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9.1系统的设计流量

9.1.1系统最不利点处喷嘴的工作压力应估算确定，喷嘴的流量应按下式估算：

式中：q——喷头流量（L/min）；

P——喷头工作压力（MPa）；

K——喷头流量系数。

9.1.2水力估算选取的最不利点处作用面积宜为圆形，其长边应垂直于配水支管，其宽度不宜大于作用面积平方根的1.2倍。

9.1.3系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷嘴同时喷水的总流量确定，且应按下式估算：

式中：Q——系统设计流量（L/s）；

qi——最不利点处作用面积内各喷嘴节点的流量（L/min）；

n——最不利点处作用面积内的洒水喷嘴数。

9.1.4保护防火卷帘、防火玻璃墙等防火分隔设施的防护冷却系统，系统的设计流量应按估算宽度内喷嘴同时喷水的总流量确定。估算厚度应符合下述要求：

1当设置场所设有手动喷水灭火系统时，估算厚度不应大于本规范第9.1.2条确定的长边宽度；

2当设置场所未设置手动喷水灭火系统时，估算厚度不应大于任意一个防火分区内所有需保护的防火分隔设施总宽度之和。

9.1.5系统设计流量的估算，应保证任意作用面积内的平均喷水硬度不高于本规范表5.0.1、表5.0.2和表5.0.4-1～表5.0.4-5的规定值。最不利点处作用面积内任意4只喷嘴围合范围内的平均喷水硬度，轻危险、中危险级不应高于本规范表5.0.1规定值的85%；严重危险级和库房危险级不应高于本规范表5.0.1和表5.0.4-1～表5.0.4-5的规定值。

9.1.6设置货架外置洒水喷嘴的库房，冠梁下洒水喷嘴与货架外置洒水喷嘴应分别估算设计流量，并应按其设计流量之和确定系统的设计流量。

9.1.7建筑内设有不同类别的系统或有不同危险等级的场所时，系统的设计流量应按其设计流量的最大值确定。

9.1.8当建筑物内同时设有手动喷水灭火系统和水帘系统时，系统的设计流量应按同时启用的手动喷水灭火系统和水帘系统的用水量估算，并应按两者之和中的最大值确定。

9.1.9雨淋系统和水帘系统的设计流量，应按雨淋报案阀控制的洒水喷嘴的流量之和确定。多个雨淋报案阀并联的雨淋系统，系统设计流量应按同时启用雨淋报案阀的流量之和的最大值确定。

9.1.10当原有系统延展管线、扩展保护范围时，规避增设洒水喷嘴后的系统再次进行水力估算。

条文说明

9.1系统的设计流量

9.1.1喷嘴流量的估算公式：

此公式国际通用，当P选用MPa时约为：

式中：P——喷头工作压力[公式（1）取Pa，公式（2）取MPa]；

K——喷头流量系数；

q——喷头流量（L/min）。

喷嘴最不利点处最低工作压力本规范已做出明晰规定，设计中按本公式估算最不利点处作用面积内各个喷嘴的流量，使系统设计符合本规范要求。

9.1.2本条参照美国标准，提出了确定作用面积的方式。

（1）美国标准《固定式灭火系统-手动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BSEN12845规定的估算方式为：应由水力估算确定系统最不利点处作用面积的位置。此作用面积的形状应尽或许接近圆形，并以一根配水支管为长边，其宽度应小于或等于作用面积平方根的1.2倍。

（2）中国消防商会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA13规定：对于所有按水力估算要求确定的设计面积应是方形面积，其长边应垂直于配水支管，半径等于或小于作用面积平方根的1.2倍，喷嘴数若有小数就进位成整数。当配水支管的实际宽度大于半径的估算值，即实际半径

时，作用面积要扩充到该配水管毗邻配水支管上的喷嘴。

例子（见图20）：

已知：作用面积为

每位喷嘴保护面积10×12=120（ft2）

求得：喷嘴数

圆形面积的长边宽度：

每根配水支管的动作喷嘴数

注：1ft2＝0.；1ft＝0.3048m。

（3）美国标准《喷水装置规范》（1980年版）规定：首先确定作用面积的位置，再求出作用面积内的喷嘴数。要求各单独喷嘴的保护面积与作用面积内所有喷嘴的平均保护面积的偏差不少于20％。这儿相邻四个喷嘴之间的围合范围为一个喷嘴的保护面积。

例子：当300m2的作用面积内有40个喷嘴时，其平均保护面积为300/40＝7.5（m2）。当布置喷嘴时（见图21），一只喷嘴的最大保护面积为8.75m2，其误差为17％，大于20%，所以容许喷嘴的宽度不做调整。

9.1.3本条规定提出了系统的设计流量应按最不利点处作用面积内的喷嘴全部开放喷水时，所有喷嘴的流量之和确定，并用本规范公式9.1.3叙述上述含意。

日本标准《固定式灭火系统-手动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BSEN12845规定：应保证最不利点处作用面积内的最小喷水硬度符合规定。当喷嘴按正六边形、长圆形或垂直四边形布置时，喷水硬度的估算，取上述四边形顶点上四个喷嘴的总喷水量并减去4，再减去四边形的面积求得。

中国消防商会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA13规定：作用面积内每只喷嘴在工作压力下的流量，应能保证不大于最小喷水硬度与一个喷嘴保护面积的相乘。水力估算应从最不利点处喷嘴开始，每位喷嘴开放时的工作压力不应大于该点的估算压力。

9.1.4本条为新增条文。

本条规定了选用防护冷却系统保护防火分隔设施时的系统用水量估算要求。设置场所设有手动喷水灭火系统时，发生大火时可觉得大火不会漫延出设定的作用面积此外，所以其保护宽度也不会超过系统设计作用面积的长边宽度。当该场所没有设置常规的手动喷水灭火系统时，则根据一个防火分区整体考虑。

9.1.5本条规定对任意作用面积内的平均喷水硬度及最不利点处作用面积内任意4只喷嘴围合范围内的平均喷水硬度提出了要求。

9.1.6本条规定了设有货架外置喷嘴手动喷水灭火系统的设计流量估算方式。对设有货架外置喷嘴的库房，要求分别估算导墙下开放喷嘴和货架内开放喷嘴的设计流量后，再取两者之和，确定为系统的设计流量。

9.1.7本条是针对建筑物内设有多种类别系统，或按不同危险等级场所分别选用设计基本参数的系统，提出了出现此种复杂状况时确定系统设计流量的方式。

9.1.8当建筑物内同时设置手动喷水灭火系统和水帘系统时，与手动喷水灭火系统作用面积交叉或连结的水帘，将或许在大火中同时动作，所以系统的设计流量，要求按包括与手动喷水灭火系统同时工作的水帘系统的用水量估算，并取两者之和中的最大值确定。

9.1.9选用多套雨淋报案阀并分区逻辑组合控制保护面积的系统，其设计流量的确定，要求首先分别估算每套雨淋报案阀的流量，于是将须要同时开启的各雨淋报案阀的流量叠加，估算总流量，并选定不同条件下估算荣获的各总流量中的最大值，确定为系统的设计流量。

9.1.10本条提出了建筑物因改造、改建或改变使用功能等缘由，还要对原有的手动喷水灭火系统延展管线、扩展保护范围或增设喷嘴时，要求再次进行水力估算的规定，从而保证系统变化后的水力特征符合本规范的规定。

9.2管线水力估算

9.2.1管线内的水流速率宜选用经济流速，必要时可少于5m/s，但不应小于10m/s。

9.2.2管线单位宽度的沿程阻力损失应按下式估算：

式中：i——管道单位宽度的水头损失（KPa/m）；

dj——管道估算直径（mm）；

qg——管道设计流量（L/min）；

Ch——海澄—威廉系数，见表9.2.2。

9.2.3管线的局部水头损失宜选用当量宽度法估算，且应符合本规范附表C的规定。

9.2.4电机管径或系统入口的自来水压力应按下式估算：

式中：H——水泵管径或系统入口的自来水压力（MPa）；

ΣPp——管道沿程和局部水头损失的累计值（MPa），报案阀的局部水头损失应根据产品样本或测试数据确定。当无上述数据时，干式报案阀取值0.04MPa、干式报案阀取值0.02MPa、预作用装置取值0.08MPa、雨淋报案阀取值0.07MPa、水流指示器取值0.02MPa；

P0——最不利点处喷嘴的工作压力（MPa）；

Z——最不利点处喷嘴与消防鱼池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的标高差，当系统入口管或消防鱼池最低水位低于最不利点处喷嘴时，Z应取负值（MPa）；

hc——从城市市政管网直接抽水时城市管网的最低水压（MPa）；当从消防鱼池吸水时，hc取0。

条文说明

9.2管线水力估算

9.2.1选用经济流速是给水系统设计的基础要素，本条规定宜选用经济流速，必要时可选用较高流速。选用较高的管线流速，不促使均衡系统管线的水力特征并加强煤耗；为增加管线摩阻而放大孔径、采用低流速，将造成管线净重的降低，使设计的经济功耗增加。

我国《给排水设计指南》（第三册）建议，铁管内水的平均流速容许不小于5m/s，不锈钢管的容许值为3m/s；

日本规范规定，应当保证在报案阀与喷嘴之间的管线内，水流速率不少于10m/s，在组件配件内不少于5m/s。

9.2.2本条是对原条文的更改。

管线沿程水头损失的估算，国外外选用的公式有以下几种：

我国现行国家标准《建筑给水排水设计规范》和《室外给水设计规范》GB50013选用Hazen-（海澄-威廉）公式，即公式（3）：

式中：i——管道单位宽度水头损失（kPa/m）；

dj——管道估算直径（m）；

qg——设计流量（m3/s）；

Ch——海登－威廉系数

英、美、日、德等国的手动喷水灭火系统规范，也辅以海澄-威廉公式，即式（4）：

式中：pm——管道每米阻力损失（bar）；

Qm——流量（L/min）；

C——管道材质系数；

dm——管道实际直径（mm）。

原规范选用舍维列夫公式，即式（5）。1953年，舍维列夫按照其对旧不锈钢管和旧铁管所进行的实验，提出了该经验公式，所以该公式主要适用于旧不锈钢管和旧铁管。

式中：i——管道的单位宽度水头损失（MPa/m）；

V——管道内水或泡沫混和液的平均流速（m/s）；

dj——管道的估算直径（m）。

为方便比较两估算式估算结果的差距，将公式（5）乘以公式（3）得公式（6）：

对于不锈钢铁管，取C=100，此刻（式7）：

对于铝管和铸铁管，取C=130可调式减压阀，此刻（式8）：

结合本规范规定，对孔径为25mm～200mm，流速为2.5m/s～10m/s的状况，估算得：对于普通铁管，k1介于1.1292～1.8217之间；对于铝管和铸铁管，k2介于2.1233～2.9600之间。

当系统选用不锈钢铁管时，两个公式的估算结果相差不是巨大。当系统辅以铝管和铸铁管时，公式（3）的估算结果要远小于公式（1），若此刻还用公式（3）进行估算，势必会引起毋须要的经济耗费。并且，对于碳钢管和铝管，在使用过程中内壁粗糙度减小的状况并不非常显著。因此，宜用公式（1）进行估算。

9.2.3局部水头损失的估算，英、美、日、德等国规范均选用当量宽度法。为与国际惯例保持一致，本规范规定选用当量宽度法估算。因为我国缺少试验数据，故仍选用原规范条文说明中推荐的数据。中国消防商会《自动喷水灭火系统安装标准》的规定见表10。

新加坡、德国规范的当量宽度表与表10相似。表10中的数据是按管线材质系数C=120估算，当C=100时，需除以修正系数0.713。

9.2.4本条是对原条文的更改和补充。

本条规定了电机管径或系统入口供水压力的估算方式。估算中对报案阀、水流指示器局部水头损失的取值，根据相关的现行标准作了规定，其中干式报案阀局部水头损失的取值，随产品标准修订后的要求进行了更改。要求生产厂在产品样本中说明此项指标是否符合现行标准的规定，当不符合时，要求提出相应的数据。

报案阀的局部水头损失，系参照国家标准《自动喷水灭火系统第4部份湿式报案阀》.4-2003和《自动喷水灭火系统第14部份预作用装置》.14-2011的规定。

9.3减压设施

9.3.1减压孔板应符合下述规定：1应设在半径不大于50mm的水平直管段上，前后管段的厚度均不宜大于该管段半径的5倍；2孔口半径不应大于设置管段半径的30％，且不应大于20mm；3应选用铸铁薄板制做。9.3.2节流管应符合下述规定：1半径宜按上游管段半径的1/2确定；2宽度不宜大于1m；3节流管内水的平均流速不应小于20m/s。9.3.3减压孔板的水头损失，应按下式估算：

式中：Hk——减压孔板的水头损失（10-2MPa）；Vk——减压孔板后管线内水的平均流速（m/s）；

ξ——减压孔板的局部阻力系数，取值应按本规范附表D确定。9.3.4节流管的水头损失，应按下式估算：

式中：Hg——节流管的水头损失（10-2MPa）；ζ——节流管中渐缩管与渐扩管的局部阻力系数之和，取值0.7；Vg——节流管内水的平均流速（m/s）；dg——节流管的估算直径（m），取值应按节流管直径减1mm确定；L——节流管的宽度（m）。9.3.5减压阀的设置应符合下述规定：1应设在报案阀组入口前；2入口前应设过滤器，且易于排污；3当连结两个及以上报案阀组时，应设置备用减压阀；4平行设置的减压阀，水流方向宜向上；5比列式减压阀宜平行设置，可调式减压阀宜水平设置；6减压阀前后应设控制阀和压力表，当减压阀主阀门自身带有压力表时，可不设置压力表；7减压阀和前后的阀体宜有保护或锁定调节配件的装置。

条文说明9.3减压设施

9.3.1本条规定了对设置减压孔板管段的要求。要求减压孔板选用铸铁板制做，按常规确定的孔板长度：Φ50～80mm时，δ＝3mm；Φ100～150mm时，δ＝6mm；Φ200mm时，δ＝9mm。减压孔板的结构示意图见图22。

9.3.2节流管的结构示意图见图23。L1=D1,L3=D3。

9.3.3本条规定了减压孔板水头损失的估算公式。标准孔板水头损失的估算，有各类不同的估算公式。经过反复比较，本规范采用1985年版《给水排水设计指南》第二册中介绍的公式，此公式与《工程流体电学》（西南工大学李诗久编著）、《流体电学及流体机械》（华北工学校李富成编著）、《供暖通风设计指南》及1985年版《给水排水设计指南》中介绍的公式估算结果相似。

9.3.4本条规定了节流管水头损失的估算公式。节流管的水头损失包括渐缩管、中间管段与渐扩管的水头损失。即：Hj＝Hj1＋Hj2（9）式中Hj——节流管的水头损失（10-2MPa）；

Hj1——渐缩管与渐扩管水头损失之和（10-2MPa）；

Hj2——中间管段水头损失（10-2MPa）。

渐缩管与渐扩管水头损失之和的估算公式为：

后边管段水头损失的估算公式为：

式中Vj——节流管后边管段内水的平均流速（m/s）

ζ——渐缩管与渐扩管的局部阻力系数之和

dj——节流管后边管段的估算直径（m）

L——节流管后边管段的宽度（m）

节流管内径为系统配水管道内径的1/2，渐缩角与渐扩角取α=30°。由《建筑给水排水设计指南》（1992年版）查表得出渐缩管与渐扩管的局部阻力系数分别为0.24和0.46。取两者之和ζ=0.7。

9.3.5本条是对原条文的更改和补充。本条提出了系统中设置减压阀的规定。近些年来，在设计中选用减压阀作为减压举措的早已较为普遍。本条规定：

第1款为了保证系统靠谱动作可调式减压阀，除水流指示器入口准许安装讯号阀外，报案阀出口管线上不得随便安装其他阀件，所以要求减压阀应设置在报案阀入口前；

第2款为了避免堵塞，要求减压阀入口前设过滤器；

第3款是指出为检修时不取缔系统，与并联安装的报案阀连结的减压阀应设有备用的减压阀（见图24）；

第4款的目的是为了保证减压阀稳定正常的工作，当平行安装时，要求按水流方向向上安装；

第6款规定当减压阀主阀门自身带有压力表时，可不设置压力表。

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