消防规范水力计算
消防给水系统的水力计算
2 xh
10
式中
qd——水带水头损失，kPa； Ld——水带长度，m；
AZ——水带阻力系数，见表3-10。
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.2 消防水池、水箱的贮存容积
3.2.2 消防水池、水箱的贮存容积
1. 消防贮水池的消防贮存水量应按下式确定：
V f 3.6 Q f QL Tx
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.3 消防管网水力计算
3.2.3 消防管网水力计算
消防管网水力计算的主要目的
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。
由于建筑物发生火灾地点的随机性，以及水枪充实水柱数量的限定 （即水量限定），在进行消防管网水力计算时，对于枝状管网应首先选 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，低层建筑消防立管流量分配应按附 录3.2确定。在最不利点水枪射流量按公式（3-10）确定后，以下各层 水枪的实际射流量应根据消火栓口处的实际压力计算。
第3章 建筑消防系统
3.2 消火栓给水系统的水力计 算
3.2 消火栓给水系统的水力计算
消火栓给水系统水力计算的主要任务是根据规范 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。我国规范规定的各种建筑物消防用水 量及要求同时使用的水枪数量可查表3-4、表3-5。
3.2 消火栓给水系统的水力计算
3.2.1 消火栓口所需的水压
理想的射流高度（即不考虑空气对射流的阻力）为：
Hq
v2 2g
式中 υ ——水流在喷嘴口处的流速，m/s； g——重力加速度，m/s2；
浅谈建筑消防给水系统的计算
浅谈建筑消防给水系统的计算建筑消防给水系统是建筑的主要灭火设施，消防给水系统设计合理与否，对扑救火灾成败起着决定性作用，消防给水设计中不论是设计人员还是审核人员，掌握水力计算的基本原理和计算方法是至关重要的。
以下就结合规范对消防给水的计算原理和计算方法进行归纳总结。
一、水力计算的基本原理众所周知，自然界一切物质的能量转化均服从能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
物质“水”作为一种流体也遵守能量守恒定律，流体的能量包括内能、位能、动能、压力能，若将伴随流体经过截面1输入的能量用下标1标明（如图1），经过截面2输出的能量用下标2注明，则图中所示水系统的总能量衡算式便为：mU1+mgz1+mu12/2+p1v1+mq e+mw e=mU2+mgz2+mu22/2+ p2v2（1）112P1P2图1 压力能或流动能示意图这里，我们按照理想状态下的水进行计算，所谓理想状态，即不可压缩和内能不变（也就是温度不变），那么对（1）式通过恒等式变化即得机械能衡算――柏努利方程：z1+u12/2g+p1/ρg=z2+u22/2g +p2/ρg+△z（2）（2）式中z称为位头（位压头），反映水的位置高低，u2/2g称为速度头（动压头），反映水的流速大小，p/ρg称为压力头（静压头），反映水对容器或管道壁的压力大小，三项之和称为总压头，△z 称为机械能损失（水流动时的阻力损失）。
由上面柏努利方程可知，水在某一位置的压力、速度、流量、位置高低等是息息相关的，其中任意一个值发生变化，其它值也相应变化。
例如：消防给水中的常高压给水系统，规范中对最不利点的给水压力有最低要求，对流量有最低要求，对流速有最高流速要求，最不利点的高度由建筑物的高低确定，管道阻力可以计算得出（下面具体介绍），这样就可以通过柏努利方程推算出给水压力多大才能达到常高压给水要求。
消防用水流量
消防用水流量消防用水流量是指消防系统中所需的水流量。
消防用水流量的大小直接影响着消防设备的选择和消防系统的设计。
下面将从消防用水流量的计算、消防水源的选择和消防水泵的使用等方面进行介绍。
一、消防用水流量的计算消防用水流量的计算是根据建筑物的类型、面积、层数、火灾危险性等因素来确定的。
根据国家标准，不同类型的建筑物对应的消防用水流量也是不同的。
例如，住宅区的消防用水流量一般为每分钟1.0L/s，而商业综合楼的消防用水流量则为每分钟 2.0L/s。
消防用水流量的计算需要考虑到建筑物的各个区域，如消防水带、消防水枪等。
二、消防水源的选择在确定消防用水流量后，需要选择合适的消防水源。
消防水源可以分为内部水源和外部水源。
内部水源一般指建筑物内的供水系统，如自动喷水灭火系统和室内消火栓系统等。
外部水源则是指建筑物外的供水系统，如消防水池、消防水塔、消防水泵等。
选择消防水源时，需要考虑到消防用水流量的需求、供水系统的可靠性以及消防用水的持续时间等因素。
三、消防水泵的使用消防水泵是消防系统中的关键设备，其作用是提供足够的水压和水流量，以满足消防用水的需求。
消防水泵一般分为柴油消防水泵和电动消防水泵两种。
柴油消防水泵通常用于应对停电等紧急情况，而电动消防水泵则是常规情况下的主要供水设备。
消防水泵的选择需要考虑到消防用水流量、供水系统的压力要求以及消防水泵的可靠性等因素。
总结起来，消防用水流量的计算、消防水源的选择和消防水泵的使用是消防系统设计中的重要环节。
合理计算消防用水流量、选择合适的消防水源以及使用可靠的消防水泵，能够确保消防系统在火灾发生时能够及时有效地供应足够的水源，保障人员的生命财产安全。
因此，在设计和建设消防系统时，需要根据实际情况进行合理的规划和选择，以确保消防用水流量的准确计算和可靠供应。
消防水力计算原理参照
计算原理参照《全国民用建筑工程设计技术措施2009》，《建筑给水排水工程》（中国建筑工业出版社） 基本计算公式1、最不利点消火栓流量： q xh BH q =式中：q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) （依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值）B -- 水枪水流特性系数H q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压（mH 2 O ） 2、最不利点消火栓压力：222++=++=Bq q L A H H h H xhxhd d skq d xh式中：H xh -- 消火栓栓口的最低水压(0.010MPa) h d --消防水带的水头损失(0.01MPa)h q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(0.01MPa) A d -- 水带的比阻 L d -- 水带的长度(m)q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) B-水枪水流特性系数H sk -- 消火栓栓口水头损失，宜取0.02Mpa 3、次不利点消火栓压力：j f xh xh h h H H +++=层高最次 式中：H 层高 -- 消火栓间隔的楼层高(m)H f+j -- 两个消火栓之间的沿程、局部水头损失(m) 4、次不利点消火栓流量： BL A H q d d xh xh 12+-=次次 （依据规范需要与水枪的额定流量进行比较，取较大值） 5、流速V ：24jxhD q v π=式中：q xh -- 管段流量L/sD j -- 管道的计算内径（m ） 6、水力坡降：3.1200107.0jd v i =式中：i -- 每米管道的水头损失（mH 20/m ）V -- 管道内水的平均流速（m/s）D j -- 管道的计算内径（m）7、沿程水头损失：=h⨯Li沿程式中：L -- 管段长度m8、局部损失（采用当量长度法）：=h⨯iL(当量)局部式中：L(当量) -- 管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C) 计算参数：水龙带材料：麻织水龙带长度：20m水龙带直径：65mm水枪喷嘴口径：19mm充实水柱长度：10 m计算结果:入口压力:69.83 米水柱。
消火栓的给水系统的水力计算
消火栓的给水系统的水力计算消防设备是社会重要的基础设施之一，在城市和乡村防火、防灾工作中发挥着重要作用。
消火栓是消防设备中最重要的一个结构，搭配适当的给水系统能够有效地进行消防灭火工作。
消火栓的给水系统涉及到水力学中的许多问题，本文将针对消火栓的给水系统的水力计算进行探讨。
简介消火栓给水系统是一个复杂而庞大的系统，由水源、输水、阀门、管道、消火栓等组成。
消火栓的给水系统包括不同级别的管网，以供水的压力来补偿其损失，并保证消火栓确保火场携带水源的最小水压。
给水系统的水力特性决定了消火栓的额定出水压力和流量。
因此，消火栓给水系统的设计需要考虑消火栓的类型、数目和分布，以及供水管道的规划和设计等要素。
消火栓的类型目前的消防设施分为水管式和消火栓式两种类型。
水管式消防设施是指在消防水管内加压，将水送入楼内，再在室内管网连接消火栓，实现消防供水。
水管式消防设施具有隐蔽、美观、方便维护等优点，但效果不如消火栓式好。
消火栓式消防设施是指通过网络式的供水管路在消火栓端实施消防供水，具有直接供水、短时间内提供大量水源等优点。
因此，消火栓式的消防设施可以提高灭火速度，是大型建筑、加油站等安装的重要消防设施。
消火栓的水力特性消火栓的水力特性是指消火栓在特定压力条件下单向流动时的流量、阻力和压力的关系。
消火栓所需的压力大约在2.5kg/m²至3.5kg/m²之间。
这个压力决定了消火栓的放水量。
在实际情况中，消火栓管道的长度、管径、流量等都会对消火栓输出水压产生影响。
在计算消火栓的水力特性时，涉及到一些基本的水力学公式，其中包括以下：•海斯ch公式：用于计算流量与水压下降之间的关系。
-局部失压：当流动液体通过管道转弯、收缩减径或扩张等时，会产生阻力，称为局部失压。
•长度失压：当流动液体通过管道时，因摩擦阻力作用而产生的压力损失。
消火栓的水力计算需要确定供水道路、消火栓的类型、数量和位置，以及其他设备。
消火栓系统水力计算
消火栓系统水力计算根据《全国民用建筑工程设计技术措施2003》和《建筑给水排水工程》（XXX），最不利点消火栓流量和压力可以通过以下公式计算：1.最不利点消火栓流量公式为：Qxh = SQRT(B * Hq)，其中Qxh为水枪喷嘴射出流量，B为水枪水流特性系数，Hq为水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压。
2.最不利点消火栓压力公式为：Hxh = Hd + Hq + Hsk + Ad * Ld * Qxh*Qxh + Qxh*Qxh/B，其中Hxh为消火栓栓口的最低水压，Hd为消防水带的水头损失，Hq为水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压，Ad为水带的比阻，Ld为水带的长度，Qxh为水枪喷嘴射出流量，B为水枪水流特性系数，Hsk为消火栓栓口水头损失。
3.次不利点消火栓压力公式为：Hxh次= Hxh最+ H层高+ Hfj，其中H层高为消火栓间隔的楼层高，Hfj为两个消火栓之间的沿程、局部水头损失。
4.次不利点消火栓流量公式为：Qxh次= sqrt((Hxh次- 2) / (Ad*Ld + 1/B))。
5.流速公式为：V = (4 * Q) / (π * Dj * Dj)，其中Q为管段流量，Dj为管道的计算内径。
6.水力坡降公式为：i = 0. * V * V / (pow(Dj。
1.3))，其中i 为每米管道的水头损失，V为管道内水的平均流速，Dj为管道的计算内径。
7.沿程水头损失公式为：h = i * L，其中L为管段长度。
8.局部损失公式为：h = i * L(当量)，其中L(当量)为管段当量长度，采用当量长度法进行计算。
根据上述公式，可以进行1、2、3#楼低区消防水泵校核计算。
1）计算充实水柱所需的压力为Hq=10aSk/(1-φaSk)，代入数据得到Hq=186kpa。
2）计算水枪喷嘴射出流量为qxh=(BHq)0.5，代入数据得到XXX。
3）计算水带水头损失为hd=AZLdqxh，代入数据得到hd=12.6kpa。
建筑消防系统：消防栓给水系统的水力计算
水力计算的基本原理
通过水力学公式和原理，计算消防栓给水系统所需的流量、压力和管道大小。
水力计算的步骤
1
确定设计标准
根据国家和地方的法规、规范以及建筑消防系统的需求，确定消防栓给水系统的设计标准。
2
计算应急水量
根据建筑的类型、面积和等级，计算出满足消防需求的应急水量。
3
计算水压和管径
通过水力公式，计算出消防栓给水系统所需的水压和管道大小。
介绍消防栓给水系统常用的水力计算方法，如K值法、迭代法等，并讨论其适用范围和优缺点。
案例分析和实例
通过实际案例和实例，展示水力计算在消防栓给水系统设计中的应用。
Байду номын сангаас
建筑消防系统：消防栓给水系 统的水力计算
了解消防栓给水系统的概述和水力计算的重要性，以及水力计算的基本原理、 步骤和影响因素。探讨常见的水力计算方法，并进行案例分析和实例。
消防栓给水系统的概述
了解消防栓给水系统的结构和功能，以及其在建筑消防系统中的重要性。
水力计算的重要性
水力计算是确保消防栓水源充足、稳定的重要环节，有效地保障建筑内火灾 应急排水的可靠性。
影响水力计算的因素
1 供水来源
消防栓给水系统的供水来源对水力计算有重 要影响。
2 管道摩阻和长度
管道的摩阻和长度会影响水力损失，从而影 响水力计算。
3 流量和压力要求
消防栓给水系统的流量和压力要求直接影响 水力计算的结果。
4 消防设备和附件
消防设备和附件的选型和安装方式会影响水 力计算。
常见的水力计算方法
建筑消防系统：消防栓给水系统的水力计算
3 控制与监测设备
包括阀门、压力传感器和水流指示器等。
消防栓给水系统的水力计算方法
流量法
根据灭火水源需要的水流量 来计算系统的供水能力。
压力法
根据灭火所需的最小压力来 计算系统的供水能力。
综合法
结合流量法和压力法，综合 考虑系统的供水能力。
计算所需的水压和水流量
参数 灭火水流量
摩阻损失 度、直径和材料等 因素会影响水流的阻力。
3 水泵性能
水泵的性能要符合流量和 压力要求，以保证系统正 常供水。
总结和结论
消防栓给水系统的水力计算是确保消防系统正常运行的关键步骤，需要综合 考虑多个参数，并保证准确性和可靠性。
建筑消防系统：消防栓给 水系统的水力计算
本演示将介绍消防栓给水系统的定义、组成、水力计算方法，以及所需的水 压和水流量。
消防栓给水系统的定义
消防栓给水系统是建筑物内的一种消防供水设施，用于提供灭火所需的水源。
消防栓给水系统的组成
1 主体设备
包括水泵、水箱和消防栓等。
2 管道系统
包括主干管道、分支管道和支管等。
符号 Q
H P
G
计算方法
根据建筑消防规范和实际情况 确定。
根据管道长度和直径计算。
根据消防给水系统的布置和高 度计算。
根据灭火水流量和摩阻损失计 算。
消防栓给水系统的水流计算
流量计算
根据系统参数和水力学公式计算水流量。
压力计算
根据系统参数和水力学公式计算水压。
问题和挑战
1 水力计算的准确性
准确计算消防栓给水系统 的水力参数对系统的正常 运行至关重要。
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16.6 35.4 8.3 12.6 17.6
7.862 7.941 8.085
0.01634 0.01588 0.01545
29.8 19.7 26.1
10.0 15.2 21.3
28.3 36.2 C=120
0.00050 64.8 97.4 32.5 68.8 17.1 36.2 12.8 36.1 C=100
2.12 251588.9 0.02070
镀锌钢管
0.005 0.01
0.015
0.0655 0.103
0.103
1.48 1.20
1.80
74420.38 0.02620 94651.16 0.02370
141976.7 0.02300
镀锌钢管 (加厚)
0.02 0.025 0.03
0.035 0.04
7.785 7.931 8.006
6.799 6.859 6.900
0.02160 0.02129 0.02099
8.4 12.9 18.3
6.931 0.02078 6.956 0.02068
24.6 32.0
5.306 5.481 5.645 5.673 5.974 6.224 6.255 6.454
dj (m)
0.1 0.1 0.15 0.15 0.15 0.2 0.2 0.25
v （m/s)
1.27 1.91 1.13 1.41 1.70 1.27 1.91 1.43
Re
97490.7 146236 129987.6 162484.5 194981.4 194981.4 292472.1 272974
管道当量粗 糙度：ε=
0.03556 0.03329 0.03139 0.03114 0.02801 0.02581 0.02558 0.02400
57.5 87.7 26.8 59.7 13.2 5.5 9.6 9.2
7.156 7.369 7.415 7.542 7.639
管道当量粗 糙度：ε=
试算填写
当G、H列 误差＜ 0.01 G列自动 显现绿底 板
达西公式 沿程损失 值
海澄公式
λ等式 两边
误差＜0.00001 误差±0.05
误差±0.01
0.005 0.005
0.005
0.067 0.067
0.067
沿程损失 值
谢才公式 沿程损失 值
பைடு நூலகம்
现在计算采
1.42 1.42
1.42
管道当量 粗糙度： ε
试算λ
0.02220 0.02150 0.02040 0.02000 0.01960 0.01880 0.01820 0.01780
镀锌钢管
0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
0.067 0.105 0.105 0.155 0.155 0.155
0.035
0.155
0.04
40.3
7.004 0.02039 8.7
9.5
7.078 0.01998 13.3
14.4
7.132 0.01963 18.9
20.2
7.282 0.01883 7.6
8.5
7.405 0.01822 16.6
18.0
7.505 0.01778 7.2
8.1
C=130
管道当量粗
糙度：ε=
0.00015
谢才公式
沿程损失i (mm/m) 31.9 71.9 14.7 23.0 33.1 12.7 28.5 11.8
0.0001 0.012
6.950
6.937 0.02074 23.0
26.6
6.950
6.962 0.02066 30.0
34.0
6.178 6.496
6.594
管道当量粗 糙度：ε=
6.166 0.02625 6.496 0.02370
水力计算表
达西公式计算区
水的温度℃
达西公式
i=10^-6*((ρ*v^2)/(ε/(2*dj)))
柯列布罗克 怀特公式
10 水的运动粘滞系 管道流量
数
管道计算 内径
管道流速
沿程损失 雷诺数
阻力系数
1.30601E-06 球墨铸铁管
（内衬水泥）
Q m³/s
0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.04 0.06 0.07
0.155
1.42 1.15 1.73 1.06 1.32 1.59
72754.25 92848.28 139272.4 125794.4 157243.1 188691.7
0.02620 0.02360 0.02303 0.02152 0.02132 0.02098
1.85 220140.3 0.02070
0.01650 0.01590 0.01560
说明：
1.本表格是新消防规范第10.1节的水力计算，包括达西公式、海澄公式及谢才公式
2.三计算公式的达西公式中以λ的计算最为繁琐，本表先在F列设定一个值
然后以此 值计算柯 列布鲁克怀特公式 等式两边 的数值即G 列及H列 3.再以G列H列之和的0.5值反求λ值得I列数值 4.将上述I列数值回填到同行的F列，如此反复可以使得H列数值逐步逼近G列,当此两 列差值在0.01时则H列的底版呈绿色，计算完成，也就得到沿程损失I值。 5.至于海澄公式及谢才公式均是普通的excel计算。
0.00003 17.4 36.9 8.9 13.4 18.8
32.0 21.2 28.2 C=140
达西公式、海澄公式及谢才公式 本表先在F列设定一个值
使得H列数值逐步逼近G列,当此两 也就得到沿程损失I值。 。
如有不同科自行更改
水的温度℃ 10
水的运动粘滞系 数
1.30601E-06
填写数据
0.066 0.079 0.099 0.099 0.147 0.203 0.203 0.253
1.46 2.04 1.30 1.95 1.18 0.93 1.24 1.39
73856.59 123405.9 98475.45 147713.2 132640.4 144074.9 192099.9 269737.1
0.00015
i值
0
0.007634 等于0.7%
计算误差
等于
0.002545 0.25%
试算λ
λ等式两边
λ实际计算值
0.00015
72754.251 0.0262169 6.176 72754.251 0.02663 6.128
6.176 6.178
0.0262168 0.02641
39.3 39.6
72754.251 0.02629 6.167 6.176
0.02625
39.4
现在计算采用λ等式两边±0.01，其确保i值误差为0.25%
0.03560 0.03330 0.03140 0.03120 0.02800 0.02580 0.02560 0.02400
钢丝网骨架PE管
公称压力： 1.0MPa
0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
0.04 0.06 0.07
0.099 0.099 0.148 0.148 0.148
海澄公式 沿程损失
沿程损失
等式左
6.712 6.820 7.001 7.071 7.143 7.293 7.412 7.495
6.178 6.509 6.590 6.817 6.849 6.904
等式右
λ i (mm/m) i (mm/m)
6.708 0.02221 18.0
19.0
6.825 0.02148 39.2
0.153 0.153 0.153
0.153 0.153
1.09 1.36 1.63
1.90 2.18
127438.8 159298.5 191158.2
0.02156 0.02132 0.02098
223017.9 0.02074 254877.6 0.02070
无缝钢管
0.005 0.01 0.01 0.015 0.02 0.03 0.04 0.07
6.176 0.02621 39.3
43.0
6.502 0.02363 15.0
17.4
6.595 0.02301 32.9
36.9
6.803 0.02156 7.8
9.4
6.863 0.02127 12.0
14.2
6.905 0.02098 17.1
20.0
谢才公式 计算区 管道当量粗糙度
ε=
管道粗糙系数 ng
6.表中的管径流量均为消防给水系统常用的数值，如有不同科自行更改 7.管道材料也按照规范及我们平时使用的管材选择 8.表格中 红色粗体 字请不要 移动位置
公式计算区
海澄公式 计算区
1/λ^0.5=-2*log(2.51/(Re*λ^0.5))+(ε/(3.71*dj)))
柯列布罗克-怀特公式
λ取值
0.188 0.188 0.229
1.30 1.95 1.16 1.45 1.74
2.33 2.16 2.52
98475.45 147713.2 131744.2 164680.2 197616.3
0.01950 0.01846 0.01814 0.01760 0.01717
263488.4 311140.5 362997.3
44.1 16.6
6.586 0.02303 36.2