9.2.1 管道內(nèi)的水流速度宜采用經(jīng)濟(jì)流速,必要時(shí)可超過5m/s,但不應(yīng)大于10m/s。
9.2.2 管道單位長(zhǎng)度的沿程阻力損失應(yīng)按下式計(jì)算:
式中:i——管道單位長(zhǎng)度的水頭損失(KPa/m);
? ? ? ? ?dj——管道計(jì)算內(nèi)徑(mm);
qg——管道設(shè)計(jì)流量(L/min); ? ? ? ? Ch——海澄—威廉系數(shù),見表9.2.2。
9.2.3 管道的局部水頭損失宜采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算,且應(yīng)符合本規(guī)范附錄C 的規(guī)定。
9.2.4 水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力應(yīng)按下式計(jì)算:
式中:H——水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力(MPa);
? ? ? ΣPp——管道沿程和局部水頭損失的累計(jì)值(MPa),報(bào)警閥的局部水頭損失應(yīng)按照產(chǎn)品樣本或檢測(cè)數(shù)據(jù)確定。當(dāng)無上述數(shù)據(jù)時(shí),濕式報(bào)警閥取值0.04MPa、干式報(bào)警閥取值0.02MPa、預(yù)作用裝置取值0.08MPa、雨淋報(bào)警閥取值0.07MPa、水流指示器取值0.02MPa;
? ? ? ? P0——最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力(MPa);
? ? ? ? ? Z——最不利點(diǎn)處噴頭與消防水池的最低水位或系統(tǒng)入口管水平中心線之間的高程差,當(dāng)系統(tǒng)入口管或消防水池最低水位高于最不利點(diǎn)處噴頭時(shí),Z應(yīng)取負(fù)值(MPa);
? ? ? ? ?hc——從城市市政管網(wǎng)直接抽水時(shí)城市管網(wǎng)的最低水壓(MPa);當(dāng)從消防水池吸水時(shí),hc取0。
條文說明 9.2 管道水力計(jì)算
9.2.1 采用經(jīng)濟(jì)流速是給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要素,本條規(guī)定宜采用經(jīng)濟(jì)流速,必要時(shí)可采用較高流速。采用較高的管道流速,不利于均衡系統(tǒng)管道的水力特性并加大能耗;為降低管道摩阻而放大管徑、采用低流速,將導(dǎo)致管道重量的增加,使設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性能降低。
我國(guó)《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第三冊(cè))建議,鋼管內(nèi)水的平均流速允許不大于5m/s,鑄鐵管的允許值為3m/s;
德國(guó)規(guī)范規(guī)定,必須保證在報(bào)警閥與噴頭之間的管道內(nèi),水流速度不超過10m/s,在組件配件內(nèi)不超過5m/s。
9.2.2 本條是對(duì)原條文的修改。
管道沿程水頭損失的計(jì)算,國(guó)內(nèi)外采用的公式有以下幾種:
我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015和《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50013采用Hazen-Williams(海澄-威廉)公式,即公式(3):
式中: i——管道單位長(zhǎng)度水頭損失(kPa/m);
dj——管道計(jì)算內(nèi)徑(m);
qg——設(shè)計(jì)流量(m3/s);
Ch——海登-威廉系數(shù)
英、美、日、德等國(guó)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)規(guī)范,也采用海澄-威廉公式,即式(4):
式中:pm——管道每米阻力損失(bar);
Qm——流量(L/min);
C——管道材質(zhì)系數(shù);
dm——管道實(shí)際內(nèi)徑(mm)。
原規(guī)范采用舍維列夫公式,即式(5)。1953年,舍維列夫根據(jù)其對(duì)舊鑄鐵管和舊鋼管所進(jìn)行的試驗(yàn),提出了該經(jīng)驗(yàn)公式,因此該公式主要適用于舊鑄鐵管和舊鋼管。
式中:i —— 管道的單位長(zhǎng)度水頭損失(MPa/m);
V —— 管道內(nèi)水或泡沫混合液的平均流速(m/s);
dj —— 管道的計(jì)算內(nèi)徑(m)。
為便于比較兩計(jì)算式計(jì)算結(jié)果的差異,將公式(5)除以公式(3)得公式(6):
對(duì)于鍍鋅鋼管,取C=100,此時(shí)(式7):
對(duì)于銅管和不銹鋼管,取C=130,此時(shí)(式8):
結(jié)合本規(guī)范規(guī)定,對(duì)管徑為25mm~200mm,流速為2.5m/s~10m/s的情況,計(jì)算得:對(duì)于普通鋼管,k1介于1.1292~1.8217之間;對(duì)于銅管和不銹鋼管,k2介于2.1233~2.9600之間。
當(dāng)系統(tǒng)采用鍍鋅鋼管時(shí),兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果相差不是很大。當(dāng)系統(tǒng)采用銅管和不銹鋼管時(shí),公式(3)的計(jì)算結(jié)果要遠(yuǎn)大于公式(1),若此時(shí)還用公式(3)進(jìn)行計(jì)算,勢(shì)必會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。而且,對(duì)于不銹鋼管和銅管,在使用過程中內(nèi)壁粗糙度增大的情況并不十分明顯。因此,宜用公式(1)進(jìn)行計(jì)算。
9.2.3 局部水頭損失的計(jì)算,英、美、日、德等國(guó)規(guī)范均采用當(dāng)量長(zhǎng)度法。為與國(guó)際慣例保持一致,本規(guī)范規(guī)定采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算。由于我國(guó)缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),故仍采用原規(guī)范條文說明中推薦的數(shù)據(jù)。美國(guó)消防協(xié)會(huì)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定見表10。
日本、德國(guó)規(guī)范的當(dāng)量長(zhǎng)度表與表10相同。表10中的數(shù)據(jù)是按管道材質(zhì)系數(shù)C=120計(jì)算,當(dāng)C=100時(shí),需乘以修正系數(shù)0.713。
9.2.4 本條是對(duì)原條文的修改和補(bǔ)充。
本條規(guī)定了水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口供水壓力的計(jì)算方法。計(jì)算中對(duì)報(bào)警閥、水流指示器局部水頭損失的取值,按照相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定,其中濕式報(bào)警閥局部水頭損失的取值,隨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂后的要求進(jìn)行了修改。要求生產(chǎn)廠在產(chǎn)品樣本中說明此項(xiàng)指標(biāo)是否符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,當(dāng)不符合時(shí),要求提出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
報(bào)警閥的局部水頭損失,系參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第4部分 干式報(bào)警閥》GB5135.4-2003和《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第14部分 預(yù)作用裝置》GB5135.14-2011的規(guī)定。
式中:i——管道單位長(zhǎng)度的水頭損失(KPa/m);
? ? ? ? ?dj——管道計(jì)算內(nèi)徑(mm);qg——管道設(shè)計(jì)流量(L/min); ? ? ? ? Ch——海澄—威廉系數(shù),見表9.2.2。
9.2.3 管道的局部水頭損失宜采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算,且應(yīng)符合本規(guī)范附錄C 的規(guī)定。9.2.4 水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力應(yīng)按下式計(jì)算:
式中:H——水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力(MPa);
? ? ? ΣPp——管道沿程和局部水頭損失的累計(jì)值(MPa),報(bào)警閥的局部水頭損失應(yīng)按照產(chǎn)品樣本或檢測(cè)數(shù)據(jù)確定。當(dāng)無上述數(shù)據(jù)時(shí),濕式報(bào)警閥取值0.04MPa、干式報(bào)警閥取值0.02MPa、預(yù)作用裝置取值0.08MPa、雨淋報(bào)警閥取值0.07MPa、水流指示器取值0.02MPa;
? ? ? ? P0——最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力(MPa);
? ? ? ? ? Z——最不利點(diǎn)處噴頭與消防水池的最低水位或系統(tǒng)入口管水平中心線之間的高程差,當(dāng)系統(tǒng)入口管或消防水池最低水位高于最不利點(diǎn)處噴頭時(shí),Z應(yīng)取負(fù)值(MPa);
? ? ? ? ?hc——從城市市政管網(wǎng)直接抽水時(shí)城市管網(wǎng)的最低水壓(MPa);當(dāng)從消防水池吸水時(shí),hc取0。條文說明 9.2 管道水力計(jì)算
9.2.1 采用經(jīng)濟(jì)流速是給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要素,本條規(guī)定宜采用經(jīng)濟(jì)流速,必要時(shí)可采用較高流速。采用較高的管道流速,不利于均衡系統(tǒng)管道的水力特性并加大能耗;為降低管道摩阻而放大管徑、采用低流速,將導(dǎo)致管道重量的增加,使設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性能降低。
我國(guó)《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第三冊(cè))建議,鋼管內(nèi)水的平均流速允許不大于5m/s,鑄鐵管的允許值為3m/s;
德國(guó)規(guī)范規(guī)定,必須保證在報(bào)警閥與噴頭之間的管道內(nèi),水流速度不超過10m/s,在組件配件內(nèi)不超過5m/s。
9.2.2 本條是對(duì)原條文的修改。
管道沿程水頭損失的計(jì)算,國(guó)內(nèi)外采用的公式有以下幾種:
我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015和《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50013采用Hazen-Williams(海澄-威廉)公式,即公式(3):
式中: i——管道單位長(zhǎng)度水頭損失(kPa/m);dj——管道計(jì)算內(nèi)徑(m);
qg——設(shè)計(jì)流量(m3/s);
Ch——海登-威廉系數(shù)
英、美、日、德等國(guó)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)規(guī)范,也采用海澄-威廉公式,即式(4):
式中:pm——管道每米阻力損失(bar);Qm——流量(L/min);
C——管道材質(zhì)系數(shù);
dm——管道實(shí)際內(nèi)徑(mm)。
原規(guī)范采用舍維列夫公式,即式(5)。1953年,舍維列夫根據(jù)其對(duì)舊鑄鐵管和舊鋼管所進(jìn)行的試驗(yàn),提出了該經(jīng)驗(yàn)公式,因此該公式主要適用于舊鑄鐵管和舊鋼管。
式中:i —— 管道的單位長(zhǎng)度水頭損失(MPa/m);V —— 管道內(nèi)水或泡沫混合液的平均流速(m/s);
dj —— 管道的計(jì)算內(nèi)徑(m)。
為便于比較兩計(jì)算式計(jì)算結(jié)果的差異,將公式(5)除以公式(3)得公式(6):
對(duì)于鍍鋅鋼管,取C=100,此時(shí)(式7):
對(duì)于銅管和不銹鋼管,取C=130,此時(shí)(式8):
結(jié)合本規(guī)范規(guī)定,對(duì)管徑為25mm~200mm,流速為2.5m/s~10m/s的情況,計(jì)算得:對(duì)于普通鋼管,k1介于1.1292~1.8217之間;對(duì)于銅管和不銹鋼管,k2介于2.1233~2.9600之間。當(dāng)系統(tǒng)采用鍍鋅鋼管時(shí),兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果相差不是很大。當(dāng)系統(tǒng)采用銅管和不銹鋼管時(shí),公式(3)的計(jì)算結(jié)果要遠(yuǎn)大于公式(1),若此時(shí)還用公式(3)進(jìn)行計(jì)算,勢(shì)必會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。而且,對(duì)于不銹鋼管和銅管,在使用過程中內(nèi)壁粗糙度增大的情況并不十分明顯。因此,宜用公式(1)進(jìn)行計(jì)算。
9.2.3 局部水頭損失的計(jì)算,英、美、日、德等國(guó)規(guī)范均采用當(dāng)量長(zhǎng)度法。為與國(guó)際慣例保持一致,本規(guī)范規(guī)定采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算。由于我國(guó)缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),故仍采用原規(guī)范條文說明中推薦的數(shù)據(jù)。美國(guó)消防協(xié)會(huì)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定見表10。
日本、德國(guó)規(guī)范的當(dāng)量長(zhǎng)度表與表10相同。表10中的數(shù)據(jù)是按管道材質(zhì)系數(shù)C=120計(jì)算,當(dāng)C=100時(shí),需乘以修正系數(shù)0.713。
9.2.4 本條是對(duì)原條文的修改和補(bǔ)充。本條規(guī)定了水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口供水壓力的計(jì)算方法。計(jì)算中對(duì)報(bào)警閥、水流指示器局部水頭損失的取值,按照相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定,其中濕式報(bào)警閥局部水頭損失的取值,隨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂后的要求進(jìn)行了修改。要求生產(chǎn)廠在產(chǎn)品樣本中說明此項(xiàng)指標(biāo)是否符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,當(dāng)不符合時(shí),要求提出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
報(bào)警閥的局部水頭損失,系參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第4部分 干式報(bào)警閥》GB5135.4-2003和《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第14部分 預(yù)作用裝置》GB5135.14-2011的規(guī)定。


自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)
