建筑室內(nèi)消火栓保護半徑的探討

王樹闊

（十堰市消防支隊防火處，湖北十堰442500）

室內(nèi)消火栓是建筑滅火系統(tǒng)中基本的滅火設(shè)備，其布置的數(shù)量、位置及其系統(tǒng)的合理性，直接影響滅火的撲救效果和系統(tǒng)投資。根據(jù)現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016－2006，2006年版，以下簡稱《建規(guī)》）及《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045－95，2005年版，以下簡稱《高規(guī)》）的要求，同層任何部位均應(yīng)保證同層相鄰的兩個消火栓的充實水柱同時到達，因此在進行工程設(shè)計時，首先要進行消火栓保護半徑的計算。

根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——給排水》（2009JSCS－3，2009年版），室內(nèi)消火栓的保護半徑計算公式如下：

式中：R—消火栓保護半徑（m）；

K—水帶彎曲折減系數(shù)，根據(jù)水帶轉(zhuǎn)彎數(shù)量取0.8～0.9；

Ld—水帶長度（m）；

Ls—水槍充實水柱長度在平面上的投影長度（m），水槍傾角一般取45°～60°。

水槍充實水柱計算公式：

式中：Sk—水槍充實水柱長度（m）；

H1—室內(nèi)最高著火點離地面高度（m）；

H2—水槍噴嘴離地面高度（m），一般為1m；

α—水槍上傾角，一般為45°，最大不應(yīng)超過60°。

從上述兩公式看出消火栓保護半徑由兩部分組成：水槍充實水柱長度在平面上的投影長度（Ls）是關(guān)鍵。規(guī)范及一些參考書目推薦的水槍充實水柱計算公式中的水槍上傾角，最大不超過60°，是出于消防隊員撲火的安全及撲救效果，避免離著火點過近。最小取值45°，即Ls＝0.71 Sk。

在一般工程設(shè)計中，水龍帶采用25米長，如果充實水柱為10m的話，消火栓的保護半徑R＝25×0.8＋10 ×0.71＝27.1m。一些設(shè)計人員以此來布置消火栓，包括審圖機構(gòu)也是按此來判定消火栓的保護范圍的。當(dāng)然按此來布置消火栓，是比較安全的，但筆者認(rèn)為任何工程都按水槍上傾角45°計算是值得商榷的。而公式（2）在實際工程運用中變得毫無意義。

我們看《建規(guī)》條文解釋中給的例2：有一高層工業(yè)建筑，其層高為5m，試求水槍的充實水柱長度見圖1。

圖1 水柱長度計量模擬示例圖

解：采用水槍的上傾角為45°：

則水槍的充實柱長度為5.66m，根據(jù)計算結(jié)果，水槍的充實柱長度僅需5.66m，但規(guī)范要求高層工業(yè)建筑的水槍充實水柱長度不應(yīng)小于13m，因此該高層工業(yè)建筑的水槍充實水柱長度應(yīng)用13m，而不采用5.66m。采用Sk＝13m，如果水槍上傾角還按45°計算，則其保護半徑R＝25×0.8＋13× 0.71＝20＋9.23＝29.23m。

圖2 水柱投影長度示例圖

但實際情況應(yīng)該如圖2所示，充分利用水槍的充實水柱，達到理想撲救效果，水槍充實水柱長度在平面上的投影長度按如下公式：

而此時，消火栓的保護半徑可達到R＝25×0.8＋11.4＝20＋11.4＝31.4m。水槍上傾角α＝17.9°，消火栓保護半徑比29.23m，多出兩米多。因此，在實際工程運用中，取用不同的充實水柱，其建筑層高不同，其保護半徑也不同，應(yīng)按水槍實際充實水柱在水平投影上的長度和建筑層高來確定消火栓的保護半徑，這樣有利提高消火栓的使用效率。

在直接取用規(guī)范規(guī)定的最小充實水柱及建筑層高來計算消火栓保護半徑的同時，不能忽略在其相對應(yīng)的充實水柱長度下其水槍流量的問題（見表1）：

表1 水槍充實水柱、壓力和流量（襯膠水帶DN65，25m長，水槍直徑19mm）

在7m充實水柱時，其流量為3.78L／S，10m時為4.6L／S，而《建規(guī)》和《高規(guī)》對單只水槍的最小流量均有要求?！陡咭?guī)》里直接規(guī)定了每只水槍的最小流量應(yīng)不小于5L／S，在進行消火栓保護半徑計算時，直接取用10m是不對的，正確的步驟應(yīng)按如下進行：

（1）確定建筑消防類別，選取規(guī)定的水槍充實水柱；

（2）復(fù)核選取的充實水柱對應(yīng)的水槍流量是大于規(guī)范規(guī)定的最小流量；

（3）若符合，按選取的充實水柱長度及最不利的建筑層高，按公式（1）和公式（3）計算消火栓保護半徑R。若不符合，按最小水槍流量選取對應(yīng)的水槍充實水柱計算。見下例：

例：層高H＝3米，二類高層，其室內(nèi)消防栓最小保護半徑R為多少（見圖3）？

已知：按規(guī)范要求，襯膠水龍帶Ld＝25m，水槍最小流量為5L／S時，其充實水柱按表1可達11.4米，大于10米，滿足要求。

根據(jù)公式（3）：

則R＝KLD＋LS（m）＝0.8×25＋11.2＝31.2（m）.

圖3 消防栓最小保護半徑示例圖

結(jié)論：（1）室內(nèi)消火栓保護半徑應(yīng)按水槍充實水柱在水平面上的投影長度及建筑層高來確定，不能籠統(tǒng)地按水槍上傾角45°～60°來計量。（2）公式（2）只適用于超過11米的高大空間計算。（3）在充實水柱選取時應(yīng)考慮水槍的最小流量。