1、 答辯人： 專 業：市政工程居住小區給水系統可靠性研究Research on the Reliability of Water Supply System of Residential Quarter主要內容主要內容背景、目的和意義背景、目的和意義1可靠性理論可靠性理論234 居住小區消火栓給水系統可靠性研究居住小區消火栓給水系統可靠性研究結論與展望結論與展望6 5 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究3 居住小區生活給水系統可靠性研究居住小區生活給水系統可靠性研究研究背景、目的及意義研究背景、目的及意義 當今，住宅已從傳統的當今，住宅已從傳統的單體設計單體設計

2、轉向轉向整體設計整體設計，給水，給水系統，作為建筑物不可或缺的組成部分，它的可靠性十分系統，作為建筑物不可或缺的組成部分，它的可靠性十分重要。重要。 可是無論是在國內還是國外，可靠性工程技術在給排可是無論是在國內還是國外，可靠性工程技術在給排水工程應用中，仍處于水工程應用中，仍處于理論研究理論研究，定性分析定性分析的的探索階段探索階段。本文以本文以居住小區給水系統居住小區給水系統為研究對象，通過研究可靠性的為研究對象，通過研究可靠性的基本理論，基本理論，定量分析定量分析不同供水方式對生活、消防等系統的不同供水方式對生活、消防等系統的可靠性影響。為小區給水系統供水方式的選擇、組件的設可靠性影響。

3、為小區給水系統供水方式的選擇、組件的設置提供依據，從而指導設計、管理的進行，減少系統故障置提供依據，從而指導設計、管理的進行，減少系統故障的概率。的概率。主要內容主要內容背景、目的和意義背景、目的和意義1可靠性理論可靠性理論234 居住小區消火栓給水系統可靠性研究居住小區消火栓給水系統可靠性研究結論與展望結論與展望6 5 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究3 居住小區生活給水系統可靠性研究居住小區生活給水系統可靠性研究可靠性理論可靠性理論可靠性中常用的幾種概率分布：二項分布、泊松分布、指數分可靠性中常用的幾種概率分布：二項分布、泊松分布、指數分布、威布爾分布、

4、正態分布等布、威布爾分布、正態分布等可靠性是指產品在給定的條件下和給定的時間區間內能完成要求可靠性是指產品在給定的條件下和給定的時間區間內能完成要求功能的能力。功能的能力。可靠性的研究步驟可靠性的研究步驟(1)(1)編制失效模型編制失效模型 ( (包括失效原因分析，確定可靠性指標包括失效原因分析，確定可靠性指標) )；(2)(2)畫出邏輯框圖；畫出邏輯框圖；(3)(3)建立數學模型；建立數學模型；(4)(4)確定失效模型的參考數據；確定失效模型的參考數據；(5)(5)按元件、分系統、系統進行可靠性預測；按元件、分系統、系統進行可靠性預測；(6)(6)得出預測結論。得出預測結論。系系統統非貯備系

5、統非貯備系統串聯系統串聯系統貯貯備備系系統統工作貯備工作貯備并聯系統并聯系統混聯系統混聯系統表決系統表決系統非工作貯備非工作貯備旁聯系統旁聯系統復雜系統復雜系統（串（串并聯系統）并聯系統）（并（并串聯系統）串聯系統）（一般混聯系統）（一般混聯系統）可靠性理論可靠性理論可靠性模型及預測可靠性模型及預測管段管段l的無故障工作概率寫成：的無故障工作概率寫成：可靠性理論可靠性理論給水管道的可靠性給水管道的可靠性,ltrl te管段管段L的無故障工作概率的無故障工作概率 ，n=L/l，,LltL tlRL tee根據管網的經驗數據統計，得出不同管徑的參數值根據管網的經驗數據統計，得出不同管徑的參數值 ，

6、如表，如表管徑（管徑（mmmm）50100150 （年（年-1-1千米千米-1-1）1.21.020.95不同管徑的參數值不同管徑的參數值 另外，閥門故障率另外，閥門故障率 ，止回閥的，止回閥的 。= 0 .0 1 1 1 /a閥 門= 0 .0 1 7 1 /a止 回 閥n作為后文系統分析的基礎作為后文系統分析的基礎可靠性理論可靠性理論水泵組水泵組的可靠性的可靠性 得出考慮修復時間，并聯水泵的可靠性概率為得出考慮修復時間，并聯水泵的可靠性概率為 0.0.999999。泵組示意圖泵組示意圖任意一臺水泵在任意一臺水泵在T T時刻對應的時間間隔內的故障率為：時刻對應的時間間隔內的故障率為：11Tf

7、Te計算時間計算時間T=1aT=1a，水泵的平均修復時間，水泵的平均修復時間-4BT =6h= 6.8510a一臺水泵的故障率為：一臺水泵的故障率為：20 .8 4 9 3 /BN FT Fa一年內水泵機組的故障率為：一年內水泵機組的故障率為：110.572TfTe2210.001BTBfTTe0.4280.673由此得出，對設備及時檢測維修在保障系統的可靠性方面極為重要由此得出，對設備及時檢測維修在保障系統的可靠性方面極為重要提高提高主要內容主要內容背景、目的和意義背景、目的和意義1可靠性理論可靠性理論234 居住小區消火栓給水系統可靠性研究居住小區消火栓給水系統可靠性研究結論與展望結論與展

8、望6 5 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究3 居住小區居住小區生活給水系統生活給水系統可靠性研究可靠性研究（一）城市給水管網直接供水方式（一）城市給水管網直接供水方式（二）小區內各建筑分散加壓的給水方式（二）小區內各建筑分散加壓的給水方式（三）小區集中加壓給水方式（三）小區集中加壓給水方式（四）集中加壓與分散加壓相結合的給水方式（四）集中加壓與分散加壓相結合的給水方式 居住小區集中加壓豎向分區生活給水系統居住小區集中加壓豎向分區生活給水系統居住小區直接供水的生活給水系統居住小區直接供水的生活給水系統 分散、集中加壓方式分散、集中加壓方式 居住小區生活給水系統

9、的供水方式居住小區生活給水系統的供水方式分散、集中加壓方式分散、集中加壓方式 居住小區生活給水系統的供水方式居住小區生活給水系統的供水方式 蓄水池 蓄水池 蓄水池 供地下二層供地下二層及一至三層及一至三層DN200DN200鋼塑管鋼塑管DN25DN25鋼塑管鋼塑管供地下二層供地下二層及一至三層及一至三層DN25DN25鋼塑管鋼塑管供地下二層供地下二層及一至三層及一至三層接市政給水管道接市政給水管道DN25DN25鋼塑管鋼塑管DN150DN150鋼塑管鋼塑管中區加中區加壓設備壓設備中區加壓設備中區加壓設備高區加高區加壓設備壓設備供十八至供十八至二十四層二十四層供十一至供十一至十七層十七層供四至十

10、層供四至十層供十八至供十八至二十四層二十四層供十一至供十一至十七層十七層供四至十層供四至十層DN65鋼塑管鋼塑管DN65鋼塑管鋼塑管DN65鋼塑管鋼塑管供 四 至供 四 至十層十層供 十 八 至供 十 八 至二十四層二十四層供十一至供十一至十七層十七層蓄水池蓄水池蓄水池蓄水池高區加壓設備高區加壓設備中區加中區加壓設備壓設備蓄水池蓄水池高區加壓設備高區加壓設備中高區用戶中高區用戶室外管網室外管網中區用戶中區用戶高區用戶高區用戶低區用戶低區用戶蓄水池蓄水池中區加壓設備中區加壓設備中高區加壓設備中高區加壓設備高區加壓設備高區加壓設備系統的可靠度為：系統的可靠度為：居住小區分散加壓低區生活給水系統示意

11、圖居住小區分散加壓低區生活給水系統示意圖 居住小區分散加壓高區生活給水系統示意圖居住小區分散加壓高區生活給水系統示意圖R R =0.988P池加壓區加壓設備構建給水系統模型構建給水系統模型畫出其可靠性框圖畫出其可靠性框圖 分析系統的分析系統的數學模型數學模型 算出系統的算出系統的可靠度可靠度 居住小區分散加壓生活給水系統可靠性框圖居住小區分散加壓生活給水系統可靠性框圖 分散、集中加壓方式分散、集中加壓方式 居住小區生活給水系統的供水方式居住小區生活給水系統的供水方式系統的可靠度為：系統的可靠度為：居住小區集中加壓低區生活給水系統示意圖居住小區集中加壓低區生活給水系統示意圖居住小區集中加壓高區生

12、活給水系統示意圖居住小區集中加壓高區生活給水系統示意圖供四至十層供四至十層DN65鋼塑管鋼塑管低區加壓設備低區加壓設備3根根DN100鋼塑管鋼塑管中區加壓設備中區加壓設備高區加壓設備高區加壓設備蓄水池蓄水池3根根DN55鋼塑管鋼塑管供十八至供十八至二十四層二十四層供十一至供十一至十七層十七層供四至十層供四至十層供十八至供十八至二十四層二十四層供十一至供十一至十七層十七層供四至十層供四至十層DN65鋼塑管鋼塑管DN65鋼塑管鋼塑管供十八至供十八至二十四層二十四層供 十 一 至供 十 一 至十七層十七層供地下二層供地下二層及一至三層及一至三層DN200DN200鋼塑管鋼塑管供地下二層供地下二層及一

13、至三層及一至三層DN25DN25鋼塑管鋼塑管DN25DN25鋼塑管鋼塑管供地下二層供地下二層及一至三層及一至三層接市政給水管道接市政給水管道DN25DN25鋼塑管鋼塑管DN150DN150鋼塑管鋼塑管蓄水池中高區用戶中高區用戶室外室外管網管網室外中高區管網室外中高區管網中區用戶中區用戶高區用戶高區用戶低區用戶低區用戶蓄水池蓄水池室外中區管網室外中區管網室外高區管網室外高區管網中區加壓設備中區加壓設備中高區加壓設備中高區加壓設備高區加壓設備高區加壓設備R RR =0.919P池加壓區加壓設備管網分散加壓給水系統可靠性更高，分散加壓給水系統可靠性更高，原因是集中原因是集中加壓給水系統，給水管加壓給

14、水系統，給水管線較長，增加了管道失效的概率，使整個系統的可靠性能下降。線較長，增加了管道失效的概率，使整個系統的可靠性能下降。居住小區集中加壓生活給水系統可靠性框圖居住小區集中加壓生活給水系統可靠性框圖 居住小區生居住小區生活給水系統活給水系統綜合評價綜合評價 A 經濟經濟B1 安全安全B2 運行管理運行管理B3 占用占用建筑建筑面積面積C 3 系統系統超壓超壓程度程度C 7 動力動力消耗消耗C 2 市政市政水壓水壓利用利用C 5 調節調節能力能力C 10 運行運行維護維護成本成本C 4 系統系統運行運行可靠可靠性性 C 8節約節約資源資源C6噪音噪音二次二次污染污染C 14 壓力壓力穩定穩定

15、程度程度C 11 管理管理難易難易程度程度C 12 設備設備集中集中程度程度C 13 無負壓供無負壓供水設備水設備 D1 氣壓罐氣壓罐水泵并水泵并聯供水聯供水D2 氣壓罐氣壓罐水泵減水泵減壓閥供壓閥供水水D3 單設變速單設變速泵供水泵供水 D4 變速泵減變速泵減壓閥供水壓閥供水D6 變速泵并變速泵并聯供水聯供水 D5 水質水質保證保證C9設備設備成本成本C1 居住小區生活給水系統層次結構圖居住小區生活給水系統層次結構圖目標層目標層A準則層準則層B指標層指標層C方案層方案層D建層次結構模型建層次結構模型 居住小區生活給水系統給水方式的選擇居住小區生活給水系統給水方式的選擇給水系統的設計中，可靠性

16、不是唯一考慮的指標給水系統的設計中，可靠性不是唯一考慮的指標三標度判斷矩陣三標度判斷矩陣 居住小區生活給水系統給水方式的選擇居住小區生活給水系統給水方式的選擇綜合評價綜合評價經濟經濟安全安全運行管理運行管理設備成本設備成本運行動力成本運行動力成本占用建筑面積占用建筑面積運營維護成本運營維護成本市政水壓利用市政水壓利用節約資源節約資源系統超壓程度系統超壓程度系統運行可靠性系統運行可靠性水質保證水質保證調節能力調節能力壓力穩定程度壓力穩定程度管理難易程度管理難易程度設備集中程度設備集中程度噪音二次污染噪音二次污染三標度比較矩陣三標度比較矩陣 居住小區生活給水系統給水方式的選擇居住小區生活給水系統給

17、水方式的選擇Di-C2三標度比較判斷矩陣三標度比較判斷矩陣C2D1D2D3D4D5D6riD112222211D20120025D30010001D40221027D50222129D60020013m axm inmr=11, r=1, b=D 1, D 3重要性排序指數重要性排序指數不過，三標度比較矩陣并不能準確地反映各種因素在某準則下的相不過，三標度比較矩陣并不能準確地反映各種因素在某準則下的相對重要程度，因此必須將其變換成更具層次分析特點的判斷矩陣。對重要程度，因此必須將其變換成更具層次分析特點的判斷矩陣。對方案按對方案按“有利有利”、“同樣有利同樣有利”、和、和“不利不利”，分別用，

18、分別用“2”2”、“1”1”和和“0”0”三種數值標度表示，三種數值標度表示，如左圖如左圖。AHPAHP間接判斷矩陣間接判斷矩陣 居住小區生活給水系統給水方式的選擇居住小區生活給水系統給水方式的選擇Di-C2AHP判斷矩陣判斷矩陣C2D1D2D3D4D5D6wD113.40 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 2.60 0.1650 D50.56 2.60 4.20 1.813.40 0.24

19、58 D60.24 0.56 1.80 0.38 0.29 1 0.0737 m ax6 .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 ：maxmin1maxmin11 11ijmijijjiijmrrbrrrrbrrrrbrr1i11w = , 1,2,nnijjnnnijijbinb ，max1niiiAWW一致性指標一致性指標max1nCIn查表查表排排序序權權重重轉換轉換C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C140.1769 0.3761 0.1093 0.176

20、9 0.0514 0.1093 0.0615 0.4174 0.2634 0.0975 0.1602 0.2583 0.1047 0.6370D10.0511 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 0.1953D20.1098 0.1098 0.0511 0.0511 0.1000 0.1650 0.3546 0.1098 0.0739 0.1650 0.1098 0.1098 0.1310 0.2757 0.1255D30.1650 0.0511 0

21、.1098 0.0737 0.1000 0.0511 0.1650 0.0737 0.0513 0.0511 0.2458 0.0511 0.0567 0.1037 0.0946D40.3546 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 0.2012D50.0737 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 0.258

22、1D60.2458 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綜合權重排序B1B2B30.25830.63700.1047居住小區生活給水系統綜合評價總排序表居住小區生活給水系統綜合評價總排序表經計算，居住小區經計算，居住小區6 6種生活給水方式的綜合評價總權重值如下：種生活給水方式的綜合評價總權重值如下：W=W=（0.1950.195，0.1250.125，0.0940.094，0.2010.201，0.2580.258，0

23、.1280.128）。從中我們可以得出：）。從中我們可以得出：D5D5變速泵并變速泵并聯供水方式優勢更明顯。聯供水方式優勢更明顯。綜合評價綜合評價 居住小區生活給水系統給水方式的選擇居住小區生活給水系統給水方式的選擇不同業主對供水的具體要求不同，對各給水方式滿足各因素要求時不同業主對供水的具體要求不同，對各給水方式滿足各因素要求時給出的評價權重不同，這里僅作為一種可供參考的方法予以給出。給出的評價權重不同，這里僅作為一種可供參考的方法予以給出。主要內容主要內容背景、目的和意義背景、目的和意義1可靠性理論可靠性理論234 居住小區居住小區消火栓給水系統消火栓給水系統可靠性研究可靠性研究結論與展望

24、結論與展望6 5 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究3 居住小區生活給水系統可靠性研究居住小區生活給水系統可靠性研究 消火栓減壓閥分區給水方式系統圖消火栓減壓閥分區給水方式系統圖減壓閥分區方式減壓閥分區方式 消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓并聯分區給水方式系統圖消火栓并聯分區給水方式系統圖并聯分區方式并聯分區方式 消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓給水系統給水方式可靠性探討 小區建筑樓高度小區建筑樓高度75m，消火栓系統豎向分成高消火栓系統豎向分成高、低兩個區域，低區、低兩個區域，低區地地下二層至地上十三層；下二層至地

25、上十三層；高區十四至二十四層高區十四至二十四層。吸水管管徑吸水管管徑150mm長度長度1m，水泵出水管管徑，水泵出水管管徑150mm長度長度6m，室外消，室外消防管布置成環，管徑防管布置成環，管徑150mm 長度長度300m，消，消防立管管徑防立管管徑100mm。根根據相關文獻記載：消防據相關文獻記載：消防水池的可靠度水池的可靠度 ，消防水泵，消防水泵 ，高位水箱高位水箱 ，消，消火栓火栓 ，消防，消防水帶水帶 ，消防水，消防水槍槍 。閥門、管。閥門、管網的可靠度函數則根據網的可靠度函數則根據論文章節論文章節2.42.4確定，取確定，取t=1at=1a。= 0.99R蓄 水 池= 0.978R

26、泵=0.988R箱= 0.938R栓=0.95R水帶=0.95R水 強減壓閥分區方式減壓閥分區方式 消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓給水系統給水方式可靠性探討室內管網室內管網室內管網室內管網室內管網室內管網室內管網室內管網低區低區高區高區消火栓消火栓消防水帶消防水帶消防水槍消防水槍消火栓消火栓消防水槍消防水槍消防水帶消防水帶減壓閥減壓閥減壓閥減壓閥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室外消防管網室外消防管網2 2室外消防管網室外消防管網1 10.952 0.951.022 1.02 15075 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.816

27、tLtLtLtLPRRRRRRRLmLmeeee 池水 帶水 槍室 外室 內高 區栓泵 表 決室 外 管 網 并 聯室 內 高 區 管 網 并 聯室 外室 外室 內室 內，高區系統可靠性為：高區系統可靠性為：低區系統可靠性為：低區系統可靠性為：-0.95-20.95-0.0111-1.02-20.0111-2 1.02 15039 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.819tLtLttLttLPRRRRRRRRLmLmeeeeee池減 壓 閥室 內 低 區 管 網水 帶水 槍室 外室 內栓泵 表 決室 外 管 網 并 聯并 聯室 外室 外室 內室 內，整個系統的可靠性為：

28、整個系統的可靠性為：0.689P總減壓閥分區給水方式系統可靠性框圖減壓閥分區給水方式系統可靠性框圖0.9520.951.022 1.02 15075 0.990.9972-2-0.9380.950.95 0.816tLtLtLtLPRRRRRRRLmLmeeee 池水 帶水 槍室 外室 內栓泵 表 決室 外 高 區 管 網 并 聯室 內 高 區 管 網 并 聯室 外室 外室 內室 內，高區系統可靠性均為：高區系統可靠性均為：并聯分區給水方式系統可靠性框圖并聯分區給水方式系統可靠性框圖并聯分區方式并聯分區方式 消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓給水系統給水方式可靠性探討高區室外管網高區室外管

29、網高高1 1高區室外管網高區室外管網高高2低區室外管網低區室外管網低低1 1低區室外管網低區室外管網低低2高區室內管網高區室內管網高高1 1高區室內管網高區室內管網高高2低區室內管網低區室內管網低低1 1低區室內管網低區室內管網低低2消火栓消火栓消防水帶消防水帶消防水槍消防水槍消火栓消火栓消防水帶消防水帶消防水槍消防水槍低區低區高區高區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21/21/2低區系統可靠性均為：低區系統可靠性均為：0.9520.951.022 1.02 15039 0.990.9972-2-0.9380.950

30、.95 0.820tLtLtLtLPRRRRRRRLmLmeeee 池水 帶水 槍室 外室 內栓泵 表 決室 外 低 區 管 網 并 聯室 內 低 區 管 網 并 聯室 外室 外室 內室 內，整個系統的可靠性為：整個系統的可靠性為：0.676P總減壓閥、并聯分區減壓閥、并聯分區消火栓給水系統給水方式可靠性探討消火栓給水系統給水方式可靠性探討計算結果表明：計算結果表明：在高區兩種給水方式可靠性是一樣的，而在低區，在高區兩種給水方式可靠性是一樣的，而在低區，并聯分區的并聯分區的可靠性可靠性相對較高。相對較高。如果火災發生在分區中界層，此時系統會考慮有關樓層消火栓的同步如果火災發生在分區中界層，此時

31、系統會考慮有關樓層消火栓的同步工作，高低兩區消防水泵會同時運行。所以分析系統可靠度時不能只工作，高低兩區消防水泵會同時運行。所以分析系統可靠度時不能只看分區。又因為設備負責的是不同區域的消防安全，而非互為儲備系看分區。又因為設備負責的是不同區域的消防安全，而非互為儲備系統，所以分析消火栓并聯分區系統時不能簡單的理解為論文第二部分統，所以分析消火栓并聯分區系統時不能簡單的理解為論文第二部分所介紹的并聯系統。所介紹的并聯系統。 最后結果：消火栓并聯分區給水系統（整體）可靠性（最后結果：消火栓并聯分區給水系統（整體）可靠性（ 0.6760.676 ）不如）不如減壓閥分區給水系統（整體減壓閥分區給水系

32、統（整體）可靠性（可靠性（0.6890.689）。）。究其原因是并聯分區系統增加了一組加壓設備和一個管網系統，使得究其原因是并聯分區系統增加了一組加壓設備和一個管網系統，使得系統發生故障的概率增多。系統發生故障的概率增多。一條吸水匯管的布置方式的可靠度一條吸水匯管的布置方式的可靠度獨立吸水管布置方式的可靠度獨立吸水管布置方式的可靠度獨立吸水管獨立吸水管22221 - 1 - 1 - 1 - 0.991 - 1 - 1 - 1 - 0.98710.97960.96720.9873Pffff泵池吸 水 管匯 水 管兩條吸水匯管兩條吸水匯管兩條吸水匯管的可靠性框圖兩條吸水匯管的可靠性框圖每臺噴淋水泵

33、和消火栓水泵都有獨立的吸水管，分每臺噴淋水泵和消火栓水泵都有獨立的吸水管，分別接在不同的消防水池。別接在不同的消防水池。一條吸水匯管一條吸水匯管兩條吸水匯管的布置方式的可靠度兩條吸水匯管的布置方式的可靠度一條吸水匯管的可靠性框圖一條吸水匯管的可靠性框圖獨立吸水管的可靠性框圖獨立吸水管的可靠性框圖一條吸水匯管的布置方式一條吸水匯管的布置方式兩條吸水匯管的布置方式兩條吸水匯管的布置方式獨立吸水管的布置方式獨立吸水管的布置方式居住小區消火栓給水系統可靠性研究居住小區消火栓給水系統可靠性研究 水泵吸水管布置方式水泵吸水管布置方式22221 - 1 -1 - 1 - 0.991 - 1 - 0.9871

34、0.97961 - 1 - 0.96720.9686Pffff匯泵池吸 水 管221 - 1 - 0.990.98611 - 1 - 0.98710.9780.9751Pffff泵池連 通 管吸 水 管在兩個消防水池之間設置一條吸水匯管，中間用閥在兩個消防水池之間設置一條吸水匯管，中間用閥門隔開。吸水匯管同時起著水池連通管的作用。門隔開。吸水匯管同時起著水池連通管的作用。這樣的連接方式在管線布置工程中較為常用。當吸這樣的連接方式在管線布置工程中較為常用。當吸水管、匯水管上任意一個閥門或管段檢修時，能保水管、匯水管上任意一個閥門或管段檢修時，能保證至少有一臺噴淋水泵和一臺消火栓水泵能正常運證至少

35、有一臺噴淋水泵和一臺消火栓水泵能正常運行，但此時供水量僅為一格消防水池。行，但此時供水量僅為一格消防水池。在兩個消防水池之間設置兩條吸水匯管，兩條吸水在兩個消防水池之間設置兩條吸水匯管，兩條吸水匯管同時起著水池連通管的作用。匯管同時起著水池連通管的作用。設兩條吸水匯管的布置方式最為可靠，其次是獨立設吸水管的設兩條吸水匯管的布置方式最為可靠，其次是獨立設吸水管的布置方式，只設一條吸水匯管的布置方式可靠性相對較低。布置方式，只設一條吸水匯管的布置方式可靠性相對較低。主要內容主要內容背景、目的和意義背景、目的和意義1可靠性理論可靠性理論234 居住小區消火栓給水系統可靠性研究居住小區消火栓給水系統可

36、靠性研究結論與展望結論與展望6 5 居住小區居住小區自動噴水滅火系統自動噴水滅火系統可靠性研究可靠性研究3 居住小區生活給水系統可靠性研究居住小區生活給水系統可靠性研究組件的可靠性組件的可靠性 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究噴噴頭頭的的失失效效數數據據失效時間（年）失效時間（年） 編號編號111.622.533475869711818.8918.81018.91118.91219131914191519.11619.11719.21819.21919.32019.32119.42219.42319.624報報警警閥閥組組的的失失效效數數據據失效時間（年）失

37、效時間（年） 編號編號0.210.721.53346.558.6610712.5814916101811201223132514271530163517401845194620472148.12248.22348.32448.52548.92649275028消消防防水水泵泵的的失失效效數數據據失效時間（年）失效時間（年） 編號編號0.310.522.435.846.558.6610712.581491610181120122313251427152916311733183619382040214322452347245025組件的可靠性組件的可靠性 居住小區自動噴水滅火系統可靠性研究居住小區

38、自動噴水滅火系統可靠性研究噴頭的失效數據處理噴頭的失效數據處理報警閥組的失效數據處理報警閥組的失效數據處理消防水泵的失效數據處理消防水泵的失效數據處理可靠度函數為：可靠度函數為：失效率函數為：失效率函數為：可靠度函數為：可靠度函數為：失效率函數失效率函數為：為：可靠度函數為：可靠度函數為：失效率函數失效率函數為：為： 1.965818.86180, 0trPtpTet 0.89192030.8579960, 0trPtpTet 0.8919210.1000.891089208 0.0419 , 00.89192030.857996ftz ttR ttt 0.93577426.3443770,

39、0trPtpTet 0.9357740.93577410.0642 0.0438 , 0.93577426.3443770ftz ttR ttt根據收集到的數據，使根據收集到的數據，使用用 weibull+ weibull+軟件對函軟件對函數進行參數估算，得到數進行參數估算，得到形狀參數形狀參數 和尺度參和尺度參數數 ，進而得出組件，進而得出組件的可靠度函數和失效率的可靠度函數和失效率函數。作為后面分析的函數。作為后面分析的依據。依據。 1.9658 11.96580.96581.9658 18.8618 0.0061 , 0ftz ttR ttt開啟噴頭數12345可靠度0.8276 0.8

40、251 0.8225 0.8199 0.8174開啟噴頭數12345可靠度0.8374 0.8348 0.8322 0.8296 0.8270開啟噴頭數12345可靠度0.8376 0.8350 0.8324 0.8298 0.8272典型重力給水系統示意圖有連通裝置的給水系統示意圖水箱-水泵給水系統示意圖典型重力的給水系統故障樹有連通裝置的給水系統故障樹水箱-水泵給水系統故障樹圖該自動噴水滅火系統的可靠度該自動噴水滅火系統的可靠度該自動噴水滅火系統的可靠度模型分析模型分析 自動噴水滅火系統給水方式可靠性探討自動噴水滅火系統給水方式可靠性探討室內消防用水基本由屋面消防水箱提供 重力給水和壓力給

41、水共存的混合給水系統 主控制閥止回閥出水管水泵主控制閥止回閥出水管水泵吸水管報警閥組配水干管配水管噴頭配水支管吸水管高位水箱前管網+報警閥組配水干管配水管噴頭配水支管高位水箱前管網+控制閥門高位水箱前管網報警閥組配水干管配水管噴頭配水支管高位水箱前管網+這樣的設計，提高了消防水源的可靠性。節點管段節點水壓節點流量支管特性系數校正流量管段流量流速系數流速管徑管道比阻管徑當量長度管長計算長度水頭損失HqCqQKVAL1L2LhmH2OL/sL/sL/sm/Lm/sDNmmmmH2OA1101.33A1A21.331.8832.51250.436700.83.64.43.42A213.421.54A

42、2A32.881.053.02320.093862.13.05.13.96A317.381.76A3A44.640.83.71400.044532.72.45.14.88A422.261.99A4A56.620.473.11500.011083.12.96.02.92A525.182.12A518.740.474.11500.011083.62.35.94.99130.17128.740.2832.47700.002894.32.87.11.57231.748.741.598.962317.710.2043.61800.001175.42.98.33.04334.788.741.599.383

43、427.090.1153.121000.000277.72.710.42.04436.828.741.599.654536.740.0531.951500.0000327.01001275.82542.645636.740.0531.951500.0000315.11126.11.20643.84工程中自噴系統可靠性工程中自噴系統可靠性自動噴水系統供水量的不確定性自動噴水系統供水量的不確定性最不利作用面積最不利作用面積A水力計算水力計算區域區域A和區域和區域B的作用面積均為的作用面積均為 161.12m2，AB范圍范圍B內的噴頭總出水量大于內的噴頭總出水量大于范圍范圍A內的噴頭總出水量內的噴頭

44、總出水量工程中自噴系統可靠性工程中自噴系統可靠性自動噴水系統供水量的不確定性自動噴水系統供水量的不確定性作用面積作用面積B水力計算水力計算計算結果：計算結果：面積面積A A所需流量：所需流量：36.74 L/s36.74 L/s，噴水強度為噴水強度為 13.68 L/min m 13.68 L/min m2 2；面積面積B B所需流量：所需流量：49.79 L/s49.79 L/s，噴水強度為噴水強度為 18.54 L/min m 18.54 L/min m2 2；該層自噴管網的入口點所需水壓：該層自噴管網的入口點所需水壓：43.84 mH43.84 mH2 2O O ，流量：，流量：49.7

45、9 L/s49.79 L/s。該車庫自動噴水系統理論秒流量該車庫自動噴水系統理論秒流量 Q=161.12Q=161.128/60=8/60=21.48 L/s21.48 L/s，最不利，最不利作用面積作用面積A A實際秒流量實際秒流量36.74 L/s36.74 L/s，兩，兩者相差了者相差了1.711.71倍。實際噴水強度倍。實際噴水強度為為13.68 L/min m13.68 L/min m2 2 ，比嚴重危險比嚴重危險級級噴水強度噴水強度12 L/min m12 L/min m2 2還高。噴頭出還高。噴頭出水量遠超出規范要求，對系統的可靠水量遠超出規范要求，對系統的可靠性產生了很大的影響

46、性產生了很大的影響：消防水池自噴：消防水池自噴用水量提前被用完，系統的安全可靠用水量提前被用完，系統的安全可靠性大打折扣。性大打折扣。節點管段節點水壓節點流量支管特性系數校正流量管段流量流速系數流速管徑管道比阻管徑當量長度管長計算長度水頭損失HqCqQKVAL1L2LhmH2OL/sL/sL/sm/Lm/sDNmmmmH2OB1B2B1B2101.331.40322.81.331.050.093862.14.90.8110.811.39B2B32.720.82.17400.044532.72.85.51.81B312.621.50B314.210.471.98500.011083.61.450

47、.981(右)13.604.211(右)37.391.146.99B4101.33B4B51.330.470.63500.011083.12.85.90.12B510.121.34B512.670.471.26500.011083.61.450.401(左)10.512.671(左)37.390.825.04137.391212.03 0.2833.40700.002894.32.06.32.622(右)40.014.211.147.232(左)40.012.670.825.22240.012524.47 0.1152.81100 0.000278.22.010.21.633(左)10.512

48、.673(左)41.360.825.30341.363412.65 0.0530.67150 0.000039.22.8120.074(右)41.434.211.147.354(左)41.432.670.825.31441.434525.32 0.0531.34150 0.000039.20.810.00.225(右)41.6424.475(左)41.6425.32541.645649.79 0.0532.64150 0.00003 15.11126.12.20643.84系統的設計優化系統的設計優化 自動噴水系統供水量的不確定性自動噴水系統供水量的不確定性某居住小區車庫最不利作用面積水力計算

49、（某居住小區車庫最不利作用面積水力計算（K=80,H1=0.05MPa）減少噴頭流量，可根減少噴頭流量，可根據據 減小減小噴頭處的壓力噴頭處的壓力P或選或選用小流量系數的噴頭。用小流量系數的噴頭。當當系統最不利點處工系統最不利點處工作壓力作壓力由原來的由原來的0.1MPa改為改為0.05MPa，10qKP計算秒流量計算秒流量從原來的從原來的36.74 L/s變成現在的變成現在的27.57 L/s,平均噴水強平均噴水強度度10.27 L/min m2。選用流量系數小的噴選用流量系數小的噴頭，頭，當當K K值由原來的值由原來的8080改成改成5757，計算秒流計算秒流量量從原來的從原來的36.74

50、 L/s變成現在的變成現在的24.99 L/s,平均噴水強度平均噴水強度9.31L/min m2。更接。更接近規范理論值近規范理論值8L/min m2，系統設計安全可，系統設計安全可靠、且經濟合理。靠、且經濟合理。某居住小區車庫最不利作用面積水力計算（某居住小區車庫最不利作用面積水力計算（K=57,H1=0.1MPa）系統的設計優化系統的設計優化 自動噴水系統供水量的不確定性自動噴水系統供水量的不確定性報警閥前環狀供水管道布置報警閥前環狀供水管道布置主要組件對系統可靠性的影響主要組件對系統可靠性的影響規范中的環狀供水管道示意圖規范中的環狀供水管道示意圖修改后的環狀供水管道示意圖修改后的環狀供水管道示意圖可靠性框圖可靠性框圖旁邊兩組可靠性框圖旁邊兩組可靠性框圖中間兩組可靠性框圖中間兩組可靠性框圖每組自動配水裝置可靠度每組自動配水裝置可靠度旁邊兩組裝置可靠度旁邊兩組裝置可靠度中間兩組裝置可靠度中間兩組裝置可靠度 0.93