【消防自喷】特性系数法与作用面积法的比较

设计参数喷水强度：单位面积上单位时间内喷洒的水量，$L...

请注意，本文编写于 1167 天前，最后修改于 1167 天前，其中某些信息可能已经过时。

设计参数

1. 喷水强度：单位面积上单位时间内喷洒的水量，L/min \cdot M^2。
2. 作用面积：一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积，M^2。
3. 喷头最小工作压力：最不利点处喷头0.05MPa。
4. 系统用水量：喷水强度 × 作用面积 × 1h（最少）。

设计步骤

大体步骤

Ⅰ、查《建筑设计防火规范 GB 50016-2014》中 8.3.1，对判断建筑是否需要进行设计自动喷水灭火系统；

Ⅱ、查《自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2017》中 附录A，判断场所火灾危险等级分类；

Ⅲ、查《自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2017》中 4.5 设计基本参数，确定设计的喷水强度、作用面积、火灾持续时间等；

Ⅳ、采用特性系数法或者是作用面积法进行水力计算。

使用Google Chrome 打开上述规范，然后可以使用Ctrl+F进行搜索。

水力计算的具体步骤

喷头流量

喷头的出流量可根据保护面积和喷水强度,以及喷头作用压力求出。

a、根据保护面积和喷水强度求喷头的出流量公式：q=D×A_s

式中：

q：喷头的出流量（L/min）；

D：相应危险等级的设计喷水强度（L/(min・M^2））

A_s：喷头的保护面积(m^2)

根据“喷规”附录A(P39)确定建筑物危险等级,查“喷规”5.0.1条表5.0.1、5.0.1A及5.0.10条表5.0.10确定喷水强度D和单个喷头保护的面积A,确定喷头的出流量和最不利喷头的压力。

b、根据喷头作用压力求喷头的出流量公式：q=k\sqrt {10P}（简单暴力）

式中：

• q：喷头的出流量(L/min)；
• k：喷头的流量系数；
• P：喷头出口处的压力(MPa)

特性系数法

从系统设计最不利喷头开始计算沿程各喷头压力、流量、管段累计流量、水头损失。当累计流量达到设计流量后管段流量不再增加，仅计算管道的水头损失。

Ⅰ、确定喷头的布置形式和保护面积；

保护面积的确定：先计算保护面积的最小边长 L_{min}=1.2·\sqrt {A}。

式中：

• L_{min}：作用面积长边的最小长度（M）；
• A：作用面积（M^2）。

长边算出来之后莫急着计算宽度，应先计算此时按此长度计算时喷头的数量为多少，然后向上取整，然后反算长度，然后由调整后的长度计算宽度，进而确定作用面积。

作用面积短边计算：B=\frac{A}{L}

喷头的布置规范：《喷规》中 7.1 与 7.2。

Ⅱ、确定作用面积内的喷头数；

由 Ⅰ 中确定了作用面积的形状，进而也确定了喷头的布置情况，由此可以确定了喷头的个数。

Ⅲ、确定作用面积的形状；

Ⅳ、确定第一个喷头的压力和流量；

q=k\sqrt {10P}

式中：

• q：喷头的出流量(L/min)；
• k：喷头的流量系数；
• P：喷头出口处的压力(MPa)。

系统最不利点处洒水喷头的工作压力不应低于0．05MPa。

Ⅶ、计算第一根支管上各喷头流量、支管各管段的水头损失以及支管流量和压力,并计算出相同支管的流量系数；

循环计算出每个喷头的流量（流量 ——> 流速与管径 ——> 沿程水头损失+局部水头损失 ——> 压力）

9．2．1 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。

喷水只有在作用面积内喷水，计算同最不利管段超出作用面积后的管径不变。

作用面积内的不同支管合并后计算采用特性系数法。K_z=\frac{q_z}{\sqrt{10 \cdot P}}

支管合并处：\frac{q_1}{q_2}=\sqrt{\frac{P_1}{P_2}}

Ⅷ、根据支管的流量系数计算出配水干管各支管的流量和各管段的流量、水头损失,并计算出作用面积内的流量、压力和作用面积流量系数；

沿程水头损失计算公式：

h=i·L；i=0.0000107·\frac{v^2}{d·j^{1.3}}（v=\frac{4q}{D^2·\pi}）

式中：

• h：沿程水头损失(MPa)；
• i：管道单位长度的水头损失（MPa/m）；
• L：管道长度(m)。
• d_j：管道(渠)的计算内径(m),取值应按管内径减1mm确定；
• v：管内水的平均流速(m/s)。必要时可超过5m/s,不应大于10m/s。

局部水头损失的计算：h_局=i·L_当

式中：

• h_局：局部水头损失(MPa)；
• i：同管径同流量下的水力阻力系数；
• L_当：管件的当量长度(m)。

Ⅸ、计算系统供水压力或水泵扬程(包括水泵选型)；

系统所需总压力：H= \sum h + P_0 + Z

式中：

\sum h：系统总水头损失值，湿式报警阀取0.04MPa，水流指示器的水头损失取0.02MPa；

P_0：最不利点处的工作压力；

Z：最不利点处喷头与消防水池最低水位或系统入口管中心之间的高程差。

Ⅹ、确定系统的水源和管网的减压措施。

作用面积法

在计算喷水量时，对于轻危险级和中危险级建筑、构筑物的自动喷水灭火系统，计算时可假定作用面积内每只喷头的喷水量相等，均以最不利点喷头的喷水量取值；对严重危险级的，在作用面积内每只喷头的喷水量按实际计算确定。作用面积选定后，从最不利喷头开始，依次计算各管段的流量和水头损失,直至作用面积内最末一个喷头为止。以后管段的流量不再增加,进而计算管段的水头损失。

作用面积法：先按基本设计数据的要求，选定作用面积的位置，此作用面积的形式采用长方形，其长边应平行与配水支管，保护面积的最小边长 L_{min}=1.2·\sqrt {A}。

式中：

• L_{min}：作用面积长边的最小长度（M）；
• A：作用面积（M^2）。

长边算出来之后莫急着计算宽度，应先计算此时按此长度计算时喷头的数量为多少，然后向上取整，然后反算长度，然后由调整后的长度计算宽度，进而确定作用面积。

作用面积短边计算：B=\frac{A}{L}

喷头的布置规范：《喷规》中 7.1 与 7.2。

作用面积法计算时，都以最不利点喷水量取值，应该保证作用面积内的平均喷水强度偏差范围应在规定数值的20%内，即保证安全性，又防止偏差过大，造成浪费。

校核：

1. 应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于规定值；
2. 最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度不低于规定值（4.5 设计基本参数）。

系统所需总压力计算同特性系数法。

----- END -----