自动喷水灭火系统设计流量算式的探讨.doc

自动喷水灭火系统设计流量算式的探讨提要分析认为《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ84-85)和(GB50084-2001)中系统设计流量算式存在着不够完善或比较繁琐,且难实际操作的问题。提出以(GB50084-2001)第9.1.4条规定的喷水强度为基点,计算出系统最大和最小设计流量,再根据实际作用面积内安装的喷头数确定系统设计流量的算法。关键词自动喷水灭火系统设计流量算式1自动喷水灭火系统设计流量的计算《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ84-85)(以下简称“原自规”)第7.1.1条:“自动喷水灭火系统设计秒流量,宜按下式计算。”其算式为:Qs=1.15～1.30Q1(1)式中Qs———系统设计秒流量,L/s;Ql———喷水强度与作用面积的乘积,L/s。由式(1)可见,系统设计流量是以作用面积内全部喷头的喷水量至少应等于规范规定的喷水强度为基点,再考虑水力计算,是从作用面积内最不利点处算起,其它有利点处喷头工作压力较最不利点处大,因此用1.15～1.30的系数作流量修正系数。这种算式只能算是一种估算,因为它没有考虑作用面积内安装的喷头数量和实际的喷水不均匀性。《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(以下简称“新自规”)9.1.3条:“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。”其表达式为(2)式中Qs———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的喷头数。算式(2)看来比较完善,但实际如何操作,条文没有说明。我们认为首先必须搞清楚,一“最不利点处作用面积”如何界定?二作用面积内喷头节点流量计算时,起始点喷头工作压力如何设定?“最不利点处作用面积”,易误解为:离喷淋水泵供水最高、最远处的作用面积。我们认为:算式所指的“最不利点处的作用面积”显然不是以喷淋水泵供水有利、不利考虑。因为以此考虑,当最高、最远处仅在走道处设置单排喷头的闭式系统,按“新自规”5.0.2条及其条文说明,其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定。对中危险级I级采用标准喷头,喷头工作压力为0.05MPa时,为达到6L/(min·m2)平均喷水强度,喷头间距为3.16m,则喷头覆盖全部走道面积时最多开放的喷头数不会超过9只;如疏散距离短,则开放喷头数更少。因此其喷水的总流量就小,不能满足其它部位作用面积发生火灾时所需的喷水强度要求。“原自规”7.1.1算式与喷淋泵供水有利、不利也没有关联。因此可以认定算式的“最不利点处作用面积”是指系统设计流量最大的作用面积。实际水力计算时,各喷头节点工作压力大小还取决于计算时起始点喷头设定的工作压力值和配水支管、配水管管径及其长度。起始点喷头设定的工作压力值,规范规定不应低于0.05MPa,一般设计常用0.05MPa。实际上,此压力值的选取要受“新自规”9.1.4条的制约。“新自规”9.1.4条提到:“最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度,轻危险级、中危险级不应低于本规范表5.0.1规定值的85%...。”与“新自规”9.1.3条条文说明中提到的美国标准的规定:“作用面积内每只喷头在工作压力下的流量应能保证不小于最小喷水强度与一个喷头保护面积的乘积”是一致的。因此,可以推导出,喷头的设定工作压力值要符合下式:式中q———起始点喷头在设定的工作压力下的出流量,L/min;S———最小喷水强度,中危险级Ⅰ级为6×85%=5.1L/(min·m2),Ⅱ级:8×85%=6.8L/(min·m2);F———一个喷头的保护面积,m2;K———喷头流量系数,标准喷头K=80;P0———起始点喷头设定的工作压力值,MPa。因此设计计算时,作用面积内起始点喷头设定的工作压力值,既要看喷头设置场所火灾的危险等级,又要看喷头布置间距和一个喷头保护的面积大小。不能简单地用“系统最不利点处喷头工作压力,不应低于0.05MPa”这一条取值0.05MPa。综上所述,在明确“新自规”9.1.3条“最不利点处作用面积”含义及影响系统设计流量计算诸因素,就可以用“新自规”9.1.3条算式计算系统的设计流量。但算式比较繁琐,如一般较大的工程项目都是两阶段设计,后一阶段设计对前阶段设计的系统管道总会有些修改,系统设计流量是否因此要进行二次计算?再如施工过程中,由于种种原因配水管、配水支管位置,甚至喷头位置、数量调整也是经常发生的,系统设计流量要不要修改?在实际自动喷水灭火系统设计中,不但存在着上、下层管道系统中水压的不平衡。即使在同一层中,当保护面积较大时,由于设计是按最不利作用面积内的喷头计算,则在系统中的有利作用面积内的喷头压力就大,出流量也大,是否还要计算?那将不胜其烦,也难实际操作。为此提出以“新自规”9.1.4条规