讨论消火栓保护半径和充实水柱的计算问题

本帖最后由 版专攻 于 2015-4-29 17:57 编辑

以下文章转自一滩乐水丶技术群 设计-水-Liu @liulecang 的文章，供大家讨论

关于大家讨论的消火栓保护半径和充实水柱的计算问题，感谢@麻豆的钻研精神，我觉得结论是：充实水柱水平投影不应该简单地按cos45°×层高计算。

上图为《消规》10.2.1截图，请注意规范中的“时”字，说明并不是一定要按45°计算。

上图为设计手册截图，其中关于α的解释为“水枪上倾角，一般可采用45°，最大上倾角不应大于60°”

我认为，手册说明是想表达倾角不宜过大。一般按45°算，最大不能超过60°，因为角度过大对消防员来说难度大大增加。所以规定了上限，而没有提下限。而规范按45度计算，应该是为了保险起见，取个角度较大值，从而得出较小的保护距离。

以下是我摘录的一篇文章，觉得关于消火栓布置讲得挺详细的，给大家分享一下。其中标红部分我觉得比较关键。

关于消火栓保护半径和充实水柱的计算

消火栓保护半径的讨论
关于消火栓保护半径的认识，大家都有很多的看法，规范里面给出了计算方法，但是许多人在应用的时候方法并不对，故此我在这里给大家谈谈具体的计算方法，有不周到的地方希望大家给与指正。
　　首先我们看《建筑设计防火规范》GB50016—2006（以下简称《建规》）8.6.2条所述：
　　二、室内消火栓的布置，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。建筑高度小于或等于24m时，且体积小于或等于5000m3的库房，可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不应小于7m，但甲、乙类厂房、超过六层的民用建筑、超过四层的厂房和库房内，不应小于10m；高层工业建筑、高架库房内，水枪的充实水柱不应小于13m水柱；
　　我们考虑无论是一只水枪还是两支水枪同时到达，首先需要确定一只水枪的保护范围到底有多大，根据消火栓的保护半径计算公式：
　　R=kLd+Ls
　　其中R——消火栓保护半径，m
　　k------消防水龙带的折减系数，取0.8~0.9
　　Ld--------消防水龙带的长度。
　　Ls--------水枪充实水柱长度在平面上的投影长度，m,当水枪倾角为α时，Ls=cosαSk
　　上面的充实水柱长度Sk=(H1-H2)/sinα
　　其中H1-------室内最高着火点离地面高度，m，
　　H2-------水枪喷嘴离地面高度，一般取1米。
　　α--------水枪上倾角，一般为45°，最大不应超过60°。
　　Sk的计算公式按照计算手册选用，《建规》中的公式有所简化，为：
　　Sk=H层高/sinα，
　　考虑手册中的相对合理些，故仍然采用手册中公式计算。
　　在列出以上计算公式后，我们开始讨论各项的取值问题，前面的水龙带长度和折减系数，《建规》中推荐采用20米长水龙带，但是现在设计人员多采用25米水龙带，而且较为普遍，故此我们本次讨论还是以25米水龙带作为例子。
　　下面再来看Ls的计算，先考虑Sk的计算，，规范在计算时的例子1是一个厂房，高度10米，计算出来的充实水柱Sk=14.1米，因为大于单层厂房要求的7米，故采用14.1米 ，例子2中是一个高层厂房层高5米，计算出的Sk为7.07米，小于规范要求的13米，故采用13米。
　　看了规范的计算之后，我们具体来讨论一下规范后面的这第二个例子，我们在计算时是应该按照7.07米来计算保护半径呢，还是按照13米来计算我们的保护半径，这点规范没有交代，如果按照7.07米来计算，那么保护半径应该是：
　　R=kLd+Ls=0.8x25+cos45°x7.07=20+5=25米
　　如果按照13米来计算，那么保护半径应该是：
　　R=kLd+Ls=0.8x25+cos45°x13=20+9.2=29.2米
　　两者相差了4.2米，显然区别很大，但是我们可以明显看出直接选用13米来计算是有问题的，问题在哪儿呢？就是在规范假设的45°的情况下，13米的水柱根本就喷不了那么高，因为水柱被楼板挡住了，那么是不是应该按照7.07米去计算呢？也不对，因为我们实际选用的是13米充实水柱，那么我们需要考虑在13米的情况下的消火栓的具体使用情况，这里面有个α角度的选择问题，如果我们把α角度选择的小一些，那么显然水柱的投影就会大一些，我们可以来假设计算一下，13米的充实水柱正好到达楼板时的α角，应该有等式：
　　Sinα=(H1-H2)/Sk=(5-1)/13≈0.31
　　所以：α≈18°
　　此时，消火栓的保护半径应该等于
　　R=kLd+Ls=0.8x25+cos18°x13=20+9.2≈32米
　　可以看出这个应该才是真正的计算保护半径。
　　以上我们讨论的是理想情况，即不考虑建筑内的障碍物遮挡问题，在实际设计中我们应该考虑的问题有很多，因为我们知道如果我们的水枪不能拉到房间的门，或是走廊的转角处，即使水枪的充实水柱再长，也无法射到着火点，故我们还应该具体讨论一下水枪本身能够到达位置的问题。
　　要讨论这个问题，我们又要回过头去再看看前面的消防水龙带的折减系数k，规范里面它的取值是0.8~0.9，具体就是考虑建筑内走道弯曲多、遮挡物多的情况和建筑内较空旷少有障碍物的情况之间的区别，平面复杂的取小值，简单的取大值，水龙带的长度乘以系数k就是我们考虑的可以利用的真实的水带长度，有的地方的审图公司据说根据消防部门的意见，在用水带长度乘系数k之前要先减去1.1米的高度，这点上我认为缺乏规范依据支持，我本人并不赞成。
　　在计算出可利用水带长度后，我们再来讨论具体的布置问题，在厂房、仓库、地下车库等大面积的空旷地方，我们可以考虑按照保护半径画圆来核对是否能够满足两支水枪的要求，但是如果是在比较复杂的建筑里面应该具体考虑每只水枪按照具体的走行路线能够到达的位置来考虑，尤其要考虑水枪本身能够到达的位置是否有死角等等因素，还有需要考虑有些地方火灾时无法穿越的问题，比如不能穿越两面开门的防烟楼梯间等处，只有这样才能认为水枪布置的考虑是比较实际和合理的。
　　综上所述，我们可以看出我们有些设计人员在布置消火栓时，不考虑具体情况，一律按照28米的保护半径或是25米的保护半径来布置消火栓，并且只用画圆来核对满足两支水枪的要求，是有问题的，应该按照具体情况具体分析，才能真正做到设计合理。

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