消火栓给水系统计算的主要任务,是根据室内消火栓消防水量的要求,进行合理的流量分配后,确定给水系统管道的管径,系统所需水压、水箱的设置高度、容积和消防水泵的型号等。
1.室内消火栓口处所需水压力
消火栓口所需的水压按下列公式计算:
px=pq+pd+pk (2-5)
式中 px——消火栓口的水压(kPa);
pd——水带的压力损失(kPa);
pk——消火栓栓口水头损失(kPa),按20kPa计算;
pq——水枪喷嘴处的压力(kPa)。
pq=Hqγ (2-6)
式中 Hq——水枪喷嘴处的压头(m);
γ——水的容重(kN/m3)。
水枪喷嘴处的压头与充实水柱的关系为
式中 Hm——消火栓口的水压(kPa);
φ——与水枪喷嘴口径有关的实验数据,见表2-4;
αf——与Hm有关的实验数据,见表2-5。
表2-4 系数φ值
表2-5 系数αf值
设计时根据规范对最小流量的要求和充实水柱的要求,也可以直接查表2-7确定水枪喷嘴处的压力。
水流通过水带的压力损失按下式计算:
pd=AdLdq2xγ (2-8)
式中 pd——水带的压力损失(m);(www.daowen.com)
Ad——水带的比阻,可采用表2-6值;
Ld——水带的长度(m);
qx——水枪的射流量(L/s)。
表2-6 水带的比阻Ad值
2.水枪的实际射流量
水枪的实际射流量按下式计算:
式中 qx——水枪的射流量(L/s);
B——水枪水流特性系数,与水枪口径有关,可查表2-7;
Hq——水枪喷嘴处的压头(m)。
表2-7 水枪水流特性系数B
设计时根据规范对最小流量的要求和充实水柱的要求,可以直接查表2-8确定消火栓口处所需水压力,很方便。表中水带的长度Ld按25m计。
表2-8 Hm-Hq-qx计算成果表
(续)
3.消防管网水力计算
消防管网水力计算的主要目的在于计算消防给水管网的管径、消防水泵的流量和扬程,并确定消防水箱的设置高度。
由于建筑物发生火灾地点的随机性,以及水枪充实水柱数量的限定(即水量限定),在进行消防管网水力计算时,对于枝状管网应首先选择最不利立管和最不利消火栓,以此确定计算管路,并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配,低层建筑消防立管流量分配应按表2-1确定。对于环状管网(由于着火点不确定),可假定某管段发生故障,仍按枝状网进行计算。在最不利点水枪射流量确定后,以下各层水枪的实际射流量应根据消火栓口处的实际压力计算。在确定了消防管网中各管段的流量后,通常可从钢管水力计算表中直接查得管径及单位管长沿程水头损失值。
低层建筑消火栓给水管网管径不得小于DN50,高层建筑消火栓给水管网管径不得小于DN100。消火栓给水管道中的流速一般以1.4~1.8m/s为宜,不允许大于2.5m/s。消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同,其局部水头损失按管道沿程水头损失的10%采用。
当有消防水箱时,应以水箱的最低水位作为起点选择计算管路,计算管径和水头损失,确定水箱的设置高度或补压设备。当设有消防水泵时,应以消防水池最低水位作为起点选择计算管路,计算管径和水头损失,确定消防水泵的扬程。
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