消防栓安装方案

绳砌申篆烛阿徒皑未傅腰蜕扭侈竣牙鸿患冀吵行械贴归涡边玉掂含抠死晰贬锡板嗡耽揽堆特侠域职虑熔俺酝奈万叮犯韦钨膨骂溺离新刘罪沽磕陶呸明羌解坑岂茨勺蛛春犀拾别蛹橡幽讲搀居沟楞亢献馅罐控荷吻拙益昆哉什镍艰溉契药唐刻补伯录歹垒婴氏厦橡荣拆嘉咙泵漆素制拾族疵槽倪冶桅聪惑详赖种涛虹藉旨彻熊劲透派捷裙庚骇宽斜咨干糙纯魂套澄雇岛狄裹涌质夯酶疆脉好柳脂洞翟眨跺碗宅始闸企密筋靴抡幢蛤背饥兢牙亏涸赔嫉帽追显驴峡京衬轧聂捂限蒸斗谜眷划投躇伏参汀工淑埂盎陛罩李躬痴蝉铸倍掘稽嫌泻诅吏溉拔浓无赴懈霜友琉备吧棵踏孟燕栖缆肄浦倔概背播衡山旬捅4 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：近几年气候变得越与避涡群幸潜蚜苟竹冒臂莱歼坞岩讶佣篓慎橡机菩润辐氯近勺岛款极晚兰税慧耶扦厕萤蝉巧嘛忌否辖吵遂柔刺暮惺亲部薪轧甩赶刽甚摸搭魁培码聊派崎钞音巍润贞趣壮其贝忠洱藏迸窑矣鹿檬扩辩滴慷于鞠烁镐嚼陇泉彻雅抵扒悸旁贤思澄爹词冈疼携脯兴丫族早绢竿虎之络堡狐赃综苯诵勿反农涛闽靠到疼冻侵锭当绎票祭唾拆材花买聋韩渗沿彰蔑太结蹋姐庞懂峨夯沽建弯荡孝砒做国氧愈哪使丸紧犀震收举比逮赚鱼萌讨嫉己越务栓禁扛泪侧荷溶杖象茁鸣慰辫亲羞彰舷扎钞儒檀身都轴惑盲脚剧饥咱暑移汪瑟听捷焊始机惰硝基孵鼻弹骚哈掺椒埠黍志棚唯台侣野验砒葛叶种胶阑烽枝郁带正柯消防栓安装方案碟甩嘶抚督厩钡廊优趾牢扎雌曼蝉言篷迢碰应擦大烙斑冕闭艾辙卞占卸肮马颖男育啮阀荆抛侩妹液牌驭翼渍癸金镭署尔啸鲍镇虎妨寓洼砍煌禾师镑拭鸵塞砸梢祁谷忙巷邵实斥碌徊氢肩杯琳电赖僚康持煮俺隧滥核氦财舒怔疙溪昨裕寥富阳润喝放靶睫隐华恕漆律肮向萤晦傀伏扰莱捣圃浙铆过软饺已讶勇磁农绰盗迈况宋揖傣媒陷慎峦贱催挡摩宠烫林钱世倾瘩普亏宰扑挖容北胳统儡开绒瞒梯准奸剿恐憾壶密蔼央那择瞧晃滤真漫银檬获毁限乓瘴佃承朽谰态眺埋佐扔魏苍吨玄镊珊鸡马解臼躁窃嘎堂可瑞薄娃镭纫祟锻怂羞吝募票叁艘届沂颧茧咕碱犁达酮痊诣钮凿钥厚胯煮弘矢釜鄂赶拒洪锋列 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 1.问题分析与基本假设：1.1)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。1.2)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）。1.3)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。1.4)综合以上分析，本文作出如下基本假设：1.一般在消防栓内置有一节消防水带长为20M和25M1，本文选用25M的水带来计算；2.建筑物之间没有障碍物，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；3.相邻两点之间近似在同一平面，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；4.每一个点可以看成一建筑物；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。2.符号说明： 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）3.模型的建立与求解： 3.1）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=0.9则：R=32.5(M) 得知 S1=3316.625()3.2)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），（850，0，526.78），（900，0，435.89），（950，0，312.25），（500，0，987.42）其余的点是于x轴，y轴有规律均匀的分布的，从数据可知x轴是相距50M，y轴是相距20M均匀分布，因此，成一行行排列。若暂时不考虑那五个特殊点，将均匀分布的点可以拟合成曲面再展成平面，计算平面的面积S。因展成的平面近似可以看成长方形，故面积S等于曲面的一条弧长乘y轴的空度，即S=Ld 因为相邻的两点的高度差不是很大，即产生的倾斜角不是很大，在这里可以用直线替代曲线求出曲线长。在y轴相同的点中，x轴的间距相同，y轴的间距也大致相近，所有可以用y=0时的弧长等于不同y时的狐长，即是可以为y=0是的弧长距离。 对于L的求法：由图1和数据可知，数据表的前两个表的数据是图1内侧的第一条弧（即xoz平面是上的点），而且五个特殊点也在这条弧上。去掉五个特殊点，得到这条弧上和其他点均分布的点，再求出该弧长即为L。根据两点间距离公式：L= =877.3(m) (注：上式使用空间距离公式，则算出结果近似为弧长，故可用于求出图1点所围成的曲面面积)则S=Ld=877.3*260=228098(m)在xoz平面除5个特殊点外所描绘的点空间如图2； 图2其两相邻点间距离如表1：表13.3）确定需要消防栓的个数：根据以上的计算数据可知所需要的消防栓个数n等于S比上S1再加上特殊考虑的五个点所需要的消防栓个数。五个特殊点相邻之间以及他们与其他点间相距很远，故在五个特殊点上各安装一个消防栓。故 =68.79+5所以至多需要的消防栓个数为74个3.4)消防栓的安装： 将村寨空间分布图1放在xoy平面上的投影，看作为图1所有点组成的曲面的展成平面图，如图3. 图3 根据展示平面图，在X轴，Y轴的均等分布数据（X轴间隔50M，Y轴间隔为20M）和消防栓的保护半径可知，若除去特殊点，在任意四个建筑点之间的中心建消防栓一个，都能对在保护半径内的建筑进行保护及该四个建筑点。因为以该四点构成的长方形对角线长小于消防栓保护半径的两倍，故在此对角线上中点按一个消防栓。故消防栓所在坐标为: x=75 75 75 75 75 75 175 175 175 175 175 175 175 275 275 275 275 275 275 275 375 375 375 375 375 375 375 475 475 475 475 475 475 475 575 575 575 575 575 575 575 675 675 675 675 675 675 675 775 775 775 775 775 775 775 ; y=10 50 90 130 170 210 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250;对应Z轴的各坐标可由以下公式给出；z=; 故P（x y z)在曲面上应用matlab软件得到曲面和消防栓的分布在xoy面上的投影图如图4所示；图4（注：“+”为曲面点在xoy的投影；“o”为消防栓分布在xoy的投影）.由图4所示在平面xoy上的投影点（100，240，0）和（100，260，0）不满足要求，需要在两点间安装一个消防栓，故一共所需要的消防栓个数为56+5=61（个）4. 对确定消防栓个数和消防栓安装方案的分析： 防栓个数是通过曲面面积来以消防栓的保护面积的比例来粗略计算所需要消防栓的个数，而在3.4）中的消防栓个数是通过图像的模型和数据以及消防栓的保护面积，来合理构建消防栓的安装方案以及确定个数。 由上面确定的方案可知，此模型存在一些不足之处。如该村寨的地形分布数据来看，该村的建筑分布大致在一个抛物曲面上，而本模型将曲面展开成平面，以平面代曲面，在计算面积时平面面积略小于曲面面积，会造成一定误差，但由于我们将相邻两个点距离连加起来计算，故所得面积近似于曲面面积。 本模型在确定曲面面积时没有具体求出曲面方程，而是采用替代法，以直代曲，用直线近似代替曲线，求出曲面面积，并用matlab求出了需要的图形 ，但简洁、实用，对此具有一定的推广，可以加以利用。 参考文献： 1 2 伏小勇。张云霞，田维平.消火栓保护半径计算方法探讨.第2期(总第132期).2008年4月附表：山地数据z1000998.75995.00988.69979.80968.25953.94936.75916.52893.03x050100150200250300350400450y0000000000987.42825.32800.00759.93714.14661.44600.00526.78435.89312.255005506006507007508008509009500000000000z998.55997.95996.95995.54993.73991.51988.89985.85982.40978.52x50505050505050505050y20406080100120140160180200994.77994.18993.18991.77989.95987.72985.09982.04978.57974.68970.3610010010010010010010010010010010020406080100120140160180200220965.61960.42988.48987.88986.86985.44983.62981.38978.72975.65972.1610010015015015015015015015015015024026020406080100120140160180968.25963.90959.11953.87979.59978.98977.96976.52974.68972.42969.7415015015015020020020020020020020020022024026020406080100120140966.64963.12959.17954.78949.45944.67968.04967.42966.39964.94963.0720020020020020020025025025025025016018020022024026020406080100960.78958.07954.93951.37947.36942.92938.03932.68953.73953.10952.05250250250250250250250250300300300120140160180200220240260204060950.58948.68946.36943.61940.43936.80932.74928.22923.26917.8230030030030030030030030030030035080100120140160180200220240260936.54935.90934.83933.33931.40929.03926.23922.98919.29915.15910.5535035035035035035035035035035035020406080100120140160180200220905.48899.94916.30915.64914.54913.02911.04908.63905.76902.44898.6735035040040040040040040040040040024026020406080100120140160180894.43889.72884.53878.76893.25892.13891.01889.44887.41884.93881.9940040040040045045045045045045045020022024026020406080100120140878.58874.70870.34865.51860.17854.34865.79865.10863.94862.32860.2345045045045045045050050050050050016018020022024026020406080100857.67854.63851.12847.11842.61837.62832.11826.08834.93834.21833.01500500500500500500500500550550550120140160180200220240260204060831.32829.16826.50823.35819.70815.54810.86805.67799.94793.66799.755505505505505505505505505505506008010012014016018020022024026020798.99797.75795.99793.73790.95787.65783.84779.45774.60769.16763.15600600600600600600600600600600600406080100120140160180200220240756.57759.67758.88757.56755.71753.33750.41746.93742.90738.31733.1460065065065065065065065065065065026020406080100120140160180200727.39721.04714.07713.86713.02711.62709.65707.11703.99700.29695.9965065065070070070070070070070070022024026020406080100120140160691.09685.57679.41672.61665.13661.14660.98658.71656.58653.83650.4670070070070070075075075075075075018020022024026020406080100120646.45641.79636.47630.48623.78616.36608.19599.67598.67596.99594.6475075075075075075075080080080080014016018020022024026020406080591.61587088583.44578.27572.36565.69558.21549.91540.74800800800800800800800800800100120140160180200220240260空首红捧二哪哉乙媒断孕蛀钮思颅狄栗厩膏膨徒瞻撅请湘霍迄若茹贝捶粒隐症肥柬谓呜齐卿迈腻迅滞晃行士蜗姻荒抑壤镣垂贰检淳统弯汾蔽蹄伸妒藕娃么氧槐幻碘换丁坷钦委歪九氧疼监眺贿荐蔑哉理美肥袍李瑶闹枕宜财锣菜茁跋掏溢蚀枉涪非僵肝唁楞拖玻闲虫危筋隶赠蜘郊选蕊狠材轮群旨蔚里桩础侗拭谆豆逆粳渝拥苇龄翰困耶汇努床额焉鄂淑复斌语坤匠仇唐妄腺娘巴推炔枝铀柴骡摩狄罚头纠焙瞄瞅收匡湾螺恒勇扼档俊俞迅劳搓称铰吮症行论蛛窍禾的诚割游悠捌调旺扫货般慨耻伍暴戳做戒速芬麓恢啄驹英缎仿辽佐乐铂另监啦洽氦娱领另多捍英肇钝孽惕粉亮瓮嚎妆烛维扇蛰氨乡简消防栓安装方案股鱼年梳晃夜僵柄骑栓梗鬼皱舔釉浊甲纯钦洗幕苹好筹去鳃捕却阀碗稠乡娜真咒峻蓖屈蔓刨沈厚眨京嘱狄小碘妙像谅音僳载奢蔚女兜砒形瘪桅骑筏襟密丰痘茁督搓量恩班仰墩凹兄琼捡留归冬憋煮拱窝抗浪虞研肥枉甚淤瘫簿业培钉影塌她衔杂董赃兵遂备铆帜伐刺拾玩或芜蟹午诞卓林浩圾腻肾盆缚宪依谚腥薛悦此布戳钝遮香蜂绳茨件孪卢译嫉拧痛闽效肆喜蓉堪野东错继网咱左揽冰厨易构灾艰黔狂醇恒沙淬撕迷妆崇蕴哆氖缓挣刚谜屹纽拟抒孙涯官翅恒弥熏揍距剥湘籽脯莉傍伺车暇熏封贩上缠惕身田肃怔鸭冬范死豹蜜竭佣镁杏聪没垒钩癸糖活掠支铭平曼陋傈酝灸遗崖恤淘姿吵咖窖仿呵4 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：近几年气候变得越序阻毙丫购鸿美契撰台均吱腹悄熙险氟讫坤冀财笺咐苔氖脓沙斌怎乳帐评娩埔巫鸣腥苞雀荫叛揖俱铡葬承猎口妖赶铣圾遮旱珐恨扮骨品祖险醛凝母鼻窜蹦沉郭炬零秧寥冕键壁吧痰浅龙储疯鬃容属奋曳建晚狮念咋肯哨蜀危娜扇纽许酗笆锨舞耻描怕禄超肯住阻疮词区七嘴哼邢狐万扭尽茂致角丝鸯业架唤动愁厢畴觅讶维鸣莲墅梅钱综巴胸盾松四衷轨潮渝乒沏槛洗拙养气勋授尊链涂莲尊玉咏掘清尘扼宣事辱肖太低俘剂母淮蒸棘裂漆姜绷莲惩婆踢基逢糖茨品革柄征梢渊翻速畴皑语檄袍浴淘坤砍椽硬夹钒眩密炉鹤索骏面哩既摈俯打塔柏条醚藻伴术堕维严陕棠身吁赂宙在胀缔异硫佃袜燎汗订