消防培训消防水量设计手册解释经典.docx

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消防培训消防水量设计手册解释经典

如何设置消火栓与如何满足消防水量

　　近年来我国发生了不少大火和特大火灾，究其原因，多与消防给水设施不完善有关。

　　大火和特大火灾的不断出现，已引起人们的不安，各级政府和有关部门正在加大资金投入，以解决消防给水存在的问题。

　　消火栓设置不合理使火场缺乏水源，消防管道直径小和水压低使火场缺乏水量。

因此，如何设置消火栓与如何设置消火栓满足消防水量，是当前急需解决的迫切课题。

本人就此问题，介绍一些情况和做法，供给水设计人员，消防技术人员和有关同志们参考。

　　一、如何布置消火栓

　　消火栓是城镇和建筑物内主要的消防水源。

因此，消火栓设置是否合理，直接影响火场供水行动和扑救初期火灾的成败。

　　我国《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）和《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》），对城镇消火栓和建筑物室外消火栓的布置，均提出具体的要求。

贯彻《建规》和《高规》的消火栓布置合理要求，基本上能满足火场就近取水灭火需要。

　　为使同志们具体理解和执行《建规》和《高规》规定的条文，合理布置消火栓。

我在此作一简要的条文含义介绍，供同志们在工作中参考。

（一）《建规》对城镇消火栓要求

　　第832条第一款：

室外消火栓应沿道路设置，道路宽度超过60m时，宜在道路两边也设置消火栓，并宜靠近十字路口；

　　这一款规定的含义是：

　　城镇室外消火栓应沿道路设置，就是说室外消火栓应沿街道均匀设置，使街道两边的建筑物均能得到保护，同时便于消防车到达火场后就近取水灭火，扑灭初期火灾。

　　道路宽度超过60cm时，宜在道路两边设置消火栓，意思是说，道路宽度超过60cm时，一般是道路的主干道，交通繁忙，为不影响交通和火场可靠及时供水，应在主干道的两边铺设消防管道、设置消火栓。

　　消火栓设置宜靠近十字路口，因为十字路口交通方便，任何方向来的消防车都要经过十字路口，便于找到消火栓，及时供火场用水。

　　第832条第二款：

甲、乙、丙类液体储罐区和液化石油气储罐区的消火栓，应设在防火堤外。

但距罐壁15m范围内的消火栓，不应计算在该罐可使用的数量内；

　　消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。

　　这一款规定的含义是：

　　甲、乙、丙类液体储罐区和液化石油气储罐区的消火栓，应设在防火堤外。

因为油罐发生火灾后罐体可能发生局部破裂，油品将在防火堤内流散，防火堤内消火栓无法使用，液化石油气罐发生泄漏事故时，液化气比空气重液化气在防火堤内积存，或液化气起火，防火堤内的消火栓都无法使用，因此，消火栓应设在防火堤外。

　　但距罐壁15m范围内的消火栓，不应计算在该罐可使用的数量内。

因为液体储罐或液化石油气罐发生火灾后，辐射热很大，离着火罐15m范围内人员和设备受到威胁很大，且烘烤的灼热，使消防车无法靠近，人员无法操作，因此离着火罐15m范围内的消火栓即在防火堤外，也不应作为保护该看火罐需用的消火栓数量内。

　　消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。

这条意思是说，消防车往往使用吸水管从消火栓取水，供应火场用水，一般消防车带的吸水管长度为3—4m，为便于消防车快速取水和便于操作，消火栓应尽量靠近马路也离路边不要超过2m。

消火栓应离开建筑外墙远一些，防止建筑物起火时，建筑物上的散落物砸伤消防人员和损坏消防车，同时给消防队员在消火栓上接吸水管等操作留有一定的活动场地。

因此，消火栓与建筑物间应保持一定安全距离，但最小不宜小于5m。

　　第8、3、2条第三款：

室外消火栓的间距不应超过120m。

　　这条的含义是：

消防车的保护半径为150m，两街道之间规定的距离（建规6、0、1、条）不超过160m，保证沿街建筑物均有两个消火栓保护，则消火栓的间距为120m,如图1

　　AB=√AC2—BC2=√1502—802

　　　=√22500—6400=√16100

　　　=126.8m采用128m

　　图1消火栓间距计算图

　　为就近取水，争取扑灭初期火灾，消火栓间距不宜超过120m，最好小于120m，例如苏州市工业园区室外消火栓的间距采用70m。

　　一般情况下，在城镇街道设置消火栓时首先在十字路口先布置消火栓，再布置两个十字路口间的消火栓，如右图3甲、乙、丙三个消火栓。

在甲与乙和乙与丙消火间的间距为160m，根据两消火栓之间的最大间距不应超过120m的规定，应在甲与乙，乙与丙消火栓之间距不应超过120m的要求，这样布置实际上消火栓的间距为80m。

　　第832条第四款：

室外消火栓的保护半径不应超过150m。

在市政消火栓保护半径150m以内，如消防用水量不超过15时，可不再设室外消火栓。

　　这一条的含义是：

（1）消火栓是供消防车取水灭火的，消防车的保护半径就是消火栓的保护

半径。

消防车常规供水距离为150m。

因而消火栓的保护半径为150m。

这里指的是地面平坦的情况，若在丘陵地区的城市，地势不平时，应考虑消防车停靠地面标高火场地面标高（即建筑物的地面标高）的标高差影响，在消火栓保护的地势较高一边的保护半径应减少，如图2建筑物（A）

　　图2地势不平时消火栓保护半径

　　图3室外消火栓的布置

　　图2地势不平时消火栓保护半径的标高差H1，则消火栓对建筑物（A）的保护半径，可按公式

（1）计算：

　　R=150-1.15H1

（1）

　　式中：

　　R——消火栓实际保护半径，m；

　　150——平坦地面时消火栓保护半径，m；

　　1.15——采用直径80mm，麻质水带作干线，供应3支口径19mm水枪用水，水枪的有效射程为17m时的修正系数；

　　H1——较高一边建筑物地面与消火栓（或消防车）地面的标高差如图

（二）中的H1，m。

　　当被保护建筑物在消火栓地势较低一边时，仍应按消防车常规供水考虑，消火栓的保护车径仍按150m计算。

（2）在市政消火栓保护半径150m范围以内，如消防用水量不超过15L/S时，可不设室外消火栓。

此意思是建筑物四周均应设有消火栓对建筑物进行保护，但某些建筑物体积小或体积较小而耐火等级较高（或生产类别火灾危险性较低）则室外消防用水量较小，例如《建筑设计防火规范》规定的一、二级耐火等级，甲、乙、丙类生产厂房、建筑体积≤3000m3，或丁、戊类厂房建筑体积≤5000m3；一、二级甲、乙、丙类库房、建筑体积≤3000m3或丁、戊类库房，建筑体积≤5000m3；三级耐火等级的乙、丙类厂房和库房，建筑体积≤5000m3或丁、戊类厂房和库房，建筑体积≤5000m3；三级耐火等级民用建筑，建筑体积≤3000m3，四级耐火等级丁、戊类厂房和库房为民用建筑体积≤3000m3；粮食总储量（或总容量）≤500t以下的圆筒仓或土圆囤，以及不起过5000t的煤和焦炭塘场等，室外的消防用水量均为15L/S（为1个消火栓的供水量），当在市政消火栓150m保护范围内（1个市政消火栓能供应15L/S消防用水量）时，为节省投资，可在建筑物室外不再增放室外消火栓。

　　第832条节五款：

室外消火栓的数量应按室外消防用水量计算决定，每个室外消火栓的用水量应按15L/S计算。

　　这一条的含义是：

　　城镇室外消火栓沿街道布置的消火栓数量，除按规定在街道十字路设置消火栓外，在各建筑物四周150m范围的，还应有足够数量的消火栓数。

其数量可按公式1计算。

　　N=Q外/10-15

（1）

　　式中：

　　N——建筑物室外消火栓数量，个；

　　Q外——《建规》规定的室外消火栓用水量L/S；

　　10-15——每个消火栓供水量可按其平均用水量，13L/S，试决定其150m范围内应设置消火柱数。

　　解：

　　N=45/13=3.46个，采用4个。

　　第832条第六款：

室外地上的消火栓应有一个直径150mm或100mm和两个直径为65mm的栓口。

这一规定的含义是：

（1）市政室外地上式消火栓在火场供水中目标明显，易于发现和便于操作，而在冬季不冻结的地区，应首选地上式消火栓。

（2）地上式消火栓一般采用1个直径100mm和两个直径65mm栓口的消火栓；目前大中城市均配备大功率消防车，其用水量较大，配备直径150mm的吸水胶管，因此，在城市消防给水管网的干线管道上，宜放置1个直径150mm和两个直径65mm栓口的消火栓。

　　第832条第七款：

室外地下式消火栓应有直径100mm和65mm的栓口各一个，普有明显的标志。

　　此一规定的含义是：

（1）市政室外地下式消火栓可防冻结，因而在寒冷地区常采用地下式消火栓。

（2）目前地下式消火栓的规格仅有一种，即为1个直径100mm和1个直径65mm的两个栓口的消火栓。

　　（3）市政地下式消火栓比较隐蔽，不防碍交通，但在火场上发现消火栓较困难。

因此，要求在设有地下消火栓附近，设立明显标志，指示地下消火栓的位置。

（二）高层建筑室外消火栓的布置

　　高层民用建筑室外消火栓的布置，应符合《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

　　《建规》对城镇街道消火栓作了规定，而《高规》对高层民用建筑室外消火栓作了规定，《高规》第736条和737条对室外消火栓的规定如下：

　　第736条室外消火栓的数量应按本规范第722规定的室外消火栓用水量径计算确定，每个消火栓的用水量为10-15L/S，其含义是：

　　高层建筑室外消火栓的数量可按公式

（2）计算。

　　N=q/10-15

（2）

　　式中：

　　N——高层建筑室外消火栓数量1个；

　　q——高层建筑室外消火栓用水量，见高规第722条的规定水量L/S；

　　10-15——每一个室外消火栓计算的流量L/S。

　　举例：

有一幢建筑高度超过50m的商住楼其室外应设多少消火栓？

　　解：

查《高规》第722条表722消火栓给水系统的用水量表，建筑高度超过50m商住楼，室外消火栓用水量为30L/S。

　　则该商住楼四周40m内应有室外消火栓数为：

　　N=q/10-15=30/10-15=3-2个，采用3个。

（2）室外消火栓沿高层建筑四周均匀布置，消火栓距高层建筑外墙距离不宜小于5m，并不大于40m，距路边的距离不宜大于2m。

在该范围内的市政消火栓可计入室外消火栓数量。

　　这一款的含义是：

　　高层建筑四周40m内设有环建筑物的消防给水管道，在环状给水管道上布置消火栓时，应均匀布置。

消火栓距保护建筑物的距离不宜小于5m，以防着火建筑物上的散落物砸伤消防人员，同时离建筑物有5m以上的距离，也便于消防车从消火栓取水时，消防队员有操作的场地。

但消火栓离被保护高层建筑物的距离也不宜超过40m，以利消防车靠近被保护建筑物（一般不宜超过2条水带的长度），及时出水扑灭初期火灾，也利于消防指挥员在火场上的指挥供水。

消火栓距路不宜大于2m，以利使用吸水管从消火栓取水的操作。

　　高层建筑若靠近城市主干道，且主干道上设有较大口径管道，且水压较高，设在该干管上的市政消火栓，一般水量大水压高供水量较大，该消火栓离被保护的高层建筑物的距离不超过40m时，可作为该高层建筑物的室外消火栓。

　　第737条：

室外消火栓宜采用地上式。

当采用地下式消火栓时，应有明显标志。

　　这一条款的含义是：

高层建筑物四周应设有环高层建筑的消防管道，在该环状管道上设置地上式消火栓，因为地上消火栓使用方便，若采用地下式消火栓，应该有指示消火栓所在位置的标志，以利消防队在火场迅速发现和及时出水。

　　（三）室内消火栓的布置

　　低层建筑物内设置的室内消火栓，主要供居民、职工使用，用于扑灭建筑物内的初期火灾。

低层建筑物发生大火，主要立足于消防池，使用移动式消防装备扑灭火灾。

　　高层建筑物发生火灾立足于建筑物内消防设备自救。

重要的高层建筑物一般要求设置自动喷水灭火设备，控制和扑灭初期火灾，高层建筑大火扑救立足于室内消火栓给水设施。

一般高层建筑物的初期火灾和大火的扑救，均立足于室内消火栓给水设备自救。

移动式消防装备仅为高层建筑物扑救火灾的辅助灭火设备。

重要的高层建筑物除应设置自动喷水灭火设备扑救初期火灾外，还应设置消防卷盘供居民扑灭初期火灾。

　　《建筑设计防火规范》对室内消火栓的要求：

　　1、第862条第一款：

设有消防给水的建筑物，其各层（无可燃物的设备层除外）均应设置消火栓

　　本条款的含义是：

按《建规》规定应设消防给水系统（见《建规》第841条和第842条）的建筑物，每一层均应设置消火栓，以利扑灭火灾。

但建筑物的设备层中的设备及其包装物品均为不燃烧体，且在管理过程中也没有可能放置可燃物的设备层，确实没有着火的可能性，则其设备层可不设室内消火栓。

若设备层有可能存放可燃物品的，仍应设置消火栓。

　　2、第8.6.2条第二款：

室内消火栓的布置应保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。

建筑高度小于或等于24m时，且体积小于或等于5000m库房，可采用1支水枪充实水柱到达室内任何部位。

水枪的充实水枪长度应由计算确定，一般不应小于7m，但甲、乙类厂房，超过6层的民用建筑，超过4层的厂房和库房内，水枪的充实水枪不应小于13m。

　　本条款的含义是：

（1）室内消火栓的布置应保证有两支水枪的充实水枪到达室内任何部位。

　　要求相邻两支水枪的充实水枪同时到达室内任何部位如图（四），消火栓的间距应按公式（3）计算：

　　S=√R2-b2（3）

　　式中：

S——消火栓间距，m；

　　R——消火栓保护半径，m；

　　R=L+h

　　式中：

　　R——消火栓保护半径（m）

　　L——水带铺设长度，室内消火栓配备的水带长度为25m，铺设长度为配备长度的90%（水带弯曲系数），则水带铺设长度为25*0.9=22.5m；

　　h——当水枪射流上倾角为45度时，h为地板面至最高点的高度，m。

　　b——消火栓最大保护宽度，m。

　　图（四）中A、B、C、D、E为消火栓，BF为消火栓的保护半径R，FC为消火栓的最大保护宽度b，BC为消火栓的间距S。

　　A、E两个室内消火栓应尽量靠近走道的端头，使两端头的房间均能受到两个消火栓水枪充实水柱的保护。

（2）建筑高度小于或等于24m时，且体积小于或等于5000m3库房，可采用1支水枪的充实水柱到达室内任何部位。

　　仅要求1支水枪的充实水柱到达室内任何部位如图（五），消火栓的间距，

　　应按公式（4）计算：

　　S=2√R2-b2（4）

　　式中的符合意义同公式（3）

　　A单排布置消火栓

　　图4两支水枪充实水栓同时到达室内任何部位时消火栓的布置

　　B双排布置消火栓

　　图4两支水枪充实水栓同时到达室内任何部位时消火栓的布置

　　A单排布置室内消火栓

　　图5两支水枪充实水栓同时到达室内任何部位时消火栓的布置

　　图（五）1支水枪充实水柱到达室内任何部位时的室内消火栓布置

　　图（五）中A、B、C为室内消火栓；R为消火栓保护半径；B为消火栓的最大保护宽度，S为消火栓的间距。

　　在室内布置消火栓时，A、B两个消火枪距墙端的距离应为0.7R，这样可以保证端头室得到1支水枪的保护。

　　在室内布置双排消火栓时，消火栓的间距不应超过1.4R（R为消火栓保护半径，m）。

　　（3）水枪的充实水柱由计算决定，一般不应小于7m，但甲、乙类厂房超过6层的民用建筑、超过四层的厂房和库房内，不应小于10m；高层工业建筑、高架库房内，水枪的充实水柱不应小于13m。

　　水枪的充实水柱长度与室内楼层高度和水枪的上倾角有关，如图（六）

　　B双排布置室内消火栓

　　图5两支水枪充实水栓同时到达室内任何部位时消火栓的布置

　　图6室内消防水枪充实水柱SK计算图

　　楼层高度为H，水枪与墙壁的距离为S，水枪射流上倾角为45度，则S=H，AC为充实水柱长度SK，因此ABC为直角三角形，则SK的长度为：

　　SK=√S2+h2=√2h

　　　=1.4.4h（5）

　　式中SK为充实水柱长度（m），H为建筑楼层高度（m）。

即室内充实水柱长度SK应为层高H的1.414倍。

　　在使用不同口径水枪，要求不同充实水柱长度时，其相应的水枪喷嘴压力和流量，如表1。

　　表1不同充实水柱长充时的喷嘴压力和流量

有效射程（充实水柱

（m）

喷嘴口径

13毫米

喷嘴口径

16毫米

喷嘴口径

19毫米

喷嘴口径

22毫米

喷嘴口径

25毫米

压力万帕米水柱

流量秒/升

压力万帕米水柱

流量秒/升

压力万帕米水柱

流量秒/升

压力万帕米水柱

流量秒/升

压力万帕米水柱

流量秒/升

6.0

8.1

1.7

8.0

2.5

7.5

3.5

7.5

4.6

7.5

5.9

7.0

9.6

1.8

9.2

2.7

9.0

3.8

8.7

5.0

8.5

6.4

8.0

11.2

2.0

10.5

2.9

10.5

4.1

10.0

5.4

10.0

6.9

9.0

13.0

2.1

12.5

3.1

12.0

4.3

11.5

5.8

11.5

7.4

10.0

15.0

2.3

14.0

3.3

13.5

4.6

13.0

6.1

13.0

7.8

11.0

17.0

2.4

16.0

3.5

15.0

4.9

14.5

6.5

14.5

8.3

12.0

19.0

2.6

17.5

3.8

17.0

5.2

16.5

6.8

16.0

8.7

12.5

21.5

2.7

19.5

4.0

18.5

5.4

18.0

7.2

17.5

9.1

13.0

24.0

2.9

22.0

4.2

20.5

5.7

20.0

7.5

19.0

9.6

13.5

26.5

3.0

24.0

4.4

22.5

6.0

21.5

7.8

21.0

10.0

14.0

29.5

3.2

26.5

4.6

24.5

6.2

6.5

23.5

8.2

22.5

10.04

15.0

33.0

3.4

29.0

4.8

27.0

6.5

25.5

8.5

24.5

10.08

15.5

37.0

3.6

32.0

5.1

29.5

6.8

28.0

8.9

27.0

11.3

16.0

41.5

3.8

35.5

5.3

32.5

7.1

30.5

9.3

29.0

11.7

17.0

47.0

4.0

39.5

5.6

35.5

7.5

33.5

9.7

31.5

12.2

17.5

53.0

4.3

43.5

5.9

39.0

7.8

36.5

10.1

34.5

12.8

18.0

61.0

4.6

48.5

6.2

43.0

8.2

39.5

10.6

37.5

13.3

19.0

70.5

4.9

54.5

6.6

47.5

8.7

43.5

11.1

40.5

13.9

19.5

82.0

5.3

61.5

7.0

52.5

9.1

47.6

11.7

44.5

14.5

20.0

98.0

5.8

70.0

7.5

59.0

9.6

52.5

12.2

48.5

15.2

　　当计算出来的充实水柱长度小于7m时，仍应采用7m（充实水柱太短，火场辐射热会伤及灭火人员，最少不能小于7m）；当甲、乙类厂房，超过6层的民用建筑、超过4层的厂房和库房，计算出来的充实水柱长度小于10m时，仍应采用10m（以利保证有一定的压力和质量，有效地扑灭火灾）；高层工业建筑、高架库房，计算出来的充实水柱长度小于13m时，仍应采用13m。

　　3、第8.6.2条第三款：

室内消火栓栓口处的静水压不应超过80mH2O时，如超过80mH2时，应采用分区给水系统。

消火栓栓口处的出水压力超过50mH2O时，应有减压设施。

　　这一条款的含义是：

（1）室内消火栓柱口处的静水压力不应超过80mH2，如超过80mH2时，应采用分区给水系统。

这主要考虑管网的耐压问题，因为室内消火栓在扑灭火灾过程中，水枪手转移阵地需瞬时关闭水枪，在管网中造成水锤，同时消防车通过水泵接合器向室内管网供水时，亦会造成水锤。

在灭火过程中瞬时关闭水枪或瞬时供应，常造成较高的水锤压力（少则数万帕，大则数十万帕或更高），这样水锤压力和管网的静水压力之和，不应超过一般涂锌钢管的强度，否则会造成管网系统损坏，因此，静水压力超过80mH2时，应采用分区（将高层建筑上下分成数个给水系统）给水系统。

高层建筑每个分区给水系统的层数少，也增加消防给水的安全度。

（2）消火栓栓口处的出水压力超过50mH2时，应有减压设施。

因为消火栓接出水带和水枪灭火时，水枪射流有反作用力。

反作用力太大，水枪手就难以把住水枪。

根据测试和统计，每个人能支持水枪的反作用力的能力；如表2

　　表2每个人能支撑的水枪反作用力（kg或牛顿）

持枪人员

一般女人

一般男人

经过训练消防队员

能支持反作用力的平均值（kg）

13（130牛）

15（150牛）

20（200牛）

　　因为室内消火栓配备的水枪，一般采用口径19mm水枪，当采用口径19mm水枪时，反作用力不超过20kg，此时水枪喷嘴处的压力P，可按水枪反作用力计算公式求得，反作用力计算公式F=2APL式中F为水枪反作用力，kg计；A为口径19mm水枪口的面积0.785*1.92=2.83cm2，则

　　P=F/2A=20/2*2.83

　　=3.53万帕（mH2O）

　　水枪口径19mm，喷嘴压力35.5mH2O时，查表

（一），水枪流量为7.5L/S，则消火栓处的出口压力为H=SdQ2（水带25m长压力损失）+S枪Q2（水枪喷嘴压力）。

　　室内消火栓配备口径65mm麻质水带，长度25m，当长度为20m时，水带阻力系数为Sd=0.086，25m长时Sd=25/20*0.086=0.1075；水枪口径19mm时，水枪喷嘴阻力系数S枪=0.634。

则

　　Ｈ枪口＝SdQ2＋S枪Q2

　　　　　＝0.1075*7.52+0.634*7.52

　　　　　=6.0468+35.66

　　　　　=41.70mH2O

　　从计算出来的消火栓栓口压力（41.7mH2）可以看出，要使消防队员能把住水枪，室内消火栓栓口处的压力不应超过41.7mH2，超过41.7mH2O时，就应进行减压，为设计方便，《建规》本款规定消火栓栓口压力超过50mH2时，应采取减压设施。

　　4、第8.6.2条第四款：

消防电梯前室应设室内消火栓。

因为设有消防电梯的建筑物着火后，消防队员均乘坐消防电梯到达着火楼层，为使消防队员从消防电梯前室进入走道救火，应在消防电梯前室设置供消防队员发起进攻，为消防队员使用前室消火栓上的水枪，从前室进入走道打开通路，应在前室内设置室内消火栓。

　　5、第8.6.2条第五款：

室内消火栓应设在明显易于取用地点。

栓口离地面高度为1.1m，其出口方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90度角。

　　这一款的含义是：

发生火灾后人员心