水力计算

计算自动喷水灭火系统的管道直径有两种主要方法：管道明细表法和水力计算方法。

• 管道调度方法：基于建筑物的占用分类，从桌子上确定管道直径，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：通过管道系统的实际压力损失根据管道的内摩擦，采用Hazen-Williams方法进行计算。选择管道直径是为了确保水以所需的压力和流量从喷水装置中排出。这种方法的计算更加复杂，但使用较小的管道可能会节省成本。

这NFPA 13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，并且材料购买更易于管理。

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。

设计排水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，但该单元可能是误导性的。实际上，测量是指升/平方米/分钟，这简化为毫米/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，当你在消防喷水隆头设计中看到mm / min时，它真的意味着l / m2 / min。例如，如果设计密度为5毫米/分钟并且该区域为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种基本元素：氧气，热量和燃料。

• 当水落在燃烧的物体或表面上时，氧气被置换。
• 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话题，这包括模型流体压力和流动之间关系的方程。然而，消防喷水灭火式制造商使用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，消防喷头具有双重功能：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也表明水被排出。

自动喷水灭火系统的设计可能会有很大的不同，因为同时考虑了火灾危险和覆盖面积。例如，小型额外危险区域可能需要比大型轻型危险区域更多的排水量。