谢伟
南雄市建筑设计院 广东 韶关 512400
总结：关于复合喷头的有关计算：将一个或者多个喷头及其连接管假定为一个“复合喷头”，可以简化很多繁琐的计算；只有具有完全相同结构及性能的布置方式的若干喷头以及管道才可以采用“复合喷头”的计算方法进行计算。复合喷头法计算的关键点是求出一个“复合喷头”的流量的流量系数K复合，其它具有相同结构和布置的方式的“复合喷头”的流量系数都采用K复合。我们在设计过程中出现各支管布置方式完全相同，即同一作用面积内的其它支管的喷头类型及布置形式、布置间距等特性都与该支管相同时，可采用单个支管的复合；出现喷头及其相连接短立管连接完全相同的情况时，可以采用喷头与短立管的复合；其他层的作用面积内的支管与最顶层不利点处作用面积内的支管布置相同时，可以采用单层作用面积的复合。
[关键词] 复合喷头、短立管连接、流量、流量系数、作用面积、
布置形式、布置间距
Summary: about the calculation of composite nozzle: assuming one or more nozzles and their connecting pipes as a "composite nozzle" can simplify a lot of tedious calculation; Only a number of nozzles and pipes with exactly the same structure and performance can be calculated by the calculation method of compound nozzle. The key point of the calculation of composite nozzle method is to find out the flow coefficient of a "composite nozzle" K compound, and the flow coefficient of other "composite nozzle" with the same structure and arrangement is K compound. In the process of design, the arrangement of each branch pipe is exactly the same, that is, when the nozzle type, arrangement form and arrangement spacing of other branch pipes in the same area are the same as that of the branch pipe, the composite of single layer action area can be used when the nozzle and its connection are identical.
[Keywords] Composite nozzle, short riser connection, flow rate, flow coefficient, area of action, Form of arrangement, spacing of arrangement
工程概况举例：某栋建筑共有三层，按照规范要求应设计自动喷水灭火系统，自动灭火系统原理图详见下图，该场所为中危险I级作用面积的划分如下图所示，已知设计人员采用标准覆盖面标准反应喷头，所用喷头短立管连接完全相同，即当量长度相等，节点1部位的喷头的流量为64.81L/min，此喷头的压力为0.111MPa,当量长度DN50 X DN40的90度三通侧流为3.0m；当量长度DN40 X DN25的90度三通侧流为2.4m；当量长度DN32XDN25的90度三通侧流为1.8m；DN40 X DN25的大小头为0.3m，节点A的压力经计算为0.144MPa，最不利作用面积内喷头的数量为15个（即节点1~节点15处的喷头组成），系统的设计流量为Q0’，管段4-A的流量记为QS’,节点A、节点B、节点C、节点E、节点F、节点G处压力分别为PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG;假定首层、二层和三层的自喷喷头布置相同；各楼层各配水支管喷头的布置也相同。求图中喷头5的出流量是多少？管段9-B的流量即B支管的流量是多少？管段14-C的流量即C支管的流量是多少？则首层系统作用面积的设计流量Q首层的流量是多少？则第2层系统作用面积的设计流量Q2层的流量是多少？(注：两喷头间距均为3.0m，边跨喷头距墙1.5m)
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一、喷头及其相连短立管的复合
第一种解法：
(1)因所有喷头及短立管连接完全相同，故“复合喷头1”和“复合喷头5”的喷头构造完全相同，则“复合喷头1”和“复合喷头5”压力相同时，其流量也相同。即当P5=0.111MPa时，有q5=64.81 L/min;
(2)管段5-A的水头损失包括三部分，1.5m长的DN25直管段的沿程水头损失、DN40 X DN25大小头的局部水头损失以及DN50 X DN40三通的局部水头损失。其中DN40 X DN25大小头折算为相当于300mm长的DN25直管段的沿程水头损失。由海曾威廉公式：
其中i为水力坡度，单位为0.1MPa；C为系数取120；d为管道直径，mm；q为流量，L/min。
可计算出管段5-A的水头损失，计算过程如下：
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(3)因假定5点处的压力为0.111MPa，则A点处的压力为：
PA=P5+h5-A=0.111+0.0144=0.1254(MPa)
(4)把支管5-A看成是一个复合喷头，那么
(5)已知PA=0.144MPa，KA=57.88则qA=q5=57.88x=69.46（L/min）
第二种解法：
(1)因所有喷头及短立管连接完全相同，故“复合喷头1”和“复合喷头5”的喷头构造完全相同，则“复合喷头1”和“复合喷头5”压力相同时，其流量也相同。即当P5=0.111MPa时，知q5=64.81 L/min;复合喷头5的流量系数为：
(2)假定复合喷头5的实际流量为q5，则管段5-A的水头损失为：
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从而求得：q5=69.31（L/min）
二、单个支管的复合
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三、单层作用面积的复合
最不利点处作用面积流量折算系数KA层有计算公式得出，
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四、小结
有关复合喷头的计算注意点如下：1.将一个或者多个喷头及其连接管假定为一个“复合喷头”，可以简化很多繁琐的计算；2.只有具有完全相同结构及性能的布置方式的若干喷头以及管道才可以采用“复合喷头”的计算方法进行计算；3.复合喷头法计算的关键点是求出一个“复合喷头”的流量（Q复合）的流量系数K复合，其它具有相同结构和布置的方式的“复合喷头”的流量系数都采用K复合；4.我们在设计过程中出现各支管布置方式完全相同，即同一作用面积内的其它支管的喷头类型及布置形式、布置间距等特性都与该支管相同时，可采用该支管流量系数KZ计算其他支管的流量，即单个支管的复合5.在设计过程中出现喷头及其相连接短立管连接完全相同的情况时，可以采用喷头与短立管的复合6.在设计过程中其他层的作用面积内的支管与最顶层不利点处作用面积内的支管布置相同时，可以把最顶层最不利点处作用面积作为一个复合喷头，求出该层的流量系数KA;这样就可以应用流量系数KA计算出其它各层作用面积的流量，即每层管网布置方式完全相同，可以采用单层作用面积的复合。
参考文献：
[1]王增长主编《建筑给水排水工程》（第七版）中国建筑工业出版社．
[2]上海彭老师团队主编《给水排水工程专业案例应试宝典》（2020年版）全国勘察设计注册公用设备工程师执业资格考试，中国建筑工业出版社．
[3]岳秀萍主编《建筑给水排水工程》（2021年版）全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业执业资格考试教材，中国建筑工业出版社．
[4]公安部天津消防研究所主编《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084--2017）．