一种基于先进数学算法的喷淋布置方法技术

本发明专利技术涉及一种基于先进数学算法的喷淋布置方法，步骤包括：将建筑资料图各个相对封闭独立房间划分为不同的小单元；运用计算机识别划分单元轮廓形状；对不同的独立单元房间分别进行坐标系转换；根据图形识别划分结果及相关规范要求布置喷头，结合模拟退火算法思想求解局部的全局最优喷头布置；根据喷头布置结果，结合配水管控制的洒水喷头数量，构造赋权最小生成树。全部小单元赋权最小生成树构造计算完成后，恢复为原坐标系，指定主横干管位置将上述各赋权最小生成树连接至立管起点处，至此计算结束，得到全部区域的最优喷淋布置。本发明专利技术利用计算机结合数学方法合理布置喷淋，减少喷头数量，优化管道布置，达到降低成本，减少施工难度的目的。施工难度的目的。施工难度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于先进数学算法的喷淋布置方法


[0001]本专利技术涉及喷淋设计
，具体涉及一种基于先进数学算法的喷淋布置方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会的发展，人们对居住环境的要求也越来越高。多项用途、多功能、复合型的方向发展，使得同一栋建筑的同一楼层复合各种社会服务功能，这些对建筑防火技术都是挑战。自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。自动喷水灭火系统具有安全可靠、经济实用、成功灭火率高的优点，其作为当今最有效的建筑消防系统，已经得到广泛的应用。
[0003]但是目前建筑设计行业普遍都是由相关设计制图人员借助相关软件来完成喷淋平面图，工作量大且繁琐。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于先进数学算法的喷淋布置方法，其利用计算机结合数学方法均匀合理布置喷淋，在满足相关规范要求的同时，减少喷头数量，优化管道布置，达到降低成本，减少施工难度的目的，推进自动喷水灭火系统的智能化发展。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术公开了一种基于先进数学算法的喷淋布置方法，包括如下步骤：
[0006]化整为零，包括：根据建筑提供的资料图，将各个相对封闭独立房间的边界分别赋予数学属性，划分为不同的小单元F
p
，其中，p＝1,2,
…
；
[0007]图形识别，具体包括：用计算机对划分的小单元F
p
的轮廓进行处理分析，识别形状；
[0008]喷头布置，具体包括：根据形状识别结果以及相关规范中喷头布置要求布置喷头；
[0009]赋权最小生成树构造，具体包括：根据喷头布置结果以及相关规范中配水支管、配水管控制的喷头数量要求，构造所有小单元赋权最小生成树；
[0010]合零为整，具体包括：全部小单元赋权最小生成树构造计算完成后，指定主横干管位置将上述各赋权最小生成树连接至立管起点处，至此计算结束，得到全部区域的最优喷淋布置。
[0011]进一步地，本专利技术的基于先进数学算法的喷淋布置方法还包括如下步骤：坐标系转换，具体包括：对划分的小单元F
p
，分别进行坐标系转换，在全部小单元赋权最小生成树构造计算完成后，转换恢复为原坐标系，然后再指定主横干管位置将上述各赋权最小生成树连接至立管起点处，至此计算结束，得到全部区域的最优喷淋布置。
[0012]进一步地，用计算机对划分的小单元F
p
的轮廓进行处理分析，识别形状，并判断小单元F
p
的轮廓是规则几何形状还是非规则几何形状，具体包括：提前采集录入各规则几何
图形的数学特征，将小单元F
p
的轮廓进行处理分析，与提前采集录入的各规则几何图形的数学特征进行匹配，判断出各小单元F
p
的轮廓是否为规则几何形状，并识别形状，若是无法识别出形状，则判定为非规则几何形状。
[0013]进一步地，根据形状识别结果以及相关规范中喷头布置要求布置喷头，具体包括：按照设定顺序依次对各个小单元F
p
进行计算，直至所有小单元F
p
计算完成，得到所有小单元F
p
的喷头布置；当遇到小单元F
p
的轮廓是规则几何形状时，则对该小单元F
p
进行计算，得到该小单元F
p
的喷头布置，当遇到小单元F
p
的轮廓是非规则几何形状，则再次将该小单元F
p
划分为不同的小分单元F
pr
，其中p＝1,2,
…
；r＝1,2,
…
，对各个小分单元F
pr
进行计算，对该小单元F
p
中划分的各个小分单元F
pr
进行整合，检查F
pr
中相邻区域单元间距是否满足规范要求，若均满足要求，则不做调整，若不满足规范要求，则按规范要求进行相应调整，并结合数学算法得到局部的全局最优喷头布置。
[0014]进一步地，当遇到小单元F
p
的轮廓是规则几何形状时，则对该规则几何形状的小单元F
p
进行计算，得到该小单元F
p
的喷头布置，具体包括：
[0015]对于遇到的规则几何形状的小单元F
p
，设延坐标轴方向X1当y＝y
i
时喷头间距为a
i
，喷头数量为m
i
，当f1(x,y)在y＝y
i
时划分单元延X1的长度为dx
i
；延坐标轴方向Y1当x＝x
i
时喷头间距为b
j
，喷头数量为n
j
，当f1(x,y)在x＝x
j
时划分单元延Y1的宽度为dy
j
，建立如下约束条件：
[0016]F
p
范围内构成闭合区域，为喷头布置范围，记为可行域R
p
；
[0017]控制喷头间间距在A～B，A≤a
i
，b
j
≤B；
[0018]当y＝y
i
时，在坐标轴方向X1均匀布置喷头，且应满足边缘距墙范围为L
min
～L
max
，dx
i
‑
2*L
max
≤a
i
×
(m
i
‑
1)≤dx
i
‑
2*L
min
；
[0019]当x＝x
j
时，在坐标轴方向Y1均匀布置喷头，且应满足边缘距墙范围为L
min
～L
max
，dy
j
‑
2*L
max
≤b
j
×
(n
j
‑
1)≤dy
j
‑
2*L
min
；
[0020]相邻4个喷头构成矩形或平行四边形时，相关规范中该矩形或平行四边形的长边边长要求等于或小于规范要求间距B，且大于或等于规范要求间距A，则max{a
i
，b
j
}≤B；
[0021]相邻4个喷头构成正方形时，相关规范中该正方形的边长要求等于或小于规范要求间距C，且大于或等于规范要求间距A，则A≤a
i
，b
j
≤C。
[0022]进一步地，当遇到小单元F
p
的轮廓是非规则几何形状时，则结合数学算法得到局部的全局最优喷头布置，具体包括：
[0023]将遇到的非规则几何形状的小单元F
p
再次进行划分为不同的小分单元F
pr
，从小分单元F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于，包括如下步骤：化整为零，包括：根据建筑提供的资料图，将各个相对封闭独立房间的边界分别赋予数学属性，划分为不同的小单元F
p
，其中，p＝1,2,
…
；图形识别，具体包括：用计算机对划分的小单元F
p
的轮廓进行处理分析，识别形状；喷头布置，具体包括：根据形状识别结果以及相关规范中喷头布置要求布置喷头；赋权最小生成树构造，具体包括：根据喷头布置结果以及相关规范中配水支管、配水管控制的喷头数量要求，构造所有小单元赋权最小生成树；合零为整，具体包括：全部小单元赋权最小生成树构造计算完成后，指定主横干管位置将上述各赋权最小生成树连接至立管起点处，至此计算结束，得到全部区域的最优喷淋布置。2.根据权利要求1所述的基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于：还包括如下步骤：坐标系转换，具体包括：对划分的小单元F
p
，分别进行坐标系转换，在全部小单元赋权最小生成树构造计算完成后，转换恢复为原坐标系，然后再指定主横干管位置将上述各赋权最小生成树连接至立管起点处，至此计算结束，得到全部区域的最优喷淋布置。3.根据权利要求1所述的基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于：用计算机对划分的小单元F
p
的轮廓进行处理分析，识别形状，并判断小单元F
p
的轮廓是规则几何形状还是非规则几何形状，具体包括：提前采集录入各规则几何图形的数学特征，将小单元F
p
的轮廓进行处理分析，与提前采集录入的各规则几何图形的数学特征进行匹配，判断出各小单元F
p
的轮廓是否为规则几何形状，并识别形状，若是无法识别出形状，则判定为非规则几何形状。4.根据权利要求1所述的基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于：根据形状识别结果以及相关规范中喷头布置要求布置喷头，具体包括：按照设定顺序依次对各个小单元F
p
进行计算，直至所有小单元F
p
计算完成，得到所有小单元F
p
的喷头布置；当遇到小单元F
p
的轮廓是规则几何形状时，则对该小单元F
p
进行计算，得到该小单元F
p
的喷头布置，当遇到小单元F
p
的轮廓是非规则几何形状，则再次将该小单元F
p
划分为不同的小分单元F
pr
，其中p＝1,2,
…
；r＝1,2,
…
，对各个小分单元F
pr
进行计算，并对该小单元F
p
中划分的各个小分单元F
pr
进行整合，检查F
pr
中相邻区域单元间距是否满足规范要求，若均满足要求，则不做调整，若不满足规范要求，则按规范要求进行相应调整，并结合数学算法得到局部的全局最优喷头布置。5.根据权利要求4所述的基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于：当遇到小单元F
p
的轮廓是规则几何形状时，则对该规则几何形状的小单元F
p
进行计算，得到该小单元F
p
的喷头布置，具体包括：对于该规则几何形状的小单元F
p
，设延坐标轴方向X1当y＝y
i
时喷头间距为a
i
，喷头数量为m
i
，当f1(x,y)在y＝y
i
时划分单元延X1的长度为dx
i
；延坐标轴方向Y1当x＝x
i
时喷头间距为b
j
，喷头数量为n
j
，当f1(x,y)在x＝x
j
时划分单元延Y1的宽度为dy
j
，建立如下约束条件：F
p
范围内构成闭合区域，为喷头布置范围，记为可行域R
p
；控制喷头间间距在A～B，A≤a
i
，b
j
≤B；当y＝y
i
时，在坐标轴方向X1均匀布置喷头，且应满足边缘距墙范围为L
min
～L
max
，dx
i
‑
2*L
max
≤a
i
×
(m
i
‑
1)≤dx
i
‑
2*L
min
；
当x＝x
j
时，在坐标轴方向Y1均匀布置喷头，且应满足边缘距墙范围为L
min
～L
max
，dy
j
‑
2*L
max
≤b
j
×
(n
j
‑
1)≤dy
j
‑
2*L
min
；相邻4个喷头构成矩形或平行四边形时，相关规范中该矩形或平行四边形的长边边长要求等于或小于规范要求间距B，且大于或等于规范要求间距A，则max{a
i
，b
j
}≤B；相邻4个喷头构成正方形时，相关规范中该正方形的边长要求等于或小于规范要求间距C，且大于或等于规范要求间距A，则A≤a
i
，b
j
≤C。6.根据权利要求5所述的基于先进数学算法的喷淋布置方法，其特征在于：当遇到小单元F
p
的轮廓是非规则几何形状时，则结合数学算法得到局部的全局最优喷头布置，具体包括：将遇到的非规则几何形状的小单元F
p
再次进行划分为不同的小分单元F
pr
，从小分单元F
11
开始，设延坐标轴方向X1当y＝y
i
时喷头间距为a
1i
，喷头数量为m
1i
，当f
11
(x,y)在y＝y
i
时划分单元延X1的长度为dx
1i
；坐标轴方向Y1当x＝x
i
时喷头间距为b
1j
，喷头数量为n
1j
，当f
11
(x,y)在x＝x
j
时划分单元延Y1的宽度为dy
1j
，建立如下约束条件：对该小单元F
p
分别进行竖向或横向划分计算；F
11
范围内构成闭合区域，为喷头布置范围，记为可行域R
11
；控制喷头间间距在A～B：A≤a
1i
，b
1j
≤B；当y＝y
i
时，在坐标轴方向X1均匀布置喷头，且应满足边缘距墙范围为L
min
～L
max
：dx
1i
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：胡莎，赵丽伟，余芳，杨秋娟，
申请(专利权)人：中冶南方武汉建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：