自动喷淋系统的计算

自动喷淋系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警阀等组成。自动喷淋系统前十分钟所用水由设在高位水箱提供，十分钟至一小时的喷淋用水由地下室贮水池提供。根据规范中的要求选择闭式喷水灭火系统。

自动喷淋灭火系统的基本数据

(1)喷头的选择 《自动喷洒灭火系统设计规范》，闭式湿式自动喷水灭火系统适用范围：因管网及喷头中充水，故适用于环境温度为4～700C之间的建筑物内，所以选用闭式湿式喷头。

(2) 由于该建筑为中度危险等级，喷头总数大于800 个，故需进行分区，地下一层至五层为低区，六至二十七层为高区。本系统设置7个报警阀，每个报阀组控制的最不利喷头处，都设末端试水装置，每层最不利喷头处均设直径为25mm的试水阀。每个报警阀部位都设有排水装置，其排水管径为试水阀直径的2倍，取50mm。

(3)查高规，自动喷水灭火系统的基本设计数据见下表：    

表3-1

火灾危险等级	设计喷水强度 [L/(min·m2)]	作用面积 （m2）	喷头工作压力 (MPa)	设计喷量 (L/s)	喷头间距 (m)	每支喷头最大保护面积 (m2)	喷头与墙柱最大间距 (m)
中危险Ⅱ级	8	160	0.10	30.0	3.6	12.5	1.8

最不利点喷头最低工作压力不应小于0.05MPa。

(4)管径确定如下表

自动喷洒管径确定表

                                             表3-2

喷头数	1	3	4	8	12	32	64
公称直径(mm)	DN25	DN32	DN40	DN50	DN70	DN80	DN100

喷头的布置

根据建筑物结构与性质，本设计采用作用温度为68℃闭式吊顶型玻璃球喷头，喷头采用2.5m×3.0m和2.7m×3.0m矩形布置，使保护范围无空白点。

作用面积划分

作用面积选定为矩形，矩形面积长边长度：L=1.2=（1.2×）m=15.2m，短边长度为：10.5m。

  最不利作用面积在最高层（五层和二十七层处）最远点。矩形长边平行最不利喷头配水支管，短边垂直于该配水支管。

  每根支管最大动作喷头数n=（15.2÷2.5）只=6只

  作用面积内配水支管N=（10.5÷3）只=3.5只，取4只

  动作喷头数：（4×6）=24只

  实际作用面积：（15.2×9.8）=148.96﹤160

水力计算（采用作用面积）

从系统最不利点开始进行编号，直至水泵处，从节点1 开始，至水池吸水管为止，进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围的喷头，作用面积外的喷头不计。

计算结果见表3-6，表3-7其计算公式如下。

（1）作用面积内每个喷头出流量：

q = k  = 1.33× L / s

= 1.33L / s

（2）管段流量：Q=nq

（3）管道流速：v=KQ，K值见表3-4；

（4）管道压力损失：p，A值见表3-5；

K值表  

                                                                     表3-4

管径(mm)	25	32	40	50	70	80	100	125	150	200	250
钢管	1.833	1.05	0.80	0.47	0.283	0.204	0.115	0.075	0.053	—	—
铸铁管	—	—	—	—	—	—	0.1273	0.0814	0.0566	0.0318	0.021

管道比阻A值

                                                          表3-5（单位：）

公称管径（mm）	管材			公称管径（mm）	管材
	钢管	铸铁管			钢管	铸铁管
25	0.4367	——		80	0.001168	——
32	0.09386	——		100	0.0002674	0.0003653
40	0.04453	——		125	0.00008623	——
50	0.01108	——		150	0.00003395	0.00004185
70	0.002893	——		200	0.000009273	0.0000092029

表3—6低区最不利计算管路水力计算

管段	喷头数（只）	设计流量（L/s)	管径（mm）	管段长度（m）	流速系数	设计流速（m/s）	管段比阻（）	压力损失（kp）
1-2	1	1.33	25	2.5	1.883	2.44	0.4367	19.3
2-3	2	2.66	32	2.5	1.05	2.79	0.09386	16.6
3-4	3	3.99	40	2.5	0.80	3.20	0.04453	17.73
4-5	4	5.32	50	3.1	0.47	2.50	0.01108	9.84
5-6	5	6.65	50	3.0	0.47	3.13	0.01108	14.70
6-7	6	7.98	80	3.1	0.204	1.63	0.001168	2.31
7-8	12	15.96	150	2.7	0.053	0.85	0.00003395	0.24
8-9	18	23.94	150	2.4	0.053	1.27	0.00003395	0.47
9-10	18	23.94	150	25.3	0.053	1.70	0.00003395	4.96
10-泵	18	23.94	150	50.5	0.053	1.70	0.00003395	9.89
								96.04

表3—7高区最不利计算管路水力计算

管段	喷头数（只）	设计流量（L/s)	管径（mm）	管段长度（m）	流速系数	设计流速（m/s）	管段比阻（）	压力损失（kp）
1-2	1	1.33	25	2.7	1.883	2.44	0.4367	20.80
2-3	2	2.66	32	2.7	1.05	2.79	0.09386	17.93
3-4	3	3.99	40	3.1	0.80	3.20	0.04453	17.73
4-5	4	5.32	50	3.0	0.47	2.50	0.01108	9.84
5-6	5	6.65	50	2.4	0.47	3.13	0.01108	11.8
6-7	6	7.98	70	2.7	0.283	2.26	0.002893	4.98
7-8	12	15.96	100	2.7	0.115	1.84	0.0002674	1.84
8-9	18	23.94	150	2.7	0.053	1.27	0.00003395	0.53
9-10	18	23.94	150	20.2	0.053	1.70	0.00003395	3.97
10-泵	18	23.94	150	129.0	0.053	1.70	0.00003395	25.4
								114.9

校核

（1）设计流量校核

作用面积内喷头的计算流量为：Q=（18×1.33）L/s=23.94 L/s。

理论流量：Q=(21.33 L/s

=23.94/21.33≈1.13，满足要求。

（2）设计流速校核：表3-6和表3-7中，设计流速均满足v≤5m/s的要求。

（3）设计喷水强度的校核：从表3-6和表3-7中可以看出，高、低区系统计算流量Q=23.94 L/s=1436.4 L/min，系统作用面积为160，所以系统平均喷水强度为：1436.4/160=8.98 L/min﹥8 L/min，满足中危险级Ⅱ级建筑物防火要求。

    最不利点处作用面积内4只喷头围合范围内的平均喷水强度：

L/min=10.46 L/min﹥8 L/min，满足中危险级Ⅱ级建筑物防火要求。

喷洒泵的选型

低区喷洒泵选型

（1）喷洒泵设计流量：Q=23.94L/s；

（2）喷洒泵扬程相应的压力p：

沿程损失           =96.04 kp

局部损失           Σhs=0.2=19.21 kp

最不利点的工作压力   h m=0.1Mpa=100 Kpa

最不利点与水池最低水位高差静水压Z=21.6mH2o=2160 Kpa

则 P=+Σhs + h m  +  Z=96.04+19.21+100+2160

=2375.25 Kpa

= 23.75mH2o

所以喷洒泵的流量为Q=23.94L/s，扬程为23.75m，查规范选用 100DL-6 两台，一备一用，流量27.80L/S，扬程120m, 配套电机功率55kw。

3.6.2高区喷洒泵的选型

（1）喷洒泵设计流量：Q=23.94L/s；

（2）喷洒泵扬程相应的压力p：

沿程损失           =114.9 kp

局部损失           Σhs=0.2=22.98 kp

最不利点的工作压力   h m=0.1Mpa=100 Kpa

最不利点与水池最低水位高差静水压Z=98.4mH2o= 9840Kpa

则 P=+Σhs + h m  +  Z=114.9+22.98+100+9840

=10077.88Kpa

= 100.7788mH2o

所以喷洒泵的流量为Q=23.94L/s，扬程为100.7788m，查规范选用 100DL-6 两台，一备一用，流量27.80L/S，扬程120m, 配套电机功率55kw。