建筑设备工程：消火栓给水系统水力计算的实用指南

消火栓给水系统水力计算是在绘出管道平面布置图和系统图后进行的，计算内容包括根据规范规定的消防用水量及要求使用的水枪数量和水压确定管网的管径，系统所需的水压，水池、水箱的容积和水泵的型号等。

1.消防用水量

室内消火栓用水量与建筑高度及建筑性质有关，其大小应根据同时使用水枪数及充实水柱长度确定。表3-2是我国《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）规定数值。

表3-2　室内消火栓用水量

续表

注　1.丁、戊类高层厂房（仓库）室内消火栓的用水量可按本表减少10L/s，同时使用水枪数量可按本表减少2支。
2.消防软管卷盘或轻便消防水龙头及住宅楼梯间中的干式消防竖管上设置的消火栓，其消防用水量可不计入室内消防用水量。

2.消火栓口所需的水压

消火栓口所需的水压按下列公式计算。

式中　Hxh——消火栓口的水压，kPa;

Hq——水枪喷嘴处的压力，kPa;

hd——水带的水头损失，kPa;

Hk——消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。

（1）Hq与所需充实水柱长度的关系为

式中　ψ——与水枪喷嘴直径d有关的实验系数，其值见表3-3;

α——和充实水柱有关的实验系数，其值见表3-4;

Sk——规范中要求的最小充实水柱长度，m。

表3-3　系数ψ值

表3-4　系数α值

（2）水枪喷嘴射出的流量与喷嘴压力的关系

式中　qxh——水枪喷嘴的射流量（其值不小于每支水枪最小流量），L/s;

Hq——水枪喷嘴造成规定充实水柱所需的压力，kPa;(www.xing528.com)

B——水流特性系数，和水枪喷嘴直径有关，见表3-5。

表3-5　水流特性系数B值

（3）水带水头损失

式中　hd——水带沿程水头损失，kPa;

Ld——水带长度，m;

Az——水带阻力系数，见表3-6;

qxh——水枪喷嘴的射流量（其值不小于每支水枪最小流量），L/s。

【例3-1】　某建筑物内，设有消火栓给水系统，要求有一股2.5L/s的灭火水量及7m的充实水柱。如采用直径为50mm，长度为15m的麻织水带，水枪喷口为16mm，试计算消火栓口的所需压力。

解:（1）计算水枪的喷口压力

用式（3-7）并查表3-3、表3-4，α=1.19　χ=0.0124

（2）计算水带水头损失

用式（3-9），Az=0.1501

表3-6　水带比阻Az值

消火栓口压力为92.9+14.07=106.97（kPa）

校核水枪的喷射水量，用式（3-9），B=0.0793

qxh=2.71L/s＞2.5L/s，满足消防用水量要求。

3.消防管网水力计算

管网水力计算的主要目的在于确定消防给水管网的管径、计算或校核消防水箱的设置高度、选择消防水泵。

在进行消防管网水力计算时，应首先选择最不利立管和最不利消火栓，以此确定计算管路，并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配。

在确定了消防管网中各管段的流量后，便可按流量公式Q=πD2v/4计算出各管段管径，通常可从钢管水力计算表中直接查得管径及单位管长沿程水头损失i值。

消火栓给水管道中的流速一般以1.4～1.8m/s为宜，不允许大于2.5m/s。消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同，其局部水头损失按管道沿程水头损失的10%计算。与生活水合用的消防系统，其局部水头损失按管道沿程水头损失的30%计算。与生产用水合用的消防系统，其局部水头损失按管道沿程水头损失的20%计算。