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第3章建筑消防系统3.2消火栓给水系统的水力计算3.2消火栓给水系统的水力计算消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵的型号等。
我国规范规定的各种建筑物消防用水量及要求同时使用的水枪数量可查表3-4、表3-5。
3.2.1消火栓口所需的水压kd q xh H h H H ++=消火栓口所需的水压按下列公式计算式中H xh ——消火栓口的水压，kPa ；H q ——水枪喷嘴处的压力，kPa ；h d ——水带的水头损失，kPa ；H k ——消火栓栓口水头损失，按20 kPa 计算。
gv H q 22=f f f q H gv d K H H H ⋅⋅=-=∆221理想的射流高度（即不考虑空气对射流的阻力）为：式中υ——水流在喷嘴口处的流速，m/s ；g ——重力加速度，m/s 2；实际射流对空气的阻力为：式中a f ——实验系数=1.19+80(0.01·H m )4,可查表3-7。
水枪喷嘴处的压力与充实水柱高度的关系为：水枪在使用时常倾斜45°～60°角，由试验得知充实水柱长度几乎与倾角无关，在计算时充实水柱长度与充实水柱高度可视为相等。
mf f H a H =m f m f q H a H a H ⋅⋅-⨯⋅=ϕ110K Pa水枪充实水柱高度H m 与垂直射流高度H f 的关系式由下列公式表示：式中q xh ——水枪的射流量，L/s ；μ——孔口流量系统，采用；B ——水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，可查表3-8；式中q d ——水带水头损失，kPa ；L d ——水带长度，m ；A Z ——水带阻力系数，见表3-10。
qxh BH q =102⨯⋅=xhd z d q L A h 水带水头损失应按下列公式计算：水枪射出流量与喷嘴压力之间的关系可用下列公式计算：3.2.2消防水池、水箱的贮存容积1.消防贮水池的消防贮存水量应按下式确定：()xL f f T Q Q V ⋅-=6.3式中V f ——消防水池贮存消防水量，m 3；Q f ——室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和，L/s ；Q L ——市政管网可连续补充的水量，L/s ；T x ——火灾延续时间，h ；详见附表3-1。
消防水泵复核计算书格式实例××××项目-消防设备复核计算裙房室内消火栓系统加压水泵组FSBP-PB-B1-01 & 02扬程复核一、设备信息位置B1层数量2台（1用1备）原始参数Q=sH=95m N=55Kw设备编号FSBP-PB-B1-01 & 02其他裙房室内消火栓系统加压水泵组二、计算草图三、计算表格85.187.485.1105pjhq d c i --=四、复核结果裙房室内消火栓系统加压水泵组FSBP-PB-B1-01 & 02扬程满足使用要求。
××××项目-消防设备复核计算裙房室内自动喷水灭火系统加压水泵组SPBP-PB-B1-01 & 02扬程复核一、设备信息位置B1层数量2台（1用1备）原始参数Q=30L/s H=95 N=45w设备编号SPBP-PB-B1-01 & 02其他裙房室内自动喷水灭火系统加压水泵组二、计算草图三、计算表格计算原理参照《自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001》(2005年版) 基本计算公式： 1、喷头流量：P K q 10=式中：q -- 喷头处节点流量，L/minP -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa K -- 喷头流量系数 2、流速V ：2π4jxh D q v = 式中：Q -- 管段流量L/sDj --管道的计算内径（m ） 3、水力坡降：3.1200107.0j d v i =式中：i -- 每米管道的水头损失（mH20/m ） V -- 管道内水的平均流速（m/s ）dj -- 管道的计算内径（m ），取值应按管道的内径减１mm 确定 4、沿程水头损失：Li h ×=沿程 式中：L -- 管段长度m5、局部损失（采用当量长度法）：Li h ×=局部(当量)式中：L(当量) -- 管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C) 6、总损失：沿程局部h h h += 7、终点压力：h h h n n +=+115-161508016-171508017-1815080计算结果:所选作用面积:平方米总流量: L/s平均喷水强度: L/min.平方米入口压力: 米水柱水流指示器之前的管道沿程阻力计算如下：喷淋系统系统水力计算（最不利管路）前节点后节点管段编号设备扬程（m）流量公称直径计算内径流速水力坡降管段长度沿程水阻95l / s mm mm m / s1000 i m m 141--4200253454--5150总计Z=最不利点与引入管的标高差(m)（喷淋离地面高度3m，水泵出水口离地高度）∑h=最不利配水点的沿程、局部水头损失之和(m)Z m∑h m根据自动喷水灭火系统设计规范GB 50084—2001（2005 年版）规范：水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算：H=+（4+2）++=米＞95米四、复核结果裙房室内自动喷水灭火系统加压水泵组SPBP-PB-B1-01 & 02扬程不满足使用要求。
高层建筑室内消火栓给水系统计算例子:某宾馆建筑有地上10层和地下室一层,该建筑地上第一层层高为3.3 m,其余层高均为3.0 m,其设计系统图如图1,计算消防水箱的储水量。
解:(1最不利点的确定通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。
(2水枪喷嘴处所需水压查表,水枪喷嘴直径选择19mm ,水枪系数φ值为0.0097;充实水柱m H 要求不小于10m ,选m H =10m ,水枪实验系数f ∂值为1.20。
水枪喷嘴处所需水压k P a O mH H f H f H m m q 1366.13102.10097.01/(102.1-1/(2==⨯⨯-⨯=∙∂∙∂=(3水枪喷嘴的出流喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。
/(5/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=⨯==取q xh =5L/s则:2211515.85(1.577xh q q H m B ''=== (4水带阻力19mm 的水枪配65mm 水带,衬胶水带阻力较小,室内消火栓水带多为衬胶水带。
查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为0.00172.水带阻力损失:m q L A h xh d z d 86.052000172.022=⨯⨯=∙∙=(5消防栓口所需的水压: 最不利点1ˊ消火栓口的水压O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6水力计算本设计按不考虑自喷系统进行,则规范规定,室内消防流量不得小于20L/s ,消防竖管的最小流量为10 L/s 。
同时,消防竖管的布置,应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。
因此需要计算两根竖管的消防流量。
按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定,但不应小于100mm 。
初步设计选择DN100。
管道局部水头损失,消火栓系统按管道沿程水头损失的10%采用。
进行消火栓给水系统水力计算包括了流量和压力的计算，计算前提首先是建立在满足规范要求的基础上进行，规范对建筑灭火主要规定了2条，一条是同时使用水枪支数，一条是每支水枪最小流量。
（一）流量计算：现分析流量计算步骤及程序如下：一、首先分析在满足同时使用水枪支数条件下的充实水柱计算：1、查建筑防火规范：第8.5.2条－室内消火栓用水量应根据同时使用水枪数量和充实水柱长度，由计算决定（可见不是纯粹查表得来的），但不应小于表8.5.2的规定（可见查表所得为规定的最小值，并不一定就是适合你手上建筑的正确值，如果经计算所得你的消火栓用水量大于表格内对应的消防水量，则应取较大的计算值）。
2、计算室内消火栓用水量的已知条件：同时使用水枪数量（可查表得到，一般为2支）；未知条件：充实水柱长度3、如何来计算充实水柱长度？水枪充实水柱概念：水枪向上垂直射流，在26mm~38mm直径圆断面内、包含全部水量75％～90％的密实水柱长度称为充实水柱长度，以Hm表示（一般控制在7米～15米范围内）。
那么建筑所需充实水柱高度该如何来计算呢？对一定层高h的建筑来说，它所要求的消防要求是：当水柱的倾角控制在45～60度范围时可以喷到天花板上（上层楼板），如图所示：Hm=(h-1)/sina，这个公式在很多规范及教材中都出现过。
这里我们取a＝45度，Hm=√2(h-1)接下来，我们做一个统计，对由于Hm在7米～15米之间，我们来计算建筑层高控制在多少。
当Hm=7时，h＝5.95米，意味着当h小于5.95米时，Hm仍取7米；当Hm=15时，h＝11.6米，意味着当h大于11.6米时，Hm超过15米，需选择其他灭火方式，消火栓系统不适用；二、现在在满足了建筑防火规范要求的同时使用水枪支数的前提下给出了充实水柱的计算方法，接下来我们要校核，以上得出的充实水柱是否可以满足规范要求的每支水枪最小流量的要求呢？如果在该充实水柱条件下能同时满足规范要求的（1、同时使用水枪支数；2、每支水枪最小流量；）2个要求，那么这个充实水柱高度是正确的。
