建筑, 是人类生活、生产休闲、娱乐等必不可缺的重要场所。正确处理建筑设计中遇到的消防问题, 直接关系到人民的生命财产安全。刚入行进行消防设计的设计人员很容易忽略某些规范规定, 导致消防设计存在缺憾, 埋下消防安全隐患。同时, 一项合理的消防工程设计还要考虑建设项目的投资造价, 消防工程设计应做到既安全适用, 又经济合理。现就在建筑室内消火栓给水系统中水枪充实水柱的相关问题做如下探讨。
从消防水枪射出的水流必须具有一定的强度和密实程度才能有效的扑灭火焰, 故规定由水枪喷嘴开始到射流90%的水柱水量穿过直径38mm圆圈的这段射流长度为充实水柱 (也称有效射程) , 设计时采用满足以上要求的一段水流作为消防射流 (见图1) 。
《建筑设计防火规范》GB 50016—2006 (以下简称建规) 第8.4.3.7条:室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。建筑高度小于等于24m且体积小于等于5000m3的多层仓库, 可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。水枪的充实水柱应经计算确定, 甲、乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过4层的厂房 (仓库) , 不应小于10m;高层厂房 (仓库) 、高架仓库和体积大于25000m3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑, 车站、码头、机场建筑等, 不应小于13.0m;其它建筑, 不宜小于7m。
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005年版) 以下简称高规第7.4.6.2条:水枪的充实水柱应经计算确定, 且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m;建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第7.1.3条:当室外消防给水采用高压或临时高压给水系统时, 车库的消防给水管道的压力应保证在消防用水量达到最大时, 最不利点水枪充实水柱不应小于10m。
《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009第7.6.2.1条:室内消火栓的水枪充实水柱应通过计算确定, 且不应小于10m。
《铁路工程设计防火规范》TB10063-2007 J774-2008第7.1.6条 (表7.1.6消火栓用水量及水枪充实水柱) 给出区段站、编组站调车场、区域性以上编组站出发场;中型及以下旅客列车站和其他中间站、越行站站台;大型旅客列车站站台;特大型旅客列车站站台、客车整备线 (库) 、备用客车存放线、机械保温车其水枪充实水柱不应小于10m, 洗罐所其水枪充实水柱不应小于13m。
以上防火规范中给出的充实水柱的数值仅限定了最小值, 消火栓充实水柱的确定还应考虑水枪的反作用力, 经过训练的消防队员能承受的最大反作用力不超过20kg, 一般人员不大于15kg, (充实水柱10m时, 水枪反作用力7.65kg;充实水柱14m时, 水枪反作用力13.80kg;充实水柱15m时, 水枪反作用力15.31kg;充实水柱16m时水枪反作用力18.42kg;充实水柱17m时, 水枪反作用力20.13kg;充实水柱18m时水枪反作用力24.38kg;) , 所以火场常用的充实水柱长度一般在 (10~15) m。
充实水柱Hm按下式计算:
式中:Hm为消防水枪充实水柱高度, m。
H1为室内最高着火点离地面的高度, m。
H2为消防水枪喷嘴离地面的高度, m。一般取1m。
α为消防水枪的上倾角, 一般采用45°, 最大不应超过60°。
例:某心研发楼工程, 建筑耐火等级二级, 每层为一个防火分区。建筑面积8349.81m2, 地上六层, 建筑高度23.40m, 建筑体积35550.68m3。首层层高3.9m, 其余各层均为3.6m。取α=45°
计算充实水柱:Hm= (H1-H2) /sinα= (3.9-1) /sin45°=4.1m
与建规第8.4.3.7条规定比较, 选择充实水柱长度为7m。
对于室内消火栓用水量的确定在《建筑设计防火规范》GB 50016—2006中8.4.1室内消防用水量应按下列规定经计算确定以下几点。
(1) 建筑物内同时设置室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统或固定消防炮灭火系统时, 其室内消防用水量应按需要同时开启的上述系统用水量之和计算;当上述多种消防系统需要同时开启时, 室内消火栓用水量可减少50%, 但不得小于10L/s。
(2) 室内消火栓用水量应根据水枪充实水柱长度和同时使用水枪数量经计算确定, 且不应小于 (表8.4.1室内消火栓用水量) 的规定。
由于规范中规定单只水枪最小流量5L/S, 保证此出流量的栓口压力造成水枪充实水柱约为11.4m (查《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水工程》第226页表7.1.5-2。流量为4.9L/S时, 造成水枪充实水柱为11m, 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压15m;流量为5.2L/S时, 造成水枪充实水柱为12m, 利用内插法计算, 计算得到水枪充实水柱11.4m。
最后确定本工程充实水柱11.4m, 既满足规范关于最小充实水柱7m的规定, 同时满足单只水枪最小流量5L/S时的规定, 水枪的反作用力也在消防人员承受范围内。
以上是在室内消火栓给水系统设计过程中所涉及的部分规范条文、计算公式的摘录、归纳、总结。总之要使室内消火栓系统的设计做到既安全可靠, 又经济适用, 应熟知相关的规范、条文的相关规定。在设计过程中要做到严格遵守规范, 特别是强制性条款的规定, 认真进行相应的计算, 与规范数据比较取大值。确保设计项目安全可靠。
摘要：对于本人设计工作中常用到的国家几种防火规范中关于室内消火栓系统中消火栓水枪充实水柱的规定加以罗列, 并以实际工程作为实例通过计算来加以分析、总结, 对室内消火栓给水系统的充实水柱设计 (确定) 提出自己的建议。
关键词：消火栓,充实水柱,设计
[1] GB5001616—2006, 建筑设计防火规范[S].中国计划出版社, 2006.
[2] GB50045—95, 高层民用建筑设计防火规范[S].中国计划出版社, 2005.
[3] GB50067-97, 汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].中国计划出版社, 1997.
[4] GB50098-2009, 人民防空工程设计防火规范》[S].中国计划出版社, 2009.
[5] TB10063-2007J774-2008, 铁路工程设计防火规范[S].中国铁道出版社, 2008.
[6] GB50015—2003, 建筑给水排水设计规范 (2009年版) [S].中国计划出版社, 2010.
[7] 全国民用建筑工程设计技术措施—给水排水工程[S].中国计划出版社, 2009.
[8] 张英.新编建筑给水排水工程[S].中国建筑工业出版社, 2002.
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