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e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4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1-1
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1-2
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1-6,表1-7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1-4
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1-5(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1—6低区最不利计算管路水力计算
表1—7高区最不利计算管路水力计算
(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s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。
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7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。