消防风管水力计算

风路系统水力计算之邯郸勺丸创作1 水力计算方法简述目前，风管经常使用的的水力计算方法有压损平均法、假定流速法、静压复得法等几种。

1.压损平均法（又称等摩阻法）是以单位长度风管具有相等的管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量和分配到的作用压力，确定风管的尺寸，并结合各环路间压力损失的平衡进行调整，以包管各环路间的压力损失的差额小于设计规范的规定值。

这种方法对于系统所用的风机压头已定，或对分支管路进行压力损失平衡时，使用起来比较方便。

2.假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标，这个空气流速应依照噪声控制、风管自己的强度，并考虑运行费用等因素来进行设定。

根据风管的风量和选定的流速，确定风管的断面尺寸，进而计算压力损失，再按各环路的压力损失进行调整，以达到平衡。

各并联环路压力损失的相对差额，不宜超出15%。

当通过调整管径仍无法达到要求时，应设置调节装置。

3.静压复得法（略，具体详见《实用供热空调设计手册》之11.6.3）对于低速机械送（排）风系统和空调风系统的水力计算，大多采取假定流速法和压损平均法；对于高速送风系统或变风量空调系统风管的水力计算宜采取静压复得法。

工程上为了计算方两项进行叠加时，可归纳为下表的3种方法。

2 通风、防排烟、空调系统风管内的空气流速2.1 通风与空调系统风管内的空气流速宜按表2-1采取风管内的空气流速（低速风管）表2-1注：1 表列值的分子为推荐流速，分母为最大流速。

2.2 有消声要求的通风与空调系统，其风管内的空气流速宜按表2-2选用风管内的空气流速（m/s）表2-2注：通风机与消声装置之间的风管，其风速可采取8~10m/s。

2.3 机械通风系统的进排风口风速宜按表2-3机械通风系统的进排风口空气流速（m/s）表2-32.4暖通空调部件的典型设计风速，按表2-4采取。

暖通空调部件的典型设计风速（m/s）表2-42.5送风口的出口风速，应根据建筑物的使用性质、对噪声的要求、送风口形式及装置高度和位置等确定，可参照表2-5及表2-6的数值。

计算原理参照《全国民用建筑工程设计技术措施2009》，《建筑给水排水工程》（中国建筑工业出版社） 基本计算公式1、最不利点消火栓流量： q xh BH q =式中：q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) （依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值）B -- 水枪水流特性系数H q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压（mH 2 O ） 2、最不利点消火栓压力：222++=++=Bq q L A H H h H xhxhd d skq d xh式中：H xh -- 消火栓栓口的最低水压(0.010MPa) h d --消防水带的水头损失(0.01MPa)h q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(0.01MPa) A d -- 水带的比阻 L d -- 水带的长度(m)q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) B-水枪水流特性系数H sk -- 消火栓栓口水头损失，宜取0.02Mpa 3、次不利点消火栓压力：j f xh xh h h H H +++=层高最次 式中：H 层高 -- 消火栓间隔的楼层高(m)H f+j -- 两个消火栓之间的沿程、局部水头损失(m) 4、次不利点消火栓流量： BL A H q d d xh xh 12+-=次次 （依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值） 5、流速V ：24jxhD q v π=式中：q xh -- 管段流量L/sD j -- 管道的计算内径（m ） 6、水力坡降：3.1200107.0jd 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）7、沿程水头损失：=h⨯Li沿程式中：L -- 管段长度m8、局部损失（采用当量长度法）：=h⨯iL(当量)局部式中：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) 计算参数：水龙带材料：麻织水龙带长度：20m水龙带直径：65mm水枪喷嘴口径：19mm充实水柱长度：10 m计算结果:入口压力:69.83 米水柱。

风管水力计算局阻系数估算
1. 圆形或矩形弯头：ξ=0.5；
2. 带导流叶片圆形或矩形弯头：ξ=0.3；
3. T形合流三通：ξ=0
4. T形分流三通：ξ31=1.0；ξ21=0.35；
5. Y形分流、合流三通：ξ31=ξ21=0.30；
6.矩形渐扩管：ξ=0.28（对应小断面动压）
7.矩形渐缩管：ξ=0.11（对应小断面动压）
8.圆形渐扩管：ξ=0.4（对应小断面动压）
9.圆形渐缩管：ξ=0.11（对应小断面动压）
10.突然缩小：ξ=0.5（对应小断面动压）
11.突然扩大：ξ=1.0（对应小断面动压）
12.管内多叶调节阀：ξ=0.52（0°）
13.蝶阀：ξ=0.28（5°）
14.伞形罩：ξ=0.4
15.风机出口：ξ=0.7
16.侧面送风口：ξ=2.04
17.直观端部的网格（即带过滤网的直风管）：ξ=1.0；有网格的直管（镀锌铅丝网封堵进、排风口）：进风ξ=2.4，排风ξ=1.0；
18.防雨百叶风口：进风ξ=0.5；排风ξ=1.5；
19.孔板送风口：风速0.5m/s,ξ=2.3；风速3.0m/s,ξ=3.73;内插法计算。

20．带调节阀活动百叶送风口：ξ=2.0；
21.散流器：ξ=1.28
22.风帽：伞形，ξ=0.75；锥形，ξ=1.6；筒形，ξ=1.2；
23.回风口FK-5型风口过滤器：ξ=3.0~4.0
24.消声器：L=1m，ξ=1.0；
25：软接头：ξ=0.5
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1、对各管段进行编号，标注管段长度和风量2、选到管段1-2-3-4-5-6 为最不利环路，逐步计算摩擦阻力和局部阻力管段1-2 ：摩擦阻力部分：L=2300,单位长度摩擦阻力Rm=0.88Pa △ Pm1-2=0.88*2.3=2Pa 局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有双层百叶送风口、渐扩口、弯头、多页调节阀、裤衩三通双层百叶送风口：查得Z =3,渐扩口：查得Z =0.6弯头：Z =0.39多页调节阀：Z =0.5裤衩三通：Z =0.4 , V=3.47m/s汇总的1-2 段的局部阻力为=(3+0.6+0.39+0.5+0.4 )*1.2*3.47*3.47/2=35.3Pa 所以1-2 段的总阻力为：35.3+2=37.3Pa管段2-3：摩擦阻力部分：L=2250,单位长度摩擦阻力Rm=1.0Pa △ Pm1-2=1.0*2.25=2.25Pa 局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有多页调节阀、裤衩三通多页调节阀：Z =0.5裤衩三通：Z =0.4 , V=4.34m/s汇总的2-3 段的局部阻力为=(0.5+0.4 )*1.2*4.34*4.34/2=10.2Pa所以2-3 段的总阻力为： 2.25+10.2=12.5Pa管段3-4：摩擦阻力部分：L=8400 单位长度摩擦阻力Rm=1.33Pa △Pm1-2=1.33*8.4=11.2Pa局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有四通：Z =1 , V=5.56m/s局部阻力=1*1.2*5.56*5.56/2=18.5Pa所以管段3-4 的总阻力为：11.2+18.5=29.7Pa管段4-5 ：摩擦阻力部分：L=1100,单位长度摩擦阻力Rm=0.93Pa △ Pm1-2=0.93*1.1=1.023Pa局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有70C防火阀、静压箱70C多页调节阀：Z =0.5 , V=5.56m/s静压箱的阻力约30Pa局部阻力=0.5*1.2*5.56*5.56/2+30=39.25Pa所以管段4-5 的总阻力为： 1.023+9.25+30=40.25Pa管段5-6 ：单层百叶风口：Z =3, V=3.17m/s静压箱的阻力约30Pa局部阻力=3*1.2*3.17*3.17/2+30=48Pa所以管段5-6 的总阻力为：48Pa机外余压=机外静压+机外动压=沿程阻力+局部阻力+风管系统最远送风口的动压=37.3+12.5+29.7+40.25+48+1.2*3.47*3.47/2=175Pa机外静压=机外余压- 设备出口处的动压=175-1.2*5.56*5.56/2=156.5Pa风管不平衡率的计算：风管4-7-8 的总阻力为：管段8-7：摩擦阻力部分：L=2300,单位长度摩擦阻力Rm=0.89Pa △ Pm1-2=0.89*2.3=2Pa局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有双层百叶送风口、渐扩口、弯头、多页调节阀、裤衩三通双层百叶送风口：查得Z =3,渐扩口：查的Z =0.6弯头：Z =0.39多页调节阀：Z =0.5裤衩三通：Z =0.4，V=3.47m/s汇总的8-7 段的局部阻力为=(3+0.6+0.39+0.5+0.4 )*1.2*3.47*3.47/2=35.3Pa 所以8-7 段的总阻力为：35.3+2=37.3Pa管段7-4：摩擦阻力部分：L=2250,单位长度摩擦阻力Rm=1.01Pa △ Pm1-2=1.01*2.25=2.25Pa 局部阻力部分：该段的局部阻力的部件有多页调节阀、裤衩三通多页调节阀：Z =0.5四通：Z =1.3 , V=4.34m/s汇总的2-3 段的局部阻力为=(0.5+1.3 )*1.2*4.34*4.34/2=20.34Pa所以7-4 段的总阻力为： 2.25+20.34=22.6Pa所以：管段8-7-4 的总阻力为37.3+22.6=59.9Pa风管4-3-2-1 的总阻力为：37.3+12.5+29.7=79.5Pa不平衡率的核算：不平衡率=79.5-59.9/79.5=24.6% > 15%但因系统中增加了手动调节阀，所以可以通过调节阀门开启度来调节系统阻力，进而使系统达到平衡。

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。

建筑消火栓给水自动喷水灭火系统水力计算及布置消防给水系统是建筑物的重要组成部分之一，它提供了火灾时的紧急灭火和人员疏散所需的灭火水源。

消火栓给水系统和自动喷水灭火系统是常用的两种方式。

在对消火栓给水及自动喷水灭火系统进行水力计算和布置时，需要注意以下几个方面：1.消火栓给水系统的水力计算：消火栓给水系统是通过消防给水泵将水源输送至消火栓，供消防人员使用消防水枪进行灭火。

水力计算的主要目的是确定泵的容量和增压高度。

消火栓给水系统的最小出口压力应满足消防水枪的需求，并根据建筑物的高度、水源的供水压力、管道的水泵、消防水带的长度和水流速度等参数进行计算。

水力计算的公式如下：p = p0 + ρgh + Δp其中，p为所需出口压力，p0为环境压力，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为高度差，Δp为水流阻力造成的压力损失。

2.自动喷水灭火系统的水力计算：自动喷水灭火系统主要是通过水源和喷头进行灭火。

水力计算的目的是确定泵的容量和管道的尺寸。

自动喷水灭火系统的水泵应能提供足够的压力和流量，以确保火灾发生后能够及时提供足够的灭火水量。

水力计算的参数包括建筑物的高度、水源的供水压力、管道的长度和管径、总管的压力损失、水流速度、喷头的数量和喷头间距等。

3.消火栓给水、自动喷水灭火系统的布置：消火栓给水系统的布置应根据建筑物的类型、使用性质、火灾危险程度和建筑结构等因素进行合理的选择和布置。

消火栓应设置在易于人员疏散的位置，水源与泵房的位置应尽可能靠近，且供水管道应有足够的容量和增压能力。

自动喷水灭火系统的布置应根据建筑物的功能区域和火灾危险性进行合理的选择和布置。

关键区域如电气设备间、油库、仓库等应设置自动喷水灭火系统，并且喷头的数量和间距应满足灭火水量的要求。

总之，消火栓给水、自动喷水灭火系统的水力计算和布置需要综合考虑建筑物的特点和需求，以确保系统能够有效地提供灭火水源，保障人员的生命安全和建筑物的财产安全。

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。

消防水管径计算一、引言消防水管径计算是指根据建筑物的用途、面积、高度以及火灾风险等因素，计算出合适的消防水管的直径，以确保在火灾发生时能够提供足够的水量和压力，有效灭火和救援。

二、计算方法消防水管径的计算通常使用下述两种方法：定额法和水力计算法。

1. 定额法定额法是根据建筑物的用途和面积，按照国家相关标准规定的消防水源供水定额来确定消防水管的直径。

根据《建筑设计防火规范》等相关规范，可以查找到各类建筑物的消防水源供水定额，然后根据定额计算公式进行计算。

2. 水力计算法水力计算法是根据建筑物的用途、面积、高度以及火灾风险等因素，通过水力计算软件模拟计算出消防水管的直径。

水力计算法更加精确，能够考虑到更多的因素，但需要专业的水力计算软件和相关数据。

三、定额法计算示例以某商业建筑为例，该建筑的建筑面积为5000平方米，根据《建筑设计防火规范》规定，商业建筑的消防水源供水定额为0.2L/(s•㎡)。

根据定额法计算消防水管的直径如下：消防水管直径 = 根号下（消防水源供水定额 ×建筑面积）/ 速度系数假设速度系数为1.5，代入数据进行计算：消防水管直径 = 根号下（0.2 × 5000）/ 1.5 ≈ 23.09mm根据计算结果，该商业建筑的消防水管直径为约23.09mm。

四、水力计算法计算示例以某住宅小区为例，该小区由10栋建筑物组成，每栋建筑物的建筑面积为2000平方米，小区的总高度为30米，根据火灾风险评估，该小区的火灾风险系数为0.8。

使用水力计算软件进行计算如下：1. 输入建筑物信息：建筑面积、高度、火灾风险系数等。

2. 设置消防水源供水压力和水流量。

3. 进行水力计算，软件根据建筑物信息和设定的水流量、压力等参数，计算出合适的消防水管直径。

根据计算结果，该住宅小区的消防水管直径为30mm。

五、注意事项1. 在进行消防水管径计算时，应遵循国家相关标准和规范，确保计算结果的准确性和合理性。

室外消防管道施工方案水力计算与系统调试1. 引言在建筑安全中，消防系统的设计和施工显得尤为重要。

室外消防管道作为火灾扑救的核心部分，其水力计算和系统调试的正确与否直接关系到火灾事故的防控效果。

本文将侧重于室外消防管道施工方案的水力计算与系统调试方法。

2. 水力计算2.1 水源供给计算根据项目的需求，水源供给计算是室外消防管道施工方案中的首要环节。

计算时需考虑建筑物的高度、灭火剂的喷射距离等参数，以保证消防系统正常运行。

2.2 管道管径的确定根据建筑物的火灾风险等级和喷淋系统的种类，确定消防管道的管径至关重要。

使用合适的管径能够保证系统水力平衡，提高灭火效果。

针对每个消防栓、消防泵等节点进行水力计算，并根据计算结果调整管道的管径。

2.3 喷头数量及喷淋设计喷头数量的确定需要考虑建筑物的结构、布局以及灭火要求等因素。

通过水力计算，根据不同区域的出水量要求，合理布置喷头，确保消防系统的灭火效果。

3. 系统调试3.1 泵站调试在室外消防管道施工阶段，泵站的调试是至关重要的一步。

通过启动消防泵、检查水源供给稳定性、调整泵站参数等操作，保证泵站的正常运行。

同时，进行流量和压力的测试，以确保系统的水力平衡。

3.2 喷头调试喷头调试是系统调试的关键环节。

通过逐一检查每个喷头的安装质量、设置方向、碰撞状态等，确保每个喷头在使用过程中能够正常工作，提供足够的喷水量和喷洒范围。

3.3 消防栓调试消防栓作为室外消防管道的出水口，其正常运行对于灭火有着重要作用。

调试时需确保消防栓管路畅通、开启和关闭操作正常，并测试消防栓的出水量和压力，以满足灭火需求。

4. 施工方案优化室外消防管道施工方案的优化不仅包括水力计算和系统调试，还需要考虑施工过程中的安全性和经济性。

合理选择施工材料、工艺和工期等因素，确保施工方案的可行性和效益。

5. 结论室外消防管道施工方案中的水力计算与系统调试是保障消防系统正常运行和灭火效果的重要环节。

通过合理的水力计算，确定消防管道的管径和喷头布置，以及精确的系统调试，能够最大程度地提升消防系统的安全性和可靠性，保护人员和财产的生命安全。