自动喷水灭火系统水力计算程序开发

肖作义 高 英 康文庆

（1.内蒙古科技大学，内蒙古包头 014010；2.包头市市政工程管理处，内蒙古包头 014030）

自动喷水灭火系统水力计算程序开发

肖作义1高 英1康文庆2

（1.内蒙古科技大学，内蒙古包头 014010；2.包头市市政工程管理处，内蒙古包头 014030）

本文对建筑消防自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）的分析，依据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2001）（以下简称“新自规”）的规定，利用管网水力计算方法和基本公式，在自喷系统布置的基础上，采用VB6.0和Access 2002数据库进行建筑消防系统的水力计算程序开发，实现自喷系统设计计算的计算机化。

自喷系统；水力计算；程序开发

1 前言

随着科学技术的发展，计算机在各行各业得到了广泛的应用，自喷系统已成为建筑消防不可缺少的消防设施。而目前各类设计中，自喷系统的水力计算大都由人工进行，数据繁多且公式复杂，如一般较大的工程项目都是两阶段设计，后一阶段设计对前一阶段设计的系统管道总会有些修改，系统设计流量也必须进行二次计算；再如施工过程中，由于种种原因，配水管、配水支管的位置、喷头位置、数量调整也是经常发生的，系统流量也要修改，实在不胜其烦，也难实际操作。因此，通过对自喷系统的理论分析，开发计算机软件，实现计算准确化、迅速化，大量节省人力物力，同时实现软件的开放性、可扩充性、信息共享和数据的选择，以满足设计的需要。

2 自喷系统的结构设计

本系统结构设计分两部分：数据库结构设计和程序结构设计。

2.1 数据库结构设计

数据库是以VB6.0的一个基本数据控件—“Date”控件为基础的。“Date”控件是VB6.0中自带的一个功能强大的数据访问控件，它包括大量与数据库有关的操作代码。“Date”控件以选用的Access作为数据库，端口采用ActiveX Date Objects数据引擎进行连接。本系统主要设置了12个数据库，数据表及字段名均为压缩代码。

（1）基本数据库：包括编号、建筑危险等级、设计喷水强度、作用面积、喷头工作压力、设计流量。

（2）报警阀的比阻值：包括编号、阀门名称、阀门直径、比阻值。

（3）钢管比阻值：包括编号、钢管直径、钢管比阻值。

（4）管件名称：包括编号、钢管名称、钢管直径、管件长度。

（5）流速系数Kc值：包括编号、管径、流速系数。

（6）雨淋成组作用阀门的水头损失系数表：包括阀门名称、阀门直径、系数。

（7）支管节点信息表：包括支管号、节点号、节点流量、节点压力。

（8）支管管段信息表：包括支管号、管段编号、管段流量、管段直径、流速、管段长度、比阻值、单位水头损失、水头损失。

（9）支管管件信息表：包括管段编号、管件名称、管段直径、数量、单位当量长度、当量长度、管段流量、管段比阻、水头损失。

（10）干管节点信息表：包括节点号、节点流量、节点压力。

（11）干管管段信息表：包括干管号、管段编号、管段流量、管段直径、流速、管段长度、比阻值、单位水头损失、水头损失。

（12）干管管件信息表：管段编号、管件名称、管段直径、数量、单位当量长度、当量长度、管段流量、管段比阻、水头损失。

2.2 系统的程序设计

本系统程序的设计思想是：方便、快捷。程序间既相互联系，又相互独立，并能充分实现数据共享。

2.2.1 模型建立

对于逐点法进行水力计算时，管网布置方式为配水支管在配水管一侧分布，支管上的喷头数不超过8个。干管的节点数与支管数相同。对于面积节点法进行水力计算时，管网布置方式为配水支管在配水管两侧，基本上是对称分布。系统入口处与室内地面标高差是以系统入口处到室内地面的标高差，立管长是报警阀所在的立管的总长，流速的确定采用试算法，本程序流速设定在1.2～2.8m／s内。

2.2.2 总体模块结构

采用分层的模块化结构，每个模块分别可以完成各自的特定功能，每个模块又可分成若干层次的子模块，这就保证了各个程序的安全性、可靠性，同时也有利于系统的维护和扩充。根据自喷系统的特点，确定5个模块来实现（即：自喷系统类型、建筑物危险等级和水力计算方法为一个模块；逐点法计算过程为一个模块；面积节点法计算过程为一个模块；局部水头损失当量计算为一个模块；结果显示为一个模块）。如图1所示。

图1 总体模块结构

图2 主模块功能

2.2.3 程序约定

在程序上，把自喷系统分两类：闭式自喷系统和雨淋自喷系统。闭式自喷系统适用于建筑物危险等级是中危险等级和轻危险等级。所对应的方法是逐点计算法和面积节点计算法，喷头采用玻璃球喷头，公称直径为15mm；而雨淋自喷系统只适用于严重等级的建筑物，且水力计算方法仅有逐点计算法，喷头的公称直径为10mm。

3 系统的功能实现

3.1 主模块功能

在Windows系统下，双击自喷系统水力计算，即可进入本系统的主控模块，如图2所示。在模块的界面下，点击任意按钮可进入下一个主模块的操作界面，以此类推。

3.2 输入模块功能

在操作界面下，输入管段或节点信息，若选择计算方法为逐点计算法，则输入最不利的工作压力、水平干管长度、立管总长、报警阀的名称及直径，局部水头损失计算法、各干管的管段编号和对应管段长度、各支管的管号、支管管段编号和管段长度。若选择面积计算法，方法类似。由于系统提供连续输入的功能，每种方法都可以全屏幕进行操作。可任意输入想要选择的内容，如果输入错误，系统提示输入错误，则可重新输入。直到信息输入完备，点击“确定”，即显示计算结果。程序流程图如图3所示。

图3 程序流程图

3.3 添加、修改和删除数据模块功能

在操作界面中，设置了添加、修改、删除功能，按任意键可以对已经输入到各数据库中的内容，如管段号、管段长度、支管号、支管管段长度等各数据随意进行添加、修改或删除。系统提供全屏格式化方式显示，操作人员只需点击对应按钮即可实现相关操作。

3.4 确定、取消、返回按钮功能

在操作界面中，设置了确定、取消、返回按钮功能键，对输入的信息确认即可运行下一步功能，否则按“取消”键恢复原来的信息，如果想回到上一级菜单，按返回即可。

3.5 显示计算结果功能

在计算结果操作界面下，包括节点信息、管段信息、管件信息、结束和重新开始等按钮，只需在操作界面上直接按相应按钮即可显示相关的信息，或结束或重新开始。

4 工程试算

4.1 原始资料

包头市某国贸大厦，是一座集办公、商贸为一体的综合性大楼。该楼地上六层，地下一层且为车库，第一至第三层为商用，第四层为办公，第五层为公共活动场所，第六层为电梯间、水箱等。具体资料如下：

（1）地下室高为4.5m，1～3层和5层层高为5.5m，4层层高为4.4m。

（2）水箱间净空高度为3.5m。

（3）管网布置如图4所示（管网布置形式为配水支管在配水管一侧分布）。

4.2 输入数据

系统采用闭式自喷系统。建筑物危险等级设为中危险级；水力计算方法为逐点法；局部水头损失计算方法采用当量法，最不利点工作压力为10.0mH2O；水平干管管长为1.5m；立管管长为30.2m，报警阀采用干湿两用阀，直径为150mm。

图4 管网布置形式

图5 节点干支管信息

输入数据包括支管信息、干管信息、管件信息（最不利支管、干管）。

4.3 输出数据

包括泵的参数、节点信息、管段信息、管件信息。干管节点信息如图5所示，其余略。

5 结论

建筑消防自喷系统水力计算程序经过实际工程试算，已基本达到预期的设计目的，系统各程序模块运行正常，通过使用本系统，可以非常迅速地获得想要得到的计算信息，并输出科学、规范的运行结果，使水力计算工作质量得到很大的提高。使用本系统克服了从前手工重复计算，大大降低了人力物力的消耗。比如：过去一个局部管网水力计算要半天时间，现在只需1～2分钟即可完成，且准确无误，从而体现了现代化设计的优越性，提高了工作效率。

［1］GB50084－2001自动喷水灭火系统设计规范［s］.北京中国计划出版社，2001.

［2］张菊良，黄晓家，自动喷水灭火系统的作用和布置.给水排水，2001，NO27（2）：66-70.

［3］BS5306-PatrⅡRules for automatic Sprinkler installation.1990，English.

［4］PNASH，S A YOUNG.Automatic Sprinkler system for fire protection.second Ediition.Paramount Publishing Limited 1991.

［5］NFPA 13 standard form the Installtion of sprinkler System.1999 Edition，American.

［6］杨爱明，程建华，孙经贤.自动喷水灭火系统设计流量算式的探讨.给水排水2003，VOL29（2）：83-87.

Program Exploitation of Automatic Sprinkling System Hydraulic Computation

Xiao Zuoyi1，Gao Ying1，Kang Wenqing2
（1.Inner Mongolia university of science and technology，Baotou Inner Mongolia 014010，China；2.Baotou Municipal Project Management Office，Baotou Inner Mongolia 014030，China）

According to the formulation of automatic Sprinkling System Design Specification，using VB6.0 and Access 2002 date base and based on automatic sprinkling system configuration，the analysis of this article for building fire automatic sprinkling system（the following calls automatic sprinkling system）uses network hydraulic computation method and basic formula to exploit hydraulic computation program of building fire system and to realize automatic sprinkling system design computation computerized.

Automatic Sprinkling System；Hydraulic Computation；Program Exploitation

TU892；TU991.33

A

1674－7461（2010）04－0040－04

肖作义（1962－），男，教授，硕士生导师。主要从事建筑给排水工作教学与研究。E-mail：xiao2135333＠126.com