谈新消规中的静水压力和动水压力

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1、谈新消规中的静水压力和动水压力2015-06-2521:19   专业分类：给水排水   浏览数：980  注：红色字体为作者本人对文章个别文字的修正完善。谈《消防给水及消火栓系统技术规范》中的静水压力和动水压力康　丽（华诚博远（北京）建筑规划设计有限公司，北京　100052）摘要　从水力学概念入手，对《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）中静水压力、动水压力两个有争论的问题进行分析探讨，并对动水压力的计算进行了分析，供工程设计参考。关键词　静水压力　动水压力　伯努利方程　能量0 引言          《消防给水及消火栓系统技术规范》（

2、GB50974-2014，以下简称“水消规”）自2014年10月1日起开始实施，规范术语中出现的“静水压力”和“动水压力”两个概念（以下简称“静压”、“动压”）在同行中引起了很多争论，同时“水消规”在10.1.3条及10.1.4条中给出了与之相关的计算公式。在此笔者从水力学概念入手，阐述对静压、动压这两个含义的理解。1 对“水消规”中静压含义的理解             静压在“水消规”中定义为：消防给水系统管网内水在静止时管道某一点的压力[1]，这个概念表达得很清晰，就是静水作用在管道上的压力。需要提醒的是，“水在静止时”这几个字，严谨地说应为零流量的意思

3、，还应包括某些时刻加压设备处于开启状态而管网内未发生泄水时的情况，此时水也是静止状态，管道任一点的静水同时承受着开启的加压设备施加的压力。静压值在加压设备关闭和开启时会有差异，前者对于静水来说就是伯努利方程中的压能一项，即P/γ；后者数值参见本文第3节内容。2 对“水消规”中动压含义的理解             动压是争论的焦点，其定义是：消防给水系统管网内水在流动时管道某一点的总压力与速度压力之差[1]。笔者认同这一定义的结论，但有以下建议供规范编写参考。确切地说，规范中动压定义是动压值的计算方式，不能算作动压的定义。很多人对动压有困惑，是因为不知道动压的

4、确切含义是什么。以计算方法做为术语概念的定义，确实简洁直观，但这又需要设计者对计算过程有清楚的理解和认识，如果对于概念本身的含义都不甚清晰，计算过程会让人更加疑惑，还会导致某些人主观上就把动压想象得过于深奥复杂，更何况计算过程的描述中还出现了总压力、速度压力这样的新概念。        再回归到对动压含义的理解上，通俗地说，水开始流动以后，动水作用在受力面上的压力就是动压，动压是因水的流动造成的冲击力，又由于管路的各种阻力损失，导致了系统部分动压的损耗，所以不同的供水情形造成的动压值是不相同的。             另外，通过学习“水消规”10.1.3及1

5、0.1.4条条文，笔者认为，定义中的“总压力”应理解为“总能量”，以水头表示，具体应指在动水状态下管道某一点具有的“剩余总能量”。“速度压力”应为流速水头，依照10.1.3条的公式进行计算。3 对动压计算的理解3.1与伯努利方程的关系        谈到动压计算，就不能不提伯努利方程。伯努利方程适用于无粘性不可压缩流体流态不随时间变化的定常流动，描述的是运动流体机械能守恒的规律，其基本表达式对于水泵加压供水管路可调整为：P/γ ＋Z＋v2/2g＋管路损失总和＝总水头（常量），前面字母部分每一项分别对应的是压能、位能和动能[2]，最后的“管路损失总和”一项是以管

6、网最不利点计算得出的，那么对于管道其他任一点来说，该项数值应包括已消耗的管路损失和剩余部分，二者之和仍等于“管路损失总和”。3.2对“总压力”的理解和计算           水消规用于动压计算的“总压力”，即前面提到的“剩余总能量”，一直是按照伯努利方程中（P/γ ＋v2/2g＋管路损失总和的剩余部分）考虑的，但笔者认为，在湿式系统中可不计入充水立管中的静水高度（在加压设备开启时，静水高度应属于压能P/γ数值中的一部分）。以自动喷水灭火系统为例，因为湿式管网是满水状态，且民用建筑大多只考虑一处火灾，即火灾时仅某个楼层着火部位的喷淋设施投入灭火，喷淋供水立管的

7、管径也是不变的，因此，参与供水的喷淋立管中的静压水柱与方程中的P/γ，事实上是被抵消了静水高度这部分压能值（被抵消的P/γ值取决于充满水的立管高度，最大值为最大静压高差），这样“剩余总能量”只剩下（v2/2g＋管路损失总和的剩余部分）。各楼层喷淋系统只需以（v2/2g＋管路损失总和）为基础，校核在不同火灾部位及不同出水状况下的（v2/2g＋管路损失总和的剩余部分），不需再计算高差。          但若某一楼层的喷淋配水管也服务于其他楼层、或是系统的供水方式改为上供下给，则还需另外考虑静压高差。笔者还认为，与泵房同楼层的最底层喷淋系统如果直接从喷淋主泵供水横

8、管末端接出，不是从上行的喷淋立管上接出