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《喷规》8.0.7管径与喷头数理解

(2011-12-21 11:22:32)

在平时的消防工程施工、设计与同行交流中,笔者发现许多同行对《喷规》8.0.7的理解各一,许多同行都简单的认为对轻中危险级来说如果喷头数目超过64个,管径就要大于DN100,要用DN125或DN150;对此笔者提出自己的分析与观点,供各位专家、同行批评、指正。
《喷规》8.0.7 条规定轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数,不应超过表8.0.7的规定:
表8.0.7  轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数
                                                                                            
公称直径(mm)                                    控制的标准喷头数(只)
                                     轻危险级                                  中危险级  
                                                                                                                             
25                                                                             1
32                                                                             3
40                                                                             4
50                                    10                                         8
65                                    18                                        12
80                                    48                                        32
100                                    --                                         64                              
同时《喷规》8.0.5规定:管道的直径应经水力计算确定。只有经过水力计算确定的管径,才能做到既合理、又经济。对于轻、中危险喷淋系统设计参数,《喷规》5.0.1  规定民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数不应低于表5.0.1的规定。
表5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数
                                                                                         
火灾危险等级      净空高度(m)          喷水强度(L/min. ㎡)              作用面积(㎡)
                                                                                                                             
轻危险级                                                                                        160
中危险I级                                                                                      160
中危险II级                ≤8                                                                 160
严重危险I级                                            12                                     200
严重危险I级                                            16                                     200
                                                                                                
由上表可得, 按中危险级II级计算流量参数为不低于Q=8×160÷60=21.33L/S   
同时《喷规》9.1.3规定系统的设计流量,应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定:
           (9.1.3)
式中    Qs — 系统设计流量(L/s); qi — 最不利点处作用面积内各喷头节点的流量(L/min);
N — 最不利点处作用面积内的喷头数。
《喷规》9.1.1 规定喷头流量应按下式计算
    (9.1.1)
式中  q — 喷头流量(L/min);P — 喷头工作压力(MPa);   K — 喷头流量系数。
按表5.0.1参数,当作用面积为160㎡时,按常规一个喷头保护面积10㎡左右,所计算保护面积内作用的喷头数约为16个,由公式9.1.1可知,当标准喷头K=80,P=0.1MPa时一个喷头流量为1.33L/S ,16个喷头流量为21.28L/s。实际布置略多二三个喷头,按18~19个计算流量均不大于25L/s。当流量为25L/S时,暂定配水干管长为100米,按海登-威廉公式计算不同管径的镀锌钢管流速及损失见附表一:

附表一: 水力损失计算表
                                                                                         
管径(mm)               流速(m/s)                每米损失(m/m)                       100米损失(m)
                                                                                                                          
       80                    5.036                     0.5193                              51.93
      100                    2.887                     0.0133                              13.3
     125                    1.883                     0.0470                              4.70
      150                    1.325                     0.0199                              1.99
                                                                                          
《喷规》9.2.1规定管道内的水流速度宜采用经济流速,必要时可超过5m/s,但不应大于10m/s.按上表可知,当流量为25L/S时,DN100管流速为2.887m/s ,小于5m/s可满足规范要求;假定配水干管长为100米,采用管径为DN100管道比采用管径为DN150管道的损失大11.3米,也就是泵的杨程要加大12米.从经济合理角度考虑,一项大的工程泵的杨程稍加大的费用远低于管道管径放大的费用。而喷淋泵只是在平时检修、调试或灭火时才起动,日常费用不会增加多少;由以上计算可知,一般中危险级设计计算流量是25L/s左右,也就是考虑18个喷头内的流量。有的设计人员根据《喷规》8.0.7条规定人为的将流量计算到20个以上甚至64个来叠加计算管径流量、流速及水损已无太多意义。《喷规》8.0.7条文说明表8.0.7限制各种直径管道控制的标准喷头数目的是为了保证系统的可靠性和尽量均衡系统管道的水力性能。 而且《喷规》表8.0.7要求的喷头数只是针对配水管、配水支管的,对连接配水管的管道(即配水干管)并没有要求,这是一定要注意的。通过研究相关的条文解释及术语说明可以了解到,通过适当配管,使管网大致均衡,是可以达到规范要求的“配水均匀”的目的的。这应是该条规范的要求本质和出发点,而不是简单的根据喷头来确定管径。反而如果大家只注意《喷规》表8.0.7规定的喷头数目,简单地套用1个DN25、2个DN32等等,而忽视对整个配水管网的均衡计算,就欠妥当。值得注意的是《喷规》表8.0.7规定的喷头数目是适用于轻、中危险按标准喷头来参考配水管、配水支管,有的同行在设计如仓库危险级或严重危险级采用非标准喷头(如K=115)时仍简单在套用《喷规》表8.0.7规定的喷头数目就不合理,这时喷淋管道的管径就要经计算确定以满足设计要求。
经以上分析,喷淋管道的直径应经水力计算确定,正常情况下,轻中危险级作用面积按160平方米、18个左右标准喷头来计算25L/S左右的流量,我们计算水泵杨程参数也按此考虑,对于超过160平方米的喷头流量叠加计算已无太多意义,故对于大于64个喷头的配水干管采用DN100的管道应是可行的。当然,对于喷头布置比较密(如地下车库按梁间布置)流量较大的场所,我们就不能简单地套用《喷规》表8.0.7规定的喷头数目,应考虑适当增大管径来满足流速及压力损失的要求。尤其对于最不利层最不利喷头处,我们可以适当放大管径通过计算来优化管网适当降低水泵杨程。这样我们才能做到安全可靠,经济合理,这才是我们设计人员最基本的出发点。

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