消火栓计算题word版Word格式.docx
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——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=1.30，=0.0097，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，
取1.577；
——同
（2）式，mH2O。
将=13.58mH2O，B=1.577代入（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=1.577代入（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：
=114.5kPa=11.45mH2O
所以，=11.45mH2O，取12mH2O
根据=12mH2O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，=12mH2O，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=0.00172，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=0.00172，=25m，=5.2L/s代入（7）得：
=1.16mH2O
消火栓局部水头损失为=2mH2O；
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+11.6+20=200.6kPa=20.06mH2O。
（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，取折减系数为0.8；
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，=0.8×
25+12×
cos45o=28.5m，即保护半径为
28.5m。
（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，取9.4m。
代入数据得：
==26.9m
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：
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》）7.2.2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。
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：
，
2）0-1管段计算
该管段只供给一个消火栓，管径取消火栓的出口管径DN70。
管中流速根据下式计算：
（12）
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1.4～1.8m/s,不宜大于2.5m/s。
=1.35m/s
根据下式计算单位水头损失：
（13）
i——每米管道的水头损失，mH20/m；
=0.06mH2O/m
根据下式计算沿程水头损失：
（14）
——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
=0.19mH2O
1点消火栓压力为：
=23.35mH2O
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：
（15）
式中——次不利点（n-1）处的流量，L/s；
——次不利点（n-1）处的压力，mH2O；
——消火栓局部水头损失，取2mH2O。
——水带阻力系数，取值0.00172；
B——水枪水流特性系数，与水枪喷嘴口径有关，df=19mm时，取1.577。
=5.6L/s
管段1-2的流量为消火栓0和1的流量之和：
即=5.2+5.6=10.8L/s
=0.04mH2O/m
=0.12mH2O
=26.57mH2O
4）管段2-3的计算：
=6.0L/s
管段2-3的流量为消火栓0、1和2的流量之和：
即=5.2+5.6+6.0=16.8L/s
=0.10mH2O/m
=4.22mH2O
=72.99mH2O
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：
=73.06mH2O；
4点与3点压力差为：
=73.06-72.99=0.07mH2O
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，mH2O。
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
编号
起点压力mH2O
管道流量
L/s
管长m
管径mm
流速
m/s
i水力坡降mH2O/m
水头损失
mH2O
终点压力mH2O
0-1
20.06
5.2
3.1
70
1.35
0.06
0.19
23.35
1-2
10.8
100
1.38
0.04
0.12
26.57
2-3
16.8
42.2
2.14
0.10
4.22
72.99
3-4
28
200
0.95
0.0025
0.07
73.06
4-5
33.6
1.07
0.01
0.28
73.34
5-6
44.4
1.41
0.017
0.53
73.87
6-7
3
1.41
0.05
73.92
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：
（16）
式中——消防水箱10min的室内消防用水量，m3；
——室内消防用水量，L/s。
计算得：
=27m3
据《高规》7.4.7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。
《高规》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56.5m，最不利点消火栓高度为48.5m，高差为8mH2O，满足7mH2O的要求，故不设置加压设施。
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44.4L/s，据《高规》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：
（17）
式中μ——为孔口出流系数，为0.62；
A——孔口断面面积，m2；
h——为孔口压力，mH2O，即市政给水压力。
=0.0375m3/s=135m3/h
查表，DN100的经济流速为1.2m/s，得流量：
=33.9m3/h
取二者较小者，即33.9m3/h，取34m3/h。
根据下式计算消防水池有效体积：
-Qb·
Tb（18）
式中——消防水池体积，m3；
——室内、外消火栓用水总量，L/s；
x——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：
=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。
补水时间为：
当有一根引入管检修时，此时最不利情况下，补水时间为：
满足规范中的小于48h的要求。
5.消防水泵扬程及流量
（1）消防水泵扬程为：
（19）
式中——水泵扬程，kPa；
——水池最低水位至最不利消火栓位置高度所要求的静水压，kPa；
——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；
——水流通过水表时的水头损失，为0kPa；
——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-3.800，最不利消火栓相对标高48.700，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5.46mH2O，取局部水头损失为沿程水头损失的20%，即局部水头损失为1.09mH2O。
假设7-水泵吸水管之间的水头损失为2m。
=5.46+1.09+2=7.55mH2O=75.5kPa
=525+75.5+0+200.6=801.1kPa=80.1mH2O
水泵扬程取81mH2O。
（2）水泵流量
Qb=
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