消火栓计算题.doc

消火栓计算题
某高级酒店,地下一层,地上16层,,,总建筑面积为31500平方米。市政外网管径为DN300,有两根引入管,管径为DN100,,假定室外管网可满足室外消防用水量。试计算室内消火栓给水系统。室内消火栓系统图见图1,平面布置见图2。
图1 消火栓系统图
图2 消火栓平面布置图
解:
消火栓间距的确定
(1)消火栓充实水柱长度确定
消火栓充实水柱按下面三种方法计算:
1)根据公式计算
(1)
式中——水枪的充实水柱长度,m;
——为保护建筑物的层高,m;
——水枪倾角,取450。
该酒店层高为3m,代入(1)式计算得,≈3m。
2)按规范确定
根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2006(下文简称《低规》),水枪的充实水柱应经计算确定,甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4 层的厂房(仓库),不应小于10m;故本建筑的充实水柱长度不应小于10m,即≥10m。
3)根据水枪出水量确定
①根据规范规定的充实水柱确定
采用同种规格的消火栓,充实水柱长度=10m,水枪喷口直径 df=19mm,水带长度 Ld=25m,采用直径d=65mm衬胶水带。水枪喷嘴处出水压力按下式计算:
(2)
式中——实验系数,与充实水柱长度有关,;
——实验系数,与水枪喷嘴口径有关;
——水枪充实水柱长度,m;
——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=,=,代入(2)式中得: mH2O
水枪出水量按下式计算:
(3)
式中——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,
;
——同(2)式,mH2O。
将= mH2O,B=(3)式得:
规范规定每支水枪最小流量为=5L/s,所以当=10m时,水枪出水量不满足规范要求。
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:
(4)
式中——同(2)式;
——每支水枪最小出流量,L/s;
B——同(3)式。
取=5L/s,B=(4)式中得:
根据水枪喷口处压力计算:
将(2)式变形得:
(5)
式中同(2)式。
将上述数据代入(5)式中可得:
== mH2O
所以,= mH2O,取12 mH2O
根据=12 mH2O可再计算水枪的实际出流量:
此时的水枪喷嘴处压力:
(6)
式中、、、同(2)式,=12 mH2O,代入(6)可得:
水枪口实际出水流量为:
本设计选用65mm衬胶水带,水带长度25m,查表得水带阻力系数=,计算水带水头损失;
(7)
式中——水带水头损失,kPa;
——水带阻力系数;
——水带长度,m;
——同(3)式。
将=,=25m,=(7)得:
= mH2O
消火栓局部水头损失为=2 mH2O;
根据下式计算最不利消火栓口压力:
(8)
式中——消火栓口水压,kPa;
——水枪喷嘴处的压力,kPa;
——水带的水头损失,kPa;
——消火栓栓口水头损失,kPa。
=169++20== mH2O。
(2)消火栓保护半径的确定
消火栓保护半径按下式计算:
(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,;
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,=×25+12×cos45o=,。
(3)消火栓间距及立管根数的确定
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:
(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,。
代入数据得:
== m
即消火栓的间距为27m。
立管数量计算:
(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:
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》),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