肖作義 高 英 康文慶

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.包頭市市政工程管理處，內(nèi)蒙古包頭 014030）

自動噴水滅火系統(tǒng)水力計算程序開發(fā)

肖作義1高 英1康文慶2

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.包頭市市政工程管理處，內(nèi)蒙古包頭 014030）

本文對建筑消防自動噴水滅火系統(tǒng)（以下簡稱自噴系統(tǒng)）的分析，依據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084—2001）（以下簡稱“新自規(guī)”）的規(guī)定，利用管網(wǎng)水力計算方法和基本公式，在自噴系統(tǒng)布置的基礎(chǔ)上，采用VB6.0和Access 2002數(shù)據(jù)庫進行建筑消防系統(tǒng)的水力計算程序開發(fā)，實現(xiàn)自噴系統(tǒng)設(shè)計計算的計算機化。

自噴系統(tǒng)；水力計算；程序開發(fā)

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，自噴系統(tǒng)已成為建筑消防不可缺少的消防設(shè)施。而目前各類設(shè)計中，自噴系統(tǒng)的水力計算大都由人工進行，數(shù)據(jù)繁多且公式復(fù)雜，如一般較大的工程項目都是兩階段設(shè)計，后一階段設(shè)計對前一階段設(shè)計的系統(tǒng)管道總會有些修改，系統(tǒng)設(shè)計流量也必須進行二次計算；再如施工過程中，由于種種原因，配水管、配水支管的位置、噴頭位置、數(shù)量調(diào)整也是經(jīng)常發(fā)生的，系統(tǒng)流量也要修改，實在不勝其煩，也難實際操作。因此，通過對自噴系統(tǒng)的理論分析，開發(fā)計算機軟件，實現(xiàn)計算準(zhǔn)確化、迅速化，大量節(jié)省人力物力，同時實現(xiàn)軟件的開放性、可擴充性、信息共享和數(shù)據(jù)的選擇，以滿足設(shè)計的需要。

2 自噴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計分兩部分：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是以VB6.0的一個基本數(shù)據(jù)控件—“Date”控件為基礎(chǔ)的?！癉ate”控件是VB6.0中自帶的一個功能強大的數(shù)據(jù)訪問控件，它包括大量與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的操作代碼?！癉ate”控件以選用的Access作為數(shù)據(jù)庫，端口采用ActiveX Date Objects數(shù)據(jù)引擎進行連接。本系統(tǒng)主要設(shè)置了12個數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)表及字段名均為壓縮代碼。

（1）基本數(shù)據(jù)庫：包括編號、建筑危險等級、設(shè)計噴水強度、作用面積、噴頭工作壓力、設(shè)計流量。

（2）報警閥的比阻值：包括編號、閥門名稱、閥門直徑、比阻值。

（3）鋼管比阻值：包括編號、鋼管直徑、鋼管比阻值。

（4）管件名稱：包括編號、鋼管名稱、鋼管直徑、管件長度。

（5）流速系數(shù)Kc值：包括編號、管徑、流速系數(shù)。

（6）雨淋成組作用閥門的水頭損失系數(shù)表：包括閥門名稱、閥門直徑、系數(shù)。

（7）支管節(jié)點信息表：包括支管號、節(jié)點號、節(jié)點流量、節(jié)點壓力。

（8）支管管段信息表：包括支管號、管段編號、管段流量、管段直徑、流速、管段長度、比阻值、單位水頭損失、水頭損失。

（9）支管管件信息表：包括管段編號、管件名稱、管段直徑、數(shù)量、單位當(dāng)量長度、當(dāng)量長度、管段流量、管段比阻、水頭損失。

（10）干管節(jié)點信息表：包括節(jié)點號、節(jié)點流量、節(jié)點壓力。

（11）干管管段信息表：包括干管號、管段編號、管段流量、管段直徑、流速、管段長度、比阻值、單位水頭損失、水頭損失。

（12）干管管件信息表：管段編號、管件名稱、管段直徑、數(shù)量、單位當(dāng)量長度、當(dāng)量長度、管段流量、管段比阻、水頭損失。

2.2 系統(tǒng)的程序設(shè)計

本系統(tǒng)程序的設(shè)計思想是：方便、快捷。程序間既相互聯(lián)系，又相互獨立，并能充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.2.1 模型建立

對于逐點法進行水力計算時，管網(wǎng)布置方式為配水支管在配水管一側(cè)分布，支管上的噴頭數(shù)不超過8個。干管的節(jié)點數(shù)與支管數(shù)相同。對于面積節(jié)點法進行水力計算時，管網(wǎng)布置方式為配水支管在配水管兩側(cè)，基本上是對稱分布。系統(tǒng)入口處與室內(nèi)地面標(biāo)高差是以系統(tǒng)入口處到室內(nèi)地面的標(biāo)高差，立管長是報警閥所在的立管的總長，流速的確定采用試算法，本程序流速設(shè)定在1.2～2.8m／s內(nèi)。

2.2.2 總體模塊結(jié)構(gòu)

采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，每個模塊分別可以完成各自的特定功能，每個模塊又可分成若干層次的子模塊，這就保證了各個程序的安全性、可靠性，同時也有利于系統(tǒng)的維護和擴充。根據(jù)自噴系統(tǒng)的特點，確定5個模塊來實現(xiàn)（即：自噴系統(tǒng)類型、建筑物危險等級和水力計算方法為一個模塊；逐點法計算過程為一個模塊；面積節(jié)點法計算過程為一個模塊；局部水頭損失當(dāng)量計算為一個模塊；結(jié)果顯示為一個模塊）。如圖1所示。

圖1 總體模塊結(jié)構(gòu)

圖2 主模塊功能

2.2.3 程序約定

在程序上，把自噴系統(tǒng)分兩類：閉式自噴系統(tǒng)和雨淋自噴系統(tǒng)。閉式自噴系統(tǒng)適用于建筑物危險等級是中危險等級和輕危險等級。所對應(yīng)的方法是逐點計算法和面積節(jié)點計算法，噴頭采用玻璃球噴頭，公稱直徑為15mm；而雨淋自噴系統(tǒng)只適用于嚴(yán)重等級的建筑物，且水力計算方法僅有逐點計算法，噴頭的公稱直徑為10mm。

3 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

3.1 主模塊功能

在Windows系統(tǒng)下，雙擊自噴系統(tǒng)水力計算，即可進入本系統(tǒng)的主控模塊，如圖2所示。在模塊的界面下，點擊任意按鈕可進入下一個主模塊的操作界面，以此類推。

3.2 輸入模塊功能

在操作界面下，輸入管段或節(jié)點信息，若選擇計算方法為逐點計算法，則輸入最不利的工作壓力、水平干管長度、立管總長、報警閥的名稱及直徑，局部水頭損失計算法、各干管的管段編號和對應(yīng)管段長度、各支管的管號、支管管段編號和管段長度。若選擇面積計算法，方法類似。由于系統(tǒng)提供連續(xù)輸入的功能，每種方法都可以全屏幕進行操作。可任意輸入想要選擇的內(nèi)容，如果輸入錯誤，系統(tǒng)提示輸入錯誤，則可重新輸入。直到信息輸入完備，點擊“確定”，即顯示計算結(jié)果。程序流程圖如圖3所示。

圖3 程序流程圖

3.3 添加、修改和刪除數(shù)據(jù)模塊功能

在操作界面中，設(shè)置了添加、修改、刪除功能，按任意鍵可以對已經(jīng)輸入到各數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，如管段號、管段長度、支管號、支管管段長度等各數(shù)據(jù)隨意進行添加、修改或刪除。系統(tǒng)提供全屏格式化方式顯示，操作人員只需點擊對應(yīng)按鈕即可實現(xiàn)相關(guān)操作。

3.4 確定、取消、返回按鈕功能

在操作界面中，設(shè)置了確定、取消、返回按鈕功能鍵，對輸入的信息確認即可運行下一步功能，否則按“取消”鍵恢復(fù)原來的信息，如果想回到上一級菜單，按返回即可。

3.5 顯示計算結(jié)果功能

在計算結(jié)果操作界面下，包括節(jié)點信息、管段信息、管件信息、結(jié)束和重新開始等按鈕，只需在操作界面上直接按相應(yīng)按鈕即可顯示相關(guān)的信息，或結(jié)束或重新開始。

4 工程試算

4.1 原始資料

包頭市某國貿(mào)大廈，是一座集辦公、商貿(mào)為一體的綜合性大樓。該樓地上六層，地下一層且為車庫，第一至第三層為商用，第四層為辦公，第五層為公共活動場所，第六層為電梯間、水箱等。具體資料如下：

（1）地下室高為4.5m，1～3層和5層層高為5.5m，4層層高為4.4m。

（2）水箱間凈空高度為3.5m。

（3）管網(wǎng)布置如圖4所示（管網(wǎng)布置形式為配水支管在配水管一側(cè)分布）。

4.2 輸入數(shù)據(jù)

系統(tǒng)采用閉式自噴系統(tǒng)。建筑物危險等級設(shè)為中危險級；水力計算方法為逐點法；局部水頭損失計算方法采用當(dāng)量法，最不利點工作壓力為10.0mH2O；水平干管管長為1.5m；立管管長為30.2m，報警閥采用干濕兩用閥，直徑為150mm。

圖4 管網(wǎng)布置形式

圖5 節(jié)點干支管信息

輸入數(shù)據(jù)包括支管信息、干管信息、管件信息（最不利支管、干管）。

4.3 輸出數(shù)據(jù)

包括泵的參數(shù)、節(jié)點信息、管段信息、管件信息。干管節(jié)點信息如圖5所示，其余略。

5 結(jié)論

建筑消防自噴系統(tǒng)水力計算程序經(jīng)過實際工程試算，已基本達到預(yù)期的設(shè)計目的，系統(tǒng)各程序模塊運行正常，通過使用本系統(tǒng)，可以非常迅速地獲得想要得到的計算信息，并輸出科學(xué)、規(guī)范的運行結(jié)果，使水力計算工作質(zhì)量得到很大的提高。使用本系統(tǒng)克服了從前手工重復(fù)計算，大大降低了人力物力的消耗。比如：過去一個局部管網(wǎng)水力計算要半天時間，現(xiàn)在只需1～2分鐘即可完成，且準(zhǔn)確無誤，從而體現(xiàn)了現(xiàn)代化設(shè)計的優(yōu)越性，提高了工作效率。

［1］GB50084－2001自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［s］.北京中國計劃出版社，2001.

［2］張菊良，黃曉家，自動噴水滅火系統(tǒng)的作用和布置.給水排水，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］楊愛明，程建華，孫經(jīng)賢.自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量算式的探討.給水排水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

肖作義（1962－），男，教授，碩士生導(dǎo)師。主要從事建筑給排水工作教學(xué)與研究。E-mail：xiao2135333＠126.com