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室内消火栓环状给水管网的研究

作　者: 李晓将
导　师: 高羽飞
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 市政工程
关键词: 室内消火栓消火栓供水系统环状管网有限元法水力计算
分类号: TU892
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

室内消火栓系统作为国家规范强制要求设置的消防设施,是扑救高层民用建筑火灾的重要手段。室内消火栓系统给水管道有枝状管网和环状管网两种形式。环状管网的各个竖管彼此相通,水流四通八达,供水能力比枝状管网大,在火场需要增大供水量时,通过水泵接合器和环状管网可以满足火场的需要;同时供水安全可靠,在管网某管段维修或发生故障时,仍能保证火场供水。《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)8.4.2条第1款规定:“室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/s时,其消防给水管道应连成环状。”《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-94,2005年)7.4.1条规定:“室内消防给水管道应布置成环状。”由此可见,建筑物体积大于5000m~3的建筑室内消火栓系统给水管道都要求是环状管网。本文在阐述室内消火栓系统的组成、特点的基础上,分析研究了消火栓系统不同的环网供水方式。在实际工程中可根据建筑物结构的不同选择不同的供水方式。供水方式的选择直接影响系统的投资经济性、运行可靠性等多方面问题,关系到系统压力平衡以及水泵、水箱设置、管道布置等多方面的重要问题,往往决定着系统的成功与失败,是给排水设计人员在高层项目设计中首先要解决的问题。目前我国室内消火栓环状给水管网水力计算,工程设计中通常采用估算法,或将环状管网简化为枝状管网,计算结果与实际运行有较大误差,造成消火栓给水泵的选择或系统减压不合理。本文采用有限元法分析室内消火栓给水管网的数学模型,建立管网整体矩阵,应用对称正定方程组的平方根法求解管网水力平衡方程,得出各项水力要素。编写通用电算程序,能快捷准确进行水力计算,在精度上远高于目前的近似计算。用有限元法建立消火栓系统管网水力计算数学模型,比较接近管网中水流形态,具有方法简单,输入原始数据少,迭代收敛速度快,计算精确的优越性。该方法也可以被借鉴到室内外给水管网的设计计算,将极大提高设计工作的效率。本论文只是提供了环网水力计算的一种切实可行的计算方法,对于整套计算软件的编制还需与专业编程人员密切配合。此软件的开发将是管网设计工作的一次重大进步。

室内消火栓环状给水管网的研究

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