水力计算是自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）设计的核心部分^[1]。自喷系统水力计算应采用精确计算法（又称逐点计算法）^[1,2]，确定最不利点处洒水喷头压力是自喷系统精确计算法中关键步骤。

《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084—2017，以下简称喷规）系统最不利点处洒水喷头的工作压力应经计算确定，轻、中、严重危险级场所喷头最低工作压力为0.05MPa。《民用建筑水灭火系统设计规程》（DGJ 08-94—2007）规定轻、中、严重危险级场所标准喷头工作压力为0.1 MPa，系统中最不利点处洒水喷头的最低静水压力不应低于0.05MPa，高大空间场所最不利点处喷头的最低工作压力应经计算确定。相关规范对最低工作压力提出要求是为了降低高位水箱设置高度。因此最不利点喷头压力不可直接取0.05MPa，应通过计算确定。

喷规9.1.5条规定：最不利点处作用面积内任意4只喷头围合面积内的平均喷水强度，轻、中危险级不应低于喷规表5.0.1规定值的85%，严重危险级和仓库危险级不应低于喷规表5.0.1和表5.0.4-1～4规定值。相关文献^[2,3,4]提出最不利点喷头压力计算方法（以下简称简易算法）如式（1）、式（2）所示：

式中P_S———最不利点处洒水喷头工作压力，MPa;

q_s———最不利点处洒水喷头流量，L/min;

K———喷头流量系数；

D———设计喷水强度，L/（m²·min);

A_S———最不利点处洒水喷头保护面积，m²;

设计喷水强度D：轻、中危险等级按喷规表5.0.1规定值的85%确定，严重、仓库危险级按设计喷水强度取值。喷头的保护面积按喷规2.1.18条规定计算。

简易算法应用较广泛，计算方便，但作用面积内其他喷头工作压力均大于最不利点处洒水喷头工作压力，因此最不利点处4只喷头围合面积的喷水强度是远大于喷规9.1.5条要求的，导致系统的设计流量和工作压力偏大，系统不够经济。为使得系统满足规范要求又能经济、可靠，本文利用EXCEL电子表格进行计算，确定一种新的计算方法（以下简称“迭代算法”）。

以某航站楼候机厅湿式自喷系统水力计算为例，来比较分析简易算法和迭代算法。自喷系统主要设计参数见表1。

沿程水头损失按喷规9.2.2条规定的计算（海曾-威廉系数C_h=120），局部水头损失采用喷规9.2.3条规定的当量长度法计算，三通或四通（直通）局部水头损失的当量长度按三通或四通（侧通）的20%计。配水支管计算采用支管特性系数法计算^[5]（也称支管折算流量系数法^[3]）。不考虑短立管对喷头流量系数的影响，喷头流量系数K按115和161分别计算。系统最不利点处作用面积系统透视情况见图1。

其中，q_s=DA_S=12×3.0×3.0=108(L/min),P_S=(q_s/K)²/10=(108/115)²/10=0.088 2(MPa）。

计算方法同2.2.1节，不再赘述配水支管A、B的计算，仅列举最不利管段的水力计算，见表5。

迭代算法无法直接计算最不利点喷头工作压力，需要进行5步计算：（1）最不利点处喷头工作压力取0.05MPa，完成首次水力计算；（2）最不利计算管段迭代计算：通过最不利点处喷头压力迭代，确保作用面积内平均喷水强度满足规范最低要求。（3）配水支管A迭代计算：通过配水支管A起点（节点A1）压力迭代，确保最不利点处4只喷头（节点1、2、A1、A2等处喷头）平均喷水强度满足规范最低要求；（4）最不利计算管段迭代计算：通过调整最不利配水支管起点压力，确保配水支管A与配水管连接节点（节点8）处水压相同；（5）微调最不利点处喷头水压，并对配水支管A迭代计算，确保最不利点处4只喷头围合面积平均喷水强度略大于规范要求。

迭代算法结果见表6～表8。

计算同2.3.1节，不再赘述配水支管A、B的计算，仅列举最不利管段的水力计算表，见表9。

(1）对照表1和表4及表5和表9，相对简易算法，迭代算法在系统设计流量上减少了9%、15%，节点9处工作压力减小16.5%、27.0%，配水管及配水干管单位长度水头损失减少了17.9%、25.5%。显然迭代算法可减小系统设计流量和增压泵扬程，确保自喷系统更经济合理。

(2）轻、中、严重危险级场所当两种算法计算的最不利点喷头工作压力小于喷规规定时，应直接按0.05MPa计算。可按式（1）、式（2）反推最不利点处洒水喷头工作压力取0.05MPa时喷头的最大保护面积参数见表10。

(3）喷规5.0.2条未规定高大空间场所最不利点处洒水喷头最低工作压力。表5、表9中最不利点处洒水喷头的工作压力是0.0 45 MPa、0.031 9MPa。由于喷规对高大空间场所设计喷水强度提高的目的在于确保首批喷头开启后立即进行大流量喷水。最不利点处喷头工作压力取0.05 MPa时计算结果见表11。

对照表5，相对简易计算，最不利点处洒水喷头取0.05MPa时系统设计流量增加5.1%，配水管及配水干管单位长度水头损失增加9.6%。美国相关规范^[6]规定任何喷头的最小工作压力不小于0.05MPa，同时参考严重危险级场所要求，建议最不利点处洒水喷头的最小工作压力取0.05MPa，以策安全。同上，按式（1）、式（2）反推最不利点处喷头工作压力取0.05MPa时喷头的最大保护面积参数，见表12。

(4）基于部分设计人员将配水支管按等径取值，本文亦按2.1节基本设计参数要求及管网布置形式，将配水支管按DN50取值，进行两种算法的水力计算比较。喷头流量系数K=115的计算结果见表13。根据表12，对喷头流量系数K=161的喷头，最不利点处喷头最小工作压力按0.05 MPa取值，两种算法结果相同，见表14。对照表6、表11，表13、表14显示管径对系统设计流量和工作压力具有相当程度的影响，但配水支管管径放大后，管道流速降低，将导致管道重量的增加，系统的经济性能将降低^[3]。因此如何确保系统的经济合理性是值得探讨的课题。但最不利点处洒水喷头工作压力的确定是所有探讨的前提条件。

(1）自喷系统最不利点处洒水喷头的工作压力对系统设计流量和工作压力影响较大，建议高大空间场所最不利点处洒水喷头工作压力不小于0.05MPa。

(2）当所选洒水喷头（流量系数相同）的最大保护面积不大于表10、表12相关参数时，最不利点处洒水喷头工作压力可直接取0.05MPa。当保护面积大于表10、表12相关参数时，应经计算确定。

(3）建议自喷系统水力计算按迭代算法计算。迭代算法利用EXCEL电子表格的迭代计算功能，计算过程并不繁琐。建议厂房和仓库危险级等场所利用迭代算法确定最不利点处喷头工作压力。