论文部分内容阅读
【摘 要】 目前，高层建筑结构的复杂程度和高度越来越大，这对建筑消防系统提出了更高的要求。本文从高层建筑的室内消火栓的布置原则出发，阐述了消火栓布置点的选取和消火栓的高度、间距计算。
【关键词】 高层建筑 消火栓 布置
高层建筑中，消火栓是建筑设计的关键环节，它是建筑正常使用的前提，是人民生命财产的保障。在高层建筑消火栓的布置上，必须根据建筑结构分析火灾蔓延的扩散路线，人员的疏散渠道和消防员的救援等情况，科学合理的在防火分区布置消火栓，选择消火栓安置点，设置好消火栓的高度和间距，保证有两只水枪的充足水柱同时达到室内的任何部位，达到消防灭火的功能，保障人民生命财产安全。
1 高层建筑室内消火栓布置原则
1.1 两支水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位
消防水龙带一般有两种长度：20 m和25 m，设计时水龙带长度应采用25 m。水龙带长度25 m，折减系数0.8，实际敷设长度则为20m。灭火时，消防队员持水枪应能进入每一个房间灭火，所以，消火栓距离所保护区域的最远端房间的门口应该在20 m之内。队员进入房间后，可以利用充实水柱灭火。一般设计一支水枪的流量为5L/s，对应的充实水柱为11.7 m（不可机械地套用规范规定的不小于7 m、10 m、和13 m，如达到13 m的条件应采用13 m），则受到该消火栓有效保护的范围为8.27m。如果房间超出此范围，必然要调整消防队员的位置和消火栓的设置位置。
1.2 消火栓的间距不能太小
《高层民用建筑设计防火规范》规定高层建筑室内消火栓的间距不应大于30 m，裙房不应大于50 m。保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位，最简单、经济的办法是在保护区域的中间位置设两个消火栓。但是，当两个消火栓布置得太近时，其中一个消火栓受到火灾威胁时，因为距离很近，另一个消火栓也会同样受到火灾的威胁，这样，就没有消火栓可以利用了。因此，为保证消防行动的实施，两个消火栓的间距不宜过小。
1.3 根据建筑防火分区布置消火栓
灭火时，若水带跨越防火分区从防火门通过，会使防火门无法正常关闭，不能起到防火的作用，导致火灾蔓延，造成更大的损失与伤亡。因此，在设计中应根据防火分区来布置室内消火栓，尽量做到每个防火分区有2支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。当同时使用的水枪数量只有1支时，应保证防火分区中任意1支水枪的充实水柱能到达其保护范围的室内任何位置。
1.4 根据建筑的整体结构布置消火栓
不同高层建筑内部结构不同，火灾发生时候的烟雾蔓延扩散，人流疏散路线不同。当发生火灾时，火灾产生的高温烟气密度比冷空气小，在浮力作用向上升起，遇到水平楼板或顶棚时改为沿水平方向继续流动，这就形成烟气的水平扩散。水平流动的烟气进入楼梯间、电梯及各种管道等竖直通道时，沿竖井向上流动，形成烟气的垂直扩散，到达建筑物上层部分再进入各楼层，又形成水平扩散。人员又多集中于高层建筑中上层，在疏散状态下，呈群集状态，其行走速度随人流密度增加而缓慢，比烟火蔓延速度慢，加上能见度低，毒烟熏呛，恐惧心里状态，会造成行为上的惊慌失措，这会严重阻碍消防员对消火栓额寻找和消防行动的展开。因此，在布置消火栓时候，必须考虑到建筑整体结构，模拟出火势烟雾扩散路线和人流疏散通道，降低消防员发现消火栓的时间，以便于消防行动顺利展开。
2 高层建筑消火栓布置点选择
2.1 防烟楼梯内部设置消火栓
按照《高层民用建筑设计防火规范》消火栓立管和供水边缘立管应设于封闭楼梯间，或者位于与封闭楼梯间等效防火的位置。有防护场所需设置的消火栓设在防烟楼梯间内。防烟楼梯间主要作用是火灾时供人员疏散，与防护场所采用防火门相连，火灾时防火门紧闭，可供人员疏散又可挡住烟气，故防火门处一个缝隙也不可有。若将消火栓设在防烟楼梯间内，防护场所失火，消防水龙带得穿过防火门才可到达防护场所救火，防火门则关不严，防烟楼梯间会充满烟气，失去其安全可靠性。建议防护场所的消火栓应设在防护区内，不可设在防烟楼梯间内，否则将失去其灭火作用。
2.2 防火分区布置消火栓
若建筑物每层面积较大，则每层平面要分成若干个防火分区。一般采用防火卷帘、防火墙加防火门等形成若干个防火分区。因为火灾时相邻的防火卷帘落下至底，起防火墙的作用，消防水龙带根本无法从该处通过，而防火门需紧闭，也不允许消防水龙带通过。此时应注意要按防火分区来设置消火栓，也就是说消火栓不可跨防火分区使用（无论是平面分区还是竖向分区）。
2.3 消防电梯前室布置消火栓
按照《高规》消防电梯间前室应设消火栓。消火栓布置仅消防电梯前室允许设消火栓，而楼梯间不允许设消火栓。原因是消火栓设在楼梯间会破坏楼梯间的密封性，即使防排烟功能被削弱或被破坏，影响疏散，通常消火栓设在走廊内。走廊内的消火栓火灾时没有保护，而且走廊内又充满烟气，往往本层着火点附近的消火栓消防队员无法取用，消防队员要使用本层较远的消火栓或者着火层上下层的消火栓，或者由消防车供水，水龙带沿楼梯敷设至着火层，这样同样会破坏封闭楼梯间的防烟功能。
3 高层建筑消火栓高度和间距的设计
3.1 消火栓高度的设置
按照《建规》消火栓栓口距地高度为1.1m，一般设在楼梯间半层平台处，消防立管设在平台内或平台外。由于半层平台在标准层标高处有梁，故消防箱只能明设，不太美观。这种布置最好要加大半层平台的宽度，以便行走。住宅采用这种布置方法，若半层平台外挑，在二侧设砖墙，消火栓暗设则更好。
3.2 消火栓间距的设计
（1）水枪充实水柱的确定
灭火所需水枪充实水柱可根据下式计算确定
式中：S计是灭火所需水枪充实水柱（m）；H1是楼层层高（m）；H2是水枪离楼地面高度 ， 一般取为1m；α是枪射流与楼地面的夹角（45°≤α≤60°）。当建筑层高在 6m 以下时， 它所需水枪充实水柱可不必进行理论计算， 直接套用 《规范》 值就能满足要求。 因为当建筑层高在 6m 以下时， 其所需水枪充实水柱的理论计算值都小于 《规范》 值。
（2）室内消火栓保护半径
室内消火栓保护半径按下式计算确定：
式中：R是室内消火栓保护半径 （m）；Ld是水带敷设长度 （m）， 一般取水带实际长度的 80%～90%；Ls是水枪充实水柱在楼地面上的水平投影长度（m）。
（3）消火栓间距的设计
综合 《建规》 第 8.4.3 条第 7 款与 《高规》 第7.4.6.1 条的规定， 计算室内消火栓间距的理论依据为：除建筑高度不大于 24m， 且体积不大于 5000平方米的多层建筑中， 可采用一支水枪的充实水柱达到室内任何部位外，其他建筑室内消火栓的布置都应保证同层相邻两个消火栓水枪的充实水柱同时达到室内任何部位。
对于单排布置室内消火栓应该用下面公式：
对于多排布置室内消火栓应该用下面的公式：
式中：L计是消火栓的间距；R是室内消火栓保护半径（m）；b是室内消火栓的最大保护宽度 （m）。
4 结语
室内消火栓是重要的建筑灭火设施之一，如何正确地确定室内消火栓布置间距是合理布置室内消火栓的关键。在布置消火栓时必须使理论结合实际合理确定室内消火栓布置位置和消火栓布置间距。
参考文献
[1] 周展浩.消火栓系统设计问题探讨[J]. 给水排水. 2010（03）
[2] 张宏宇，李明昌.确定室内消火栓布置间距的常见问题分析[J]. 中国给水排水. 2009（06）
[3] 霍亮，王俊波，李四龙. 建筑室内消火栓设计[J]. 中国新技术新产品. 2009（18）
【关键词】 高层建筑 消火栓 布置
高层建筑中，消火栓是建筑设计的关键环节，它是建筑正常使用的前提，是人民生命财产的保障。在高层建筑消火栓的布置上，必须根据建筑结构分析火灾蔓延的扩散路线，人员的疏散渠道和消防员的救援等情况，科学合理的在防火分区布置消火栓，选择消火栓安置点，设置好消火栓的高度和间距，保证有两只水枪的充足水柱同时达到室内的任何部位，达到消防灭火的功能，保障人民生命财产安全。
1 高层建筑室内消火栓布置原则
1.1 两支水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位
消防水龙带一般有两种长度：20 m和25 m，设计时水龙带长度应采用25 m。水龙带长度25 m，折减系数0.8，实际敷设长度则为20m。灭火时，消防队员持水枪应能进入每一个房间灭火，所以，消火栓距离所保护区域的最远端房间的门口应该在20 m之内。队员进入房间后，可以利用充实水柱灭火。一般设计一支水枪的流量为5L/s，对应的充实水柱为11.7 m（不可机械地套用规范规定的不小于7 m、10 m、和13 m，如达到13 m的条件应采用13 m），则受到该消火栓有效保护的范围为8.27m。如果房间超出此范围，必然要调整消防队员的位置和消火栓的设置位置。
1.2 消火栓的间距不能太小
《高层民用建筑设计防火规范》规定高层建筑室内消火栓的间距不应大于30 m，裙房不应大于50 m。保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内的任何部位，最简单、经济的办法是在保护区域的中间位置设两个消火栓。但是，当两个消火栓布置得太近时，其中一个消火栓受到火灾威胁时，因为距离很近，另一个消火栓也会同样受到火灾的威胁，这样，就没有消火栓可以利用了。因此，为保证消防行动的实施，两个消火栓的间距不宜过小。
1.3 根据建筑防火分区布置消火栓
灭火时，若水带跨越防火分区从防火门通过，会使防火门无法正常关闭，不能起到防火的作用，导致火灾蔓延，造成更大的损失与伤亡。因此，在设计中应根据防火分区来布置室内消火栓，尽量做到每个防火分区有2支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。当同时使用的水枪数量只有1支时，应保证防火分区中任意1支水枪的充实水柱能到达其保护范围的室内任何位置。
1.4 根据建筑的整体结构布置消火栓
不同高层建筑内部结构不同，火灾发生时候的烟雾蔓延扩散，人流疏散路线不同。当发生火灾时，火灾产生的高温烟气密度比冷空气小，在浮力作用向上升起，遇到水平楼板或顶棚时改为沿水平方向继续流动，这就形成烟气的水平扩散。水平流动的烟气进入楼梯间、电梯及各种管道等竖直通道时，沿竖井向上流动，形成烟气的垂直扩散，到达建筑物上层部分再进入各楼层，又形成水平扩散。人员又多集中于高层建筑中上层，在疏散状态下，呈群集状态，其行走速度随人流密度增加而缓慢，比烟火蔓延速度慢，加上能见度低，毒烟熏呛，恐惧心里状态，会造成行为上的惊慌失措，这会严重阻碍消防员对消火栓额寻找和消防行动的展开。因此，在布置消火栓时候，必须考虑到建筑整体结构，模拟出火势烟雾扩散路线和人流疏散通道，降低消防员发现消火栓的时间，以便于消防行动顺利展开。
2 高层建筑消火栓布置点选择
2.1 防烟楼梯内部设置消火栓
按照《高层民用建筑设计防火规范》消火栓立管和供水边缘立管应设于封闭楼梯间，或者位于与封闭楼梯间等效防火的位置。有防护场所需设置的消火栓设在防烟楼梯间内。防烟楼梯间主要作用是火灾时供人员疏散，与防护场所采用防火门相连，火灾时防火门紧闭，可供人员疏散又可挡住烟气，故防火门处一个缝隙也不可有。若将消火栓设在防烟楼梯间内，防护场所失火，消防水龙带得穿过防火门才可到达防护场所救火，防火门则关不严，防烟楼梯间会充满烟气，失去其安全可靠性。建议防护场所的消火栓应设在防护区内，不可设在防烟楼梯间内，否则将失去其灭火作用。
2.2 防火分区布置消火栓
若建筑物每层面积较大，则每层平面要分成若干个防火分区。一般采用防火卷帘、防火墙加防火门等形成若干个防火分区。因为火灾时相邻的防火卷帘落下至底，起防火墙的作用，消防水龙带根本无法从该处通过，而防火门需紧闭，也不允许消防水龙带通过。此时应注意要按防火分区来设置消火栓，也就是说消火栓不可跨防火分区使用（无论是平面分区还是竖向分区）。
2.3 消防电梯前室布置消火栓
按照《高规》消防电梯间前室应设消火栓。消火栓布置仅消防电梯前室允许设消火栓，而楼梯间不允许设消火栓。原因是消火栓设在楼梯间会破坏楼梯间的密封性，即使防排烟功能被削弱或被破坏，影响疏散，通常消火栓设在走廊内。走廊内的消火栓火灾时没有保护，而且走廊内又充满烟气，往往本层着火点附近的消火栓消防队员无法取用，消防队员要使用本层较远的消火栓或者着火层上下层的消火栓，或者由消防车供水，水龙带沿楼梯敷设至着火层，这样同样会破坏封闭楼梯间的防烟功能。
3 高层建筑消火栓高度和间距的设计
3.1 消火栓高度的设置
按照《建规》消火栓栓口距地高度为1.1m，一般设在楼梯间半层平台处，消防立管设在平台内或平台外。由于半层平台在标准层标高处有梁，故消防箱只能明设，不太美观。这种布置最好要加大半层平台的宽度，以便行走。住宅采用这种布置方法，若半层平台外挑，在二侧设砖墙，消火栓暗设则更好。
3.2 消火栓间距的设计
（1）水枪充实水柱的确定
灭火所需水枪充实水柱可根据下式计算确定
式中：S计是灭火所需水枪充实水柱（m）；H1是楼层层高（m）；H2是水枪离楼地面高度 ， 一般取为1m；α是枪射流与楼地面的夹角（45°≤α≤60°）。当建筑层高在 6m 以下时， 它所需水枪充实水柱可不必进行理论计算， 直接套用 《规范》 值就能满足要求。 因为当建筑层高在 6m 以下时， 其所需水枪充实水柱的理论计算值都小于 《规范》 值。
（2）室内消火栓保护半径
室内消火栓保护半径按下式计算确定：
式中：R是室内消火栓保护半径 （m）；Ld是水带敷设长度 （m）， 一般取水带实际长度的 80%～90%；Ls是水枪充实水柱在楼地面上的水平投影长度（m）。
（3）消火栓间距的设计
综合 《建规》 第 8.4.3 条第 7 款与 《高规》 第7.4.6.1 条的规定， 计算室内消火栓间距的理论依据为：除建筑高度不大于 24m， 且体积不大于 5000平方米的多层建筑中， 可采用一支水枪的充实水柱达到室内任何部位外，其他建筑室内消火栓的布置都应保证同层相邻两个消火栓水枪的充实水柱同时达到室内任何部位。
对于单排布置室内消火栓应该用下面公式：
对于多排布置室内消火栓应该用下面的公式：
式中：L计是消火栓的间距；R是室内消火栓保护半径（m）；b是室内消火栓的最大保护宽度 （m）。
4 结语
室内消火栓是重要的建筑灭火设施之一，如何正确地确定室内消火栓布置间距是合理布置室内消火栓的关键。在布置消火栓时必须使理论结合实际合理确定室内消火栓布置位置和消火栓布置间距。
参考文献
[1] 周展浩.消火栓系统设计问题探讨[J]. 给水排水. 2010（03）
[2] 张宏宇，李明昌.确定室内消火栓布置间距的常见问题分析[J]. 中国给水排水. 2009（06）
[3] 霍亮，王俊波，李四龙. 建筑室内消火栓设计[J]. 中国新技术新产品. 2009（18）