文档介绍：题目: 消防栓安装方案(A)
编号: 1006
消防栓安装方案
杨浩梁启清孔德林
摘要:近几年气候变得越来越干燥,以及各种不安全因素等影响,火灾越来越频繁,对人们的生命财产构成巨大的威胁。消防栓作为一种消防比较有效工具,现在越来越普遍用来在发生火灾时第一时间及时救火,以减少损失,深受人们的喜欢。现有一村寨,所有建筑均为木结构,而且具有文物保护价值,为再发生火灾时能够保护该村建筑,需要在该村安装消防栓。但对于一个村庄消防栓的安装需要一笔不小的投资,为了减少不必要投资,更要满足每一处都能及时救火的需要,因此,本论文根据该村的村寨地形分布数据做出合理的数学模型,给出需要的消防栓数量和合理的安装方案,使得该村的每一个建筑点在发生火灾时能立即进行灭火。
本模型:在考虑投放消防栓时首先要考虑消防栓的保护半径,用若干个消防栓所保护的面积来覆盖弧形山地面积,以此知道所需要的消防栓个数,然后在根据山地坐标数据,用matlab拟合出实图形,进行合理的配置,使消防栓个数达到最优值。在求曲面面积时,我们可以以直代曲,近似求出该抛物曲面的面积,即是把三维图形看成二维。
关键词:灭火消防栓火灾防火
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)基本情况是:某村寨所有建筑均为木结构,具有文物保护价值,需要在该村设置消防栓来防火,在不幸的发生火灾时能够直接的,不需要第二步过程(在第一时间内)和在发生多处燃烧点时消防栓工作各自不受影响,即每个消防栓只能保护特定的位置,且所有的消防栓能够保护整个村寨所覆盖的面积。
)相关信息:现已知消防栓的最大射为10m,和该村的村寨地形分布数据(村寨处于山地型)。
)问题分析:要制定一方案,使得该村所有区域都能有效的在消防区域内。以表中的山地数据可以假设是一个建筑点,因所有的建筑点在空间所确定的是一个曲面,将曲面展成平面,再根据坐标点计算村寨所占的面积,利用所有村寨所占的面积S和一个消防栓所保护的面积S1的比值,可得所用的消防栓个数n,即n=,再进行合理的优化与设置安装消防点。
)综合以上分析,本文作出如下基本假设:
[1],本文选用25M的水带来计算;
,设置的消防栓,在消防栓所保护面积没有受到任何外界因素影响,比如:古树、跃过马路、一些建筑的遮挡等,在喷水时,水都能顺利达到;
,由于相邻两点的高度差很小,产生的倾斜角也很小,故忽略高度的影响;
;喷射水时,是以消防栓中心向四周喷水,即是以消防栓为中心可围成一个圆。
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S 村寨所占的总体面积();
一个消防栓保护面积();
n 消防栓的个数;
R 一个消防栓保护面积的半径(M);
Z 表示空间的Z轴;
X 表示空间的X轴;
Y 表示空间的Y轴;
d 表示建筑点在Y轴的范围(M);
L 表示建筑点在XOZ平面的弧长(M);
为水枪充实水柱长度在平面上的投影(M);
表示消防水带长(M);
K 表示消防水带的弯曲折减系数;
表示数据表前两个表中的建筑点在空间中的位置,共有15个点,则i=1,2,3,
…,15;
表示数据表前两个表中的第i个建筑点与前一个i-1建筑点的距离,
i=1,2,3,…,15;(i以上两个表中的计算除去五个特殊点)
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)消防栓保护半径的讨论:
消防栓的设置需要根据建筑物的实际情况,既要满足有效灭火的要求,又要减少消防立管,节省安装,因此有必要对消防栓布置间距计算方法进行探讨。
在消防栓中有接水口,都配有一节水带,而一节标准水带的长为20至25米,本文中选用水带为25米,即=25M,又因为消防栓最大射程为10M,即=10M则在平面理想状态下的消防栓的保护半径R为:
R=喷水射程+水带长
R=+=25+10=35(M)
假设以消防栓为中心向四周喷水,则:
S1=
而上式在实际中试不成立的,即只是在理想下成立,因为在实际中受到各种调节和因素的影响,如:水带的伸长,操作喷水时产生的因素。
因此,消防栓的保护半径可由下式计算[2]:
R=k+
取k=:R=(M)
得知 S1=()
)村寨的建筑点的平面优化:
该村寨处于山地型,所给数据也是空间坐标点,根据这些坐标点,用matlab做得该村建筑点空间分布如图1:
图1
不从图1可以观察出有五个建筑点远离其他点即(0,0,1000),(850,0,),(900,0,),(950,0,312.