自动喷水灭火系统局部水头损失计算方法

自动喷淋系统计算1、设计数据设计喷水强度qp=6L/min·m 2，计算作用面积160m 2，最不利点喷头出口压力p=50kpa.。

室内最高温度40℃，采用68℃温级玻璃球吊顶型（或边墙型）d=15闭式喷头。

一个喷头的最大保护面积为12.5m 2。

布置在电梯前的走廊上。

在走廊上单排设置喷头，其实际的作用面积为22.5m 2轻危险级、中级场所中配水支管2、流量计算（1）理论设计流量：s L m L Q /1660160min /62=⨯•=（2）一个放火分区的实际作用面积的计流量：s L m L q /25.2605.22min /62=⨯•=3、喷头布置的间距计算：（1）一个喷头最大保护半径，A=12.5m 2 R=14.35.12=1.9m （2）走廊最宽为1.5m ，所以b=0.75m 喷头的最大间距为：S=222b R -=2275.09.12-=3.4m （3）喷头的个数： n=S L =54.32.16≈个 4、水力计算最不利层自喷各支管段的计算根据图2--21最不利层喷头计算图图2—2（1）各支管段的流量计算：①a 处的喷头出水量;/94.050133.0S L H k q a a === a-b 管采用DN=25mm ，A=0.4367h a-b ＝210b a ALq -=294.04.34367.010⨯⨯⨯=13.1KpaHb=Ha+ha-b=50+13.1=63.1Kpa②b 处的喷头出水量;/06.11.63133.0S L H k q b b === q b-c =q a +q b =0.94+1.06=2.00L/S b-c 管采用DN=32mm ，A=0.09386h b-c =210c b ALq -=200.24.309386.010⨯⨯⨯=12.76Kpa H c = H b +H b-c =63.1+12.76=75.86Kpa③c 处的喷头出水量;/16.186.75133.0S L H k q c c ===④其它喷头都以上面一样算,为了计算简便以表格的形式。

假定设计开启喷头（标准喷头）以10只计；
每只喷头平均流量1.33L/s计（对应最不利喷头工作压力10m），系统设计流量1.33×10=13.3L/s，乘以不均匀系数1.2为16L/s；
配水主管水头损失（接口至水流指示器）：设主管管径DN100，流量为16L/s时管道单位长度沿程阻力为0.0684m/m（公式计算），假设主管长度为40m，考虑局部阻力增加30%，主管水头损失为0.0684×40×1.3=3.6m；
配水支管水头损失：计算复杂，简单估一下10m~30m左右（管径越小损失越大）,这里假定为15m；
其他附件损失：报警阀、水流指示器等水头损失以5m计（视有无该设备）；
总水头损失为3.6m+15m+5m=23.6m；
假设最不利喷头至系统接入点高差为8m；
最不利喷头设计工作压力为10m；
则系统在接入点所需压力为23.6+12+8=43.6m=0.44MPa。

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/min
P -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa K -- 喷头流量系数 2、流速V ：
2
4j
xh
D q v π=
式中：Q -- 管段流量L/s
D j --管道的计算内径（m ） 3、水力坡降：
3.12
00107.0j
d v i =
式中：i -- 每米管道的水头损失（mH 20/m ） V -- 管道内水的平均流速（m/s ） d j -- 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：
L i h ⨯=沿程 式中：L -- 管段长度m
5、局部损失（采用当量长度法）： L i 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 +=+1
计算结果:
所选作用面积:159.3平方米
总流量:28.63 L/s
平均喷水强度:10.78 L/min.平方米入口压力:23.95 米水柱
其中高差压力:-0.30 米水柱。

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/min
P -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa K -- 喷头流量系数 2、流速V ：
2
π4j
xh D q v =
式中：Q -- 管段流量L/s D j --管道的计算内径（m ） 3、水力坡降：
3.12
00107.0j
d v i =
式中：i -- 每米管道的水头损失（mH 20/m ） V -- 管道内水的平均流速（m/s ） d j -- 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：
L i h ×=沿程
式中：L -- 管段长度m
5、局部损失（采用当量长度法）：
L i 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 +=+1
计算结果:
所选作用面积:160.1平方米
总流量:23.74 L/s
平均喷水强度:8.90 L/min.平方米入口压力:35.51 米水柱。

自动喷水灭火系统管网的水力计算及程序实现目前水力计算方法有二类:一.面积计算法:首先确定最不利位置作用面积,然后按各喷头出水量(按最不利点喷头出水量计)均相等计算作用面积内的喷水量,作用面积后的管段流量不再增加,仅计算管道的水头损失.二.特性系数法:作用面积内每个喷头喷水量按喷头处的水压计算确定.具体计算步骤参见有关技术书籍,本文不作详细讨论.当采用特性系数法,不同方向计算至同一点出现不同压力时,低压力方向管段的流量应根据该点的高压值进行修正.实际工程中,面积计算法适用于初步设计或一些不需要精确数据的场合;而特性系数法适用于绝大多数场合,且能得到较为精确的数据.从现有的资料看,特性系数法的误差主要来自于其修正过程.手册中提供的修正式是:H1/H2=Q12/Q22 Q2=Q1√(H2/H1)(1)式中Q2---- 所求低压方向管段的修正后的流量(l/s).H1---- 低压方向管段计算至此点的压力(mH2O).Q1---- 低压方向管段计算至此点的流量(l/s).H2---- 高压方向管段计算至此点的压力(mH2O).也有的把这种修正式变化为“管道特性系数法”(具体见有关参考书).这种方法把流量的平方和压力看成是简单的线性关系,显然有一定的误差.倘若各管段采用了不同口径不同类型的喷头时,误差更大.因此,有人提出了另一种修正方法,即“倒推法”:Q12=B1H1Q22=B2H2...Qn2=BnHn(2)式中Q---- 低压方向管段上某喷头流量(l/s)B---- 低压方向管段上某喷头特性系数H---- 低压方向管段上某喷头处压力(mH2O)设该修正点高压为Hm,低压方向管段最后一段管长为ln,管道比阻为An,则可得Hm=Hn+AnlnQn2(3)将(3)式,(2)式结合公式Hn=Hn-1+An-1ln-1Qn-12倒推至H1,即可得在修正点高压为Hm时,低压方向管段最不利点的确切水压H1.最终可得到修正后的精确流量.该方法用手工计算极为繁琐,一般通过计算机编程,选用有效的算法加以解决.针对倒推法的复杂,笔者认为:若手算,要得到精确的结果,采用手册提供的特性系数修正式(1)便可满足要求;若是计算机编程实现精确计算,不妨采用以下思路:1.确定精度;2.将修正点的高压值与低压值比较;3.若比较后达到精度要求,则完成计算,可得出精确的流量,否则进行下一步;4.在高压值与低压方向最不利点压力值之间取一个值赋予低压方向管段的最不利点;。

自动喷淋系统的计算自动喷淋系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警阀等组成。

自动喷淋系统前十分钟所用水由设在高位水箱提供，十分钟至一小时的喷淋用水由地下室贮水池提供。

根据规范中的要求选择闭式喷水灭火系统。

自动喷淋灭火系统的基本数据(1)喷头的选择《自动喷洒灭火系统设计规范》，闭式湿式自动喷水灭火系统适用范围：因管网及喷头中充水，故适用于环境温度为4～700C之间的建筑物内，所以选用闭式湿式喷头。

(2) 由于该建筑为中度危险等级，喷头总数大于800 个，故需进行分区，地下一层至五层为低区，六至二十七层为高区。

本系统设置7个报警阀，每个报阀组控制的最不利喷头处，都设末端试水装置，每层最不利喷头处均设直径为25mm的试水阀。

每个报警阀部位都设有排水装置，其排水管径为试水阀直径的2倍，取50mm。

(3)查高规，自动喷水灭火系统的基本设计数据见下表：表3-1最不利点喷头最低工作压力不应小于0.05MPa。

(4)管径确定如下表自动喷洒管径确定表表3-2喷头的布置根据建筑物结构与性质，本设计采用作用温度为68℃闭式吊顶型玻璃球喷头，喷头采用2.5m×3.0m和2.7m×3.0m矩形布置，使保护范围无空白点。

作用面积划分作用面积选定为矩形，矩形面积长边长度：L=1.2F=（1.2×160）m=15.2m，短边长度为：10.5m。

最不利作用面积在最高层（五层和二十七层处）最远点。

矩形长边平行最不利喷头配水支管，短边垂直于该配水支管。

每根支管最大动作喷头数n=（15.2÷2.5）只=6只作用面积内配水支管N=（10.5÷3）只=3.5只，取4只动作喷头数：（4×6）=24只实际作用面积：（15.2×9.8）2m=148.962m﹤1602m水力计算（采用作用面积）从系统最不利点开始进行编号，直至水泵处，从节点 1 开始，至水池吸水管为止，进行水力计算。

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/min
P -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa K -- 喷头流量系数 2、流速V ：
24j
xh
D
q v π=
式中：Q -- 管段流量L/s
D j --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（mH 20/m ） V -- 管道内水的平均流速（m/s ） d j -- 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：
L i h ⨯=沿程 式中：L -- 管段长度m
5、局部损失（采用当量长度法）： L i 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 +=+1
计算结果:
所选作用面积:160.0平方米
总流量:28.90 L/s
平均喷水强度:10.84 L/min.平方米入口压力:39.83 米水柱。

自动喷水系统设计计算书业主：XX精密工业（苏州）有限公司专案名称：AUO-VIP Project设计计算书：自动喷水系统一、计算过程中所用公式喷头的流量计算：q=K√10P式中q——喷头流量（L/min）；P——喷头工作压力（MPa）；K——喷头流量系数。

系统的设计流量：Q s=∑qi式中Q s——系统设计流量（L/s）；qi——最不利点处作用面积内各喷头节点的流量（L/min）n——最不利点处作用面积内喷头数.管道的水头损失：h=iL=0.0000107×V2L/d j1.3式中h——配管摩擦水头损失（MPa）；i——每米管道的水头损失（Mpa/m）；V——管道内水的平均流速（m/s）；d j——管道的计算内径（m）取值按管道的内径减1mm确定；L——配管直管长与各接头，阀类换算而得的当量直管长之和（m）二、作用面积的确定作用面积：200m2喷水强度：18L/min. m2喷头流量系数：K=115最不利点处喷头的工作压力：P0=0.16Mpa每个喷头的保护面积：3.0×2.65=7.95 m2保护面积内的喷头数：n=200/7.95=25.15=26只正方形面积的长边尺寸：L=√200=14.14m每根喷水支管的动作喷头数：n=6只三、消防管道的局部水头损失见附件一四、自动喷水系统立体图见附件二五、逐点计算1、q a= K√10P0=115×√10×0.16=2.424L/s32A的计算内径是：d j=0.031m异径接头50A/32A的当量长度：0.45mV A-B=4×2.424/1000×3.14×0.0312=3.214m/sH A-B=i A-B L A-B=0.0000107×V A-B2×L A-B/ d j1.3=0.0000107×3.214×3.214×3.45/0.0311.3=0.035Mpa P B=0.16+0.035=0.195Mpa2、q B= K√10P B=115×√10×0.195=2.676L/s50A的计算内径是：d j=0.052mq B=2.424+2.676=5.1L/sV B-C=4×5.1/1000×3.14×0.0522=2.403m/sH B-C=i B-C L B-C=0.0000107×V B-C2×L B-C/ d j1.3=0.0000107×2.403×2.403×3/0.0521.3=0.009Mpa P C=0.195+0.009=0.204Mpa3、q C’=K√10P c=115×√10×0.204=2.738 L/s50A的计算内径是：d j=0.052m异径接头80A/50A的当量长度：0.75mq C=5.1+2.738=7.838L/sV C-D=4×7.838/1000×3.14×0.0522=3.693m/sH C-D=i C-D L C-D=0.0000107×V C-D2×L C-D/ d j1.3=0.0000107×3.693×3.693×3.75/0.0521.3=0.026Mpa P D=0.204+0.026=0.23Mpa4、q D’=K√10P D=115×√10×0.23=2.907 L/s80A的计算内径是：d j=0.081mq D=7.838+2.907=10.745L/sV D-E=4×10.745/1000×3.14×0.0812=2.086m/sH D-E=i D-E L D-E=0.0000107×V D-E2×L D-E/ d j1.3=0.0000107×2.086×2.086×3/0.0811.3=0.004Mpa P E=0.23+0.004=0.234Mpa5、q E’=K√10P E=115×√10×0.234=2.932 L/s80A的计算内径是：d j=0.081mq E=10.745+2.932=13.677L/sV E-F=4×13.677/1000×3.14×0.0812=2.656m/sH E-F=i E-F L E-F=0.0000107×V E-F2×L E-F/ d j1.3=0.0000107×2.656×2.656×3/0.0811.3=0.006Mpa P F=0.234+0.006=0.24Mpa6、q F’=K√10P F=115×√10×0.24=2.969 L/s80A的计算内径是：d j=0.081m异径接头200A/80A的当量长度：1.6mq F=13.677+2.969=16.646L/sV F-G=4×16.646/1000×3.14×0.0812=3.232m/sH F-G=i F-G L F-G=0.0000107×V F-G2×L F-G/ d j1.3=0.0000107×3.232×3.232×3.1/0.0811.3=0.009Mpa P G=0.24+0.009=0.249Mpa7、对于节点G，其流量和所需的工作压力为：q G=16.646L/sP G=0.249Mpa用管道特性系数B K1表示配水支管1的输水性能：令B K1= q G2/ P G=16.646×16.646/0.249=1112.81200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV G-H=4×16.646/1000×3.14×0.2072=0.495m/sH G-H=i G-H L G-H=0.0000107×V G-H2×L G-H/ d j1.3=0.0000107×0.495×0.495×14.95/0.2071.3= 0.0004Mpa P H=0.249+0.0004=0.2494Mpa配水支管2的流量：q H’=√B K1P H=√1112.81×0.2494=16.66L/s8、q H= q G+ q H’ =16.646+16.66=33.306L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV H-I=4×33.306/1000×3.14×0.2072=0.990m/sH H-I=i H-I L H-I=0.0000107×V H-I2×L H-I/ d j1.3=0.0000107×0.990×0.990×14.95/0.2071.3= 0.0012Mpa P I=0.2494+0.0012=0.2506Mpa配水支管3的流量：q I’=√B K1P I=√1112.81×0.2506=16.699L/s9、q I= q H+ q I’ =33.306+16.699=50.005L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV I-J=4×50.005/1000×3.14×0.2072=1.487m/sH I-J=i I-J L I-J=0.0000107×V I-J2×L I-J/ d j1.3=0.0000107×1.487×1.487×14.95/0.2071.3= 0.0028Mpa P J=0.2506+0.0028=0.2534Mpa配水支管4的流量：q J’=√B K1P J=√1112.81×0.2534=16.792L/s10、q J= q I+ q J’ =50.005+16.792=66.797L/s200A的计算内径是d j=0.207m三通200A/80A的当量长度为：12.3mV J-K=4×66.797/1000×3.14×0.2072=1.986m/sH J-K=i J-K L J-K=0.0000107×V J-K2×L J-K/ d j1.3=0.0000107×1.986×1.986×14.95/0.2071.3= 0.0049Mpa P K=0.2534+0.0049=0.2583Mpa11、设Ka处的工作压力为P Ka，则q Ka=K√10P Ka则80A的计算内径是d j=0.081mV Ka-Kb=4×115×√10P la/1000×3.14×0.0812×60=0.372×√10P KaH Ka-Kb=i Ka-Kb L Ka-Kb=0.0000107×V Ka-Kb2×L Ka-Kb/ d j1.3=0.0000107×0.372√10P la×0.372×√10P Ka×3/0.0811.3= 0.0011 P KaP Kb= P Ka+H Ka-Kb=1.0011 P Ka12、q Kb’=K√10P Kb=115×√10×1.0011 P Ka =6.064√P Kaq Kb= q Ka+ q Kb’ =6.061√P Ka+6.064√P Ka=12.125√P Ka80A的计算内径是d j=0.081m异径接头200A/80A的当量长度：1.6mV Kb-K=4×12.125√P la/1000×3.14×0.0812×=2.354√P laH Kb-K=i Kb-K L Kb-K=0.0000107×V Kb-K2×L Kb-K/ d j1.3=0.0000107×2.354√P Ka×2.354√P Ka×3.1/0.0811.3= 0.0048 P KaP K= P Kb+H Kb-K=1.0059 P KaP K=0.2583Mpa故P Ka=0.2568Mpa所以q Ka=K√10P Ka=115×√10×0.2568=3.071L/sq Kb=12.125√P Ka=6.144L/s13、系统的设计流量：Q S=∑qi=66.797+6.144=72.941L/s200A的计算内径为d j=0.207m200A的90度弯头的当量长度是6.2m200A的蝶阀的当量长度是5.2m200A的闸阀的当量长度是1.3m200A的止回阀的当量长度是17.0mV K-L=4×72.941/1000×3.14×0.207×0.207=2.169m/sH K-L=i K-L L K-L=0.0000107×V K-L2×L K-L/ d j1.3=0.0000107×2.169×2.169×188.9/0.2071.3=0.0737Mpa250A的计算内径为d j=0.250m250A的90度弯头的当量长度是7.6m250A的蝶阀的当量长度是6.3m250A的闸阀的当量长度是1.6m250A的止回阀的当量长度是21.1mV L-M=4×72.941/1000×3.14×0.250×0.250=1.487m/sH L-M=i L-M L L-M=0.0000107×V L-M2×L L-M/ d j1.3=0.0000107×1.487×1.487×270/0.2501.3=0.0387Mpa六、自动配水泵配管摩擦损失水头计算H A-B+ H B-C+ H C-D+ H D-E+ H E-F+ H F-G+ H G-H+ H H-I+ H I-J+ H J-K+ H K-L+ H L-M=3.5+0.9+2.6+0.4+0.6+0.9+0.04+0.12+0.28+0.49+0.15+7.37+3.87 =21.22m七、水泵扬程的计算水泵每秒钟出水量为:72.941L/s水泵扬程H=∑h+P0+Z式中H---水泵扬程或系统入口的供水压力(Mpa)∑h---管道沿程和局部水头损失的累计值(MPa)湿式报警阀和水流指示器取值0.02MpaP0---最不利点处喷头的工作压力(MPa),取值0.16MpaZ---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.(MPa)H=∑h+P0+Z=0.2122+0.04+0.16+0.1135=0.5257MPa。