广州大学市政工程硕士论文答辩建筑给排水模板

1、 答辩人： 专 业：市政工程 居住小区给水系统可靠性研究 Research on the Reliability of Water Supply System of Residential Quarter 主要内容主要内容 背景、目的和意义背景、目的和意义1 可靠性理论可靠性理论2 3 4 居住小区消火栓给水系统可靠性研究居住小区消火栓给水系统可靠性研究 结论与展望结论与展望6 5 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 3 居住小区生活给水系统可靠性研究居住小区生活给水系统可靠性研究 研究背景、目的及意义研究背景、目的及意义 当今，住宅已从传统的当今，住宅已从传

2、统的单体设计单体设计转向转向整体设计整体设计，给水，给水 系统，作为建筑物不可或缺的组成部分，它的可靠性十分系统，作为建筑物不可或缺的组成部分，它的可靠性十分 重要。重要。 可是无论是在国内还是国外，可靠性工程技术在给排可是无论是在国内还是国外，可靠性工程技术在给排 水工程应用中，仍处于水工程应用中，仍处于理论研究理论研究，定性分析定性分析的的探索阶段探索阶段。 本文以本文以居住小区给水系统居住小区给水系统为研究对象，通过研究可靠性的为研究对象，通过研究可靠性的 基本理论，基本理论，定量分析定量分析不同供水方式对生活、消防等系统的不同供水方式对生活、消防等系统的 可靠性影响。为小区给水系统供水

3、方式的选择、组件的设可靠性影响。为小区给水系统供水方式的选择、组件的设 置提供依据，从而指导设计、管理的进行，减少系统故障置提供依据，从而指导设计、管理的进行，减少系统故障 的概率。的概率。 主要内容主要内容 背景、目的和意义背景、目的和意义1 可靠性理论可靠性理论2 3 4 居住小区消火栓给水系统可靠性研究居住小区消火栓给水系统可靠性研究 结论与展望结论与展望6 5 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 3 居住小区生活给水系统可靠性研究居住小区生活给水系统可靠性研究 可靠性理论可靠性理论 可靠性中常用的几种概率分布：二项分布、泊松分布、指数分可靠性中常用的几

4、种概率分布：二项分布、泊松分布、指数分 布、威布尔分布、正态分布等布、威布尔分布、正态分布等 可靠性是指产品在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求可靠性是指产品在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求 功能的能力。功能的能力。 可靠性的研究步骤可靠性的研究步骤 (1)(1)编制失效模型编制失效模型 ( (包括失效原因分析，确定可靠性指标包括失效原因分析，确定可靠性指标) )； (2)(2)画出逻辑框图；画出逻辑框图； (3)(3)建立数学模型；建立数学模型； (4)(4)确定失效模型的参考数据；确定失效模型的参考数据； (5)(5)按元件、分系统、系统进行可靠性预测；按元件、分系统、系统

5、进行可靠性预测； (6)(6)得出预测结论。得出预测结论。 系系 统统 非贮备系统非贮备系统串联系统串联系统 贮贮 备备 系系 统统 工作贮备工作贮备 并联系统并联系统 混联系统混联系统 表决系统表决系统 非工作贮备非工作贮备旁联系统旁联系统 复杂系统复杂系统 （串（串并联系统）并联系统）（并（并串联系统）串联系统） （一般混联系统）（一般混联系统） 可靠性理论可靠性理论可靠性模型及预测可靠性模型及预测 管段管段l的无故障工作概率写成：的无故障工作概率写成： 可靠性理论可靠性理论给水管道的可靠性给水管道的可靠性 , lt rl te 管段管段L的无故障工作概率的无故障工作概率 ，n=L/l，,

6、 L ltL t l RL tee 根据管网的经验数据统计，得出不同管径的参数值根据管网的经验数据统计，得出不同管径的参数值 ，如表，如表 管径（管径（mmmm）50100150 （年（年-1 -1千米 千米-1 -1） ）1.21.020.95 不同管径的参数值不同管径的参数值 另外，阀门故障率另外，阀门故障率 ，止回阀的，止回阀的 。 = 0 .0 1 1 1 /a 阀 门 = 0 .0 1 7 1 /a 止 回 阀 n 作为后文系统分析的基础作为后文系统分析的基础 可靠性理论可靠性理论水泵组水泵组的可靠性的可靠性 得出考虑修复时间，并联水泵的可靠性概率为得出考虑修复时间，并联水泵的可靠性

7、概率为 0.0.999999。 泵组示意图泵组示意图 任意一台水泵在任意一台水泵在T T时刻对应的时间间隔内的故障率为：时刻对应的时间间隔内的故障率为： 1 1 T fTe 计算时间计算时间T=1aT=1a，水泵的平均修复时间，水泵的平均修复时间 -4 B T =6h= 6.8510a 一台水泵的故障率为：一台水泵的故障率为：20 .8 4 9 3 / BN FT F a 一年内水泵机组的故障率为：一年内水泵机组的故障率为： 1 10.572 T fTe 2 2 10.001 B T B fTTe 0.4280.673 由此得出，对设备及时检测维修在保障系统的可靠性方面极为重要由此得出，对设备

8、及时检测维修在保障系统的可靠性方面极为重要 提高提高 主要内容主要内容 背景、目的和意义背景、目的和意义1 可靠性理论可靠性理论2 3 4 居住小区消火栓给水系统可靠性研究居住小区消火栓给水系统可靠性研究 结论与展望结论与展望6 5 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 3 居住小区居住小区生活给水系统生活给水系统可靠性研究可靠性研究 （一）城市给水管网直接供水方式（一）城市给水管网直接供水方式 （二）小区内各建筑分散加压的给水方式（二）小区内各建筑分散加压的给水方式 （三）小区集中加压给水方式（三）小区集中加压给水方式 （四）集中加压与分散加压相结合的给水方式

9、（四）集中加压与分散加压相结合的给水方式 居住小区集中加压竖向分区生活给水系统居住小区集中加压竖向分区生活给水系统居住小区直接供水的生活给水系统居住小区直接供水的生活给水系统 分散、集中加压方式分散、集中加压方式 居住小区生活给水系统的供水方式居住小区生活给水系统的供水方式 分散、集中加压方式分散、集中加压方式 居住小区生活给水系统的供水方式居住小区生活给水系统的供水方式 蓄水池 蓄水池 蓄水池 供地下二层供地下二层 及一至三层及一至三层 DN200DN200钢塑管钢塑管 DN25DN25钢塑管钢塑管 供地下二层供地下二层 及一至三层及一至三层 DN25DN25钢塑管钢塑管 供地下二层供地下二

10、层 及一至三层及一至三层 接市政给水管道接市政给水管道 DN25DN25钢塑管钢塑管 DN150DN150钢塑管钢塑管 中区加中区加 压设备压设备 中区加压设备中区加压设备 高区加高区加 压设备压设备 供十八至供十八至 二十四层二十四层 供十一至供十一至 十七层十七层 供四至十层供四至十层 供十八至供十八至 二十四层二十四层 供十一至供十一至 十七层十七层 供四至十层供四至十层 DN65钢塑管钢塑管 DN65钢塑管钢塑管 DN65钢塑管钢塑管 供 四 至供 四 至 十层十层 供 十 八 至供 十 八 至 二十四层二十四层 供十一至供十一至 十七层十七层 蓄水池蓄水池 蓄水池蓄水池 高区加压设备

11、高区加压设备 中区加中区加 压设备压设备 蓄水池蓄水池 高区加压设备高区加压设备 中高区用户中高区用户 室外管网室外管网 中区用户中区用户 高区用户高区用户 低区用户低区用户 蓄水池蓄水池 中区加压设备中区加压设备 中高区加压设备中高区加压设备 高区加压设备高区加压设备 系统的可靠度为：系统的可靠度为： 居住小区分散加压低区生活给水系统示意图居住小区分散加压低区生活给水系统示意图 居住小区分散加压高区生活给水系统示意图居住小区分散加压高区生活给水系统示意图 R R =0.988 P 池加压区加压设备 构建给水系统模型构建给水系统模型 画出其可靠性框图画出其可靠性框图 分析系统的分析系统的 数学

12、模型数学模型 算出系统的算出系统的 可靠度可靠度 居住小区分散加压生活给水系统可靠性框图居住小区分散加压生活给水系统可靠性框图 分散、集中加压方式分散、集中加压方式 居住小区生活给水系统的供水方式居住小区生活给水系统的供水方式 系统的可靠度为：系统的可靠度为： 居住小区集中加压低区生活给水系统示意图居住小区集中加压低区生活给水系统示意图 居住小区集中加压高区生活给水系统示意图居住小区集中加压高区生活给水系统示意图 供四至十层供四至十层 DN65钢塑管钢塑管 低区加压设备低区加压设备 3根根DN100钢塑管钢塑管 中区加压设备中区加压设备 高区加压设备高区加压设备 蓄水池蓄水池 3根根DN55钢

13、塑管钢塑管 供十八至供十八至 二十四层二十四层 供十一至供十一至 十七层十七层 供四至十层供四至十层 供十八至供十八至 二十四层二十四层 供十一至供十一至 十七层十七层 供四至十层供四至十层 DN65钢塑管钢塑管 DN65钢塑管钢塑管 供十八至供十八至 二十四层二十四层 供 十 一 至供 十 一 至 十七层十七层 供地下二层供地下二层 及一至三层及一至三层 DN200DN200钢塑管钢塑管 供地下二层供地下二层 及一至三层及一至三层 DN25DN25钢塑管钢塑管 DN25DN25钢塑管钢塑管 供地下二层供地下二层 及一至三层及一至三层 接市政给水管道接市政给水管道 DN25DN25钢塑管钢塑管

14、 DN150DN150钢塑管钢塑管 蓄水池 中高区用户中高区用户 室外室外 管网管网 室外中高区管网室外中高区管网 中区用户中区用户 高区用户高区用户 低区用户低区用户 蓄水池蓄水池 室外中区管网室外中区管网 室外高区管网室外高区管网 中区加压设备中区加压设备 中高区加压设备中高区加压设备 高区加压设备高区加压设备 R RR =0.919 P 池加压区加压设备管网 分散加压给水系统可靠性更高，分散加压给水系统可靠性更高，原因是集中原因是集中加压给水系统，给水管加压给水系统，给水管 线较长，增加了管道失效的概率，使整个系统的可靠性能下降。线较长，增加了管道失效的概率，使整个系统的可靠性能下降。

15、居住小区集中加压生活给水系统可靠性框图居住小区集中加压生活给水系统可靠性框图 居住小区生居住小区生 活给水系统活给水系统 综合评价综合评价 A 经济经济B1 安全安全B2 运行管理运行管理B3 占用占用 建筑建筑 面积面积 C 3 系统系统 超压超压 程度程度 C 7 动力动力 消耗消耗 C 2 市政市政 水压水压 利用利用 C 5 调节调节 能力能力 C 10 运行运行 维护维护 成本成本 C 4 系统系统 运行运行 可靠可靠 性 性 C 8 节约节约 资源资源 C6 噪音噪音 二次二次 污染污染 C 14 压力压力 稳定稳定 程度程度 C 11 管理管理 难易难易 程度程度 C 12 设备

16、设备 集中集中 程度程度 C 13 无负压供无负压供 水设备水设备 D1 气压罐气压罐 水泵并水泵并 联供水联供水 D2 气压罐气压罐 水泵减水泵减 压阀供压阀供 水水D3 单设变速单设变速 泵供水泵供水 D4 变速泵减变速泵减 压阀供水压阀供水 D6 变速泵并变速泵并 联供水联供水 D5 水质水质 保证保证 C9 设备设备 成本成本 C1 居住小区生活给水系统层次结构图居住小区生活给水系统层次结构图 目标层目标层A 准则层准则层B 指标层指标层C 方案层方案层D 建层次结构模型建层次结构模型 居住小区生活给水系统给水方式的选择居住小区生活给水系统给水方式的选择 给水系统的设计中，可靠性不是唯

17、一考虑的指标给水系统的设计中，可靠性不是唯一考虑的指标 三标度判断矩阵三标度判断矩阵 居住小区生活给水系统给水方式的选择居住小区生活给水系统给水方式的选择 综合评价综合评价 经济经济 安全安全 运行管理运行管理 设备成本设备成本 运行动力成本运行动力成本 占用建筑面积占用建筑面积 运营维护成本运营维护成本 市政水压利用市政水压利用 节约资源节约资源 系统超压程度系统超压程度 系统运行可靠性系统运行可靠性 水质保证水质保证 调节能力调节能力 压力稳定程度压力稳定程度 管理难易程度管理难易程度 设备集中程度设备集中程度 噪音二次污染噪音二次污染 三标度比较矩阵三标度比较矩阵 居住小区生活给水系统给

18、水方式的选择居住小区生活给水系统给水方式的选择 Di-C2三标度比较判断矩阵三标度比较判断矩阵 C2D1D2D3D4D5D6ri D112222211 D20120025 D30010001 D40221027 D50222129 D60020013 m axm inm r=11, r=1, b=D 1, D 3重要性排序指数重要性排序指数 不过，三标度比较矩阵并不能准确地反映各种因素在某准则下的相不过，三标度比较矩阵并不能准确地反映各种因素在某准则下的相 对重要程度，因此必须将其变换成更具层次分析特点的判断矩阵。对重要程度，因此必须将其变换成更具层次分析特点的判断矩阵。 对方案按对方案按“有

19、利有利”、 “同样有利同样有利”、和、和 “不利不利”，分别用，分别用 “2”2”、“1”1”和和“0”0” 三种数值标度表示，三种数值标度表示， 如左图如左图。 AHPAHP间接判断矩阵间接判断矩阵 居住小区生活给水系统给水方式的选择居住小区生活给水系统给水方式的选择 Di-C2AHP判断矩阵判断矩阵 C2D1D2D3D4D5D6w D113.40 5.00 2.60 1.80 4.20 0.3546 D20.29 12.60 0.56 0.38 1.80 0.1098 D30.20 0.38 10.29 0.24 0.56 0.0511 D40.38 1.80 3.40 10.56 2.6

20、0 0.1650 D50.56 2.60 4.20 1.813.40 0.2458 D60.24 0.56 1.80 0.38 0.29 1 0.0737 m ax 6 .0 7 8 60 .0 1 5 71 .2=, 6 , C I=C R, = C R I=I/R I= 0 .0 1 2 5最 大 特 征 根 ： maxmin 1 maxmin 11 11 ij m ij ij ji ij m rr b rr rr b rr rr b rr 1 i 11 w = , 1,2, n n ij j nn n ij ij b in b ， max 1 n i i i AW W 一致性指标一致性指

21、标 max 1 n CI n 查表查表 排排 序序 权权 重重 转换转换 C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14 0.1769 0.3761 0.1093 0.1769 0.0514 0.1093 0.0615 0.4174 0.2634 0.0975 0.1602 0.2583 0.1047 0.6370 D10.0511 0.3546 0.3546 0.2458 0.5000 0.3546 0.0511 0.0511 0.3587 0.3546 0.0511 0.2458 0.3707 0.1037 0.1953 D20.1098 0.1098 0.0511 0

22、.0511 0.1000 0.1650 0.3546 0.1098 0.0739 0.1650 0.1098 0.1098 0.1310 0.2757 0.1255 D30.1650 0.0511 0.1098 0.0737 0.1000 0.0511 0.1650 0.0737 0.0513 0.0511 0.2458 0.0511 0.0567 0.1037 0.0946 D40.3546 0.1650 0.2458 0.3546 0.1000 0.1098 0.0737 0.2458 0.2031 0.1098 0.0737 0.3546 0.2523 0.1761 0.2012 D50

23、.0737 0.2458 0.0737 0.1098 0.1000 0.2458 0.2458 0.3546 0.2031 0.2458 0.3546 0.1650 0.1326 0.2959 0.2581 D60.2458 0.0737 0.1650 0.1650 0.1000 0.0737 0.1098 0.1650 0.1098 0.0737 0.1650 0.0737 0.0567 0.0450 0.1284 Bi Ci Di 综合 权重 排序 B1B2B3 0.25830.63700.1047 居住小区生活给水系统综合评价总排序表居住小区生活给水系统综合评价总排序表 经计算，居住小区

24、经计算，居住小区6 6种生活给水方式的综合评价总权重值如下：种生活给水方式的综合评价总权重值如下：W=W=（0.1950.195， 0.1250.125，0.0940.094，0.2010.201，0.2580.258，0.1280.128）。从中我们可以得出：）。从中我们可以得出：D5D5变速泵并变速泵并 联供水方式优势更明显。联供水方式优势更明显。 综合评价综合评价 居住小区生活给水系统给水方式的选择居住小区生活给水系统给水方式的选择 不同业主对供水的具体要求不同，对各给水方式满足各因素要求时不同业主对供水的具体要求不同，对各给水方式满足各因素要求时 给出的评价权重不同，这里仅作为一种可供

25、参考的方法予以给出。给出的评价权重不同，这里仅作为一种可供参考的方法予以给出。 主要内容主要内容 背景、目的和意义背景、目的和意义1 可靠性理论可靠性理论2 3 4 居住小区居住小区消火栓给水系统消火栓给水系统可靠性研究可靠性研究 结论与展望结论与展望6 5 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 3 居住小区生活给水系统可靠性研究居住小区生活给水系统可靠性研究 消火栓减压阀分区给水方式系统图消火栓减压阀分区给水方式系统图 减压阀分区方式减压阀分区方式 消火栓给水系统给水方式可靠性探讨消火栓给水系统给水方式可靠性探讨 消火栓并联分区给水方式系统图消火栓并联分区给水

26、方式系统图 并联分区方式并联分区方式 消火栓给水系统给水方式可靠性探讨消火栓给水系统给水方式可靠性探讨 小区建筑楼高度小区建筑楼高度75m， 消火栓系统竖向分成高消火栓系统竖向分成高 、低两个区域，低区、低两个区域，低区地地 下二层至地上十三层；下二层至地上十三层； 高区十四至二十四层高区十四至二十四层。 吸水管管径吸水管管径150mm长度长度 1m，水泵出水管管径，水泵出水管管径 150mm长度长度6m，室外消，室外消 防管布置成环，管径防管布置成环，管径 150mm 长度长度300m，消，消 防立管管径防立管管径100mm。根根 据相关文献记载：消防据相关文献记载：消防 水池的可靠度水池的

27、可靠度 ，消防水泵，消防水泵 ， 高位水箱高位水箱 ，消，消 火栓火栓 ，消防，消防 水带水带 ，消防水，消防水 枪枪 。阀门、管。阀门、管 网的可靠度函数则根据网的可靠度函数则根据 论文章节论文章节2.42.4确定，取确定，取 t=1at=1a。 = 0.99R 蓄 水 池 = 0.978R泵 =0.988R箱 = 0.938R 栓 =0.95R水带 =0.95R水 强 减压阀分区方式减压阀分区方式 消火栓给水系统给水方式可靠性探讨消火栓给水系统给水方式可靠性探讨 室内管网室内管网 室内管网室内管网 室内管网室内管网 室内管网室内管网 低区低区 高区高区 消火栓消火栓消防水带消防水带消防水枪

28、消防水枪 消火栓消火栓消防水枪消防水枪消防水带消防水带 减压阀减压阀 减压阀减压阀 1/2 消防水池消防水池 消防水泵消防水泵1 1 消防水泵消防水泵2 2室外消防管网室外消防管网2 2 室外消防管网室外消防管网1 1 0.952 0.951.022 1.02 15075 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.816 tLtLtLtL PRRRRRRRLmLm eeee 池水 带水 枪室 外室 内高 区栓泵 表 决室 外 管 网 并 联室 内 高 区 管 网 并 联 室 外室 外室 内室 内 ， 高区系统可靠性为：高区系统可靠性为： 低区系统可靠性为：低区系统可靠性为： -

29、0.95-20.95-0.0111-1.02-20.0111-2 1.02 15039 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.819 tLtLttLttL PRRRRRRRRLmLm eeeeee 池减 压 阀室 内 低 区 管 网水 带水 枪室 外室 内栓 泵 表 决室 外 管 网 并 联 并 联 室 外室 外室 内室 内 ， 整个系统的可靠性为：整个系统的可靠性为：0.689P 总 减压阀分区给水方式系统可靠性框图减压阀分区给水方式系统可靠性框图 0.9520.951.022 1.02 15075 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.816 tLt

30、LtLtL PRRRRRRRLmLm eeee 池水 带水 枪室 外室 内栓 泵 表 决室 外 高 区 管 网 并 联室 内 高 区 管 网 并 联 室 外室 外室 内室 内 ， 高区系统可靠性均为：高区系统可靠性均为： 并联分区给水方式系统可靠性框图并联分区给水方式系统可靠性框图 并联分区方式并联分区方式 消火栓给水系统给水方式可靠性探讨消火栓给水系统给水方式可靠性探讨 高区室外管网高区室外管网高 高1 1 高区室外管网高区室外管网高 高2 低区室外管网低区室外管网低 低1 1 低区室外管网低区室外管网低 低2 高区室内管网高区室内管网高 高1 1 高区室内管网高区室内管网高 高2 低区室内

31、管网低区室内管网低 低1 1 低区室内管网低区室内管网低 低2 消火栓消火栓消防水带消防水带消防水枪消防水枪 消火栓消火栓消防水带消防水带消防水枪消防水枪 低区低区 高区高区 消防消防 水池水池 消防水泵消防水泵高 高1 1 消防水泵消防水泵高 高2 消防水泵消防水泵低 低1 1 消防水泵消防水泵低 低2 1/2 1/2 低区系统可靠性均为：低区系统可靠性均为： 0.9520.951.022 1.02 15039 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.820 tLtLtLtL PRRRRRRRLmLm eeee 池水 带水 枪室 外室 内栓 泵 表 决室 外 低 区 管 网

32、 并 联室 内 低 区 管 网 并 联 室 外室 外室 内室 内 ， 整个系统的可靠性为：整个系统的可靠性为：0.676P 总 减压阀、并联分区减压阀、并联分区消火栓给水系统给水方式可靠性探讨消火栓给水系统给水方式可靠性探讨 计算结果表明：计算结果表明： 在高区两种给水方式可靠性是一样的，而在低区，在高区两种给水方式可靠性是一样的，而在低区，并联分区的并联分区的可靠性可靠性 相对较高。相对较高。 如果火灾发生在分区中界层，此时系统会考虑有关楼层消火栓的同步如果火灾发生在分区中界层，此时系统会考虑有关楼层消火栓的同步 工作，高低两区消防水泵会同时运行。所以分析系统可靠度时不能只工作，高低两区消防

33、水泵会同时运行。所以分析系统可靠度时不能只 看分区。又因为设备负责的是不同区域的消防安全，而非互为储备系看分区。又因为设备负责的是不同区域的消防安全，而非互为储备系 统，所以分析消火栓并联分区系统时不能简单的理解为论文第二部分统，所以分析消火栓并联分区系统时不能简单的理解为论文第二部分 所介绍的并联系统。所介绍的并联系统。 最后结果：消火栓并联分区给水系统（整体）可靠性（最后结果：消火栓并联分区给水系统（整体）可靠性（ 0.6760.676 ）不如）不如 减压阀分区给水系统（整体减压阀分区给水系统（整体）可靠性（可靠性（0.6890.689）。）。 究其原因是并联分区系统增加了一组加压设备和一

34、个管网系统，使得究其原因是并联分区系统增加了一组加压设备和一个管网系统，使得 系统发生故障的概率增多。系统发生故障的概率增多。 一条吸水汇管的布置方式的可靠度一条吸水汇管的布置方式的可靠度 独立吸水管布置方式的可靠度独立吸水管布置方式的可靠度 独立吸水管独立吸水管 2 2 2 2 1 - 1 - 1 - 1 - 0.991 - 1 - 1 - 1 - 0.98710.97960.96720.9873 Pffff 泵池吸 水 管汇 水 管 两条吸水汇管两条吸水汇管 两条吸水汇管的可靠性框图两条吸水汇管的可靠性框图 每台喷淋水泵和消火栓水泵都有独立的吸水管，分每台喷淋水泵和消火栓水泵都有独立的吸水

35、管，分 别接在不同的消防水池。别接在不同的消防水池。 一条吸水汇管一条吸水汇管 两条吸水汇管的布置方式的可靠度两条吸水汇管的布置方式的可靠度 一条吸水汇管的可靠性框图一条吸水汇管的可靠性框图 独立吸水管的可靠性框图独立吸水管的可靠性框图 一条吸水汇管的布置方式一条吸水汇管的布置方式两条吸水汇管的布置方式两条吸水汇管的布置方式独立吸水管的布置方式独立吸水管的布置方式 居住小区消火栓给水系统可靠性研究居住小区消火栓给水系统可靠性研究 水泵吸水管布置方式水泵吸水管布置方式 22 22 1 - 1 -1 - 1 - 0.991 - 1 - 0.98710.97961 - 1 - 0.96720.968

36、6 Pffff 汇泵池吸 水 管 2 2 1 - 1 - 0.990.98611 - 1 - 0.98710.9780.9751 Pffff 泵池连 通 管吸 水 管 在两个消防水池之间设置一条吸水汇管，中间用阀在两个消防水池之间设置一条吸水汇管，中间用阀 门隔开。吸水汇管同时起着水池连通管的作用。门隔开。吸水汇管同时起着水池连通管的作用。 这样的连接方式在管线布置工程中较为常用。当吸这样的连接方式在管线布置工程中较为常用。当吸 水管、汇水管上任意一个阀门或管段检修时，能保水管、汇水管上任意一个阀门或管段检修时，能保 证至少有一台喷淋水泵和一台消火栓水泵能正常运证至少有一台喷淋水泵和一台消火栓

37、水泵能正常运 行，但此时供水量仅为一格消防水池。行，但此时供水量仅为一格消防水池。 在两个消防水池之间设置两条吸水汇管，两条吸水在两个消防水池之间设置两条吸水汇管，两条吸水 汇管同时起着水池连通管的作用。汇管同时起着水池连通管的作用。 设两条吸水汇管的布置方式最为可靠，其次是独立设吸水管的设两条吸水汇管的布置方式最为可靠，其次是独立设吸水管的 布置方式，只设一条吸水汇管的布置方式可靠性相对较低。布置方式，只设一条吸水汇管的布置方式可靠性相对较低。 主要内容主要内容 背景、目的和意义背景、目的和意义1 可靠性理论可靠性理论2 3 4 居住小区消火栓给水系统可靠性研究居住小区消火栓给水系统可靠性研

38、究 结论与展望结论与展望6 5 居住小区居住小区自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统可靠性研究可靠性研究 3 居住小区生活给水系统可靠性研究居住小区生活给水系统可靠性研究 组件的可靠性组件的可靠性 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 喷喷 头头 的的 失失 效效 数数 据据 失效时间（年）失效时间（年） 编号编号 11 1.62 2.53 34 75 86 97 118 18.89 18.810 18.911 18.912 1913 1914 1915 19.116 19.117 19.218 19.219 19.320 19.321 19.422 19.423

39、19.624 报报 警警 阀阀 组组 的的 失失 效效 数数 据据 失效时间（年）失效时间（年） 编号编号 0.21 0.72 1.53 34 6.55 8.66 107 12.58 149 1610 1811 2012 2313 2514 2715 3016 3517 4018 4519 4620 4721 48.122 48.223 48.324 48.525 48.926 4927 5028 消消 防防 水水 泵泵 的的 失失 效效 数数 据据 失效时间（年）失效时间（年） 编号编号 0.31 0.52 2.43 5.84 6.55 8.66 107 12.58 149 1610 181

40、1 2012 2313 2514 2715 2916 3117 3318 3619 3820 4021 4322 4523 4724 5025 组件的可靠性组件的可靠性 居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究居住小区自动喷水灭火系统可靠性研究 喷头的失效数据处理喷头的失效数据处理报警阀组的失效数据处理报警阀组的失效数据处理消防水泵的失效数据处理消防水泵的失效数据处理 可靠度函数为：可靠度函数为： 失效率函数为：失效率函数为： 可靠度函数为：可靠度函数为： 失效率函数失效率函数为：为： 可靠度函数为：可靠度函数为： 失效率函数失效率函数为：为： 1.9658 18.8618 0, 0 t r Ptp

41、Tet 0.891920 30.857996 0, 0 t r PtpTet 0.891921 0.10 0 0.891 08 920 8 0.0419 , 0 0.891920 30.857996 ft z tt R t tt 0.935774 26.344377 0, 0 t r PtpTet 0.935774 0.935774 1 0.0642 0.0438 , 0.935774 26.344377 0 ft z tt R t tt 根据收集到的数据，使根据收集到的数据，使 用用 weibull+ weibull+软件对函软件对函 数进行参数估算，得到数进行参数估算，得到 形状参数形状参

42、数 和尺度参和尺度参 数数 ，进而得出组件，进而得出组件 的可靠度函数和失效率的可靠度函数和失效率 函数。作为后面分析的函数。作为后面分析的 依据。依据。 1.9658 1 1.9658 0.9658 1.9658 18.8618 0.0061 , 0 ft z tt R t tt 开启喷头数12345 可靠度0.8276 0.8251 0.8225 0.8199 0.8174 开启喷头数12345 可靠度0.8374 0.8348 0.8322 0.8296 0.8270 开启喷头数12345 可靠度0.8376 0.8350 0.8324 0.8298 0.8272 典型重力给水系统示意图

43、有连通装置的给水系统示意图水箱-水泵给水系统示意图 典型重力的给水系统故障树有连通装置的给水系统故障树水箱-水泵给水系统故障树图 该自动喷水灭火系统的可靠度该自动喷水灭火系统的可靠度该自动喷水灭火系统的可靠度 模型分析模型分析 自动喷水灭火系统给水方式可靠性探讨自动喷水灭火系统给水方式可靠性探讨 室内消防用水基本由 屋面消防水箱提供 重力给水和压力给水 共存的混合给水系统 主控 制阀 止回 阀 出水 管 水泵 主控 制阀 止回 阀 出水 管 水泵 吸水 管 报警 阀组 配水 干管 配水 管 喷头 配水 支管 吸水 管 高位水 箱前管 网 + + + + 报警 阀组 配水 干管 配水 管 喷头

44、配水 支管 高位水 箱前管 网 + 控制 阀门 高位水 箱前管 网 报警 阀组 配水 干管 配水 管 喷头 配水 支管 高位水 箱前管 网 + + 这样的设计， 提高了消防水 源的可靠性。 节 点 管段 节点 水压 节点 流量 支管 特性 系数 校正 流量 管段 流量 流速 系数 流 速 管 径 管道 比阻 管径 当量 长度 管 长 计算 长度 水头 损失 HqCqQKVAL1L2Lh mH2OL/sL/sL/sm/Lm/sDNmmm mH2 O A1101.33 A1A21.331.8832.51250.436700.83.64.43.42 A213.421.54 A2A32.881.053

45、.02320.093862.13.05.13.96 A317.381.76 A3A44.640.83.71400.044532.72.45.14.88 A422.261.99 A4A56.620.473.11500.011083.12.96.02.92 A525.182.12 A518.740.474.11500.011083.62.35.94.99 130.17 128.740.2832.47700.002894.32.87.11.57 231.748.741.598.96 2317.710.2043.61800.001175.42.98.33.04 334.788.741.599.38 3

46、427.090.1153.121000.000277.72.710.42.04 436.828.741.599.65 4536.740.0531.951500.0000327.01001275.82 542.64 5636.740.0531.951500.0000315.11126.11.20 643.84 工程中自喷系统可靠性工程中自喷系统可靠性自动喷水系统供水量的不确定性自动喷水系统供水量的不确定性 最不利作用面积最不利作用面积A水力计算水力计算 区域区域A和区域和区域B的作用面积均为的作用面积均为 161.12m2， A B 范围范围B内的喷头总出水量大于内的喷头总出水量大于 范围范围A

47、内的喷头总出水量内的喷头总出水量 工程中自喷系统可靠性工程中自喷系统可靠性自动喷水系统供水量的不确定性自动喷水系统供水量的不确定性 作用面积作用面积B水力计算水力计算 计算结果：计算结果： 面积面积A A所需流量：所需流量：36.74 L/s36.74 L/s， 喷水强度为喷水强度为 13.68 L/min m 13.68 L/min m2 2； 面积面积B B所需流量：所需流量：49.79 L/s49.79 L/s， 喷水强度为喷水强度为 18.54 L/min m 18.54 L/min m2 2； 该层自喷管网的入口点所需水压：该层自喷管网的入口点所需水压： 43.84 mH43.84

48、mH2 2O O ，流量：，流量：49.79 L/s49.79 L/s。 该车库自动喷水系统理论秒流量该车库自动喷水系统理论秒流量 Q=161.12Q=161.128/60=8/60=21.48 L/s21.48 L/s，最不利，最不利 作用面积作用面积A A实际秒流量实际秒流量36.74 L/s36.74 L/s，两，两 者相差了者相差了1.711.71倍。实际喷水强度倍。实际喷水强度为为 13.68 L/min m13.68 L/min m2 2 ，比严重危险比严重危险级级 喷水强度喷水强度12 L/min m12 L/min m2 2还高。喷头出还高。喷头出 水量远超出规范要求，对系统的

49、可靠水量远超出规范要求，对系统的可靠 性产生了很大的影响性产生了很大的影响：消防水池自喷：消防水池自喷 用水量提前被用完，系统的安全可靠用水量提前被用完，系统的安全可靠 性大打折扣。性大打折扣。 节点管段 节点 水压 节点 流量 支管 特性 系数 校正 流量 管段 流量 流速 系数 流速 管 径 管道 比阻 管径 当量 长度 管长 计算 长度 水头 损失 HqCqQKVAL1L2Lh mH2OL/sL/sL/sm/Lm/sDNmmmmH2O B1 B2 B1B2 101.33 1.40322.81.331.050.093862.14.90.81 10.811.39 B2B32.720.82.1

50、7400.044532.72.85.51.81 B312.621.50 B314.210.471.98500.011083.61.450.98 1(右)13.604.21 1(右)37.391.146.99 B4101.33 B4B51.330.470.63500.011083.12.85.90.12 B510.121.34 B512.670.471.26500.011083.61.450.40 1(左)10.512.67 1(左)37.390.825.04 137.39 1212.03 0.2833.40700.002894.32.06.32.62 2(右)40.014.211.147.23

51、 2(左)40.012.670.825.22 240.01 2524.47 0.1152.81100 0.000278.22.010.21.63 3(左)10.512.67 3(左)41.360.825.30 341.36 3412.65 0.0530.67150 0.000039.22.8120.07 4(右)41.434.211.147.35 4(左)41.432.670.825.31 441.43 4525.32 0.0531.34150 0.000039.20.810.00.22 5(右)41.6424.47 5(左)41.6425.32 541.64 5649.79 0.0532.6

52、4150 0.00003 15.11126.12.20 643.84 系统的设计优化系统的设计优化 自动喷水系统供水量的不确定性自动喷水系统供水量的不确定性 某居住小区车库最不利作用面积水力计算（某居住小区车库最不利作用面积水力计算（K=80,H1=0.05MPa） 减少喷头流量，可根减少喷头流量，可根 据据 减小减小 喷头处的压力喷头处的压力P或选或选 用小流量系数的喷头。用小流量系数的喷头。 当当系统最不利点处工系统最不利点处工 作压力作压力由原来的由原来的 0.1MPa改为改为0.05MPa， 10qKP 计算秒流量计算秒流量从原来的从原来的 36.74 L/s变成现在的变成现在的 27

53、.57 L/s,平均喷水强平均喷水强 度度10.27 L/min m2。 选用流量系数小的喷选用流量系数小的喷 头，头，当当K K值由原来的值由原来的 8080改成改成5757，计算秒流计算秒流 量量从原来的从原来的36.74 L/s 变成现在的变成现在的24.99 L/s, 平均喷水强度平均喷水强度 9.31L/min m2。更接。更接 近规范理论值近规范理论值8L/min m2，系统设计安全可，系统设计安全可 靠、且经济合理。靠、且经济合理。 某居住小区车库最不利作用面积水力计算（某居住小区车库最不利作用面积水力计算（K=57,H1=0.1MPa） 系统的设计优化系统的设计优化 自动喷水系统供水量的不确定性自动喷水系统供水量的不确定性 报警阀前环状供水管道布置报警阀前环状供水管道布置 主要组件对系统可靠性的影响主要组件对系统可靠性的影响 规范中的环状供水管道示意图规范中的环状供水管道示意图修改后的环状供水管道示意图修改后的环状供水管道示意图 可靠性框图可靠性框图旁边两组可靠性框图旁边两组可靠性框图中间两组可靠性框图中间两组可靠性框图 每组自动配水装置可靠度每组自动配水装置可靠度 旁边两组