正方形 A = B A = F = 3.54 。规范正方形最大间距为 3.6m。 长方形 F = A B 12.5 = A B 选 A =4.0m B =3.1m （2005 规范）表 7.1.2 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷水强度 (L/minm2) 正方形布 置的边长 （m） 矩形或平 行 四边形布 置 的长边边 长 （m） 一只喷头 的最大保 护面积 （m2） 喷头与端墙 的最大距离 （m） 4 4.4 4.5 20.0 2.2 6 3.6 4.0 12.5 1.8 8 3.4 3.6 11.5 1.7 ≥12 3.0 3.6 9.0 1.5 注：1 仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷 空白点确定。 2 喷水强度大于 8 L/min﹒m2 时，宜采用流量系数 K＞80 的喷头。 3 货架内置喷头的间距均不应小于 2m，并不应大于 3m。 2.管网布置 1) 配水管中央布置 2) 配水管侧边布置 支管喷头个数≯ 8 个 单个报警阀控制的喷头数：干式 ≯500 只；湿式：≯800 只 三、水力计算 目的：选定管径，计算管路的总水头损失，确定实际消防用水量和所需总压力，选择加 压设备。 1. 选定管径： 管径应计算确定，配水管道的布置应使配水管入口的压力均衡，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 0.4MPa。下表为（2005 规范）表 8.0.7 限定的数值。 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数 公称直径(mm) 控制的标准喷头数（只） 轻危险级 中危险级 25 1 1 32 3 3 40 5 4 50 10 8 65 18 12 80 48 32 100 - 64

《建筑给水排水工程》电子教案（第7讲）第2章建筑消防系统（第4节）2.计算步骤（例，按中危险级I）①选择最不利位置划作用面积（按2005年规范的表5.0.1确定面积，中危I：F=160m2）形状宜为矩形，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。（b≤1.2/F，b=15.2m，a=10.54m，实际作用面积为160.2m2，假如共布了20个喷头。）②计算系统设计流量按公式q=KV10P计算每个喷头的流量其中q——喷头的流量(L/min);P——喷头工作压力(MPa)K—一喷头流量系数整个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：Os =6029即：Qs——系统设计流量(L/S)：（也是喷淋泵流量取值)其中qi——最不利点作用面积内各喷头节点的流量（L/min)；n一一最不利点作用面积内的喷头数说明：最不利喷头的工作压力可取0.1MPa，特殊请况下取0.05MPa；各喷头节点的流量计算时其压力应按实际计算值③校核喷头设置的是否合理A.保证系统任意作用面积内的平均喷水强度不低于2005年规范表5.0.1的规定值B.校核最不利作用面积内任意四个喷头围合范围内的平均喷水强度：严重危险级和仓库危险级不应低于规范规定的值轻危险等级和中危险等级不应低于2005年规范表5.0.1的规定值的85%。最不利作用面积以外均按系统设计流量计算水头损失（流速均控制在5米/秒以内）③计算喷淋泵扬程水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算：H=Zh+PO+Z式中H一一水泵扬程或系统入口的供水压力（MPa）：Zh一管道沿程和局部水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀取值0.04MPa或按检测数据确定、水流指示器取值0.02Mpa、雨淋阀取值0.07Mpa；PO一一最不利点处喷头的工作压力（MPa)；乙一一最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值（MPa）。2.4.2开式自动喷水灭火系统设计参数计水力计算1.设计参数

《建筑给水排水工程》电子教案（第 7 讲） 第 2 章 建筑消防系统（第 4 节） 3 2. 计算步骤 （例，按中危险级Ⅰ） ① 选择最不利位置划作用面积（按 2005 年规范的表 5.0.1 确定面积，中危Ⅰ:F=160m2） 形状宜为矩形，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。 ( b ≤ 1.2 F ，b =15.2m，a =10.54m，实际作用面积为 160.2m2，假如共布了 20 个喷头。) ② 计算系统设计流量 按公式 q = K 10P 计算每个喷头的流量 其中 q ——喷头的流量(L/min); p ——喷头工作压力(MPa) K ——喷头流量系数 整个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： 即： = = n i QS qi 60 1 1 其中 QS ——系统设计流量(L/S)；（也是喷淋泵流量取值） i q ——最不利点作用面积内各喷头节点的流量（L/min）； n——最不利点作用面积内的喷头数 说明：最不利喷头的工作压力可取 0.1MPa，特殊请况下取 0.05MPa； 各喷头节点的流量计算时其压力应按实际计算值 ③ 校核喷头设置的是否合理 A. 保证系统任意作用面积内的平均喷水强度不低于 2005 年规范表 5.0.1 的规定值 B. 校核最不利作用面积内任意四个喷头围合范围内的平均喷水强度： 严重危险级和仓库危险级不应低于规范规定的值； 轻危险等级和中危险等级不应低于 2005 年规范表 5.0.1 的规定值的 85%。 ④ 最不利作用面积以外均按系统设计流量计算水头损失（流速均控制在 5 米/秒以内） ⑤ 计算喷淋泵扬程 水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算： H=Σh＋P0＋Z 式中 H —— 水泵扬程或系统入口的供水压力（MPa）； Σh —— 管道沿程和局部水头损失的累计值（MPa），湿式报警阀取值 0.04MPa 或按检测数据确定、水流指示器取值 0.02Mpa、雨淋阀取值 0.07Mpa； P0 —— 最不利点处喷头的工作压力（MPa）； Z —— 最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间 的高程差，当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z 应取负值（MPa）。 2.4.2 开式自动喷水灭火系统设计参数计水力计算 1. 设计参数

《建筑给水排水工程》电子教案（第7讲）第2章建筑消防系统（第4节）（2005规范表5.0.10）水幕系统的设计基本参数水幕类别喷水点高度（m）喷水强度(L/s.m)喷头工作压力（MPa）2防火分隔水幕≤120.1防护冷却水幕≤40.5注：防护冷却水幕的喷水点高度每增加1米，喷水强度应增加0.1L/s，但超过9米时喷水强度仍采用1.0L/s.m。3.水力计算雨淋系统和水幕系统的设计流量按雨淋阀控制的喷头的流量之和确定，多个雨淋阀并联的雨淋系统，其系统设计流量应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。2.4.4湿式自动喷水一泡沫联用灭火系统（自学）2.4.5自动喷水灭火系统的消防增压、贮水设备1.消防水池须贮存1小时的自喷用水量；2.增压设施要满足最不利喷头的工作压力。3.高位消防水箱可与消火栓系统合用，容积的确定详见消火栓系统。当建筑物没条件设置高位水箱时不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备，应同时满足配水管道的充水要求。【本讲课程的小结】本讲主要介绍了自动喷水灭火系统的水力计算，对系统流量的计算作了详细的讲解，与教材不同的是系统流量应采用最不利作用面积内每个节点喷头的流量之和，而且计算每个喷头的流量应采用与节点对应的压力值，水头损失的计算是控制管道流速不超过5米/秒，轻危险和中危险等级的管道管径可依据规范按所携带的喷头数量确定。【本讲课程的作业】如何进行自动喷水灭火系统的水力计算？分哪几步？水力计算的基本参数有哪些？4

《建筑给水排水工程》电子教案（第 7 讲） 第 2 章 建筑消防系统（第 4 节） 4 （2005 规范表 5.0.10）水幕系统的设计基本参数 水幕类别 喷水点高度（m） 喷水强度(L/s.m) 喷头工作压力（MPa） 防火分隔水幕 ≤12 2 0.1 防护冷却水幕 ≤4 0.5 注：防护冷却水幕的喷水点高度每增加 1 米，喷水强度应增加 0.1L/s，但超过 9 米时喷水 强度仍采用 1.0L/s.m。 3. 水力计算 雨淋系统和水幕系统的设计流量按雨淋阀控制的喷头的流量之和确定，多个雨淋阀 并联的雨淋系统，其系统设计流量应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。 2.4.4 湿式自动喷水—泡沫联用灭火系统（自学） 2.4.5 自动喷水灭火系统的消防增压、贮水设备 1. 消防水池须贮存 1 小时的自喷用水量； 2. 增压设施要满足最不利喷头的工作压力。 3. 高位消防水箱可与消火栓系统合用，容积的确定详见消火栓系统。 当建筑物没条件设置高位水箱时不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气 压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 10min 用水量确 定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备，应同时满足配水管道的充水要求。 【本讲课程的小结】 本讲主要介绍了自动喷水灭火系统的水力计算，对系统流量的计算作了详细的讲解，与 教材不同的是系统流量应采用最不利作用面积内每个节点喷头的流量之和，而且计算每个喷 头的流量应采用与节点对应的压力值，水头损失的计算是控制管道流速不超过 5 米/秒，轻危 险和中危险等级的管道管径可依据规范按所携带的喷头数量确定。 【本讲课程的作业】 如何进行自动喷水灭火系统的水力计算？分哪几步？水力计算的基本参数有哪些？