室內(nèi)消火栓保護(hù)半徑的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、室內(nèi)消火栓保護(hù)半徑的設(shè)計(jì)計(jì)算摘要：通常消火栓水槍的充實(shí)水柱及消火栓保護(hù)半徑計(jì)算公式多以水槍上傾角為45°來考慮，這種做法有一定的局限性，不能充分發(fā)揮消火栓充實(shí)水柱的作用。本文提出充實(shí)水柱可以大于規(guī)范要求的最小充實(shí)水柱，減少消火栓的設(shè)置數(shù)量。在滿足消防安全的前提下，從充實(shí)水柱的選擇范圍角度對消火栓保護(hù)半徑的計(jì)算方法提出了新的看法。章編號(hào)：1009-2455（2000）06-0051-02 前言 有關(guān)技術(shù)書刊中推薦的消火栓水槍的充實(shí)水柱及消火栓保護(hù)半徑公式大多是以水槍上傾角45°來考慮的，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，45°傾角的情況是很少的。中國給水排水1999年第10期刊登了關(guān)

2、于消火栓保護(hù)半徑的計(jì)算一文，對此問題做出了一定的論述，但篇尾仍然推薦當(dāng)建筑物所需的最小充實(shí)水柱大于規(guī)范要求時(shí)，上傾角按45°考慮的公式，筆者認(rèn)為值得探討。 1兩種消火栓保護(hù)半徑的計(jì)算公式 1.1推薦的水槍上傾角為45°的消火栓保護(hù)半徑計(jì)算公式 R=Ld+Ls=Ld+0.71Sk (1)式中 R消火栓保護(hù)半徑，m； Ld水龍帶敷設(shè)長度，m,一般取20m，考慮到水龍帶的轉(zhuǎn)彎曲折應(yīng)為水龍帶長度乘以折減系數(shù)0.8； Ls水槍充實(shí)水柱在平面的上的投影長度，m； Sk水槍充實(shí)水柱的長度，m。1.2 合理的消火栓保護(hù)半徑公式 R=Ld+Ls=Ld+(Sk2-(H1-1)21/2 (2)

3、以上兩公式可以從水槍充實(shí)水柱圖見圖1推導(dǎo)得出。 1.3 水槍充實(shí)水柱計(jì)算公式 SK=(H1-H2)/sin(3) 式中H2-水槍噴嘴離地面的高度，m，一般取1m； -水槍上傾角，度。 由此公式(3)看出：充實(shí)水柱、層高、上傾角三者密切關(guān)聯(lián)。對于給定的某一建筑物來說，層高一定，上傾角和充實(shí)水柱為一一對應(yīng)關(guān)系，其大小可根據(jù)建筑物內(nèi)部布置情況靈活選定，上傾角45°只是其中一種情況。所有設(shè)計(jì)中上傾角皆取45°是不合理的。角度過大會(huì)加大消防人員消防時(shí)操作難度，因此需加以限制，一般規(guī)定不大于45°。下面從規(guī)范的要求進(jìn)一步討論此問題。 2規(guī)范要求的最小充實(shí)水柱 從不同類型建筑物

4、安全角度出發(fā)，規(guī)范規(guī)定了不同類型的建筑物的最小充實(shí)水柱。在消防設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：一般多層建筑室內(nèi)消火栓水槍充實(shí)水柱長度不應(yīng)小于7m；甲、乙類廠房、超過六層的民用建筑、超過四層的廠房和庫房內(nèi)消火栓的充實(shí)水柱長度不應(yīng)小于10m；建筑高度小于100m的高層民用建筑消火栓充實(shí)水柱不應(yīng)小于10m；高層工業(yè)建筑、高架庫房內(nèi)消火栓的充實(shí)水柱長度不應(yīng)小于13m。 3規(guī)范允許的最大充實(shí)水柱 水槍造成一定的充實(shí)水柱需一定的消火栓栓口水壓，消火栓栓口壓力愈大，消火栓水槍的充實(shí)水柱愈大，在消防規(guī)范中規(guī)定：消火栓栓口處的出水壓力超過0.5MPa時(shí)，應(yīng)有減壓措施。由此可見當(dāng)消火栓栓口壓力取0.5MPa水柱時(shí)，可對應(yīng)滿足規(guī)范

5、要求的一個(gè)最大消火栓水槍的充實(shí)水柱。 有關(guān)計(jì)算公式：3.1室內(nèi)消火栓栓口水壓計(jì)算公式1 Hxh=hd+h02h+hg+h0 (4) Hxh消火栓栓口所需水壓，mH2O； hd消防水龍帶的水頭損失，mH2O； hg水槍噴嘴要求壓力，mH2O； Ad消防水龍帶比阻，見表1； qxh消防水龍帶通過流量，其值等于水槍出流量，L/s； h0水槍損失，mH2O,一般取1.0mH2O； 表1 消防水龍帶比阻Ad值2水龍帶口徑/mm比阻Ad值帆布水帶、麻織水帶襯膠水帶500.015010.00677650.004300.001723.2 直流水槍技術(shù)特性關(guān)系式： qx2h=B.hg (5)式中 B水流特性系數(shù)

6、，見表2； 表2 常用噴嘴水流特性系數(shù)B值3水槍噴嘴直徑/mm131619B值0.3460.7931.5773.3 由（4）和（5）可得以下關(guān)系式 Hxh-h0=hd+hg=(Ad.Ld.B+1)hg (6)3.4 根據(jù)以上公式和直流水槍技術(shù)特性4當(dāng)水槍在消火栓栓口壓力為0.5MPa時(shí)，計(jì)算水槍噴嘴壓力及充實(shí)水柱，見表3所示。 表3 水槍噴嘴壓力及充實(shí)水柱水槍參數(shù)帆布水帶、麻織水帶襯膠水帶50655065水槍噴嘴直徑/mm131619131619噴嘴壓力/mH2O45.241.244.247.245.147.0充實(shí)水柱Sk/m16.617.218.217.017.618.94消火栓充實(shí)水柱的選

7、定 對于一個(gè)給定的建筑物，從某種程度上說，消火栓布置其實(shí)也是一個(gè)充實(shí)水柱在規(guī)范允許范圍內(nèi)的選定過程。為便于消火栓的布置和減少消火栓的數(shù)量，只要不因?yàn)槌鋵?shí)水柱過大影響到消火栓系統(tǒng)的分區(qū)及消防泵負(fù)荷過大，可盡量取消火栓水槍充實(shí)水柱較大值。 5確定消火栓的保護(hù)半徑公式 當(dāng)取45°時(shí)，由公式（3）可得H1=Sk×Sin45°+1 (7) 根據(jù)公式(7)可計(jì)算出當(dāng)上傾角為45°時(shí)，規(guī)范界定充實(shí)水柱對應(yīng)的建筑物層高見表4。 表4 規(guī)范界定充實(shí)水柱對應(yīng)的建筑特層高充實(shí)水柱/m71013界定層高/m6810當(dāng)建筑物的實(shí)際層高小于表4的界定層高時(shí)，Sk至少采用規(guī)范要求值。

8、此時(shí)若要充分利用充實(shí)水柱，上傾角肯定小于45°，在關(guān)于消火栓保護(hù)半徑的計(jì)算一文中已充分論述，本文不再贅述。 當(dāng)建筑物的實(shí)際層高大于等于表4的界定層高時(shí)，Sk在規(guī)范允許的范圍內(nèi)的選定范圍很寬，例如：某一民用多層建筑物一樓層高為8m大空間，根據(jù)規(guī)范要求，采用長20m的65mm麻織水帶和QZ19水槍，取上傾角為45°時(shí)Sk(8-1)/sin45°9.9m，即充實(shí)水柱Sk可在9.9m18.2m之間選擇 當(dāng)Sk=9.9m時(shí) R=Ld+0.71Sk=27.0m 當(dāng)Sk=15m時(shí) R=Ld+Ls=Ld+(Sk2-(H-1)21/2 =20+152-(8-1)21/2=34m 當(dāng)Sk=18m時(shí) R=Ld+Ls=Ld+(Sk2-(H-1)21/2 =