水力计算

消防喷淋系统管道直径的计算主要有两种方法:管道计划法和管道计划法水力计算方法。

• 管道调度方法：基于建筑物的占用分类，管道直径由桌子确定，以及可以用每个管道直径配送的喷水器的数量。
• 水力计算方法:采用Hazen-Williams方法，根据管道的内摩擦计算管道系统的实际压力损失。管道直径的选择，以确保水从洒水器排放所需的压力和流量。这种方法的计算更为复杂，但使用更小的管道可能会节省成本。

这美国13个标准在某些情况下允许采用管道调度方法，但水力计算方法优先。管道调度方法往往会导致管道尺寸过大，导致材料和安装成本较高。如果改用水力计算方法，可节省材料和人工20%以上。液压方法也更加通用，因为它可以用于任何管道材料，而管道调度方法根据材料而变化。

液压计算方法允许较小的管道直径，同时仍然会满足NFPA 13并提供可靠的防火，省略材料和劳动力。考虑到较小的管道也意味着处理和较小的配件的重量较少，导致额外的节省。具有液压计算的设计也可以使用比管道调度方法更少的管道尺寸，而材料采购更容易管理。

本文的目的是概述自动喷水灭火系统如何用水力计算方法进行设计。然而，本文并不能代替NFPA 13标准和当地建筑规范的实际要求。它应该被当作一个信息博客文章，而不是一个详细的指导洒水喷头的设计。

设计流量密度是喷水灭火系统每平方米和每分钟释放的水量。这是根据建筑面积和占用危险分类确定的。放电的设计密度以毫米/分钟（mm / min）表示，但该装置可能是误导性的。实际上，测量是指升每平方米每分钟，简化为毫米/分钟:

• 1 L是1,000,000 mm3
• 1 m2等于1,000,000 mm2
• 因此，1 L / M2可以简化为1毫米

简而言之，当您在消防喷水器设计中看到mm / min时，它真的意味着l / m2 / min。例如，如果设计密度为5毫米/分钟，该区域为100平方米，则必须设计喷洒器以每分钟排出500升。

由于其有效性和可用性，水广泛用于防火目的。在许多情况下，水可以控制维持火灾的三个基本元素：氧气，热量和燃料。

• 当水落在燃烧的物体或表面时，氧气就会被排开。
• 由于一加仑水在70°F的温度下在变成蒸汽之前会吸收9280 BTU热量，因此热量被有效地排除了。水具有很高的比热，也有很高的蒸发潜热。
• 易燃物质一经用水浸泡不易燃烧，特别是多孔性吸水物质。

流体力学是一种复杂的主题，这包括模型流体压力和流动之间关系的方程。然而，消防喷水灭火器制造商使用K因子来使压力和流量与简单的配方相关：

• Q = k√p
• p =（q / k）2

流量和压力都有一个最小设计值。在水流(Q)的情况下，计算值可能小于制造商提供的最小值。在这种情况下，必须以洒水喷头厂家规格为准。这同样适用于洒水喷头的压力:NFPA 13要求至少7psi的计算，即使上面的公式得出的值更低(有例外)。

重要的是要注意，消防洒水器具有双重功能：它们是水分配喷嘴，但它们也充当热传感器。喷洒头仅响应有源火灾或相同强度的另一个热源打开。管道内的压降和水运动还表明水被排出。

自动喷水灭火系统的设计可以有很大的不同，因为火灾危险和覆盖面积都被考虑在内。例如，一个小的额外危险区域可能需要比一个大的光危险区域更多的水排放。