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1、1新规范执行后消防水泵扬新规范执行后消防水泵扬 程计算程计算篇一：消防计算篇一：消防计算建筑消防给水系统是建筑的主要灭火设施，消防给水系建筑消防给水系统是建筑的主要灭火设施，消防给水系统设计合理与否，对扑救火灾成败起着决定性作用，消防统设计合理与否，对扑救火灾成败起着决定性作用，消防给水设计中不论是设计人员还是审核人员，掌握水力计算给水设计中不论是设计人员还是审核人员，掌握水力计算的基本原理和计算方法是至关重要的。以下就结合规范对的基本原理和计算方法是至关重要的。以下就结合规范对消防给水的计算原理和计算方法进行归纳总结。消防给水的计算原理和计算方法进行归纳总结。一、水力计算的基本原理一、水力计
2、算的基本原理众所周知，自然界一切物质的能量转化均服从能量守恒众所周知，自然界一切物质的能量转化均服从能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。物质个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。物质“水水”作作为一种流体也遵守能量守恒定律，流体的能量包括内能、为一种流体也遵守能量守恒定律，流体的能量包括内能、位能、动能、压力能，若将伴随流体经过截面位能、动能、压力能，若将伴随流体经过截面 1 输入的
3、能输入的能量用下标量用下标 1 标明（如图标明（如图 1） ，经过截面，经过截面 2 输出的能量用下标输出的能量用下标2 注明，则图中所示水系统的总能量衡算式便为：注明，则图中所示水系统的总能量衡算式便为：mU1+mgz1+mu12/2+p1v1+mqe+mwe=mU2+mgz2+mu22/22+p2v2（1）112P1P2图图 1 压力能或流动能示意图压力能或流动能示意图这里，我们按照理想状态下的水进行计算，所谓理想这里，我们按照理想状态下的水进行计算，所谓理想状态，即不可压缩和内能不变（也就是温度不变）状态，即不可压缩和内能不变（也就是温度不变） ，那么对，那么对（1）式通过恒等式变化即得
4、机械能衡算）式通过恒等式变化即得机械能衡算柏努利方程：柏努利方程：z1+u12/ 2g +p1/g=z2+u22/ 2g+p2/g+z（2）（2）式中）式中 z 称为位头（位压头）称为位头（位压头） ，反映水的位置高低，反映水的位置高低，u2/2g 称为速度头（动压头）称为速度头（动压头） ，反映水的流速大小，反映水的流速大小，p/g 称称为压力头（静压头）为压力头（静压头） ，反映水对容器或管道壁的压力大小，反映水对容器或管道壁的压力大小，三项之和称为总压头，三项之和称为总压头，z 称为机械能损失（水流动时的阻称为机械能损失（水流动时的阻力损失）力损失） 。由上面柏努利方程可知，水在某一位置
5、的压力、速度、由上面柏努利方程可知，水在某一位置的压力、速度、流量、位置高低等是息息相关的，其中任意一个值发生变流量、位置高低等是息息相关的，其中任意一个值发生变化，其它值也相应变化。例如：消防给水中的常高压给水化，其它值也相应变化。例如：消防给水中的常高压给水系统，规范中对最不利点的给水压力有最低要求，对流量系统，规范中对最不利点的给水压力有最低要求，对流量3有最低要求，对流速有最高流速要求，最不利点的高度由有最低要求，对流速有最高流速要求，最不利点的高度由建筑物的高低确定，管道阻力可以计建筑物的高低确定，管道阻力可以计算得出（下面具体介绍）算得出（下面具体介绍） ，这样就可以通过柏努利方程
6、推，这样就可以通过柏努利方程推算出给水压力多大才能达到常高压给水要求。算出给水压力多大才能达到常高压给水要求。二、消防给水量计算二、消防给水量计算计算消防给水流量，首先要弄清流量与管径、压力、流计算消防给水流量，首先要弄清流量与管径、压力、流速之间的关系。压差影响流速的大小，而流速的大小关系速之间的关系。压差影响流速的大小，而流速的大小关系到流量的大小。管径不变时，水流量与压力基本成正比，到流量的大小。管径不变时，水流量与压力基本成正比，压力越大流量越大。如充实水柱是压力越大流量越大。如充实水柱是 7 米米 时栓口出水压力是时栓口出水压力是0.09MPa，用，用 65-19 的消火栓流量是的消
7、火栓流量是 3.8L /S；充实水柱是；充实水柱是 10 米米 时栓口出水压力是时栓口出水压力是 0.135MPa，流量是，流量是 4.6L /S；充实；充实水柱是水柱是 13 米米 时栓口出水压力是时栓口出水压力是0.135MPa，流量是，流量是 5.4L /S。静水压。静水压 0.1MPa 约等于约等于 1公斤公斤 压力，理论上等于压力，理论上等于 10 米米 水柱，但流动的水存在一定水柱，但流动的水存在一定的压力损失，即水枪要打的压力损失，即水枪要打 7 米米 的充实水柱需要的充实水柱需要 0.09MPa出水压力。出水压力。由于水的流动阻力较大，速度越大阻力越大，也就是能由于水的流动阻力
8、较大，速度越大阻力越大，也就是能量损耗越大，为了节能，量损耗越大，为了节能， 建筑设计防火规范建筑设计防火规范规定，消火规定，消火栓给水管道内的设计流速不宜大于栓给水管道内的设计流速不宜大于 2.5m /s,自动喷水灭火自动喷水灭火系统设计规范系统设计规范规定，管道内的水流速宜采用经济流速，规定，管道内的水流速宜采用经济流速，不应大于不应大于 10m /s。一般工程计算时，给水管道压力常见为。一般工程计算时，给水管道压力常见为0.10.6MPa，水在管道中流速在，水在管道中流速在 13m/s，常取，常取 1.5m /s。41、流量计算、流量计算自动喷水灭火系统流量有两种计算方法自动喷水灭火系统
9、流量有两种计算方法:a 作用面积法作用面积法: 系统设计秒流量系统设计秒流量 QS=1.151.3QC （3）QC=喷水强度喷水强度作用面积作用面积 （4）式中喷水强度和作用面积可以由式中喷水强度和作用面积可以由自动喷水灭火系统设自动喷水灭火系统设计规范计规范根据不同设置场所直接查得。根据不同设置场所直接查得。b 逐点法逐点法:喷头流量喷头流量q=k （5）式中式中 p喷头工作压力，经计算得；喷头工作压力，经计算得；k喷头流量系数，喷头流量系数，由所选喷头类型确定。系统的设计秒流量应按最不利点处由所选喷头类型确定。系统的设计秒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：系统设计秒流量
10、作用面积内喷头同时喷水的总流量确定：系统设计秒流量QS= （6）式中）式中 qi最不利点处作用面积内各喷头节点最不利点处作用面积内各喷头节点的流量，是由（的流量，是由（5）式计算所得）式计算所得;n最不利点处作用面积内的喷头数最不利点处作用面积内的喷头数,根据设置场所火灾危险根据设置场所火灾危险级计算可得。级计算可得。消火栓系统设计秒流量由规范直接查得。消火栓系统设计秒流量由规范直接查得。当一座建筑物内或同一部位设有消火栓、自动喷水灭火当一座建筑物内或同一部位设有消火栓、自动喷水灭火设备、雨淋灭火设备、水喷雾灭火设备、泡沫喷洒灭火设设备、雨淋灭火设备、水喷雾灭火设备、泡沫喷洒灭火设备和水幕设备
11、时，其建筑消防用水量应按需要同时开启的备和水幕设备时，其建筑消防用水量应按需要同时开启的各种消防设备用水量之和计算。当高级舞台上设有闭式自各种消防设备用水量之和计算。当高级舞台上设有闭式自动喷水灭火设备和雨淋灭火设备时，考虑到两种设备同时动喷水灭火设备和雨淋灭火设备时，考虑到两种设备同时开启的机率不大，可选用两者中用水量较大者作为计算流开启的机率不大，可选用两者中用水量较大者作为计算流5量。舞台消防给水设计流量应为消火栓和闭式自动喷水灭量。舞台消防给水设计流量应为消火栓和闭式自动喷水灭火设备（或雨淋灭火设备）以及水幕等的用水量之和。火设备（或雨淋灭火设备）以及水幕等的用水量之和。系统的用水量流
12、量系统的用水量流量火灾延续时间火灾延续时间 （7）式中火灾延续时间可以由规范直接查得。式中火灾延续时间可以由规范直接查得。2、消防水箱容量计算：消防水箱的储水量应不少于、消防水箱容量计算：消防水箱的储水量应不少于 10分钟室内消防用水量。当消防流量不超过分钟室内消防用水量。当消防流量不超过 25L /s，经计算，经计算水箱的消防储水量超过水箱的消防储水量超过 12m3 时，仍可采用时，仍可采用 12m3 ；当消；当消防流量超过防流量超过 25L /s 时，经计算水箱的消防储水量超过时，经计算水箱的消防储水量超过 18m3 时，仍可采用时，仍可采用 18m3 。3、消防水池容量计算：消防水池的容
13、量应满足在火灾延、消防水池容量计算：消防水池的容量应满足在火灾延续时间内室内外消防用水总量的要求，在火灾情况下能保续时间内室内外消防用水总量的要求，在火灾情况下能保证连续补水时，消防水池的容量可减去火灾延续时间内补证连续补水时，消防水池的容量可减去火灾延续时间内补充的水量。充的水量。4、消防给水管径计算：消防给水系统对压力和流量有要、消防给水管径计算：消防给水系统对压力和流量有要求，对流量的要求也就是对管径的要求，流量可以通过上求，对流量的要求也就是对管径的要求，流量可以通过上面方法计算得。面方法计算得。流量流量=管截面积管截面积流速流速=0.002827管内径的平方管内径的平方流速流速 （8
14、）式中流量单位）式中流量单位 m3/h，管内径单位为，管内径单位为 mm ，流速单位，流速单位为为 m/s。通过（通过（8）式计算得管径：）式计算得管径：例如：例如： 500 m3 的消防水池，补水时间不超过在的消防水池，补水时间不超过在 48 小小时，流速取时，流速取 1.5m /s,补水管径不应小于补水管径不应小于 50mm 。6在设计和审核中必须注意：一般建筑从市政给水管网的在设计和审核中必须注意：一般建筑从市政给水管网的接口管径达不到消防设计流量要求，因为大多城市从市政接口管径达不到消防设计流量要求，因为大多城市从市政管网引水都要缴一定的接点费，接点费是根据管径大小收管网引水都要缴一定
15、的接点费，接点费是根据管径大小收取的，大多建筑物消防给水管与市政给水管网接口小于取的，大多建筑物消防给水管与市政给水管网接口小于 100mm ，达不到规范要求，应设消防水池。，达不到规范要求，应设消防水池。三、消防给水压力计算三、消防给水压力计算要计算压力，必须懂得流体力学原理，机械能衡算要计算压力，必须懂得流体力学原理，机械能衡算柏努利方程柏努利方程z1+u12/2g+p1/g=z2+u22/2g+p2/g+z，在同一点，静，在同一点，静压力和出水压力是有区别压力和出水压力是有区别的，静压力就是水在静止时的压力，出水压力是水在流的，静压力就是水在静止时的压力，出水压力是水在流动时的压力，由公
16、式：动时的压力，由公式：z1+u12/2g+p1/g=z2+u22/2g+p2/g+z 可以看出，水静止可以看出，水静止时，速度为零，压力损时，速度为零，压力损失也为零，柏努利方程就变为失也为零，柏努利方程就变为 z1+ p1/g=z2+ p2/g，只，只有压力和高度的关系了，有压力和高度的关系了，所以我们在看消火栓压力表或自动喷水灭火系统末端试所以我们在看消火栓压力表或自动喷水灭火系统末端试水压力表时，当不放水时压力高，当打开放水阀放水时，水压力表时，当不放水时压力高，当打开放水阀放水时，压力立即下降，是因为在放水时，管道内水有了流速，且压力立即下降，是因为在放水时，管道内水有了流速，且产生了阻力损失，出水的消火栓或洒水喷头越多，水流量产生了阻力损失，出水的消火栓或洒水喷头越多，水流量越大，流速就越大，阻力损失也就越大，压力变化就越大。越大，流速就越大，阻力损失也就越大，压力变化就越大。规范上要求消火栓最低压力和自
