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文檔簡介
1、<p><b> 1 緒論</b></p><p> 1.1 自動噴水滅火系統(tǒng)簡介</p><p> 1.1.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的組成</p><p> 自動噴水滅火系統(tǒng)是指由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置(水流指示器及壓力開關(guān))等組件,以及管道、供水設(shè)施組成,并能在發(fā)生火災時噴水的自動滅火系統(tǒng)。</p>
2、<p> 自動噴水滅火系統(tǒng)是人們同火災斗爭中出現(xiàn)和發(fā)展起來的一種固定式自動滅火系統(tǒng),是當今世界上公認的最為有效的自救滅火措施,是應用最為廣泛、用量最大的自動滅火系統(tǒng)。它具有自動滅火和自動報警的功能。它用水作滅火劑,平時處于準工作狀態(tài),一旦保護區(qū)域內(nèi)發(fā)生火災,火災發(fā)生區(qū)域的自動噴水滅火系統(tǒng)會發(fā)生動作,噴灑水霧或水滴,起到延緩火勢和撲滅火災的作用。</p><p> 自動噴水系統(tǒng)的類型較多,從1806
3、年約翰*凱利發(fā)明了利用可燃繩控制閥門啟動鉆孔管道噴水滅火開始發(fā)展到現(xiàn)在,它的基本類型包括:濕式、干式、干濕式、雨淋及預作用、噴霧和水幕系統(tǒng)。</p><p> 1.1.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展和應用</p><p> 在自動噴水一百多年的發(fā)展應用史中,一些發(fā)達國從研究到應用,從局部到推廣,積累了許多成功的經(jīng)驗和失敗的教訓,從中制定了本國的自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計安裝規(guī)范或標準?,F(xiàn)在,自動
4、噴水滅火系統(tǒng)不僅僅應用在高層建筑、公共建筑、工業(yè)廠房和倉庫,而且已經(jīng)推廣到住宅建筑。在建筑行業(yè)中推廣自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計和安裝,取得了巨大的成就,在美國1925-1964年間在安裝了噴淋滅火系統(tǒng)的建筑物中共發(fā)生火災75290次,滅控火成功率高達96.2%,其中工業(yè)廠房和倉庫占有比例達87.46%。</p><p> 推廣應用自動噴水滅火系統(tǒng),不僅可從減少火災損失中受益,而且可減少消防總開支。例如,在美國加利福
5、尼亞州的費雷諾斯城,在市區(qū)制定的建筑條例中,要求在非居住區(qū)安裝自動噴水滅火系統(tǒng),結(jié)果使這個城市的1955年到1975年的20年間,非居住區(qū)火災損失從占該城市火災總損失的61.6%降低到43.5%。</p><p> 20世紀30年代我國開始應用自動噴水滅火系統(tǒng),至今已有70年的歷史。取得了輝煌的成果。50年代,蘇聯(lián)援建的一些廠房裝設(shè)了自動噴水滅火系統(tǒng),1956年,我國可自行設(shè)計安裝自動噴水滅火系統(tǒng)。1958年建
6、的廈門紡織廠,至80年代曾四次成功撲滅火災,時至今日,該系統(tǒng)以成為國際上公認的最為有效的自動撲救室內(nèi)火災的消防設(shè)施,在我國的應用范圍和使用量也在不斷擴展與增長。</p><p> 1.1.3 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)計算現(xiàn)狀</p><p> 自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算是在流體力學和給排水工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,經(jīng)過不斷改進,現(xiàn)在已具備一套完整的計算方法,主要包括:沿程法和面積法。已經(jīng)能
7、夠準確計算出管網(wǎng)內(nèi)各管段的流量、水頭損失等,為最終消防給水設(shè)施的選擇提供科學的依據(jù)。但是計算方法中存在計算過程復雜、繁瑣和計算費力、耗時、易錯等不足。</p><p> 隨著近年來計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,國內(nèi)也有幾家單位開始對此方面進行研究,試圖用計算機替代人手工計算,來解決手工計算中的不足以便將設(shè)計人員從繁瑣的工作中解放出來。但編制的軟件存在著許多不足,在一定程度上影響在工程中的使用。</p>
8、<p> 結(jié)合上述現(xiàn)狀,迫切需要一種適用面廣、操作簡單、符合工程實際的管網(wǎng)水力計算軟件,去減輕工程計算負擔和規(guī)范自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算。 </p><p> 2 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力設(shè)計計算過程及原理</p><p><b> 2.1 設(shè)置原則</b></p><p> 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)用于性質(zhì)重要且火災
9、危險性大的場所。</p><p><b> ?、?高層民用建筑</b></p><p> ⑴ 建筑高度不超過100m的一類高層民用建筑及其裙房的下列部位(除普通住宅和高層建筑中不宜用水撲救的部位外)</p><p> 舞臺、觀眾廳、展覽廳、多功能廳、門廳等公共活動用房;</p><p> 走道、辦公室和旅館的客房;
10、</p><p><b> 可燃物品庫房;</b></p><p> 高級住宅的居住用房;</p><p> 自動扶梯底部和垃圾道頂部。</p><p> ?、?二類高層民用建筑中的商業(yè)營業(yè)廳、展覽廳等公共活動用房和建筑面積超過200m2的可燃品庫房。</p><p> ⑶ 高層民用建筑中
11、經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室房間。</p><p> ⑷ 建筑高度超過100m的高層民用建筑內(nèi)。</p><p> ?、?工業(yè)廠房與低層民用建筑</p><p> ⑴ 等于或大于50000紗錠的棉紡廠的開包、清花車間;等于或大于5000錠的麻紗廠的分級、梳麻車間;服裝、針織高層廠房;面積超過1500m2的木器廠房;火柴廠的烤梗、篩選部位;泡沫塑料廠的預發(fā)、成
12、型、切片、壓花部位。</p><p> ⑵ 每座占地面積超過1000m2的棉、毛、絲、麻等及其制品庫房;每座面積超過600m2的香煙、火柴庫房;建筑面積超過500m2可燃品地下庫房;可燃、難燃物品高架庫房和高層庫房(冷庫、高層卷煙成品庫房除外);省級以上或藏書量超過100萬冊的圖書館書庫。</p><p> ?、?超過1500個座位的劇院觀眾廳、舞臺上部(屋頂為金屬結(jié)構(gòu)時);超過2000
13、個座位的會堂或禮堂的觀眾廳;超過3000個座位的體育館的觀眾廳吊頂上部、貴賓室、器材間、運動員休息室。</p><p> ⑷ 省級郵政樓的郵袋庫。</p><p> ?、?每層面積超過3000m2或建筑面積超過9000m2的百貨商場、展覽大廳。</p><p> ?、?設(shè)有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的旅館、綜合辦公樓內(nèi)的走道、辦公室、餐廳、商店、庫房和無樓層服務(wù)臺的客房。<
14、;/p><p> ?、?飛機發(fā)動機實驗臺的準備部位。</p><p> ⑻ 國家級文物保護單位的重點磚木或木結(jié)構(gòu)建筑。</p><p><b> ⒊ 汽車停車庫</b></p><p> 地下停車庫、多層停車庫和低層停車庫應設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。</p><p><b> ⒋ 人防工程
15、</b></p><p> ?、?使用面積超過1000m2的商場、醫(yī)院、旅館等公共場所</p><p> ?、?超過800個座位的電影院、禮堂的觀眾廳,且吊頂下表面至觀眾席地面高度不超過8m時;舞臺面積超過200m2時。</p><p> 2.2 確定建筑物的危險等級</p><p> 根據(jù)建筑物、構(gòu)筑物的火災載荷(由可燃物
16、的性質(zhì)、數(shù)量和分布狀況決定)、室內(nèi)空間條件(面積、高度)、人員密集程度、采用自動噴水滅火系統(tǒng)撲救初期火災的難易程度,以及疏散及外部增援條件等因素劃分設(shè)置場所火災危險等級。</p><p> 建筑物內(nèi)存在物品的性質(zhì)、數(shù)量,以及其結(jié)構(gòu)的疏密、包裝和分布情況,將決定火災載荷及發(fā)生火災時的燃燒速度與放熱量,是劃分自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置場所火災危險等級的重要依據(jù)。</p><p> 共計:輕危險級
17、、中危險級(其中又分為Ⅰ級和Ⅱ級)、嚴重危險級(其中又分為Ⅰ級和Ⅱ級)、及倉庫危險級(其中又分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級)。</p><p> ?、?嚴重危險級: 火災危險性大、可燃物多、發(fā)熱量大、燃燒猛烈和蔓延迅速的建、構(gòu)筑物;</p><p> ⒉ 中危險等級: 火災危險性較大、可燃物較多、發(fā)熱量中等、火災初期不會引起迅速蔓延的建、構(gòu)筑物;</p><p> ?、?輕
18、危險等級:火災危險性小、可燃物量少、發(fā)熱量較小的建、構(gòu)筑物;</p><p> 在設(shè)計閉式自動噴水滅火系統(tǒng)時應本著遵循“實事求是”和“有的放矢”的原則,按各自的實際情況選擇相應設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)。</p><p> 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)中的管道種類如圖2-1所示,每種管道在系統(tǒng)中的作用是不同的,在計算時,也應作不同處理。</p><p> 2.2.1 設(shè)計作用
19、面積的大小</p><p> 設(shè)計作用面積是指一次火災中按噴水強度保護的最大面積。</p><p> 設(shè)計時作用面積的選取應按建筑物的火災危險等級來選取,各危險等級的數(shù)據(jù)如表2.1所示:</p><p><b> 表2.1</b></p><p> 2.2.2 設(shè)計作用面積的形狀</p><
20、p> 在火災發(fā)生時,火勢由火源點呈輻射狀向四周蔓延,只有處于著火區(qū)域上方的噴頭才能有效地阻止火勢蔓延,撲滅火災。因此在設(shè)計面積形狀選擇上,我們通常采用正方形布置、長方形以及菱形等幾種情況。</p><p> ?、?正方形布置:支管的間距和噴頭的間距均相等。</p><p><b> L = </b></p><p> 式中:L——正
21、方形布置時設(shè)計作用面積的邊長,m</p><p> A——設(shè)計作用面積,m2</p><p> 圖2-1 管道種類圖</p><p><b> 圖中:</b></p><p> 1— 供水管,連接供水水源和報警閥的管段;</p><p><b> 2— 總閘閥;</b&g
22、t;</p><p><b> 3— 報警閥;</b></p><p> 4— 配水立管,連接報警閥并向配水干管供水的管段;</p><p> 5— 配水干管,報警閥后向配水管供水的管段;</p><p> 6— 配水管,向配水支管供水的管段</p><p> 7— 配水支管,直接或通過
23、短立管向噴頭供水的管段;</p><p><b> 8— 噴頭。</b></p><p> ⑵ 長方形布置:支管的間距和噴頭的間距不相等。</p><p><b> L = 1.2</b></p><p> 式中:L——正方形布置時設(shè)計作用面積的邊長,m</p><p&g
24、t; A——設(shè)計作用面積,m2</p><p> 2.2.3 設(shè)計作用面積在管網(wǎng)中的位置</p><p> 由于水力管網(wǎng)末端最不利點處的噴水強度、作用壓力較其他點差,因此在管網(wǎng)計算中,通常由管網(wǎng)系統(tǒng)的最不利點處噴頭開始選取設(shè)計作用面積。</p><p> 2.3 設(shè)計作用面積大小的確定</p><p> 2.3.1 每個噴頭的
25、噴水量計算</p><p><b> q = k </b></p><p> 式中:q——每個噴頭的噴水量 ,L/min</p><p> P——噴頭處的工作壓力 ,MPa</p><p> K——流量特性系數(shù)(見表2.2)</p><p> 表2.2 流量特性系數(shù)</p&g
26、t;<p> 2.3.2 每個噴頭的保護面積的計算</p><p> A1=4q0/4qu</p><p> 式中:A1——每個噴頭的保護面積,m2</p><p> q0——最不利點噴頭噴水量,L/min</p><p> qu——設(shè)計噴水強度,L/(minm2)</p><p> 2.3
27、.3 根據(jù)噴頭布置方式確定噴頭布置間距</p><p><b> ?、?正方形布置:</b></p><p><b> S=</b></p><p> 式中:S——噴頭呈正方形布置時的邊長,m</p><p><b> ⒉ 長方形布置:</b></p>&
28、lt;p><b> S≤1.2</b></p><p> 式中:S——噴頭呈長方形布置時長邊的邊長,m</p><p><b> 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出</b></p><p><b> 表2.3</b></p><p> 同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的
29、間距:</p><p> 2.4 管段水力計算</p><p> 2.4.1管徑的估算</p><p> 由于工程實際中所采用的管材質(zhì)量以及施工單位存在差異,在工程設(shè)計中通常要求管道內(nèi)的水流速度不超過5m/s、配水管的入口壓力不應大于0.40MPa。根據(jù)這個標準再結(jié)合工程實踐,通常在設(shè)計中為簡化計算,在對系統(tǒng)進行計算前,根據(jù)經(jīng)驗按照不同管徑配水管上最多允許安
30、裝的噴頭數(shù)(見表2.4),以及不同危險等級對噴頭數(shù)量的要求,對管徑進行估算:</p><p> 表2.4 輕危險級、中危險級場所中配水支管、配水管控制的標準噴頭數(shù):</p><p> 2.4.2 對管道水流速度的校核</p><p> Vp=KpQ(n-1)~n</p><p> 式中: Vp——管道流速,m/s</p>
31、<p> Q(n-1)~n——管段流量,L/s</p><p><b> Kp——流速系數(shù)</b></p><p> 注:管道內(nèi)的水流速度,必要時可超過5m/s,但不應大于10m/s。</p><p> 表2.5 流速系數(shù)表</p><p> 2.4.3 管道水頭損失計算</p>&
32、lt;p> 管道的水頭損失主要包括三個部分:沿程水頭損失、局部水頭損失和報警閥水頭損失。</p><p><b> ⒈ 沿程水頭損失</b></p><p> i=0.0000107V2/(dj)1.3</p><p> 式中: i——每米管道的水頭損失,MPa/m</p><p> V——管道內(nèi)水的平均
33、流速,m/s</p><p> dj——管道的計算內(nèi)徑(m),取值應按管道的內(nèi)徑減1mm確定。</p><p><b> ⒉ 局部水頭損失</b></p><p> hj=ALdQ2(n-1)~n</p><p> 式中:hj——局部水頭損失,Pa</p><p> A——管道比阻值(見
34、表2.7)</p><p> Ld——管件閥門當量長度(見表2.6),m</p><p> Q(n-1)~n——管段流量,L/s</p><p> 管道的直徑應經(jīng)水力計算確定。輕危險級、中危險級場所中各配水管入口處的壓力均不應大于0.40MPa。</p><p> 2.4.4 系統(tǒng)入口處所需壓力或水泵揚程</p><
35、;p><b> H=∑h+P0+Z</b></p><p> 式中:H——水泵揚程或系統(tǒng)入口處所需壓力,MPa</p><p> ∑h—管道沿程和局部的水頭損失的累計值(MPa),濕式報警閥、水流指示器取值0.02MPa,雨淋閥取值0.07MPa;</p><p> P0——最不利點處噴頭的工作壓力,MPa;</p>
36、<p> Z——最不利點處噴頭與消防水池的最低水位或系統(tǒng)入口管水平中線之間的高程差,當系統(tǒng)入口管或消防水池最低水位高于最不利點處噴頭時,Z應取負值,MPa。</p><p> 表2.6 當量長度表</p><p> 表2.7 管道比阻值:</p><p> 2.5 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)計算</p><p> 在上面的內(nèi)容
37、中,基本上包括了系統(tǒng)設(shè)計計算各個方面的數(shù)據(jù),在設(shè)計各種危險等級的建、構(gòu)筑物的閉式自動噴水滅火系統(tǒng)時,其設(shè)計噴水強度,設(shè)計作用面積和噴頭工作壓力應符合表2.8所示:</p><p> 表2.8 系統(tǒng)設(shè)計基本參數(shù):</p><p> 2.5.1計算方法分類</p><p> 面積計算法、沿程計算法</p><p> 2.5.2兩種計算法的
38、應用領(lǐng)域及特征簡介</p><p><b> ?、?面積計算法:</b></p><p> 該計算方法計算較為簡便,主要應用于中輕危險等級的自動噴水滅火系統(tǒng)的計算中,計算中只有在設(shè)計作用面積內(nèi)的噴頭,才計算噴水量,且假定每個動作的噴頭的流量都相同。系統(tǒng)設(shè)計秒流量按下式計算:</p><p> QS=(1.15~1.30)QJ</p&g
39、t;<p><b> QJ=quA/60</b></p><p> 式中: QS——系統(tǒng)設(shè)計秒流量,L/s</p><p> 1.15~1.30——安全系數(shù)</p><p> QJ——系統(tǒng)計算秒流量,L/s</p><p> qu——設(shè)計噴水強度,L/minm2</p><p&
40、gt; A——設(shè)計作用面積,m2</p><p> 由于面積計算法的計算雖然簡單,但結(jié)果不太精確,只在設(shè)計作用面積內(nèi)發(fā)生火災時,系統(tǒng)能保證供給設(shè)計噴水強度的水量,撲滅火災。因此,面積計算法已不再使用。</p><p><b> ⒉ 沿程計算法</b></p><p> 從系統(tǒng)設(shè)計最不利點處的噴頭開始計算,到表2.8規(guī)定的設(shè)計作用面積所包
41、括的最后一個噴頭為止,采用特性系數(shù)法,依次沿途計算各噴頭處的壓力、流量和管段累計流量、沿程、局部水頭損失值。設(shè)計計算時,假設(shè)每個支管最末端的噴頭為系統(tǒng)的最不利點,再用修正系數(shù)進行修正。其系統(tǒng)設(shè)計秒流量按下式計算:</p><p><b> QS =</b></p><p> 式中:QS——系統(tǒng)設(shè)計秒流量,L/s</p><p> qi——
42、最不利點處作用面積內(nèi)各噴頭節(jié)點的流量,L/s 應按噴頭的實際工作壓力計算</p><p> n ——設(shè)計作用面積內(nèi)所有動作噴頭數(shù)</p><p> 注: 系統(tǒng)設(shè)計流量的計算,應保證任意作用面積內(nèi)的平均噴水強度不低于表2.8 的規(guī)定值。最不利點處作用面積內(nèi)任意4只噴頭圍和范圍內(nèi)的平均噴水強度,輕危險等級、中危險等級不應低于表2.8 規(guī)定值的85%;嚴重危險等級和倉庫危險等級不應低于表2.
43、8 的規(guī)定值。</p><p> 計算方法較為復雜,但計算結(jié)果精確,能為最終消防給水設(shè)施的選擇提供科學的依據(jù),因此,沿途計算法被廣泛應用。特別是在計算嚴重危險等級或被保護對象較貴重時的自動噴水滅火系統(tǒng)時,只能采取沿程計算法。 另外,當原有系統(tǒng)延伸管道、擴展保護范圍時,應對增設(shè)噴頭后的系統(tǒng)重新進行水力計算。</p><p> 2.6 計算原理介紹</p><p>
44、;<b> ?、?面積計算法:</b></p><p> 因面積計算法已不再使用,在此不再介紹。</p><p><b> ?、?沿程計算法:</b></p><p> 圖2-1 計算原理圖</p><p> ⑴ 用噴頭流量系數(shù)(K)法求支管上各噴頭的流量,噴頭的K值由表2.2確定后,便可由噴
45、頭處壓力確定其流量。現(xiàn)在以圖2-1為例說明計算過程。</p><p> ?、?支管Ⅰ盡端的噴頭1為整個系統(tǒng)的最不利點,在規(guī)定的最小工作壓力</p><p> H1的作用下,噴頭1的流量為:</p><p><b> q1=K</b></p><p> ② 噴頭2的流量為: </p><p>
46、 q2=K[10(H1+h1~2)]1/2=K</p><p> ?、?噴頭3、4的流量,同理為:</p><p> q3=K[10(H2+h2~3)]1/2=K;</p><p> q4=K[10(H3+h3~4)]1/2=K</p><p> 式中h1~2、h2~3、h3~4為各自管段的水頭損失。</p><p
47、> ?、?節(jié)點5處的流量和水壓為:</p><p> q5=Q4~5=q4 + q3 + q2 + q1</p><p> H5=H4+h4~5</p><p> 式中h4-5為水流通過4-5管段的水頭損失。</p><p> ⑤ 同樣,若以支管Ⅱ上的噴頭a為系統(tǒng)最不利點,Ha為規(guī)定的噴頭最小工作壓力,可以對支管Ⅱ進行計算,得到
48、假設(shè)值H6’和Q’D-6。</p><p> ?、?用管系特性系數(shù)(Kg)法求各支管的流量,管系特性系數(shù)可根據(jù)總輸出的節(jié)點流量和該節(jié)點的壓力按下式計算:</p><p> Kg=Q(n-1)~n/</p><p> 式中:Kg——管系流量系數(shù),反應管系的輸水性能;</p><p> Q(n-1)~n——管系總輸出節(jié)點處的流量,L/s&l
49、t;/p><p> Hn——管系總輸出節(jié)點處的壓力,MPa</p><p> 仍以圖2-1為例,說明管系特性系數(shù)法的應用。</p><p> ?、?支管Ⅰ的管系特性系數(shù):</p><p> 由圖可只,節(jié)點5處的流量即為支管Ⅰ的管系流量Q4~5,則支管Ⅰ的管系特性系數(shù)為: </p><p><b> KgⅠ
50、=Q4~5/</b></p><p> ?、?支管Ⅱ的管系特性系數(shù):</p><p><b> KgⅡ=Qd~6/</b></p><p> ?、?計算節(jié)點6處的總輸出流量:</p><p> 由于節(jié)點6處接出支管Ⅱ,所以在水壓H6的作用下,通過該節(jié)點的輸出流量為: </p>
51、<p> q6=Q5~6+Qd~6=Q5~6+ KgⅡ</p><p> 當支管Ⅱ在另一壓力H6’的作用下,支管Ⅱ的管系流量為QD-6’,應用管性系數(shù)法,在所有以知值的情況下,計算節(jié)點6處的總輸出量得:</p><p> q6=Q5~6+ Q’D-6</p><p> 此式表明,通過節(jié)點6所供給的流量由兩股組成,其中供給支管Ⅱ的實際壓力是H6而不是
52、H6’,所以支管Ⅱ的流量QD-6’必需進行修正,修正系數(shù)為</p><p> ?、?在圖2-1的例子中,由于支管Ⅰ、支管Ⅱ的水力情況完全相同(噴頭構(gòu)造、數(shù)量、管段長度、管徑、標高等),因此其管系特性系數(shù)也相同,即KgⅠ= KgⅡ,此式也可改寫成:</p><p> Q4-5/=Qd-6/</p><p><b> 化簡得:</b></
53、p><p><b> Qd-6=Q4-5</b></p><p> 將此式代入計算節(jié)點6的流量公式,即得:</p><p> q6=Q5-6+Q4-5=Q5-6[1+]</p><p> 按照上式的基本類型,依次計算各管段(節(jié)點)的傳輸流量值,直到設(shè)計作用面積(表2.8所示)所包括的最后的一個噴頭為止。</p&
54、gt;<p> 2.7 系統(tǒng)設(shè)計計算步驟 </p><p> 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算步驟大致如下:</p><p> ?、?,確定所設(shè)計的建、構(gòu)筑物的火災危險等級;</p><p> ?、?,確定設(shè)計所需的基本參數(shù)(見表2.8);</p><p> ?、?,根據(jù)設(shè)計參數(shù)選擇系統(tǒng)類型;</p><p&g
55、t; ?、瑁x擇和布置噴頭,進行管網(wǎng)布置并繪制管網(wǎng)平面圖;</p><p> ?、?,根據(jù)管網(wǎng)平面圖進行管網(wǎng)水力計算,并核算管網(wǎng)設(shè)計參數(shù);</p><p> ?、?,根據(jù)計算結(jié)果繪制管網(wǎng)平面圖和系統(tǒng)圖;</p><p> ?、耄鶕?jù)計算結(jié)果選擇消防器材,確定給水設(shè)施。</p><p> 在設(shè)計閉式自動噴水滅火系統(tǒng)時,應本著遵循“實事求是”和“有
56、的放矢”的原則,按各自的實際情況選擇相應設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)。只有這樣,才能正確的計算出各個管段的壓力、流量給消防給水設(shè)施的選擇提供科學的依據(jù)。</p><p> 3 系統(tǒng)的總體設(shè)計規(guī)劃</p><p> 3.1 系統(tǒng)的設(shè)計思路</p><p> 本系統(tǒng)的設(shè)計是用計算機簡化、代替人工計算的一次嘗試,利用計算機速度快、精度高等優(yōu)點去解決工程計算中存在的問題。由于工程
57、計算中具有參數(shù)多、算法復雜、計算中事件變化分支較多等特點,本系統(tǒng)將從以下幾點展開對自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算的設(shè)計:</p><p> 首先,根據(jù)工程計算的特點來進行設(shè)計。在使用沿程計算法時,通常先按建筑物的危險等級來進行設(shè)計作用面積的選取。因此,在設(shè)計上應反映出來。所以設(shè)計時,有對建筑物危險級的選擇和確認。</p><p> 其次,將管網(wǎng)水力計算程序化。管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計算是一個用變
58、量來求變量的不定性的過程,在設(shè)計中要仔細研究管網(wǎng)水力的計算原理,結(jié)合計算的特點設(shè)計結(jié)構(gòu)化較強的程序,以符合不同工程實際情況的需要。計算時將配水支管、配水管和配水干管分開來進行。這樣更容易進行管段計算方面的設(shè)計。</p><p> 再次,建立美觀簡單的人機交互界面。自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)計算所需輸入的參數(shù)較多,如果沒有良好的用戶界面和人機交互性,會使用戶感到困惑和厭煩,因此在設(shè)計中需建立簡單、美觀的人機交互界面。&
59、lt;/p><p> 此外,還要根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計一些輔助功能,如數(shù)據(jù)的查看和計算結(jié)果瀏覽、幫助等方面的內(nèi)容。這樣才能實現(xiàn)系統(tǒng)的完整性和多功能性。</p><p> 3.2 應用程序總體設(shè)計</p><p> 通常一個軟件系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成,每個子系統(tǒng)又可劃分為若干程序模塊。總體設(shè)計就是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計需求對整個系統(tǒng)進行功能分解,確定應用程序的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。<
60、;/p><p> 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算系統(tǒng)主要有管網(wǎng)水力計算、水力計算參數(shù)查詢、設(shè)計計算結(jié)果的瀏覽以及系統(tǒng)輔助功能等功能,在這幾大功能下又可分為若干個子功能模塊。根據(jù)這些拆分的結(jié)果,就可以詳細描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)和設(shè)計方向。</p><p> 管網(wǎng)水力計算功能中主要包括:支管水力計算,配水管水力計算,配水干管水力計算等模塊;水力計算參數(shù)查詢模塊有對表2.8 系
61、統(tǒng)設(shè)計基本參數(shù)、表2.7 管道比阻值、表2.6 當量長度表、表2.5 流速系數(shù)表、表2.5 流速系數(shù)表、表2.4輕危險級、中危險級場所中配水支管、配水管控制的標準噴頭數(shù)、表2.3 同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距、表2.2 流量特性系數(shù)等數(shù)據(jù)的查詢;設(shè)計計算結(jié)果輸出模塊。</p><p> 3.3 系統(tǒng)設(shè)計運行流程圖(見下頁) </p><p> 4 系統(tǒng)計算過程的
62、程序化設(shè)計</p><p> 程序化設(shè)計就是將對象進行分析,運用計算機語言對其進行描述,使計算機能夠識別、處理該對象的過程。自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算的程序化設(shè)計就是用計算機能夠識別的語言使計算機完成管網(wǎng)計算數(shù)據(jù)的輸入、數(shù)據(jù)判斷、數(shù)據(jù)運算以及數(shù)據(jù)輸出的整個過程。</p><p> 管網(wǎng)水力計算主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三個過程。由于管網(wǎng)計算需依據(jù)工程實際設(shè)計進行的特點,因此
63、在對上述三個過程的描述將是靜態(tài)描述和動態(tài)描述相結(jié)合的過程,在本系統(tǒng)程序化設(shè)計中充分利用Visual Basic 6.0 面向?qū)ο缶幊陶Z言的特點,實現(xiàn)對自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算的程序化設(shè)計。</p><p> 閉式自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算的計算機語言描述過程主要有以下三個部分組成:</p><p> ⒈ 根據(jù)面向?qū)ο缶幊淘O(shè)計的特點,設(shè)計良好的人機交互界面,指導、幫助用戶實現(xiàn)管網(wǎng)設(shè)
64、計數(shù)據(jù)的輸入過程。</p><p> ⒉ 結(jié)合結(jié)構(gòu)化語言結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)奶厣?,對計算過程進行設(shè)計,使計算機能夠根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)管網(wǎng)水力計算的過程。</p><p> ?、?對數(shù)據(jù)輸出過程進行程序化設(shè)計。</p><p> 由于篇幅有限,以下將重點介紹數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)運算過程的程序化設(shè)計過程。</p><p> 4.1計算用數(shù)據(jù)輸入過程的程序設(shè)計&l
65、t;/p><p> 管網(wǎng)水力計算所需的數(shù)據(jù)通常數(shù)量大、內(nèi)容多,而且數(shù)據(jù)類型也較為復雜。在這種情況下,良好的人機交互界面就顯得相當重要,因此在這個過程的設(shè)計中,大量采用了可視化控件,利用Visual Basic 6.0 “所見即所得”的編程方式去建立一個良好的人機交互界面。以下為具體的實現(xiàn)過程</p><p><b> ?、薄≥斎敕绞降倪x擇</b></p>
66、<p> 在設(shè)計中根據(jù)數(shù)據(jù)的特點,采用文本框進行隨機性較強的數(shù)據(jù)輸入,利用組合框進行固定值數(shù)據(jù)輸入。同時利用控件的不同屬性可在對輸入數(shù)據(jù)進行判斷后,在給變量進行賦值或者發(fā)出警告。</p><p><b> ?、?輸入過程實現(xiàn)</b></p><p> 在自動噴水滅火管網(wǎng)水力計算中,數(shù)據(jù)的輸入過程大約分為:危險級選擇——危險級確認——….. 等過程。為了
67、有效地銜接這些過程,有效指引用戶一步步進行數(shù)據(jù)輸入,在設(shè)計中使用面向?qū)ο笳Z言,對各過程的控件分別進行控制,實現(xiàn)輸入過程有序進行。</p><p> ?、?人機交互的實現(xiàn)</p><p> 人機交互指人根據(jù)機器的提示進行操作,機器對人的操作進行判斷,并做出相關(guān)反應的過程。在本系統(tǒng)設(shè)計中引入了人機交互,即在用戶操作前有提示,用戶可按照提示進行操作;機器在讀取操作信息后,對操作信息進行判斷,
68、認為符合要求發(fā)出一個輸入正確的信號,如不符合要求則給予警告,并指引用戶重新操作。</p><p> 正是由于合理有效地利用可視化控件和面向?qū)ο缶幊痰闹T多優(yōu)點,有效的解決了人機交互輸入的問題,為下面進行的數(shù)據(jù)處理做好了準備。</p><p> 4.2 管網(wǎng)水力計算過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計</p><p> 在對數(shù)據(jù)進行有效地采集后,就可以依據(jù)現(xiàn)有公式、算法對數(shù)據(jù)進
69、行運算處理,但為了保證程序具有結(jié)構(gòu)完整、通用性強的要求,在這里需結(jié)合結(jié)構(gòu)化語言,使用條件判斷、循環(huán)、分支等語句實現(xiàn)管網(wǎng)水力計算的全過程。以下文字中將詳細介紹結(jié)構(gòu)化語言實現(xiàn)管網(wǎng)水力計算的過程。</p><p> ?、?建立結(jié)構(gòu)化程序運行框架</p><p> 根據(jù)前面建立的模型,在計算過程的設(shè)計中應構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的運行框架,實現(xiàn)對模型中每一點的計算和處理。在設(shè)計中,我們可利用雙重循環(huán)語句完成對
70、各點的選?。辉趯崿F(xiàn)對各點選取后,利用條件判斷語句對各點進行分析,如果滿足計算條件要求,將此點中的數(shù)據(jù)送入計算程序中進行計算,得到結(jié)果。反之,則要求用戶重新輸入。</p><p> ⒉ 建立獨立的結(jié)構(gòu)化計算程序</p><p> 由于管網(wǎng)各點水力計算項目幾乎相同,算法大多數(shù)相同,因此我們可以根據(jù)數(shù)學模型建立獨立、通用的計算程序,在對每一點進行計算時,直接調(diào)用此通用計算程序?qū)崿F(xiàn)對各點的計
71、算。可分為,支管算法和配水管算法兩種。由于,配水管和配水干管計算時,都用到管系特性系數(shù)法,需要進行壓力修正。而支管則不用,在確定支管的實際流量時,可利用配水管上的數(shù)據(jù)進行,同理,確定配水管的實際流量時,也可利用干管數(shù)據(jù)。</p><p> 5 系統(tǒng)的模塊化設(shè)計</p><p> 5.1 計算模塊的設(shè)計</p><p> 由于此模塊已經(jīng)在前面有了詳細的介紹,
72、在此就不再敘述。</p><p> 5.2 查詢、瀏覽模塊的設(shè)計</p><p> 在系統(tǒng)設(shè)計中,考慮到用戶有對原始參數(shù)及有關(guān)設(shè)計規(guī)范數(shù)據(jù)查詢的需求,在系統(tǒng)設(shè)計中加入了原始數(shù)據(jù)瀏覽、參數(shù)查詢等模塊,方便了用戶的使用。</p><p><b> 程序編碼</b></p><p><b> 6.1 概述
73、</b></p><p> 程序主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三個部分。</p><p><b> 6.2 數(shù)據(jù)采集</b></p><p><b> ⒈ 配水管個數(shù)輸入</b></p><p> Private Sub Form Load ()</p>&
74、lt;p> Dim d ,s ‘定義變量</p><p><b> Rem 參數(shù)輸入</b></p><p> s = InputBox("輸入在設(shè)計作用面積內(nèi)的配水管的數(shù)目:", "配水管的確定")</p><p><b> Rem 參數(shù)判斷</b></
75、p><p> If s = "" Or s <= 0 Then ‘判斷條件</p><p> d = MsgBox("沒有輸入數(shù)據(jù),要重新輸入嗎?", vbYesNo + vbExclamation, "支管數(shù)的確定")</p><p> If d = vbYes Then</p>
76、<p> Unload Form1</p><p> Form1.Show</p><p><b> Else</b></p><p><b> End</b></p><p><b> End If</b></p><p>&l
77、t;b> Else</b></p><p> Rem 裝載按鈕位置</p><p> For i = 1 To s</p><p> h = i Mod 2</p><p> Select Case h</p><p><b> Case 1</b></p&g
78、t;<p> Rem 設(shè)置控件屬性</p><p> Label1(0).Visible = False</p><p> Load Label1(i)</p><p> Label1(i).Top = Label1(i - 1).Top + Label1(0).Height + 180</p><p> Label1
79、(i).Caption = "第 " & i & " 個配水管"</p><p> Label1 (i).Visible = True</p><p> Command2 (0).Visible = False</p><p> Load Command2 (i)</p><p>
80、 Command2(i).Top = Command2(i - 1).Top + Command2(0).Height + 180</p><p> Command2(i).Visible = True</p><p> Command2(i).Caption = "第 " & i & " 個配水管"</p>&l
81、t;p><b> Case 0</b></p><p> Label1(0).Visible = False</p><p> Load Label1(i)</p><p> Label1(i).Top = Label1(i - 2).Top + Label1(0).Height + 180</p><p>
82、; Label1(i).Left = Label3.Left</p><p> Label1(i).Caption = "第 " & i & " 個配水管"</p><p> Label1(i).Visible = True</p><p> Command2(0).Visible = False<
83、;/p><p> Load Command2(i)</p><p> Command2(i).Top = Command2(i - 2).Top + Command2(0).Height + 180</p><p> Command2(i).Left = Command3.Left</p><p> Command2(i).Visible
84、 = True</p><p> Command2(i).Caption = "第 " & i & " 個配水管"</p><p> End Select</p><p><b> Next i</b></p><p><b> End If<
85、;/b></p><p><b> End Sub</b></p><p><b> ?、?支管參數(shù)輸入</b></p><p> Sub weizhi()</p><p> Dim d, z,s</p><p> Rem 支管數(shù)的輸入</p>&
86、lt;p> z = InputBox("輸入該配水管上的支管個數(shù)", "支管數(shù)的確定")</p><p> Rem 對輸入的數(shù)值進行判斷</p><p> If z = "" Or z <= 1 Then</p><p> x = MsgBox("沒有輸入數(shù)據(jù),要重新輸入嗎?&
87、quot;, vbYesNo + vbExclamation, "支管數(shù)的確定")</p><p> If d = vbYes Then</p><p> Unload Form4</p><p> Form4.Show</p><p><b> Else</b></p><
88、;p><b> End</b></p><p><b> End If</b></p><p><b> End If</b></p><p> Rem 支管上噴頭的確定</p><p> s = InputBox("請輸入支管 1 上的噴頭數(shù)量&qu
89、ot;, "噴頭數(shù)量的確定")</p><p> If s <= 1 Or s > 8 Or s = "" Then</p><p> d = MsgBox("數(shù)據(jù)輸入錯誤,要重新輸入嗎?", vbYesNo + vbExclamation, "噴頭數(shù)量的確定")</p><
90、p> If d = vbYes Then</p><p> Unload Form4</p><p> Form4.Show</p><p><b> Else</b></p><p><b> End</b></p><p><b> End I
91、f</b></p><p><b> Else</b></p><p> Label1(0).Visible = False</p><p> Rem 裝載參數(shù)輸入的位置</p><p> For i = 1 To s - 1</p><p> Load Label1(i)&
92、lt;/p><p> Label1(i).Top = Label1(i - 1).Top + Label1(0).Height + 180</p><p> Label1(i).Caption = "噴頭 " & i & "—" & i + 1 & " 之間的管段直徑"</p><
93、;p> Label1(i).Visible = True</p><p><b> Next i</b></p><p> Label2(0).Visible = False</p><p> For i = 1 To s - 1</p><p> Load Label2(i)</p>&l
94、t;p> Label2(i).Top = Label2(i - 1).Top + Label2(0).Height + 180</p><p> Label2(i).Visible = True</p><p> Label2(i).Caption = "噴頭 " & i & "—" & i + 1 & &
95、quot; 的距離"</p><p><b> Next i</b></p><p> Label4.Caption = "噴頭 " & s & " 到配水管的距離"</p><p> Label4.Top = Label2(s - 1).Top + Label2(s -
96、1).Height + 180</p><p> Label5.Caption = "噴頭 " & s & " 到配水管之間的管段直徑"</p><p> Label5.Top = Label1(s - 1).Top + Label1(s - 1).Height + 180</p><p> Text1(
97、0).Visible = False</p><p> For i = 1 To s</p><p> Load Text1(i)</p><p> Text1(i).Top = Text1(i - 1).Top + Text1(0).Height + 180</p><p> Text1(i).Visible = True</
98、p><p> Text1(i).Text = "單位:mm"</p><p><b> Next i</b></p><p> Text2(0).Visible = False</p><p> For i = 1 To s</p><p> Load Text2(i)&
99、lt;/p><p> Text2(i).Top = Text2(i - 1).Top + Text2(0).Height + 180</p><p> Text2(i).Visible = True</p><p> Text2(i).Text = "單位:m"</p><p><b> Next i<
100、/b></p><p><b> End If</b></p><p><b> End Sub</b></p><p> ⒊ 參數(shù)的采集和確認</p><p> Rem 使用控件的change和click屬性,將計算用參數(shù)賦予數(shù)組,并進行數(shù)據(jù)Rem 的篩選。</p>&
101、lt;p> Rem 例子: 使用change屬性</p><p> Private Sub Text1_Change(Index As Integer)</p><p><b> Dim a(10)</b></p><p> Select Case Text1(Index).Text</p><p><
102、;b> Case 25</b></p><p> a(Index) = 1.883</p><p><b> Case 32</b></p><p> a(Index) = 1.05</p><p><b> Case 40</b></p><p>
103、; a(Index) = 0.8</p><p><b> Case 50</b></p><p> a(Index) = 0.47</p><p><b> Case 70</b></p><p> a(Index) = 0.283</p><p><b&g
104、t; Case 80</b></p><p> a(Index) = 0.204</p><p><b> Case 100</b></p><p> a(Index) = 0.115</p><p><b> Case 150</b></p><p>
105、 a(Index) = 0.053</p><p> End Select</p><p><b> End Sub</b></p><p> Rem 例子: 使用click屬性</p><p> Private Sub Combo1_Click()</p><p><b>
106、 Dim k</b></p><p> Select Case Combo1.ListIndex</p><p><b> Case 0</b></p><p><b> k = 57</b></p><p><b> Case 1</b></p>
107、;<p><b> k = 80</b></p><p><b> Case 2</b></p><p><b> k = 115</b></p><p> End Select</p><p><b> End Sub</b>&l
108、t;/p><p> Rem 按鍵的限制,限制鍵盤輸入來避免錯誤。</p><p> Private Sub Text1_KeyPress(Index As Integer, KeyAscii As Integer)</p><p><b> Dim b</b></p><p> If KeyAscii > 57
109、 Or KeyAscii < 46 And KeyAscii <> 8 Then</p><p> b = MsgBox("輸入了無效字符,請重新輸入!", vbExclamation, "無效操作")</p><p> KeyAscii = 0</p><p><b> End If<
110、/b></p><p><b> End Sub</b></p><p><b> 6.3 參數(shù)計算</b></p><p><b> ?、?支管參數(shù)計算</b></p><p> Private Sub Command2_Click()</p>&l
111、t;p><b> Dim b(10)</b></p><p><b> Dim c(10)</b></p><p> Dim f, q, V, w</p><p> q = k * Sqr(10 * Val(Text3.Text)) / 60</p><p> For i = 1 T
112、o s</p><p> Rem 給數(shù)組賦初值</p><p> b(0) = Val(Text3.Text)</p><p><b> c(0) = q</b></p><p><b> Rem 數(shù)據(jù)累加</b></p><p> c(i) = c(i - 1)
113、+ w</p><p> V = c(i) * a(i)</p><p> f = Val(Text2(i).Text) * (0.0000107) * (V ^ 2) / (((Val(Text1(i).Text) - 1) * 0.001) ^ 1.3)</p><p> b(i) = b(i - 1) + f</p><p>
114、w = k * Sqr(10 * b(i)) / 60</p><p><b> Next I</b></p><p><b> Rem 數(shù)據(jù)輸出</b></p><p> Form7.Text1.Text = c(s)</p><p> Form7.Text3.Text = V</p
115、><p> Form7.Text2.Text = b(s)</p><p> Form7.Show</p><p><b> End Sub</b></p><p> ?、?配水管、干管參數(shù)計算</p><p> 以第一個配水管為例來說明</p><p> Priva
116、te Sub Command2_Click()</p><p> Dim a(),b(),c(),d()</p><p> Dim s,I,v,f,w</p><p> Open App.Path + "\txt 1.txt" For Random As #1 Len = Len(shuzhi)</p><p>
117、s = LOF(1) / Len(shuzhi)</p><p> for i=1 to s</p><p> get #1,i,shizhi</p><p> a(i-1) = shuzhi.liuliang</p><p> b(i-1) = shuzhi.yali</p><p><b> N
118、ext i</b></p><p><b> Rem 數(shù)據(jù)累加</b></p><p><b> d(0)=a(0)</b></p><p><b> c(0)=b(0)</b></p><p> For i=1 to s</p><p&
119、gt; d(i) = d(i-1) + w</p><p> Rem e(i)為管道的流量系數(shù)</p><p> V = d(i) * e(i)</p><p> f = Val(Text2(i).Text) * (0.0000107) * (V ^ 2) / (((Val(Text1(i).Text) - 1) * 0.001) ^ 1.3)</p&
120、gt;<p> c(i) = c(i-1) + f </p><p><b> Rem 壓力修正</b></p><p> if i=s then</p><p><b> b(i)=1</b></p><p><b> End if</b></p
121、><p> w = d(i)*(c(i)/b(i))^(0.5)</p><p><b> Next I</b></p><p> Redim preserve a(s), b(s), c(s), d(s)</p><p><b> Rem 數(shù)據(jù)輸出</b></p><p&g
122、t; Form10.Text1.Text = c(s)</p><p> Form10.Text3.Text = V</p><p> Form10.Text2.Text = d(s)</p><p> Form10.Show</p><p><b> Close #1</b></p><p
123、><b> End sub</b></p><p><b> 6.4 參數(shù)的保存</b></p><p> Private Sub Command1_Click()</p><p> Dim shuzhi As asd</p><p><b> Dim l</b>
124、;</p><p> l = Form1.Label3.Caption</p><p> Rem 打開或創(chuàng)建用于保存的文件</p><p> Open App.Path + "\txt " & l & ".txt" For Random As #Format(l) Len = Len(shuzhi)<
125、;/p><p> n = LOF(Format(l)) / Len(shuzhi)</p><p><b> Rem 數(shù)據(jù)保存</b></p><p> shuzhi.haoma = Val(Text4.Text)</p><p> shuzhi.yali = Text2.Text</p><p&
126、gt; shuzhi.liuliang = Text1.Text</p><p> shuzhi.liusu = Text3.Text</p><p><b> Rem 寫入數(shù)據(jù)</b></p><p> Put #Format(l), n + 1, shuzhi</p><p><b> n = n
127、 + 1</b></p><p><b> Rem 關(guān)閉文件</b></p><p> Close #Format(l)</p><p><b> Unload Me</b></p><p><b> End Sub</b></p><p
128、><b> 7 小結(jié)</b></p><p> 本次設(shè)計的任務(wù)是閉式自動噴水滅火管網(wǎng)水力計算軟件開發(fā)(vb)。</p><p> 在進行設(shè)計的前期做了大量準備工作,特別是在消防公司實習一個月的經(jīng)驗,對消防工程設(shè)計計算的現(xiàn)狀有更深的認識。通過參閱大量相關(guān)的文獻資料,向老師求教,解決設(shè)計中遇到的問題,使我的專業(yè)知識面更廣,理解得更深。</p>
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