室内消火栓保护半径大算法

发布于：2015-12-03 09:21:03 来自：给排水工程/建筑消防给水 [复制转发]

室内消火栓保护半径资料整理

上会儿，我发帖子讨论了消火栓动压静压的问题；但是问题接踵而来啊。

我大四那会儿，《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50094-2014）刚好颁布。同时在大四下也才刚接触建筑给排水，对于基本没怎么看过专业书籍的小白，几乎不懂各种参数是怎么来的。比如消火栓的保护半径，也不知道到改取多少，只知道要是消防系统设计出问题了，就要吃官司了。幸亏有天正给排水，给我们省了好多问题。天正给排水给了设立了消火栓的保护半径。最大似乎为29.29m。所以毕设就按照这个设计。聪明如我，嘿嘿，怎么也不会超半径。对了，距离还是行走距离。

但现在真正的搞设计了，不能直接抄了。要是人家问起来，怎么装X。好歹也是工程设计师，怎么样看起来也是一个饱含技术含量的工作（说了违心的话，让我:'(:'(会儿）。可是实际上设计院大部分是直接用的是28~30m这个保护半径参数，问了师傅，师傅也只是深情款款的说：画你的图，管那么多干嘛？不~~~~（NO！！！)

嗯！为了科学。于是我深入的研究了保护半径的问题。胡谝了一大半，操刀上马。待我先上条文：

7.4.12 室内消火栓栓口压力和消防水枪充实水柱，应符合下列规定:
1 消火栓栓口动压力不应大于 0.50MPa ；当大于0.70MPa 时必须设置减压装置；
2 高层建筑、厂房、库房和 室内净空高度超过 8m 的民用建筑等场所，消火栓栓口动压不应小于 0.35MPa ，且消防水枪 充实水柱应按 13m 计算；其他场所，消火栓栓口动压不应小于 0.25MPa ，且消防水枪充实水柱应按 10m 计算。

在算室内消火栓的保护半径时，规范给了我们三个限制条件， 1. 栓口压力，2．充实水柱，3. 最小流量5L/s；

10.2.1 室内消火栓的保护半径可按下式计算:

这个里面Ls规定是以45°作为设计参数，为什么呢？老夫先卖一个关子，待我下文慢慢说~~~~~~；

充实水柱水平投影长度Ls的计算方式有两种：

1. Ls决定Sk：即先确定层高再确定Ls再算出Sk；

如右图：

Ls=（H-H1）/tanα （公式2）

Sk=（H-H1）/sinα （公式3）

H：为层高

H1：为喷嘴使用时的高度，通常为1.0~1.2m；

α：充实水柱与水平夹角；

‚ 2.Sk决定Ls：即先确定好Sk再算Ls，绕开夹角；

案例：

现在假设一个高层住宅，每层层高为3.0m，夹角α按照45°来设计；

Ls=（H-H1）/tanα=2m

Sk=（H-H1）/sinα=2.82m

2.82m<13m，这个差的有点大，肯定不合适。换一种计算方法，先保证13m的充实水柱。

1.要保证充实水柱不小于13m；

于是根据公式4可以求出：

充实水柱与水平夹角为：arccos（12.8/13）≈10°

因为对于13m的水柱，经计算。ZQ19所能产生的反作用力为116N<200N（单个消防人员所能控制的最大反作用力）。于是充实水柱的条件符合。

2.栓口动压不得小于0.35Mpa

消火栓栓口压力计算公式入下：

由《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）的7.4.12条文解释可以知道Hxh>0.35Mpa。因为这个计算有点长，而且不是保护半径的重点，故此直接引用条文。具体计算可以参考《给水排水设计手册》（第二册）以及《建筑给水排水》（王增长版）的计算。

3.最小流量为5L/s

流量与水枪的出口压力，以及水枪的特性系数有关。公式如下:

Hg已知为18.56m，ZQ19水枪的B（水枪水流特性系数）为1.577；则可以求出qxh=5.4L/s>5.0L/s。计算过程同参考上述资料。

如上三个条件均满足，此时充实水柱与水平夹角为10°；有了这个水平头投影长度那就可以计算保护半径了；根据保护半径的公式：

R=KsLd+Ls

水龙带长度为25m：R=0.8*25+12.8=32.8m

R=0.9*25+12.8=35.3m

即对于 3m层高的楼层，保护半径：R取值为 32.8m≤R≤35.3m

然而如果采用规范的推荐 45°的设计，那么 R的取值为22.82m≤R≤25.32m.相比较上述计算，这个值明显偏小而且不合理。

但是，为什么规范推荐的是45°作为设计角度呢?

我个人认为这是编制人员为了平衡水平投影距离和反作用力而取的一个理想值。应为当夹角小于45°时，充实水柱的水平投影增长，但是同时反作用力（水平方向）增大。当夹角大于45°时。反作用力（水平方向）随着角度增大而变小，但同时牺牲了充实水柱的水平投影长度。这种45°设计参数适应于当净空大于9.2m的建筑，对于这种建筑，可不要忘记设立消防水炮哦。如果我们的消防员非常木讷，拿着水枪始终保持45°灭火，我觉得他会受到处分的。嘿嘿 ~~~~~~

经过我后续的计算，在DN65消火栓栓口直径、25m水龙带，ZQ19水枪，在13m充实水柱的保证下:

对于层高为4.0m的建筑，保护半径仍能为: 32.7m≤R≤35.2m;

对于层高为5.0m的建筑，保护半径仍能为: 32.4m≤R≤34.9m;

嗯。算完了（长吁一口气）。终于明白了。天正给排水真是一个安全的又浪费的软件。不过我建议啊，因为考虑到行走距离的损失，所以最好还是按照30m~32m的保护半径来设计。不管怎样，设计有依据了。

这儿贴上上回儿的帖子：《消火栓动压静压问题辨析》： http://bbs.co188.com/thread-9194300-1-1.html 还有《化粪池容积与服务人数计算整理》： http://bbs.co188.com/thread-9195835-1-1.html

收听我！！持续发帖，Come on！
下回儿改发点啥呢？消火栓布置？消防高位水箱利用率？还是自喷保护半径？还是其它的呢~~~~

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