水力计算

输水管网需要水力计算，以确定一个或多个消耗点的流量和压力特性，以及满足设计要求所需的供水流量和压力。在消防安全方面，水力计算用于确定灭火介质通过管道网络和通过排放装置（例如，喷嘴、洒水器）的流量，以控制、抑制或扑灭火灾。

水力计算验证通过管道网络的水流量（或与灭火泡沫浓缩物等添加剂混合的水）足以满足设计目标。水力计算程序在适用的参考模型代码中定义，例如美国国家消防协会(NFPA)或EN12845标准，固定消防系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护。水力计算表明，水基消防系统的两个主要组件的组合将满足控制、抑制或扑灭火灾的设计目标：

• 可用的供水在流量和压力方面是足够的。
• 将水输送到出水口（例如洒水器）的管道尺寸和管道网络布置的尺寸和布置得当。

排水量的要求由适用的型号代码规定，例如NFPA13、NFPA15、EN12845、BS9251、NFPA750CP52、ASIB和AS2118.1。财产保险设计标准也可能适用。建筑物内可能发生火灾的强度和程度由建筑物的用途、建筑物的高度、建筑物内的物品及其布置等因素指示。这些变量与模型代码中表示的表格和值进行比较。这些表中的值基于火灾测试和损失历史。

可用水量通常通过水流测试确定，其中打开一个或多个消火栓并测量水压和流量。一些市政供水管辖区可能会根据水力模型提供对可用供水的估计。在市政连接不可能或不可行的地方，可以从开阔的水体（例如湖泊、池塘、河流）或储水罐中抽取所需的水。水力计算确定可用的供水压力是否足以提供喷水灭火系统的设计流量。如果没有，则由消防泵提供额外的水压。

抑制系统管道网络通常以3种配置之一排列：树形、环路或网格。所有这些类型的系统都使用大型水平管道-干线-将大流量输送到较小的管道-支线-连接到干线。洒水器只安装在支管上。干线通过连接到单个垂直管道-立管-供水，然后通过连接到供水管道来供水。

树系统包括一个带有几条较小支线的主管道。由于所有管道都终止于死角，因此水流只能在一个方向上进行。环形系统利用一个在建筑物中运行很长一段距离的干线，并在立管附近被路由回连接到自身。支线连接到这个“回路”。这种环形主配置需要较少的供水压力，因为通过主管道的液压降较低，因为水可以从两个方向流向任何洒水器。支线可能终止于死胡同，也可能在每一端连接到环路上的不同（通常是相反的）点。在后一种情况下，由于水从支管的两端流到任何洒水器，支管中的液压降较低，因此需要较小的供水压力。电网系统在几条支线的两端使用两个大干线，这些支线在每一端都连接到干线。网格系统为水流到系统中的任何点提供了多条路径，从而减少了系统中的压力损失。大多数设计标准要求应用Hazen-Williams方法来确定当水通过管道网络时通过管道网络的摩擦压力损失。树和回路系统非常简单，可以手动进行水力计算。由于网格系统的水力计算需要一个迭代过程来平衡通过所有可能水路的水流，因此这些计算通常由计算机软件执行。在实践中，所有类型管网的大多数计算都是由计算机软件执行的。与通过手动过程相比，在计算机上可以更容易地修改和重新计算网络组件的大小。2013年NFPA13手册包括一份补充材料，其中描述了执行水力计算时应用的一些应用理论和过程。