消火栓计算题Word文档下载推荐.docx
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Hq
10
fSk
〔2〕
式中
f——实验系数,与充实水柱长度有关,f
K)4;
——实验系数,与水枪喷嘴口径有关;
Sk——水枪充实水柱长度,m;
Hq——水枪喷嘴处造成一定长度的充实水柱所需的压力,
kPa;
查表得
f,
,代入〔2〕式中得:
fSK
mH2O
1.210
水枪出水量按下式计算:
qxhBHq
(3)
式中qxh——水枪射流量,L/s;
B——水枪水流特性系数,与水枪喷嘴口径有关,df=19mm时,
取;
Hq——同〔2〕式,mH2O。
将Hq=13.58mH2O,代入〔3〕式得:
qxhBHq4.6L/s
标准规定每支水枪最小流量为qx=5L/s,所以当Sk0=10m时,水枪出水量不
满足标准要求。
②根据水枪最小出流量反算消火栓充实水柱长度
根据下式计算:
3
qxh2
Hq〔4〕
B
式中Hq——同〔2〕式;
qxh——每支水枪最小出流量,L/s;
B——同〔3〕式。
取qx=5L/s,代入〔4〕式中得:
qxh
52
2O158.5kPa
根据水枪喷口处压力计算SK2
:
将〔2〕式变形得:
SK2
〔5〕
(10
Hq)
f
f、、Hq、Sk2
同〔2〕式。
将上述数据代入〔5〕式中可得:
=114.5kPa=11.45mH2O
所以,Sk设
maxSk0,Sk1,Sk2
max10,
=11.45mH2O,取12mH2O
根据Sk设=12mH2O可再计算水枪的实际出流量:
fk设)
4
1.1980〔
12〕
此时的水枪喷嘴处压力:
〔6〕
Sk设
式中Hq、
f、
、Sk设同〔2〕式,Sk设=12mH2O,代入〔6〕可得:
2O
水枪口实际出水流量为:
qxhBHq
本设计选用65mm衬胶水带,水带长度25m,查表得水带阻力系数
Ad,计算水带水头损失;
HdAdLdq2xh〔7〕
式中Hd——水带水头损失,kPa;
Ad——水带阻力系数;
Ld——水带长度,m;
qxh——同〔3〕式。
将Ad,Ld=25m,qxh代入〔7〕得:
HdAdLdq2xh0.00172252=1.16mH2O
消火栓局部水头损失为Hk=2mH2O;
根据下式计算最不利消火栓口压力:
HxhHqhdHk
〔8〕
式中Hxh——消火栓口水压,kPa;
Hq——水枪喷嘴处的压力,kPa;
hd——水带的水头损失,kPa;
Hk——消火栓栓口水头损失,kPa。
H
xh
q
h
d
k=169+11.6+20=200.6kPa=20.06mHO。
(2〕消火栓保护半径确实定
消火栓保护半径按下式计算:
RLdLs
〔9〕
式中R——消火栓保护半径,m;
Ld——水带有效长度,考虑水带的转弯,取折减系数为;
5
Ls——水枪充实长度在平面上的投影长度,倾角取45°
。
代入数据得,RLdLs×
25+12×
cos45o,即保护半径为
(3〕消火栓间距及立管根数确实定
室内按一排消火栓布置,且应保证两支水枪充实水柱同时到达室内任何部
位,消火栓间距按下式计算:
SR2
b2
(10)
式中S——两股水柱时的消火栓间距,m;
R——消火栓保护半径,m;
b——消火栓最大保护高度,取。
代入数据得:
b22
2=26.9m
即消火栓的间距为27m。
立管数量计算:
n
L1
〔11〕
式中n——立管数量;
L——建筑长度,m;
S——两股水柱时的消火栓间距,m。
立管数量为:
nL14
2.消火栓管网水力计算
该建筑属于公共建筑一类,火灾危险级别为中危险Ⅰ级,据?
高规?
〕
条规定,该建筑室内消火栓用水量为40L/s,按每个消火栓最小流量为5L/s,相
邻3根立管分配流量:
最不利立管、次不利立管,同时动作3支水枪;
第3根立
管同时作用2个水枪。
将水平环状管网断开,按枝状管网计算。
消火栓计算简图
见图3。
6
图3消火栓计算简图
〔1〕消火栓管网水力计算
1〕最不利点〔0点〕消火栓压力和出水量
前面已计算出最不利点消火栓压力和水枪实际出流量分别为:
Hxh020.06mH2O,qxh设5.2L/s
2〕0-1管段计算
该管段只供应一个消火栓,管径取消火栓的出口管径DN70。
管中流速根据下式计算:
7
4Q
〔12〕
V
D
式中:
V——管道流速,m/s;
Q——管段流量,L/s;
D——管道的计算内径,m。
消火栓给水管道流速一般~1.8m/s,不宜大于。
V01
=1.35m/s
D2
根据下式计算单位水头损失:
0.00107V2
(13)
i
1.3
i——每米管道的水头损失,mH20/m;
V——管道流速,m/s;
02
i01
D01
1.3
=0.06mHO/m
根据下式计算沿程水头损失:
hil
(14)
h——沿程水头损失,mH2O
L——管段长度,m;
i——每米管道的水头损失,mH2O/m
h01i01l01mH2O
1点消火栓压力为:
Hxh1Hxh0H01h0120.063.10.19mH2O
3〕管段1-2的计算:
节点1压力下消火栓1点的出流量计算:
8
Hxh(n1)
Hk
〔15〕
qxh(n1)
1/B
Ld
式中qxh(n1)——次不利点〔n-1〕处的流量,L/s;
Hxh(n1)——次不利点〔n-1〕处的压力,mH2O;
Hk——消火栓局部水头损失,取2mH2O。
——水带阻力系数,取值;
B——水枪水流特性系数,与水枪喷嘴口径有关,df=19mm时,取
Hxh1
qxh1
25
=5.6L/s
管段1-2的流量为消火栓
0和1的流量之和:
即q12=5.2+5.6=10.8L/s
V1
1.38m/s
i1
12
=0.04mH2O/m
D12
h1
2l1
3.1
Hxh2
H1
h12
0.12=26.57mH2O
4〕管段2-3的计算:
Hxh2
0.0017225
管段2-3的流量为消火栓
0、1和2的流量之和:
即
q2
3=5.2+5.6+6.0=16.8L/s
V23
2.14m/s
9
i2
22
mH2O/m
D23
h2
i23
l2
42.2
Hxh3
H23
h23
4.22=72.99mHO
5〕管段3-4的计算:
管道3-4只有动压损失,静压、流量均无变化,故而节点
4的压力为:
Hxh4Hxh3h3
28=73.06mH2O;
4点与3点压力差为:
Hxh4
Hxh3=73.06-72.99=0.07mHO
Hxh4
100%
0.096%
Hxh3
因此可以忽略3-4管段之间的水损,认为3点和4点的压力近似相等,mH2
O
所以次不利管〔XL-2〕计算结果与最不利立管相同,同理也可知第三根立管
〔XL-3〕计算结果也与最不利管相同。
计算结果详见表1。
表1
最不利消防立管水力计算表
节点
起点
管道流量
管长
管径
流速
i水力坡降
水头损失
终点压
压力
编号
L/s
m
mm
m/s
mH2O/m
力mH2O
mH2O
0-1
70
1-2
100
2-3
3-4
28
200
4-5
5-6
6-7
假设7-水泵吸水管之间的水头损失为
2m。
3.消防水箱有效体积计算
消防水箱应贮存10min的室内消防用水量,计算得:
V10
Q室内1060
〔16〕
1000
式中V10——消防水箱10min的室内消防用水量,m3;
Q室内——室内消防用水量,L/s。
Q室内
1060
44.41060=27m3
计算得:
V10
据?
条规定,高位水箱的消防储水量,Ⅰ类公共建筑不应小于
18m3,本建筑属于公共建筑Ⅰ类,故水箱有效体积为18m3。
?
7.4.7条规定,高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓的出水
压力,当建筑高度不超过
100m时,高层建筑最不利点消火栓出水压力不低于
0.07MPa=7mH2O,该屋顶水箱底层高度为,最不利点消火栓高度为
,
高差为8mH2,满足
的要求,故不设置加压设施。
7mH
4.消防水池有效容积计算
由前面计算知,该建筑室内消火栓用水量为,据?
规定,室
内消火栓系统按火灾延续时间3小时计算。
室外管网补水量的计算:
由于外网引入管至消防水池之间的管径为DN100,利用孔口出流公式和经
济流速分别计算,取二者较小者作为室外管网补水量:
QA2gh
(17)
式中μ——为孔口出流系数,为;
A——孔口断面面积,m2;
h——为孔口压力,mH2O,即市政给水压力。
3/s=135m3/h
查表,DN100的经济流速为
,得流量:
Q
1D2V
3/h
取二者较小者,即3
/h
,取
3。
34m/h
根据下式计算消防水池有效体积:
Vc
Qx
Tx
3600
b·
b
(18)
-QT
式中Vc——消防水池体积,m3;
Qx——室内、外消火栓用水总量,L/s;
11
Tx——火灾延续时间,h,取3h;
Qb——外网补水量,m3/h;
Tb——火灾延续时间。
因为室外管网可满足室外消防用水量,所以室外消防水量为0,于是得到:
QxTx3600Qb
Tb
44.433600343=377.5m3
所以消防水池的有效容积取
380m3。
由于消防水池小于500m3,故需建一个消防水池即可。
380
补水时间为:
t1
34
2Q
当有一根引入管检修时,此时最不利情况下,补水时间为:
t2
满足标准中的小于48h的要求。
5.消防水泵扬程及流量
〔1〕消防水泵扬程Hb为:
HbH1H2H3H4
(19)
式中Hb——水泵扬程,kPa;
H1——水池最低水位至最不利消火栓位置高度所要求的静水压,
H2——水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损
失,kPa;
H3——水流通过水表时的水头损失,为0kPa;
H4——最不利消火栓的栓口压力,kPa。
设消防水池最低水位相对标高,最不利消火栓相对标高,
H1=52.500m=525kPa
由表1计算知,沿程总水头损失为即节点0至节点7的水头损失之和为
mH2O,取局部水头损失为沿程水头损失的20%,即局部水头损失为2O。
假设7-水泵吸水管之间的水头损失为2m。
H2=5.46+1.09+2=7.55mH2O=75.5kPa
HbH1H2H3H4=525+75.5+0+200.6=801.1kPa=80.1mH2O
水泵扬程取81mH2O。
〔2〕水泵流量
Qb
13