表2-1 设置场所火灾危险等级举例
Table 2-1 Location of fire danger rating example
图3-1湿式自动喷水灭火系统的组成
Figure 3-1 Wet sprinkler system components
1-水池；2-水泵；3-闸阀；4-止回阀；5-水泵接合器；6-消防水箱；7-湿式报警阀组；8-配水干管；9-水流指示器；10-配水管；11-末端试水装置；12-配水支管；13-闭式喷头；14-报警控制器；P-压力开关；D-电磁阀；M-驱动电机；L-水流指示器
图3-2 湿式自动喷水灭火系统的动作过程图
Figure 3-2 wet sprinkler system in the action plan process
根据表3-1[4]系统设计基本参数，确定设计基本参数：该建筑物为轻危险级，则设计喷头强度qu=4.0L/min·m2，设计作用面积A=160m2，最不利点处喷头工作压力P0=0.1MPa。
表3-1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数
Table 3-1 Civil and industrial plant design of the basic parameters of the system
喷头的喷水量由公式3-1确定：
（3-1）
其中：—最不利点喷头喷水量，
；
—流量系数；
—喷头工作压力，
。
所以本设计中每个喷头的喷水量为
喷头的布置间距要求在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。喷头的布置间距与建筑物的危险等级有关，根据建筑平面的具体情况，有正方形、长方形和菱形三种布置形式。由于本建筑的整体大概形状为矩形，为了设计简单、方便，本设计中的喷头布置选用正方形布置（如图3—3）：
图3-3正方形布置喷头示意图
Figure 3-3 Schematic diagram of a square arrangement of nozzles
每个喷头的保护面积可以由公式3-2确定：
（3-2）
其中：—每个喷头的保护面积，
；
—每个喷头的喷水量，
；
—设计喷头强度，
。
所以本设计中的每个喷头的保护面积为
喷头采用正方形布置，其布置间距为：，再结合表3-2[3] 来确定喷头的布置间距。
表3-2 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距
Table 3-2 Distribution of water with a branch pipe nozzle pitch and the adjacent water distribution branch spacing
注：1、仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；
2、喷水强度大于8 L/min·m2时，宜采用流量系数k大于80的喷头；
3、货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。
由表3-2可得：当qu=4.0L/min·m2时，d=4.4m。所以本设计中喷头布置间距确定为：d=min{4.4,4.47}=4.4m，与端墙的最大距离为2.2m。
管网由配水支管、配水管、配水干管、配水立管、供水管等组成，管网布置要满足压力均衡，管路最短，以保证阻力损失最小。其布置方法有中央型布置和侧边型布置，如图3-4和3-5：
图3-4 中央型布置
Figure 3-4 Layout of central
图3-5 侧边型布置
Figure 3-5 Side-type arrangement
为了保证各处供水压力平衡，本设计选用中央型布置的形式。具体的平面布置图和轴测图如图3-6和3-7：
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首层
First floor
标准层
Standard floor
图3-6 平面布置图
Figure 3-6 Plane arrangement
word/media/image22_1.png
图3-7 轴测图
Figure 3-7 Axonometric drawing
根据本设计建筑物的基本形状及管网的布置形式，本设计的设计作用面积为矩形，其长边为14.519m,宽为11.02m，如图3-8：
word/media/image23_1.png
图3-8 作用面积
Figure 3-8 Area of sprinklers operation
根据喷头的设置可得设计作用面积内的动作喷头数为：n=15个。所以，室内的设计流量。
（1）管径的估选：采用估算法[5]，根据表3-3，估选管网的管径。
表3-3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
Table 3-3 The count of standard nozzle which is controled by the branch pipe and distribution pipe in the light and danger level place.
（2）管径的校核：对估选的管径必须满足管内流体流速，并且要满足经济流速 即
。根据公式3-3进行管径的校核：
（3-3）
其中：—流量系数，如表3-4；
—流体流量，
。
表3-4流速系数
Table 3-4 Flow rate coefficient
（3）最不利管路如图3-9：
word/media/image30_1.png
图3-9 最不利管路
Figure 3-9 The most unfavorable pipeline
经过计算，最不利管路的管径估选结果如表3-5：
表3-5 最不利管段所选择的管径
Table 3-5 The pipe diameter of the most unfavorable pipeline
管网其他管径估选与最不利管段管径的估选方法相同，最后依次确定所有管径大小。
2.2.6.2 最不利管道管径的确定
1) 根据表2-4估选管径
2) 校核：对流速进行校核，其中Kp为流速系数，见表2-5
表2-5流量系数Kp值
Table 2-5 flow rate coefficient
管道的材质为钢管，校核流速 不能大于5m/s,最好控制在经济流速1.8m/s~2.8m/s。最不利管道在顶层如图所示：
图2-6最不利管路
Figure 2-6 Worst pipeline
节点1，管段2-1：
只有1个喷头，由表2-4可知：管径mm,校核流速：
m/s，满足要求。故选：
mm。
节点2，管段3-2：
有2个喷头，管径估选为： mm，校核流速：
m/s，满足要求。故选：
mm。
节点3，管段4-3
有4个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
m/s，为了控制流速在经济流速内，再选管径
mm，此时
，满足要求。故选：
mm。
④节点4，管段5-4
有5个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
，满足要求.故选：
mm。
⑤ 节点5，管段6-5
有7个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
m/s，满足要求.故选：
mm。
⑥ 节点6，管段7-6
有8个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
，满足要求。故选：
mm。
⑦ 节点7，管段8-7
有11个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
，满足要求。故选：
mm。
⑧节点8，管段9-8
有12个喷头，管径估选为：选mm，校核流速：
，满足要求。故选：
mm。
⑨ 节点9 ，管段10-9
有15个喷头，管径估选为： mm，校核流速：
m/s，满足要求。故选：
mm。
⑩ 节点10 ，管段11-10
有17个喷头，管径估选为： mm，校核流速：
，满足要求。故选：
mm。
管段11-10以后的配水管管径均为100mm，其他所有管网的管径都依照上述方法进行估选。
2.2.6.3 水力损失计算
1) 沿程水头损失
(2-4)
式中： -沿程水头损失，Pa；
-计算管段长度，m；
-计算管段流量，L·s-1；
-管道比阻值，见表2-6。
2) 局部水头损失
管道局部水头损失的计算有两种方法：
按沿程水头损失的20%计算；
用当量长度法计算。局部水头损失为：
（2-5）
式中： -局部水头损失，Pa；
-管件和阀门局部水头损失 当量长度，m。不同管径的管件局部水头所示当量长度见表2-7。
表2-6 管道比阻值
Table 2-6 than the resistance of pipeline
表2-7 管件、阀门当量长度表
Table 2-7 fittings, valves equivalent length of the table
沿程水头损失：
管段2-1： Pa
管段3-2： Pa
管段4-3： Pa
管段5-4： Pa
管段6-5： Pa
管段7-6： Pa
管段8-7： Pa
管段9-8 ： Pa
管段10-9： Pa
立管-管段10： Pa
立管-水泵： Pa
沿程水头损失总计：
MPa
局部水头损失：
有一个湿式报警阀水力损失为：0.04MPa；
有一个水流指示器水力损失为：0.02MPa；
管道的弯头、三通或四通处会产生局部损失，具体计算如下：
1) 节点3处有一个三通
Pa
2) 节点5处有一个三通
Pa
3) 节点7处有一个三通
Pa
4) 节点9处有一个三通
Pa
5) 管段11-10之后有1个158°弯头
Pa
6) 管段11-10之后有2处三通
Pa
7) 管段11-10之后有2个90°弯头
Pa
8) 止回阀、蝶阀各一个
Pa
Pa
局部水头损失总计： MPa
所以水头总损失： MPa（如表2-8所示 ）
表2-8沿程阻力损失表
Table 2-8 frictional resistance loss table
表2-9局部阻力损失表
Table 2-9 local resistance losses table
沿程阻力损失根据公式3-4进行计算：
（3-4）
其中：—管道比阻值，见表3-5；
—设计管段长度，
；
—设计管段流量，
。
表 3-5 管道比阻值A
Table 3-5 Pipeline specific resistance value A
通过计算可得最不利管段的沿程阻力如表3-6：
表 3-6 沿程阻力损失
Table 3-6 Loss of resistance along the pipeline
所以，最不利管段的沿程总阻力
局部阻力损失根据公式3-5进行计算：
（3-5）
—当量长度，
；如表3-7：
表3-7 当量长度
Table 3-7 Equivalent length
注：1、与喷头直接连接的弯头管件不计算局部阻力损失。
2、不使水流方向改变的且管径不变的三通或四通等管件不计算局部阻力损失。
3、对于变径的三通、四通或弯头，按出口侧直径确定当量长度。
在整个管网中需安装蝶阀、止回阀、湿式报警器及水流指示器，这些设施都会产生局部阻力。查阅有关资料得：每个湿式报警阀的局部损失为0.04MPa，每个水流指示器的局部损失为0.02MPa。通过计算可得最不利管段的局部阻力如表3-8：
表3-8 局部阻力损失
Table 3-8 Local resistance loss
所以，根据表3-8计算可得：最不利管段的局部总阻力，则水力损失
。
由于管网的水力损失小于1MPa，所以本设计不需要减压装置。
本设计中的水泵房设在地下2m，水泵高度为0.2m，同时设有两台消防水泵，一用一备。系统所需总压力按公式3-6进行计算：
（3-6）
其中：—消防水泵或系统所需的压力，
；
—最不利点处喷头的静水压，
；
—最不利点处喷头的工作压力，
；
—计算管网的总水力损失，
。
，
，总压力
。一个大气压101325Pa相当于10m水柱，经转化可确定水泵扬程为88.91m。由管网水力计算可得，系统设计流量
。根据设计流量和水泵扬程值可确定本系统消防水泵型号
由于高位消防水箱应提供10min的消防用水量[5]，所以高位水箱的容积为：
高位消防水箱的设置高度应能保证最顶层自动喷水灭火系统最不利喷头出水压力，因而可以靠重力自流给室内消防管网提供压力水。根据规定：“消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷水的最低工作压力和喷水强度，自动喷水灭火系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa” [5]，即可认为消防水箱的设置高度应保证最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。
设高位水箱安装距屋顶米处，则
，其中
为最不利点喷头与高位水箱之间的总水力损失。
则，解得
在本酒店的旁边有一个80米的高层建筑，可以直接把高位消防水箱安装在该高层的楼顶，以保证高位消防水箱的安装要求。
根据本设计的实际管网需要选用口径为100流量为15L的地下式水泵接合器，其型号为SQX100。所需数量根据公式3-7可求：
（3-7）
所以个，该系统设置两台SQX100型水泵接合器。
本设计将消防水池设置在商场地下室，根据规定，消防水池为自动喷水灭火系统储存1h的消防用水量。所以消防水池的容积为：
（1）确定充实水柱的长度
充实水柱是由水枪喷嘴起，到射流90%水柱水量穿过直径38cm圆圈处的一段射流长度，一般为7~15米。充实水柱的长度必须满足楼层高的要求，扑灭火灾时，水枪射流的上倾角一般不宜超过45°，计算如公式4-1：
（4-1）
其中：—室内最高点离地面高度，m，一般为层高，本设计中取5m；
—水枪喷嘴离地面高度，m，一般取1m。
所以本设计中，室内消火栓水枪充实水柱的长度不仅要满足水力计算，还要满足表4-1中的充实水柱长度Sk2：
表4-1 不同类型建筑消火栓充实水柱[5]
Table 4-1 Different types of building fire hydrant to enrich the water column
所以充实水柱的长度： 。
水枪喷嘴处所需的压力，根据扑救室内火灾所要求的水枪充实水柱长度来进行计算：
(4-1)
其中：—水枪喷嘴压力，
；
—水枪充实水柱长度，m；
—与水枪喷嘴口径和充实水柱长度长度有关的系数，其值见表4-2。
表4-2 系数值
Table 4-2 Coefficient
根据本设计的实际情况可算得水枪喷嘴压力：。每支水枪的计算流量，可按公式4-2计算：
（4-2）
其中：—每支水枪的计算流量，
；
—水枪喷嘴压力，
；
—水枪喷嘴流量系数，其值见表4-3。
表4-3水枪喷嘴流量系数值
Table 4-3 Gun nozzle flow coefficient
根据本设计的实际情况，。《建筑防火设计规范》中规定，每支水枪的设计流量必须同时满足表4-4，所以水枪的设计流量
。
水枪喷嘴的设计压力按公式4-3计算：
（4-3）
其中：—水枪喷嘴设计压力，
；
—每支水枪的设计流量，
；
—水枪喷嘴流量系数，其值见表4-3。
所以，。
表4-4 非高层建筑室内消火栓用水量表
Table 4-4 Non-high-rise building fire hydrant water table
由表4-4可知：同时使用水枪个数为3支。所以，系统消防用水量：。
消火栓保护半径由消火栓配备的水带铺设长度和水枪的充实水柱的平面投影长度组成。如图3-1所示：
图3-1室内消火栓的保护半径
Figure 3-1 Protection of the radius of fire hydrant
室内消火栓的保护半径可按下式计算:
（3-6）
（）（合格和规划（） ()（）(())-6）
式中：
-室内消火栓保护半径，m；
K-水带弯曲折减系数，宜根据水带转弯数量取0.80一0.90；
-水带铺设长度，m；
-水枪充实水柱长度在平面上的投影长度，m；
-水枪充实水柱，m；
a-水枪射流上倾角，一般a为45°。
由于水枪的设计流量选的是5L/s，该值大于其计算流量2.707L/s，所以经水枪设计流量校核后的水枪充实水柱，则室内消火栓保护半径
。
消火栓布置原则：（1）高度且体积
库房，任何部位在一个消火栓保护范围之内；（2）其余的所有建筑任何部位必须同时在相邻的两个消火栓的保护半径之内。根据建筑物的具体情况，本建筑必须同时在相邻的两个消火栓的保护半径之内。
根据具体情况，本设计中的首层设两排消火栓，且要求有两股水柱同时达到室内任何位置，则布置间距按公式4-5计算。本设计中的标准层设一排消火栓，且要求有两股水柱同时达到室内任何位置，其布置间距按公式4-6计算。
；
（4-5）
（4-6）
其中：—水平方向上两个相邻消火栓的布置间距，m；
—垂直方向布上两个相邻消火栓的置间距，m；
—两个相邻消火栓的布置间距，m；
—消火栓的保护半径，m；
—建筑物短边长度的一半，m。
所以，本设计中相邻两消火栓的布置间距分别为：，
，
。
本设计的具体平面布置图如图4-1，轴测图如图4-2：
首层
First floor
word/media/image169_1.png
标准层
Standard floor
图4-1平面布置图
Figure 4-1 Plane arrangement
图4-2 轴测图
Figure 4-2 Axonometric drawing
系统最不利消火栓通常在水利条件最不利处，即系统供水的最远端[5]。根据消防给水管网轴测图，选择如图4-3所示的管段作为最不利计算管路[6]：
图4-3 最不利计算管路
Figure 4-3 The most unfavorable calculation pipeline
最不利点消火栓栓口的压力按公式4-7计算：
（4-7）
其中：—消火栓栓口压力，
；
—水带的阻抗系数，其值如表4-5；
—每支水枪的设计流量，
。
表4-5 水带阻抗系数S值（20m的水带）
Table 4-5 The resistance factor of water hose S (20m water hose)
所以，最不利点消火栓栓口压力：
室内消火栓管径根据公式4-8进行计算：
(4-8)
式中：—每段消防管网实际流量，
；
—管道内水流速度，
，本设计取最大水流流速2.5
。
由表4-4及本设计建筑物特性可确定：每根消防竖管所通过的最小流量为，消火栓系统总用水量为
。
所以本设计中消防竖管管径：，取标准管径
。最不利管路中与立管相连的横管管径也按每根消防竖管所通过的最小流量为
计算，所以取
其他管网管径：，取标准管径
。
沿程阻力损失按公式3-4和表3-5进行计算。
通过计算可得最不利管段的沿程阻力如表4-6：
表 4-6 沿程阻力损失
Table 4-6 Loss of resistance along the pipeline
所以，最不利管段的沿程总阻力
局部阻力损失根据公式3-5和表3-5、3-7进行计算，通过计算可得最不利管段的局部阻力如表4-7：
表4-7 局部阻力损失
Table 4-7 Local resistance loss
所以，最不利管段的局部总阻力,则水力损失
。
本设计中的水泵房设在地下2m，水泵高度为0.2m，同时设有两台消防水泵，一用一备。室内消火栓系统所需总压力按公式4-9进行计算：
（4-9）
其中：—消防水泵或系统所需的压力，
；
—最不利点消火栓栓口处所需的水压，
；
—计算最不利管路水头损失，
；
—最不利点处喷头的静水压，
。
，所以
。一个大气压101325Pa相当于10m水柱，经转化可确定水泵扬程为53.62m。由管网水力计算及相关规定可得，室内消火栓用水量为15L/s。根据室内消火栓用水量和水泵扬程可确定本设计消防水泵型号
由于高位消防水箱应提供10min的消防用水量，所以高位水箱的容积为：
根据规定：多层及二类高层民用公共建筑和一类高层居住建筑不应小于12m3 [8]。所以，本设计中的高位消防水箱的容积确定为12m3。
设高位水箱安装距最不利消火栓的垂直距离为米，则
，其中
为高位水箱与最不利消火栓之间的总水力损失。
消火栓系统中的消防水池的作用同自动喷水灭火系统设计相同，根据《建筑设计防火规范》：消防水池为消火栓系统储存2h的消防用水量。所以，消防水池的容积为。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/ea0a45c7bcd126fff6050b6f.html
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