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自动喷水灭火系统设计流量的计算与分析

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1前言

自动喷水灭火系统，是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施，是应用最广泛、用量最大的自动灭

火系统。其自动化程度高、能够及时扑灭初期火灾，在国内外都被普遍采用。应用实践证明：该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。 国外应用自动喷水灭火系统已有一百多年的历史。在长达一个多世纪的时间内，一些经济发达的国家，从研究到应用，从局部应用到普遍推广使用，有过许许多多成功和失败的教训。自动喷水灭火系统不仅已经在高层建筑、公共建工业厂房和仓库中推广应用，而且发达国家已在住宅建筑中开始安装使用[1]。因此对自动喷淋系统进行研究分析显得尤为重要。 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001( 2005年版)中9.1系统的设计流量中规定了设计流量的计算方法,但设计人员在计算喷淋系统的流量时,通常先确定设置喷淋系统的场所的火灾危险等级,然后将该等级对应的喷水强度与作用面积相乘,即得到喷淋系统的设计流量,该设计流量是假定作用面积内所有喷头的工作压力和流量都等于最不利点喷头的工作压力和流量，忽略了管道阻力损失对喷头工作压力的影响,使设计流量有时就偏离于实际系统流量，有时会对系统的灭火效果产生一定的影响。因此,设计流量应按自动喷水灭火系统设计规范中9.1规定的计算方法进行详细的计算，与估算值进行比对，选择合理的喷淋泵，才能满足火灾情况下喷淋系统的实际需水量，达到灭火效果。

2研究对象

笔者对四个不同功能、不同危险等级的自动喷淋系统进行流量计算，并将计算结果与平时估算值相比较，进行分析与探讨。其中，进行水力计算时，选定的最不利点处作用面积均为矩形，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。 选取计算分析的四个自动喷淋系统概况如下： (1)建筑名称：齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼；危险等级：中危险I级；喷水强度：6L/min.m2 ；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：18个k80喷头。 (2)建筑名称：齐鲁外包城奥盛大厦办公楼；危险等级：中危险I级；喷水强度：6L/min.m2 ；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：21个k80喷头。 (3)建筑名称：济南齐源大厦地下二层车库；危险等级：中危险II级；喷水强度：8L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：17个k80喷头。 (4)建筑名称：莱芜银座超市商场；危险等级：中危险II级；喷水强度：8L/min.m2；末端最不利作用面积：160平方米；末端压力：0.05、0.10MPa；选取喷头数量：19个k80喷头。 ——一览消防英才网

3计算方法

根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）第9.1.3条规定：自动喷水灭火系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。 自动喷水灭火系统流量计算公式如下所示：

(1) Q＝dv

(2) （V≥1.2m/s） (3) 其中，i—管道单位长度的水头损失（MPa/m） Q—管道内的平均流量（m3/s）； q――喷头流量（L／min） h――喷头工作压力（MPa） v――管道内的平均水流速度（m/s） k――喷头流量系数，取80 dj――管道计算内径（m） L――当量长度（m）

4计算结果

4.1齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼 (1)图1为齐鲁软件大厦B座敞开式办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表1所示。

图1 系统1平面图

表1 系统1各喷头计算流量值

末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa

喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 1 0.94 11 1.37 1 1.33 11 1.94 2 1.14 12 1.13 2 1.62 12 1.60 3 1.23 13 1.26 3 1.74 13 1.79 4 1.23 14 1.54 4 1.74 14 2.18 5 1.14 15 1.65 5 1.62 15 2.34 6 0.94 16 1.65 6 1.33 16 2.34 7 1.13 17 1.54 7 1.60 17 2.18 8 1.37 18 1.26 8 1.94 18 1.79 9 1.47 总计 23.49 9 2.09 总计 33.25 10 1.47 10 2.09

不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为： ； (2)校核末端6个喷头的喷水强度为： 0.05MPa时：6.62L/s*60/61.2m2=6.49L/min.m2>6L/min.m2 0.10MPa时：9.38L/s*60/61.2m2=9.19L/min.m2>6L/min.m2 即都满足设计要求的喷水强度。

4.2齐鲁外包城奥盛大厦办公楼 (1)图2为齐鲁外包城奥盛大厦办公楼的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表2所示。 图2 系统2平面图

表2 系统2各喷头计算流量值 末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头 编号 流量（L/s) 1 0.94 12 1.36 1 1.33 12 1.93 2 1.12 13 1.81 2 1.58 13 2.56 3 1.13 14 2.14 3 1.59 14 3.03 4 1.31 15 1.96 4 1.85 15 2.77 5 1.55 16 1.90 5 2.19 16 2.69 6 1.57 17 2.26 6 2.21 17 3.19 7 1.48 18 2.06 7 2.10 18 2.91 8 1.76 19 1.54 8 2.48 19 2.18 9 1.77 20 1.83 9 2.51 20 2.58 10 1.26 21 1.67 10 1.78 21 2.36 11 1.49 总流量 33.91 11 2.11 总流量 47.96

不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为：

； (2)校核末端6个喷头的喷水强度为： 0.05MPa时：7.62L/s*60/54.2m2=8.43L/min.m2>6L/min.m2 0.10MPa时：10.75L/s*60/54.2m2=11.9L/min.m2>6L/min.m2 即都满足设计要求的喷水强度。 4.3济南齐源大厦地下二层车库

(1)图3为济南齐源大厦地下二层车库的自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表3所示。

图3 系统3平面图

表3 系统3各喷头计算流量值

末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa

喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s)

1 0.94 10 1.04 1 1.33 10 1.61 2 0.94 11 1.31 2 1.33 11 1.97 3 1.11 12 1.56 3 1.57 12 2.35 4 1.16 13 1.67 4 1.65 13 2.51 5 1.17 14 1.79 5 1.81 14 2.69 6 1.40 15 1.74 6 2.16 15 2.61 7 1.46 16 1.62 7 2.25 16 2.43 8 1.36 17 1.39 8 2.10 17 2.08

9 1.27 总计 22.94 9 1.95 总计 34.41 不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为：

(2)校核末端10个喷头的喷水强度为：

0.05MPa时：11.85L/s*60/82m2=8.67L/min.m2>8L/min.m2 0.10MPa时：17.76L/s*60/82m2=12.99L/min.m2>8L/min.m2 即都满足设计要求的喷水强度。 4.4莱芜银座城市广场超市商场

(1)图4为莱芜银座城市广场的超市商场自动喷淋系统末端，各喷头计算流量值如表4所示。

图4 系统4平面图

表4 系统4各喷头计算流量值

末端压力0.05MPa 末端压力0.10MPa

喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 喷头编号 流量（L/s) 1 0.94 11 1.36 1 1.33 11 1.92 2 1.13 12 1.51 2 1.60 12 2.13 3 0.99 13 1.81 3 1.40 13 2.56 4 1.31 14 1.8 4 1.86 14 2.54 5 1.58 15 1.50 5 2.23 15 2.12 6 1.57 16 1.65 6 1.85 16 2.34 7 1.31 17 1.98 7 2.22 17 2.81 8 1.37 18 1.97 8 1.93 18 2.79 9 1.64 19 1.64 9 2.32 19 2.32 10 1.63 总计 28.69 10 2.31 总计 40.58 不同末端压力下，计算值与常规概算的流量相差百分比为：

； (2 )校核末端7个喷头的喷水强度为： 0.05MPa时：8.83L/s*60/60.76m2=8.72L/min.m2>8L/min.m2 0.10MPa时：12.49L/s*60/60.76m2=12.33L/min.m2>8L/min.m2

5结论

将不同自动喷淋系统的流量计算值进行对比如表5所示：

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消防用水量的计算思路

消防用水量的计算思路

消防用水量的计算思路，只需要三步概述一起火灾灭火所需消防用水的设计流量应由建筑的室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾灭火系统、固定消防炮灭火系统、固定冷却水系统等需要同时作用的各种水灭火系统的设计流量组成，并应符合下列规定：1 应按需要同时作用的各种水灭火系统最大设计流量之和确定；2 两座及以上建筑合用消防给水系统时，应按其中一座设计流量最大者确定；3 当消防给水与生活、生产给水合用时，合用系统的给水设计流量应为消防给水设计流量与生活、生产用水最大小时流量之和。

计算生活用水最大小时流量时，淋浴用水量宜按15％计，浇洒及洗刷等火灾时能停用的用水量可不计.第一步：确定同一时间火灾起数工厂、仓库、堆场、储罐区或民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾起数和一起火灾灭火所需室外消防用水量确定。

同一时间内的火灾起数应符合下列规定:1、工厂、堆场和储罐区等，当占地面积小于等于100h㎡(1公顷）,且附有居住区人数小于或等于1。

5万人时,同一时间内的火灾起数应按1起确定;当占地面积小于或等于100h㎡，且附有居住区人数大于1.5万人时，同一时间内的火灾起数应按2起确定，居住区应计1起，工厂、堆场或储罐区应计1起；2、工厂、堆场和储罐区等，当占地面积大于100h㎡,同一时间内的火灾起数应按2起确定，工厂、堆场和储罐区应按需水量最大的两座建筑（或堆场、储罐)各计1起；3、仓库和民用建筑同一时间内的火灾起数应按1起确定。

第二步：确定火灾延续时间《消规》3。

6.2：甲、乙、丙类厂房、仓库：3h。

丁、戊类厂房、仓库：2h。

住宅:2h。

各个建筑：高层建筑中的商业楼、展览楼、综合楼，建筑高度大于50m的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级宾馆等为3h，其他公共建筑为2h。

地下建筑、地铁车站及汽车库:2h.人防工程:建筑面积不小于3000㎡的人防工程为2h，小于3000㎡的人防工程为1h。

自动喷水灭火系统设计规范

自动喷水灭火系统设计规范

自动喷水灭火系统设计规范GB50084－2001（局部修订条文）4.2.6 符合本规范5.0.6 规定条件的仓库，当设置自动喷水灭火系统时，宜采用早期抑制快速响应喷头，并宜采用湿式系统。

5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表 5.0.1 的规定。

表 5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数5. 0.1A 非仓库类高大净空场所设置自动喷水灭火系统时，湿式系统的设计基本参数不应低于表 5.0.1A 的规定。

表 5. 0.1A 非仓库类高大净空场所的系统设计基本参数5.0.5 设置自动喷水灭火系统的仓库，系统设计基本参数应符合下列规定：堆垛储物仓库不应低于表 5.0.5 、表5. 0.5A 的规定；货架储物仓库不应低于表 5.0.5 B 、表5. 0.5C 、表5.0.5D 的规定；当Ⅰ级、Ⅱ级仓库中混杂储存Ⅲ级仓库的货品时不应低于表 5.0.5 E 的规定。

货架储物仓库应采用钢制货架，并应采用通透层板，层板中通透部分的面积不应小于层板总面积的50 ％。

采用木制货架及采用封闭层板货架的仓库，应按堆垛储物仓库设计。

表 5.0.5 堆垛储物仓库的系统设计基本参数5. 0.5A 分类堆垛储物的Ⅲ级仓库的系统设计基本参数表 5.0.5 B 单、双排货架储物仓库的系统设计基本参数表 5.0.5 C 多排货架储物仓库的系统设计基本参数表 5.0.5 D 货架储物Ⅲ级仓库的系统设计基本参数表 5.0.5 E 混杂储物仓库的系统设计基本参数5.0.6 仓库采用早期抑制快速响应喷头的系统设计基本参数不应低于表5.0.6 的规定。

表 5.0.6 仓库采用早期抑制快速响应喷头的系统设计基本参数5.0.7 货架储物仓库的最大净空高度或最大储物高度超过本规范 5.0.5 、5.0.6 的规定时，应设货架内置喷头。

宜在自地面起每4m 高度处设置一层货架内置喷头，当喷头流量系数K=80 时，工作压力不小于0.20MPa, 当k=115 时，工作压力不小于0.10MPa ，喷头间距不应大于3m ，也不宜小于2m 。

消防用水量的计算思路

消防用水量的计算思路

消防用水量的计算思路，只需要三步概述一起火灾灭火所需消防用水的设计流量应由建筑的室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾灭火系统、固定消防炮灭火系统、固定冷却水系统等需要同时作用的各种水灭火系统的设计流量组成，并应符合下列规定：1 应按需要同时作用的各种水灭火系统最大设计流量之和确定；2 两座及以上建筑合用消防给水系统时，应按其中一座设计流量最大者确定；3 当消防给水与生活、生产给水合用时，合用系统的给水设计流量应为消防给水设计流量与生活、生产用水最大小时流量之和。

计算生活用水最大小时流量时，淋浴用水量宜按15％计，浇洒及洗刷等火灾时能停用的用水量可不计。

第一步:确定同一时间火灾起数工厂、仓库、堆场、储罐区或民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾起数和一起火灾灭火所需室外消防用水量确定。

同一时间内的火灾起数应符合下列规定：1、工厂、堆场和储罐区等，当占地面积小于等于100h㎡（1公顷），且附有居住区人数小于或等于1。

5万人时，同一时间内的火灾起数应按1起确定；当占地面积小于或等于100h㎡，且附有居住区人数大于1.5万人时，同一时间内的火灾起数应按2起确定，居住区应计1起,工厂、堆场或储罐区应计1起；2、工厂、堆场和储罐区等，当占地面积大于100h㎡，同一时间内的火灾起数应按2起确定,工厂、堆场和储罐区应按需水量最大的两座建筑（或堆场、储罐）各计1起;3、仓库和民用建筑同一时间内的火灾起数应按1起确定。

第二步：确定火灾延续时间《消规》3。

6。

2：甲、乙、丙类厂房、仓库:3h.丁、戊类厂房、仓库：2h。

住宅:2h。

各个建筑：高层建筑中的商业楼、展览楼、综合楼，建筑高度大于50m的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级宾馆等为3h,其他公共建筑为2h。

地下建筑、地铁车站及汽车库:2h.人防工程：建筑面积不小于3000㎡的人防工程为2h，小于3000㎡的人防工程为1h.《消规》3。

自动喷水灭火系统设计规范

自动喷水灭火系统设计规范

自动喷水灭火系统设计规范1 总则1.0.1 为了正确、合理地设计自动喷水灭火系统，保护人身和财产安全，制订本规范。

1.0.2 本规范合用于新建、扩建、改建的民用与工业建造中自动喷水灭火系统的设计。

本规范不合用于火药、炸药、弹药、火工品工厂、核电站及飞机库等特殊功能建造中自动喷水灭火系统的设计。

1.0.3 自动喷水灭火系统的设计，应密切结合保护对象的功能和火灾特点，积极采用新技术、新设备、新材料，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

1.0.4 设计采用的系统组件，必须符合国家现行的相关标准，并经国家固定灭火系统质量监督检验测试中心检测合格。

1.0.5 当设置自动喷水灭火系统的建造变更用途时，应校核原有系统的合用性。

当不适应时，应按本规范重新设计。

1.0.6 自动喷水灭火系统的设计，除执行本规范外，尚应符合国家现行的相关强制性标准2 术语和符号2.1 术语2.1.1 自动喷水灭火系统 sprinkler systems由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或者压力开关)等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。

2.1.2 闭式系统 close-type sprinkler system采用闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统。

1 湿式系统 wet pipe system准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水的闭式系统。

2 干式系统 dry pipe system准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。

3 预作用系统 preaction system准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。

4 重复启闭预作用系统 recycling preaction system能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。

2.1.3 雨淋系统 deluge system由火灾自动报警系统或者传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。