室内消火栓保护半径的设计探讨

室内消火栓保护半径的设计探讨张立成(沈阳建筑工程学院建筑设计院辽宁沈阳110015)提要：本文主要对室内消火栓保护半径的设计计算进行了分析探讨，包括充实水柱的确定及其在平面上的投影长度以及它们对保护半径的影响，并结合工程推荐保护半径的取值。关键词：室内消火栓；保护半径；设计室内消火栓的布置既要满足有关的建筑设计防火规范的要求，又应具体情况具体分析，合理确定室内消火栓的保护半径，从而实现既节约投资，又满足火场灭火的基本要求。消火栓的设置数量和位置，应结合建筑物各层平面图布局。消火栓的保护半径，也应考虑房间的具体分隔情况。1室内消火栓的充实水柱长度规范中规定，室内消火栓的水枪充实水柱长度应通过水力计算确定，一般不应小于7m，但甲﹑乙类厂房﹑超过四层的厂房和库房﹑超过六层的民用建筑﹑建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；高架库房﹑高层工业建筑﹑建筑高度超过100m的高层建筑内，水枪的充实水柱长度不应小于13m。室内消火栓的水枪充实水柱长度的计算公式为：式中：Sk—水枪的充实水柱长度(m)；H1—室内最高着火点距离地面的高度(m)；H2—水枪喷嘴距离地面的高度(m),一般取1m；Hk—室内最高着火点与水枪喷嘴的标高差；建筑设计防火规范中以层高表示该参数,笔者认为欠妥。α—水枪射流上倾角。在设计中，室内消火栓充实水柱长度应由实际计算长度Sk与规范中要求的最小长度相结合来确定，应取Sk与规范规定的充实水柱最小长度的最大值，作为室内消火栓充实水柱的设计长度Sk′。2室内消火栓的保护半径室内消火栓的保护半径可按下式计算：R=Ld+Ls(2)式中：R—室内消火栓的保护半径(m);Ld—水带敷设长度(m),考虑水龙带的转弯曲折，应以水带长度乘以折减系数0.8；Ls—水枪充实水柱在平面上的投影长度(m)，与水枪充实水柱的设计长度Sk′和水枪射流上倾角α有关。其关系如图1所示。Ls=cosα·Sk′(3)α常取45°，若有特殊困难时，也可稍大些，但是考虑到消防队员的安全和扑救效果，α值不应大于60°。sinsin21kkHHHS除高度不超过24m﹑体积不超过10000m3的厂房和体积为5001～10000m3的商店﹑病房楼等以及7～9层住宅的每支水枪最小流量为2.5L/s外，其余的多层和高层建筑的每支水枪最小流量均为5L/s。在此我们以一般情况计，取每支水枪最小流量为5L/s，喷嘴直径为19mm，则其对应的充实水柱长度为11.5m，满足10m充实水柱长度的要求。下面将讨论一般情况下水枪充实水柱长度的采用及保护半径的确定。图1Sk的水平投影Ls3工程分析对于层高较大的建筑物，如体育馆﹑影剧院等，取Hk=15m，α=45°，由(1)式可得：这时充实水柱长度大于规范规定的长度，但同时水枪的反作用力也较大，不利于消防队员控制。因此可加大α值，取上限值α=60°，则有：如果水龙带长度为25m，则保护半径为：R=Ld+Ls=25X0.8+17.3Xcos60°≈28.7m对于一般性的建筑物，层高较小，如办公楼﹑旅馆等，假设取Hk=3m，α=45°，由(1)式可得：充实水柱长度虽然满足计算要求，却小于规范规定，而且对消防队员的安全不利。在这种情况下，应按规范规定的充实水柱长度，根据实际层高，来确定水枪射流上倾角α和保护半径R。此时，α值一般小于45°，从而充实水柱在平面的投影Ls相应增大，所以保护半径R也相应加大，由图1可以计算出：Ls≈11.1m，则R=31.1m。表1列出了一般情况下对应层高的保护半径。mSk2.2145sin15mSk3.1760sin15mSk2.445sin3表1已知层高H1，计算保护半径RH1(m)2.83.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.0Sk(m)2.52.83.54.24.95.76.47.17.88.59.29.910.611.3Sk＇(m)11.511.511.511.511.511.511.511.511.511.511.511.511.511.5α(度)910131518202326293134374144R(m)31.431.331.231.130.930.830.630.330.129.929.529.228.728.3H1(m)9.510.010.511.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.0Sk(m)12.012.713.414.114.815.616.317.017.718.419.119.820.521.2Sk＇(m)12.012.713.414.114.815.616.317.017.017.017.017.017.017.3α(度)4545454545454545475053555960R(m)28.529.029.530.030.531.031.532.031.630.930.229.828.828.7注：(1)最小设计流量5L/s;(2)消火栓栓口直径65mm,水枪喷嘴直径19mm,水龙带长度25m;(3)Sk为水枪射流上倾角α=45°时的水枪充实水柱长度；(4)Sk＇为推荐使用的水枪充实水柱的设计长度。4结论(1)水枪射流上倾角α的上限值为60°，下限值根据层高和充实水柱长度确定；(2)室内消火栓的保护半径在满足灭火功能的前提下，应尽可能加大，以实现建筑物的经济性。参考文献[1]GB50045-95(1999年版)高层民用建筑设计防火规范.[2]GBJ16-87(1997年版)建筑设计防火规范.[3]陈耀宗，姜文源等主编.建筑给水排水设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1995.[4]姜文源主编.建筑灭火设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997.OntheDesignofProtectedRadiusofIndoorFireHydrantsZhangLicheng(ShenyangArchitecturalandCivilEngineeringInstitute,Shenyang,110015)AbstractThispaperanalyzesandcalculatestheprotectedradiusofindoorfirehydrants,whichincludesthedecisionofthelengthofsolidwatercolumnanditsprojectivelengthonthefloorandtheirinfluenceupontheprotectedradius.Andfinallysuggeststhevaluesofprotectedradius.KeywordsIndoorFireHydrants;ProtectedRadius;Design