消火栓計(jì)算題(共13頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上消火栓計(jì)算題某高級(jí)酒店，地下一層，地上16層，層高3.1米，建筑總高度為50.7米，總建筑面積為31500平方米。市政外網(wǎng)管徑為DN300，有兩根引入管，管徑為DN100，市政水壓力為0.3MPa，假定室外管網(wǎng)可滿(mǎn)足室外消防用水量。試計(jì)算室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1，平面布置見(jiàn)圖2。圖1 消火栓系統(tǒng)圖圖2 消火栓平面布置圖解：1. 消火栓間距的確定（1）消火栓充實(shí)水柱長(zhǎng)度確定消火栓充實(shí)水柱按下面三種方法計(jì)算：1）根據(jù)公式計(jì)算 （1）式中 水槍的充實(shí)水柱長(zhǎng)度，m； 為保護(hù)建筑物的層高，m； 水槍傾角，取450。該酒店層高為3m，代入（1）式計(jì)算得，3m。2

2、）按規(guī)范確定根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 500162006（下文簡(jiǎn)稱(chēng)低規(guī)）第8.4.3條規(guī)定，水槍的充實(shí)水柱應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定，甲、乙類(lèi)廠房、層數(shù)超過(guò)6層的公共建筑和層數(shù)超過(guò)4 層的廠房（倉(cāng)庫(kù)），不應(yīng)小于10m；故本建筑的充實(shí)水柱長(zhǎng)度不應(yīng)小于10m，即10m。3）根據(jù)水槍出水量確定 根據(jù)規(guī)范規(guī)定的充實(shí)水柱確定采用同種規(guī)格的消火栓，充實(shí)水柱長(zhǎng)度 =10m,水槍噴口直徑 df=19mm,水帶長(zhǎng)度 Ld=25m，采用直徑d=65mm襯膠水帶。水槍噴嘴處出水壓力按下式計(jì)算： （2）式中 實(shí)驗(yàn)系數(shù)，與充實(shí)水柱長(zhǎng)度有關(guān)，；實(shí)驗(yàn)系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)；水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度，m；水槍噴嘴處造成一定長(zhǎng)度的充實(shí)水柱所需的壓

3、力，kPa；查表得=1.30，=0.0097，代入（2）式中得： mH2O水槍出水量按下式計(jì)算： (3)式中 水槍射流量，L/s； B水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，df=19mm時(shí)，取1.577； 同（2）式，mH2O。將=13.58 mH2O，B=1.577代入（3）式得：規(guī)范規(guī)定每支水槍最小流量為=5L/s，所以當(dāng)=10m時(shí)，水槍出水量不滿(mǎn)足規(guī)范要求。 根據(jù)水槍最小出流量反算消火栓充實(shí)水柱長(zhǎng)度根據(jù)下式計(jì)算： （4）式中 同（2）式； 每支水槍最小出流量，L/s； B同（3）式。取=5L/s，B=1.577代入（4）式中得：根據(jù)水槍噴口處壓力計(jì)算：將（2）式變形得： （5）式中 同（

4、2）式。將上述數(shù)據(jù)代入（5）式中可得：=114.5kPa=11.45 mH2O所以，=11.45 mH2O，取12 mH2O根據(jù)=12 mH2O可再計(jì)算水槍的實(shí)際出流量：此時(shí)的水槍噴嘴處壓力： （6）式中 、同（2）式，=12 mH2O，代入（6）可得：水槍口實(shí)際出水流量為：本設(shè)計(jì)選用65mm襯膠水帶，水帶長(zhǎng)度25m，查表得水帶阻力系數(shù)=0.00172，計(jì)算水帶水頭損失； （7）式中 水帶水頭損失，kPa；水帶阻力系數(shù)；水帶長(zhǎng)度，m；同（3）式。將=0.00172，=25m，=5.2L/s代入（7）得：=1.16 mH2O消火栓局部水頭損失為=2 mH2O；根據(jù)下式計(jì)算最不利消火栓口壓力： （

5、8）式中 消火栓口水壓，kPa；水槍噴嘴處的壓力，kPa； 水帶的水頭損失，kPa；消火栓栓口水頭損失，kPa。=169+11.6+20=200.6kPa=20.06 mH2O。（2）消火栓保護(hù)半徑的確定消火栓保護(hù)半徑按下式計(jì)算： （9）式中 R消火栓保護(hù)半徑，m；Ld水帶有效長(zhǎng)度，考慮水帶的轉(zhuǎn)彎，取折減系數(shù)為0.8；Ls水槍充實(shí)長(zhǎng)度在平面上的投影長(zhǎng)度，傾角取45°。代入數(shù)據(jù)得，=0.8×25+12×cos45o=28.5m，即保護(hù)半徑為28.5m。（3）消火栓間距及立管根數(shù)的確定室內(nèi)按一排消火栓布置，且應(yīng)保證兩支水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位，消火栓間距按下式

6、計(jì)算： (10)式中 S兩股水柱時(shí)的消火栓間距，m； R消火栓保護(hù)半徑，m；b消火栓最大保護(hù)高度，取9.4m。代入數(shù)據(jù)得： =26.9 m即消火栓的間距為27m。立管數(shù)量計(jì)算： （11）式中 n立管數(shù)量； L建筑長(zhǎng)度，m； S兩股水柱時(shí)的消火栓間距，m。立管數(shù)量為：2. 消火栓管網(wǎng)水力計(jì)算該建筑屬于公共建筑一類(lèi)，火災(zāi)危險(xiǎn)級(jí)別為中危險(xiǎn)級(jí)，據(jù)高規(guī)）7.2.2條規(guī)定，該建筑室內(nèi)消火栓用水量為40L/s，按每個(gè)消火栓最小流量為5L/s，相鄰3根立管分配流量：最不利立管、次不利立管，同時(shí)動(dòng)作3支水槍?zhuān)坏?根立管同時(shí)作用2個(gè)水槍。將水平環(huán)狀管網(wǎng)斷開(kāi)，按枝狀管網(wǎng)計(jì)算。消火栓計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。圖3 消火栓計(jì)算簡(jiǎn)

7、圖（1） 消火栓管網(wǎng)水力計(jì)算1） 最不利點(diǎn)（0點(diǎn)）消火栓壓力和出水量前面已計(jì)算出最不利點(diǎn)消火栓壓力和水槍實(shí)際出流量分別為：，2） 0-1管段計(jì)算該管段只供給一個(gè)消火栓，管徑取消火栓的出口管徑DN70。管中流速根據(jù)下式計(jì)算： （12）式中：V管道流速，m/s；Q管段流量，L/s；D管道的計(jì)算內(nèi)徑，m。消火栓給水管,不宜大于2.5m/s。代入數(shù)據(jù)得：=1.35 m/s根據(jù)下式計(jì)算單位水頭損失： (13)式中：i每米管道的水頭損失，m H20/m；V管道流速，m/s；D管道的計(jì)算內(nèi)徑，m。代入數(shù)據(jù)得：=0.06 mH2O/m根據(jù)下式計(jì)算沿程水頭損失 ： (14)式中： 沿程水頭損失，mH2OL管段長(zhǎng)

8、度，m；i每米管道的水頭損失，m H2O/m代入數(shù)據(jù)得：=0.19 mH2O1點(diǎn)消火栓壓力為：= 23.35 mH2O3） 管段1-2的計(jì)算：節(jié)點(diǎn)1壓力下消火栓1點(diǎn)的出流量計(jì)算： （15）式中 次不利點(diǎn)（n-1）處的流量，L/s； 次不利點(diǎn)（n-1）處的壓力，mH2O；消火栓局部水頭損失，取2mH2O。水帶長(zhǎng)度，m；水帶阻力系數(shù)，取值0.00172；B水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，df=19mm時(shí)，取1.577。代入數(shù)據(jù)得：=5.6 L/s管段1-2的流量為消火栓0和1的流量之和：即=5.2+5.6=10. 8 L/s= 0.04 mH2O/m=0.12 mH2O=26.57 mH2O

9、4） 管段2-3的計(jì)算：=6.0L/s管段2-3的流量為消火栓0、1和2的流量之和：即 =5.2+5.6+6.0=16. 8 L/s= 0.10 mH2O/m=4.22 mH2O=72.99 mH2O5） 管段3-4的計(jì)算：管道3-4只有動(dòng)壓損失，靜壓、流量均無(wú)變化，故而節(jié)點(diǎn)4的壓力為：=73.06 mH2O；4點(diǎn)與3點(diǎn)壓力差為：=73.06-72.99=0.07 mH2O 因此可以忽略3-4管段之間的水損，認(rèn)為3點(diǎn)和4點(diǎn)的壓力近似相等，mH2O。所以次不利管（XL-2）計(jì)算結(jié)果與最不利立管相同，同理也可知第三根立管（XL-3）計(jì)算結(jié)果也與最不利管相同。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1。 表1 最不利消防立管

10、水力計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)起點(diǎn)壓力mH2O管道流量L/s管長(zhǎng)m管徑mm流速m/si水力坡降mH2O/m水頭損失mH2O終點(diǎn)壓力mH2O0-120.065.23.1701.35 0.06 0.19 23.35 1-223.35 10.8 3.11001.38 0.04 0.12 26.57 2-326.57 16.8 42.21002.14 0.10 4.22 72.99 3-472.99 16.8 282000.95 0.0025 0.07 73.06 4-573.06 33.6 282001.070.01 0.28 73.34 5-673.34 44.4282001.41 0.0170.53 73.

11、876-773.8744.432001.410.0170.0573.92 假設(shè)7-水泵吸水管之間的水頭損失為2m。3. 消防水箱有效體積計(jì)算消防水箱應(yīng)貯存10min的室內(nèi)消防用水量，計(jì)算得： （16）式中 消防水箱10min的室內(nèi)消防用水量，m3； 室內(nèi)消防用水量，L/s。計(jì)算得：=27 m3據(jù)高規(guī)7.4.7條規(guī)定，高位水箱的消防儲(chǔ)水量，類(lèi)公共建筑不應(yīng)小于18m3，本建筑屬于公共建筑類(lèi)，故水箱有效體積為18m3。高規(guī)7.4.7條規(guī)定，高位水箱的設(shè)置高度應(yīng)保證最不利點(diǎn)消火栓的出水壓力，當(dāng)建筑高度不超過(guò)100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓出水壓力不低于0.07MPa=7 mH2O，該屋頂水箱底層高度

12、為56.5m，最不利點(diǎn)消火栓高度為48.5m，高差為8 mH2O，滿(mǎn)足7 mH2O的要求，故不設(shè)置加壓設(shè)施。4. 消防水池有效容積計(jì)算由前面計(jì)算知，該建筑室內(nèi)消火栓用水量為44.4L/s，據(jù)高規(guī)規(guī)定，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)按火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3小時(shí)計(jì)算。室外管網(wǎng)補(bǔ)水量的計(jì)算：由于外網(wǎng)引入管至消防水池之間的管徑為DN100，利用孔口出流公式和經(jīng)濟(jì)流速分別計(jì)算，取二者較小者作為室外管網(wǎng)補(bǔ)水量： (17)式中 為孔口出流系數(shù)，為0.62；A孔口斷面面積，m2；h為孔口壓力，mH2O，即市政給水壓力。=0.0375m3/s=135 m3/h查表，DN100的經(jīng)濟(jì)流速為1.2m/s，得流量：=33.9m3/h取二者較

13、小者，即33.9m3/h，取34 m3/h。根據(jù)下式計(jì)算消防水池有效體積： -Qb·Tb (18)式中 消防水池體積，m3；室內(nèi)、外消火栓用水總量，L/s；x火災(zāi)延續(xù)時(shí)間，h，取3h；Qb外網(wǎng)補(bǔ)水量，m3/h；Tb火災(zāi)延續(xù)時(shí)間。因?yàn)槭彝夤芫W(wǎng)可滿(mǎn)足室外消防用水量，所以室外消防水量為0，于是得到：=377.5 m3所以消防水池的有效容積取380m³。由于消防水池小于500 m³，故需建一個(gè)消防水池即可。 補(bǔ)水時(shí)間為：當(dāng)有一根引入管檢修時(shí)，此時(shí)最不利情況下，補(bǔ)水時(shí)間為：滿(mǎn)足規(guī)范中的小于48h的要求。5. 消防水泵揚(yáng)程及流量（1）消防水泵揚(yáng)程為： (19)式中 水泵揚(yáng)程，kPa； 水池最低水位至最不利消火栓位置高度所要求的靜水壓，kPa；水泵吸水管和出水管至最不利配水點(diǎn)計(jì)算管路的總水頭損失，kPa；水流通過(guò)水表時(shí)的水頭損失，為0 kPa；最不利消火栓的栓口壓力，kPa。 設(shè)消防水池最低水位相對(duì)標(biāo)高-3.800，最不利消火栓相對(duì)標(biāo)高48.700， H1=52.500 m