自动喷洒水力计算程序的编制.doc

自动喷洒水力计算程序的编制自动喷水灭火系统出现于19世纪初期，是当今世界普遍使用的固定自动灭火系统，其控、灭火效率已为国内外无数次灭火实例所证实。我国第一本《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ84—85）于1985年出版，1986年7月1日起实施。1996年，为了更好地与国际接轨，贯彻国家“预防为主、防消结合”的消防工作方针，在总结我国自动喷水灭火系统的科研成果、设计和使用现状的基础上，广泛征求各部门意见，同时参考发达国家相关标准，对原《喷规》进行了修订。新的《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2001）于2001年7月1日起实施。对于自动喷水灭火系统，其水力计算是保证系统可靠性、合理性与经济性的一项重要手段，合理计算才能确保系统正常运行。系统的水力计算就是管网计算，是根据具体工程在规范规定的作用面积和喷水强度等设计参数条件下，通过计算确定系统设计流量、系统所需水压力以及系统管网的经济管径等。一、国内外的自动喷水灭火系统的水力计算方法1、国外自动喷洒水力计算方法（1）英国《自动喷水灭火系统安装规则》（BS5306—Part2—1990）规定：应由水力计算确定系统最不利点处作用面积的位置，此作用面积的形状应尽可能接近矩形。配水管计算应保证最不利点处作用面积内的最小喷水强度符合规定。当喷头按正方形、长方形或平行四边形布置时，喷水强度的计算，取上述四边形顶点上四个喷头的总水量并除以4，再除以四边形的面积求得。（2）美国《自动喷水灭火系统安装标准》（NFPA—131996版）规定：对于所有按水力计算要求确定的设计面积应是矩形面积，其长边应平行于配水支管，边长等于或大于作用面积平方根的1.2倍。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。水力计算应从最不利点喷头开始，每个喷头开放时的工作压力不应小于该点的计算压力。（3）德国《喷水装置规范》（1980年版）规定：首先确定作用面积的位置，要求出作用面积内的喷头数。要求各单独喷头的保护面积与作用面积所有喷头的平均保护面积的误差不超过20%。2、我国的两种水力计算方法在新《喷规》颁布实施前，国内现行的设计手册以及教材中自动喷水灭火系统采用的水力计算方法有两种：一是作用面积法；一是逐点法。（1）作用面积法，即估算法。在水力计算时，假设每个喷头的喷水量均相等，且每个喷头的喷水量至少等于规定的喷水强度，对轻、中危险级，其设计供水量取系统喷水强度和作用面积乘积的1.15~1.30倍。该计算方法较简便，但忽略了喷头的实际喷水量随喷水压力改变而改变的实际情况，系统的设计流量及水头损失与实际情况可能相差很大。（2）逐点法。从系统最不利点喷头开始，沿程逐个计算各喷头的工作压力、喷水量以及各管段的累计流量、水头损失，采用特性系数法计算各支管流量，直到管段累计流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再增加，仅计算水头损失。这种计算方法虽然考虑了喷头出流量随压力改变的规律，但计算时从最不利点起逐个计算至设计流量，不符合火灾发展的一般规律。二、修订版《喷规》的水力计算方法以及计算程序的编制1、新《喷规》水力计算部分的修订新的《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2001）与以前的《喷规》相比较改动较大，其中水力计算方面的改动主要体现在：（1）水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形。火灾时，由于对流和风的影响，作用面积的形状以矩形更为合理。（2）系统的设计流量应按最不利点处作用面积内喷头的总流量确定，并对几种特殊情况下系统的设计流量作出了规定。实际上，火灾发生时，一般是自火源点呈辐射状向四周蔓延，只有失火区上方的喷头才会开启，因此系统的设计流量按最不利点处作用面积内各喷头同时喷水的总流量确定是合理的。（3）管道的直径应经过水力计算确定；管道内的流速宜采用经济流速。只有经过水力计算确定的管径才能做到既经济又合理。（4）管道的局部水头损失，宜采用当量长度法计算。原规范规定：自动喷水系统管道的局部水头损失，可按沿程水头损失的20%计算，而英、美、日德等国规范均采用当量长度法。系统的局部水头损失如果只在最后按照沿程损失的一定比例计算，不仅忽略了每个工程的特殊性，也忽略了局部水头损失对喷头喷水压力的影响，会造成较大的误差。（5）危险等级等设计参数作了调整。修订版规范与原规范相比，各危险等级的喷水强度以及系统作用面积等都有较大改动。因此，现行的手册、教材以及一些文献中所介绍的水力计算方法、设计参数以及其它内容已经不符合新《喷规》的规定，不能满足实际工程设计计算的需要，有必要依照新《喷规》给出一种合理、简便的计算方法。2、本计算程序所采用计算方法由于大多数工程采用的皆为枝状管网系统，因此本程序主要针对枝状管网编制。（1）基于新《喷规》的水力计算方法步骤如下：分析、判断