室內(nèi)消火栓的有效保護距離探討

張 穩(wěn)

上海鏵曦房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 上海 200120

正文：

前言

目前，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，建筑市場活躍，各式各樣的建筑層數(shù)不窮，內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，由此，建筑的防火更須謹慎，采取的措施更加多樣化，而這必然要求對于建筑設(shè)計人員更加謹慎細心，更好的理解規(guī)范，把握設(shè)計的原則。對于火災(zāi)，最有效最直接的救火方式就是室內(nèi)消火栓與噴淋系統(tǒng)，本文通過數(shù)學理論分析等，對室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)中規(guī)范未詳細論證的消火栓保護距離問題，進行深入探討分析。

1 規(guī)范相關(guān)規(guī)定及一般要求

消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：

7．4．12 室內(nèi)消火栓栓口壓力和消防水槍充實水柱，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 消火栓栓口動壓力不應(yīng)大于0.50MPa；當大于0.70MPa時必須設(shè)置減壓裝置；

2 高層建筑、廠房、庫房和室內(nèi)凈空高度超過8m的民用建筑等場所，消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.35MPa，且消防水槍充實水柱應(yīng)按13m計算；其他場所，消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.25MPa，且消防水槍充實水柱應(yīng)按10m計算。

故可看出，規(guī)范中關(guān)于消火栓距離水壓等的不同要求進行歸納，新的規(guī)范要求的消防水槍的充實水柱分為2種基本類型，臨界值分別為10m、13m。

2消火栓保護距離的計算公式：

室內(nèi)消火栓的保護距離按照此公式計算：

此公式中，若計算出消火栓的保護半徑需要知道三個相關(guān)量，而水帶的長度、折減系數(shù)都有比較明確的值。而不明確的就是h--水槍傾斜時的水平投影。它的計算值和水槍出水口的水壓、水流量、水槍噴射時傾斜角、樓層高度均有關(guān)系，通過限定變量，對變量因子進行定量分析，來討論不同情況下的值。

3消火栓口壓力與充實水柱的計算：

此公式中只需確定Hq、Hd的值，則可確定消火栓口的水壓---Hxh。所以對這兩個值分別進行分析求解。

水帶的損失--Hd的計算按照此公式：

麻織取系數(shù)：0.00430 襯膠取系數(shù)：0.00712 。

考慮空氣阻力推導(dǎo)出

水槍噴嘴壓力Hq與射流量qxh之間的關(guān)系可用下列公式計算：

B：水槍水流特性系數(shù)，與水槍噴嘴口徑有關(guān)，可查表如下：

水槍噴射直徑B（mm）： 19mm ，B= 1.577

4消火栓保護距離影響因素的探討

取單位質(zhì)量的水元作為研究對象，計算其從水槍嘴噴射后的噴射軌跡。

分別求出充實水柱分別為10、13m時的噴口平均流速：15.84m/s，19.36m/s 。

結(jié)合公式9、 10、11，得出表格如下：

?

由于滅火噴射距離受到建筑高度的限制，因此討論三個常見層高，分別為3.0m，4.0m，5.0m 。由于手持水槍，距離地面大約為1m，為從距地面1m處算起的高度，即分別取2.0m，3.0m，4.0m 。水槍噴射角度，常用的為45°-- 60°，在此分析45°和60°兩種情況，其他情況可以參照這兩種情況進行適當選取。當水槍碰到最頂部時候，水柱的水平噴射距離,即為水槍充實水柱傾斜時的水平投影。

根據(jù)公式1、公式9、公式10推導(dǎo)出充實水柱、噴射角度、水平噴射距離、消火栓保護距離如下表。（其中公式1中的彎曲折減系數(shù)取0.9）

當使用19mm口徑水槍、水帶長25m ：

?

由以上表格數(shù)據(jù)可得，消火栓的保護距離受層高、水槍的噴射角度、充實水柱的大?。磯毫Γ┯绊?。

下面列出理想狀態(tài)下，不同角度噴射時，兩種不同充實水柱的噴射軌跡圖。

水槍45°噴射不同充實水柱的噴射軌跡圖

水槍60°噴射不同充實水柱的噴射軌跡圖

根據(jù)表格數(shù)據(jù)與噴射軌跡的定量、定性分析，可以得出以下結(jié)論：

1、當層高一定、噴射角度一定時，消火栓保護距離隨著充實水柱的增大而減小。

2、當層高一定，充實水柱一定時，消火栓保護距離隨水槍與水平夾角角度增大而減小。

3、當噴射角度一定，充實水柱一定時，消火栓保護距離隨層高的增大而增大。按照設(shè)計中常選用的25m長水帶、19mm水槍噴口的消火栓計，其保護距離，約從24.7m到27.4m不等。理論中，要根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的充實水柱的大小，考慮滅火時消防隊員的安全和撲滅效果而采用的水槍噴射角度，還有建筑物的層高等限制因素，來確定消火栓的保護半徑。設(shè)計時往往只是粗略的選用保護距離，往往忽略層高等的影響。在此，筆者理想狀態(tài)下計算了各種因素下的消火栓保護半徑，分析確定消火栓保護距離的三種影響因素。設(shè)計時，可以適當留有一些余量，適當選用消火栓滅火距離，以達到合理配置消火栓的目的。