建筑室内消火栓保护半径的探讨

王树阔

（十堰市消防支队防火处，湖北十堰442500）

室内消火栓是建筑灭火系统中基本的灭火设备，其布置的数量、位置及其系统的合理性，直接影响灭火的扑救效果和系统投资。根据现行《建筑设计防火规范》（GB50016－2006，2006年版，以下简称《建规》）及《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95，2005年版，以下简称《高规》）的要求，同层任何部位均应保证同层相邻的两个消火栓的充实水柱同时到达，因此在进行工程设计时，首先要进行消火栓保护半径的计算。

根据《全国民用建筑工程设计技术措施——给排水》（2009JSCS－3，2009年版），室内消火栓的保护半径计算公式如下：

式中：R—消火栓保护半径（m）；

K—水带弯曲折减系数，根据水带转弯数量取0.8～0.9；

Ld—水带长度（m）；

Ls—水枪充实水柱长度在平面上的投影长度（m），水枪倾角一般取45°～60°。

水枪充实水柱计算公式：

式中：Sk—水枪充实水柱长度（m）；

H1—室内最高着火点离地面高度（m）；

H2—水枪喷嘴离地面高度（m），一般为1m；

α—水枪上倾角，一般为45°，最大不应超过60°。

从上述两公式看出消火栓保护半径由两部分组成：水枪充实水柱长度在平面上的投影长度（Ls）是关键。规范及一些参考书目推荐的水枪充实水柱计算公式中的水枪上倾角，最大不超过60°，是出于消防队员扑火的安全及扑救效果，避免离着火点过近。最小取值45°，即Ls＝0.71 Sk。

在一般工程设计中，水龙带采用25米长，如果充实水柱为10m的话，消火栓的保护半径R＝25×0.8＋10 ×0.71＝27.1m。一些设计人员以此来布置消火栓，包括审图机构也是按此来判定消火栓的保护范围的。当然按此来布置消火栓，是比较安全的，但笔者认为任何工程都按水枪上倾角45°计算是值得商榷的。而公式（2）在实际工程运用中变得毫无意义。

我们看《建规》条文解释中给的例2：有一高层工业建筑，其层高为5m，试求水枪的充实水柱长度见图1。

图1 水柱长度计量模拟示例图

解：采用水枪的上倾角为45°：

则水枪的充实柱长度为5.66m，根据计算结果，水枪的充实柱长度仅需5.66m，但规范要求高层工业建筑的水枪充实水柱长度不应小于13m，因此该高层工业建筑的水枪充实水柱长度应用13m，而不采用5.66m。采用Sk＝13m，如果水枪上倾角还按45°计算，则其保护半径R＝25×0.8＋13× 0.71＝20＋9.23＝29.23m。

图2 水柱投影长度示例图

但实际情况应该如图2所示，充分利用水枪的充实水柱，达到理想扑救效果，水枪充实水柱长度在平面上的投影长度按如下公式：

而此时，消火栓的保护半径可达到R＝25×0.8＋11.4＝20＋11.4＝31.4m。水枪上倾角α＝17.9°，消火栓保护半径比29.23m，多出两米多。因此，在实际工程运用中，取用不同的充实水柱，其建筑层高不同，其保护半径也不同，应按水枪实际充实水柱在水平投影上的长度和建筑层高来确定消火栓的保护半径，这样有利提高消火栓的使用效率。

在直接取用规范规定的最小充实水柱及建筑层高来计算消火栓保护半径的同时，不能忽略在其相对应的充实水柱长度下其水枪流量的问题（见表1）：

表1 水枪充实水柱、压力和流量（衬胶水带DN65，25m长，水枪直径19mm）

在7m充实水柱时，其流量为3.78L／S，10m时为4.6L／S，而《建规》和《高规》对单只水枪的最小流量均有要求。《高规》里直接规定了每只水枪的最小流量应不小于5L／S，在进行消火栓保护半径计算时，直接取用10m是不对的，正确的步骤应按如下进行：

（1）确定建筑消防类别，选取规定的水枪充实水柱；

（2）复核选取的充实水柱对应的水枪流量是大于规范规定的最小流量；

（3）若符合，按选取的充实水柱长度及最不利的建筑层高，按公式（1）和公式（3）计算消火栓保护半径R。若不符合，按最小水枪流量选取对应的水枪充实水柱计算。见下例：

例：层高H＝3米，二类高层，其室内消防栓最小保护半径R为多少（见图3）？

已知：按规范要求，衬胶水龙带Ld＝25m，水枪最小流量为5L／S时，其充实水柱按表1可达11.4米，大于10米，满足要求。

根据公式（3）：

则R＝KLD＋LS（m）＝0.8×25＋11.2＝31.2（m）.

图3 消防栓最小保护半径示例图

结论：（1）室内消火栓保护半径应按水枪充实水柱在水平面上的投影长度及建筑层高来确定，不能笼统地按水枪上倾角45°～60°来计量。（2）公式（2）只适用于超过11米的高大空间计算。（3）在充实水柱选取时应考虑水枪的最小流量。