室内消火栓系统设计中充实水柱确定的探讨——室内消火栓箱的设置要求
关键词:消火栓设计丰富水柱
中国图书馆分类法。:TU892文件识别代码:A货号:1672-3791(2012)05(b)-0056-01建筑是人类生活、生产、休闲、娱乐不可缺少的重要场所。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。刚进入消防设计的设计师很容易忽略一些规范，导致消防设计存在短板，消防存在隐患。同时，合理的消防工程设计还应考虑建筑工程的投资成本，消防工程设计应安全、适用、经济。本文就建筑室内消火栓给水系统中水枪充水柱的相关问题探讨如下。
1正确理解水枪充实水柱的含义
消防水枪喷出的水必须具有一定的强度和密实度，才能有效熄灭火焰。因此规定，从消防水枪的喷嘴喷出的射流长度到射流中90%的水通过一个直径为38mm的圆的时间为一个全水柱(也叫有效射程)，设计中采用一段满足上述要求的水作为消防水射流(见图1)。
2防火规范对充实水柱的规定:
《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)第8.4.3.7条:室内消火栓的布置应保证每个防火分区同一楼层的两支水枪的满水柱同时到达任一部位。对于建筑高度24m及以下，容积5000m3及以下的多层仓库，可采用1水枪，充实水柱，达到室内任何部位。水枪的满水柱应通过计算确定，甲、乙类厂房、6层以上公共建筑和4层以上厂房(仓库)的数量不应小于10m；高层厂房(仓库)、高架仓库、商店、体育馆、影剧院、会堂、展览馆、车站、码头、机场建筑等。容积大于25000m3的不应小于13.0m；其他建筑不应小于7m。
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95(2005年版))以下简称高层规范第7.4.6.2条:水枪的满水柱应通过计算确定，建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于100m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m
《汽车库、修理库及停车场设计防火规范》第7.1.3条:室外消防给水采用高压或临时高压给水系统时，应保证车库内消防给水管道的压力，最不利点水枪富集的水柱不应小于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消火栓用水量和水枪充水柱)给出了区间站、编组站、区域级以上编组站的始发站；中型及以下客运火车站等中间站和越野站站台；大型客运火车站站台；特大型客运站站台、客车整备线(库)、备用客车存放线、机械保温车的水枪水柱不小于10m，洗罐站水枪水柱不小于13m。
上述防火规范给出的富集水柱数值仅限于最小值，消火栓富集水柱的确定还应考虑水枪的反作用力。受训消防员能承受的最大反作用力不超过20kg，一般人不超过15kg(当充实水柱为10m时，水枪的反作用力为7.65kg水柱14m时，水枪的反作用力为13.80kg；水柱为15m时，水枪的反作用力为15.438+0kg；水柱为16m时，水枪的反作用力为18.42kg；水柱17m时，水枪的反作用力为20.13kg；水柱18m时，水枪的反作用力为24.38kg)，所以火场常用的富集水柱长度一般为(10 ~ 15) m。
3富集水柱的计算
富集水柱Hm根据以下公式计算:
Hm=(H1-H2)/sinα
式中:Hm为消防水枪富集的水柱高度，m。
H1为室内最高火点距地面的高度，m。
H2是消防水枪的喷嘴距地面的高度，m .一般取1m。
α为消防水枪向上倾斜的角度，一般为45°，最大不得超过60°。
4个工程实例
举例:R&D某建筑工程，建筑耐火等级为二级，每层为一个防火分区。建筑面积为8349.81m2，地上六层，建筑高度为23.40m，建筑体积为35550.68m3，首层高度为3.9m，其余为3.6m..取α = 45。
计算满水柱:hm =(h 1-H2)/sinα=(3.9-1)/sin 45 = 4.1m。
与建筑规范第8.4.3.7条的规定相比，富集水柱长度为7m。
《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)第8.4.1条室内消火栓用水量的确定，应按下列规定计算确定。
(1)当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式消防炮灭火系统时，室内消防用水量按要求同时开启的上述系统用水量之和计算；当上述消防系统需要同时启动时，室内消火栓用水量可减少50%，但不小于10L/s。
(2)室内消火栓的用水量应根据水枪充实水柱的长度和同时使用的水枪数量计算确定，且不应小于表8.4.1的规定。
由于规范规定单支水枪的最小流量为5L/S，为保证这一流量而使水枪充实水柱的喷嘴压力约为11.4m(参见《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，水枪水柱为11m，水枪喷嘴所需水压为15m。流量为5.2L/S时，水枪水柱为12m。经插值计算，水枪水柱为11.4m..
最终确定本工程的富集水柱为11.4m，既满足规范对最小富集水柱7m的要求，又满足单支水枪最小流量5L/S的要求，水枪的反作用力也在消防人员的承受范围内。
5结论
以上是对室内消火栓给水系统设计中涉及的一些规范和计算公式的摘抄、归纳和总结。总之，为了使室内消火栓系统的设计安全、可靠、经济，我们应该熟悉相关的法规和规定。在设计过程中，应严格遵守规范，特别是强制性条文，认真计算相应的数值，并与规范进行比较。确保设计项目的安全性和可靠性。
参考
[1]GB 5001616—2006，建筑设计防火规范[S]。中国规划出版社，2006。
[2] GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范[S].中国规划出版社，2005。
[3] GB50067-97，汽车库、修理库和停车场设计防火规范[S]。中国规划出版社，1997。
[4] GB50098-2009，《人民防空工程设计防火规范》[S]。中国规划出版社，2009。
Tb10063-2007J774-2008，铁路工程设计防火规范[S]。中国铁道出版社，2008。
[6] GB 50015-2003，《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].中国规划出版社，2009。
[8]张颖。新编制的建筑给水排水工程[S]。中国建筑工业出版社，2002。