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【摘 要】通过分析在不同的喷头间距下的计算数据，来确定中危险级喷淋系统的入口压力、设计流量、平均喷水强度和喷头间距的相关性，方便工程初期的水泵和消防水池容量的估算，也为自动喷淋的优化设计提供数据支持。
【关键词】喷淋；喷头间距；相关性
在自动喷淋设计中，我们经常要在满足设计规范《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2001（2005 年版）的条件下，根据不同的工程性质和现场的实际情况，来灵活的确定喷头的间距。喷头间距的变化会直接影响喷淋系统的入口压力和设计流量。本文通过分析在不同的喷头间距下的计算数据，来确定中危险级喷淋系统的入口压力、设计流量、平均喷水强度和喷头间距的相关性，方便工程初期的水泵和消防水池容量的估算，也为自动喷淋的优化设计提供数据支持。
1 数据计算
1.1 建立计算模型
喷头设置形式常见的有正方形、矩形、平行四边形。为了计算简便，我们统一采用正方形设置。火灾危险等级取常用的中危险I级，中危险II级。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》表7.1.2 ，在正方形布置时，中危险I级喷头的最大间距为3.6m，喷水强度6L/min·m2；中危险II级喷头的最大间距为3.4m，喷水强度8L/min·m2。喷头的最小间距采用2.4m。
喷淋作用面积160m2。根据《自喷规范》 9.1.2条：“水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形，其长边应平行于配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍”。因此对中危险级，矩形的长边应大于等于。配水管设置在垂直于配水支管的最有利水力条件处。
对于流量和压力的设定，《自喷规范》里有两条强制条文：（1）9.1.4条“最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度，轻危险、中危险级不应低于本规范表5.0.1规定值的85%”；（2）5.0.1条规定“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05 MPa”。
基本计算公式：
1、喷头流量：
式中：q -- 喷头处节点流量，L/min
P -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa
K -- 喷头流量系数
2、流速：
式中：-- 管段流量L/s Dj --管道的计算内径（m）
3、水力坡降：
式中：-- 每米管道的水头损失（mH20/m）
-- 管道内水的平均流速（m/s）
-- 管道的计算内径（m），取值应按管道的内径减1mm确定
4、沿程水头损失：
式中：L -- 管段长度m
5、局部损失（采用当量长度法）：（当量）
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）
1.2 收集计算数据
计算的一般步骤：确定最不利面积并绘制计算简图→初步给管径赋值→分段计算→修改管径再计算直至符合模型要求。设单喷头保护面积相同。
2 数据分析
图一：中危险I 级喷淋变化趋势图 图二：中危险II 级喷淋变化趋势图
从图一、图二中可以分析出，同为中危险级，中危I和中危II随着喷头间距的增大它们的设计流量，入口压力以及平均喷水强度的变化有着相似性。
当喷头以边长为2.4m的正方形布置时，单只喷头的保护面积最小，最不利点处作用面积内的喷头数最多，流量、压力和平均喷水强度最大。随着喷头间距的增大，喷头数、平均喷水强度都在逐渐降低。
中危I在喷头间距3.4m时，入口压力最低；在喷头间距3.6m时，设计流量最小。
中危II在喷头间距3.0m时，入口压力最低；在喷头间距3.0m时，设计流量最小。
3结论
上述分析表明，虽然同为中I、中Ⅱ危险级，但由于喷头布置的间距不同，系统需要的设计流量及压力就相差很大，而这种差异又直接影响到系统消防水泵的选择及消防水池贮水量的确定。
所以合理布置喷头，确定系统合适的设计流量及压力对降低工程造价有重要的意义。
由于水泵的理论功率：P=ρghQ，即理论功率与系统的设计流量和水泵的扬程成的乘积成正比关系，而水泵的扬程又取决于系统压力，所以能使系统设计流量和压力乘积较小的喷头布置方式应该是最经济的。
由图一和图二分析可知，对中危I、中危II，当喷头正方形布置的边长分别为3.4，3.0m时，系统设计流量和压力乘积最小，水泵的理论功率最小，此时系统需要的消防水池容量也相对较小。
所以在设计过程中，应当合理布置喷头，尽可能控制喷头间距，使中危I喷头间距3.4m、中危II喷头间距3.0m，保证系统的设计流量、工作压力在合适的范围。
既能达到消防保护的目的，又可减小固定消防设备的投资，降低工程造價。
由于水平所限，难免有所错漏，望各位专家读者不吝指正。
参考文献：
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001（2005年版）
【关键词】喷淋；喷头间距；相关性
在自动喷淋设计中，我们经常要在满足设计规范《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2001（2005 年版）的条件下，根据不同的工程性质和现场的实际情况，来灵活的确定喷头的间距。喷头间距的变化会直接影响喷淋系统的入口压力和设计流量。本文通过分析在不同的喷头间距下的计算数据，来确定中危险级喷淋系统的入口压力、设计流量、平均喷水强度和喷头间距的相关性，方便工程初期的水泵和消防水池容量的估算，也为自动喷淋的优化设计提供数据支持。
1 数据计算
1.1 建立计算模型
喷头设置形式常见的有正方形、矩形、平行四边形。为了计算简便，我们统一采用正方形设置。火灾危险等级取常用的中危险I级，中危险II级。
根据《自动喷水灭火系统设计规范》表7.1.2 ，在正方形布置时，中危险I级喷头的最大间距为3.6m，喷水强度6L/min·m2；中危险II级喷头的最大间距为3.4m，喷水强度8L/min·m2。喷头的最小间距采用2.4m。
喷淋作用面积160m2。根据《自喷规范》 9.1.2条：“水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形，其长边应平行于配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍”。因此对中危险级，矩形的长边应大于等于。配水管设置在垂直于配水支管的最有利水力条件处。
对于流量和压力的设定，《自喷规范》里有两条强制条文：（1）9.1.4条“最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度，轻危险、中危险级不应低于本规范表5.0.1规定值的85%”；（2）5.0.1条规定“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05 MPa”。
基本计算公式：
1、喷头流量：
式中：q -- 喷头处节点流量，L/min
P -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa
K -- 喷头流量系数
2、流速：
式中：-- 管段流量L/s Dj --管道的计算内径（m）
3、水力坡降：
式中：-- 每米管道的水头损失（mH20/m）
-- 管道内水的平均流速（m/s）
-- 管道的计算内径（m），取值应按管道的内径减1mm确定
4、沿程水头损失：
式中：L -- 管段长度m
5、局部损失（采用当量长度法）：（当量）
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）
1.2 收集计算数据
计算的一般步骤：确定最不利面积并绘制计算简图→初步给管径赋值→分段计算→修改管径再计算直至符合模型要求。设单喷头保护面积相同。
2 数据分析
图一：中危险I 级喷淋变化趋势图 图二：中危险II 级喷淋变化趋势图
从图一、图二中可以分析出，同为中危险级，中危I和中危II随着喷头间距的增大它们的设计流量，入口压力以及平均喷水强度的变化有着相似性。
当喷头以边长为2.4m的正方形布置时，单只喷头的保护面积最小，最不利点处作用面积内的喷头数最多，流量、压力和平均喷水强度最大。随着喷头间距的增大，喷头数、平均喷水强度都在逐渐降低。
中危I在喷头间距3.4m时，入口压力最低；在喷头间距3.6m时，设计流量最小。
中危II在喷头间距3.0m时，入口压力最低；在喷头间距3.0m时，设计流量最小。
3结论
上述分析表明，虽然同为中I、中Ⅱ危险级，但由于喷头布置的间距不同，系统需要的设计流量及压力就相差很大，而这种差异又直接影响到系统消防水泵的选择及消防水池贮水量的确定。
所以合理布置喷头，确定系统合适的设计流量及压力对降低工程造价有重要的意义。
由于水泵的理论功率：P=ρghQ，即理论功率与系统的设计流量和水泵的扬程成的乘积成正比关系，而水泵的扬程又取决于系统压力，所以能使系统设计流量和压力乘积较小的喷头布置方式应该是最经济的。
由图一和图二分析可知，对中危I、中危II，当喷头正方形布置的边长分别为3.4，3.0m时，系统设计流量和压力乘积最小，水泵的理论功率最小，此时系统需要的消防水池容量也相对较小。
所以在设计过程中，应当合理布置喷头，尽可能控制喷头间距，使中危I喷头间距3.4m、中危II喷头间距3.0m，保证系统的设计流量、工作压力在合适的范围。
既能达到消防保护的目的，又可减小固定消防设备的投资，降低工程造價。
由于水平所限，难免有所错漏，望各位专家读者不吝指正。
参考文献：
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001（2005年版）