浅谈室内消火栓保护半径及屋面排水系统

浅谈室内消火栓保护半径及屋面排水系统

郭智莲

广东华方工程设计有限公司东莞设计部525000

【摘要】室内消火栓的保护半径会随建筑物层高，水枪上倾角和水枪充实水柱的变化而变化；屋面雨水排水系统根据使用要求选择不同的暴雨重现期和排放系统。

【关键词】室内消火栓；保护半径；雨水斗；天沟；压力流

1、室内消火栓保护半径的数值是可变的

室内消火栓保护半径的确定，是室内消火栓系统设计最基本最常用的技术和工作程序。大家都知道，消火栓保护半径计算公式为：R=kLd+Ls（m）

Ld--水龙带长度（m），一般为25m

Ls--水枪充实水柱在平面上的投影长度（m）

k—水龙带弯曲折减系数，宜根据水带转弯数量取0.8~0.9

SK--水枪充实水柱长度（m）

θ--水枪上倾角

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），一般取1m

因绝大多数情况，消火栓流量需满足≥5L/s，对应19mm直流水枪的充实水柱为11.4m，水枪上倾角45°时其充实水柱垂直投影长度8.06m，可满足≤9m层高建筑的灭火要求，这种情况，最大

建筑层高大于9.0m时，出于尽量降低水枪处操作压力的考虑：一般水枪上倾角釆用45°到60°，层高超过13.0m的厂房水枪上倾角最好采用60°，这时

从上表中可见，太大的充实水柱长度是不可取的，充实水柱长度17m时，水枪喷嘴压力高达33.5m，消防队员操作时已比较困难，所以层高超过12.0m厂房，水枪上倾角宜釆用60°，这样可降低要求的充实水柱长度，减小消防队员操作难度。同时采用60°的上倾角度，消火栓保护半径也会对应减小，设计层高超过12米的厂房时应特别注意。

（二）屋面雨水系统设计

1.屋面雨水排放系统设计中重现期选择和溢流设施

建筑给水排水设计规范规定建筑屋面雨水排水工程应设置溢流口等溢流设施，同时规定了屋面雨水排水系统与溢流设施总排水能力，一般建筑不小于10年重现期的雨水量，重要公共建筑、高层建筑不应小于50年重现期的雨水量。实际工程设计中，考虑到排水管设置与建筑立面整体效果难以统一协调，给排水专业可以将屋面雨水排水管道按雨水重现期为5年进行设计，再通过增设溢流口将整个屋面雨水排水能力提高至10年或以上，溢流口的设置不影响建筑立面，这样既达到了规范的要求，又免除了与建筑专业的协作。

2.钢结构厂房屋面雨水排放系统设计应注意的一些问题

钢结构厂房的屋面与其天沟在连接处设有搭缝，故天沟中水位高超过搭缝时，不可避免地雨水就会从搭缝处翻入室内造成漏雨损失。还有钢结构厂房屋面天沟深度经常受屋面檩条高度的限制而不可能设计得很深，高度一般在200mm左右，而有效深度仅150mm左右。另外钢结构厂房屋面坡度较混凝土屋面大（常见为5%），屋面急流而下的雨水在天沟处产生冲击涌流，极易从天沟翻水进入室内。基于以上的原因，钢结构厂房屋面雨水系统设计时应慎重考虑，准确计算。首先建议设计取较大的暴雨强度重现期，有溢流设施时重现期不小于10a，不设溢流设施时重现期至少取20a，要求高的外资项目重现期可取50a。其次，雨水斗具有整流作用，可以避免水流形成过大旋涡，可以稳定斗前水位，减少进水搀气并能拦截树叶等杂物。而实际工程中往往很多承包商直在钢天沟板上开孔，并在天沟焊钢短管与雨水立管相连。这种做法大大降低了雨水系统的排水能力，树叶等杂物极易进入雨水管成系统堵塞。因此设计文件中必须明确雨水斗的制作、安装、设置要求，选用国标时应注明选用的国标图集号和具体型号（钢天沟雨水斗与混凝土天沟雨水斗的制安装均不同），并且在项目设计交底时提请承包商注意。

3.压力流（虹吸式）屋面雨水排放系统的应用

压力流（虹吸式）屋面雨水排放系统在国外已有几十年使用历史，其工作原理是利用雨水斗与排出管之间的几何高差，降雨强度达到设计值时，管道内呈满流状态，雨水从水平管流入立管跌落时管道内形成负压产生虹吸作用，可以快速排出雨水。压力流雨水排放系统的核心组件是压力流雨水斗，核心技术是压力流雨水斗的水力模型，但并不是采用了压力流雨水斗就可实现压力流排水，它是一套完整的系统，每一个组件都必须经专业设计计算软件计算确定，才能使系统在设计工况形成单相满管流，迅速排除屋面雨水。现场需局部修改管路系统时，还得用计算软件重新校核新管路，必要时需要修改一些管件的尺寸。压力流雨水排放系统应用于大型或型复杂的屋面时比重力流系统有更多优越性，相同设计要求条件，设计出的系统会更简单方便，能够更好地满足建筑外型要求。但压力流雨水排放系统的价格是传统重力流雨水系统的1.5~2.5倍，且缺少相关的设计规范和资料，设计计算需由专业供应商的专用软件完成，再加上习惯因素的影响，该系统在国内应用还不是很多。目前这种系统的应用呈上升趋势，相信随着经济的发展，建筑使用要求的不断提高，压力流屋面雨水排放系统的应用会越来越多。

4.雨水斗与雨水立管应密连

工程实际中还经常发现，由于雨水斗多为钢制或铸铁材质，而雨水立管比较普遍釆用UPVC雨水管，承包商就用室外用UPVC雨水方斗作为钢制雨水斗与UPVC雨水立管的过渡连件，但雨水斗与连方斗不是密连，较大暴雨时此处极易泛水成室内水溃损失，因此提醒同行工程师注意。解决的办法，一是设计文件中明确雨水斗与雨水立管应密连并注明选用节点的国标图集号，并且在项目设计交底时提请承包商注意，二是雨水立管选用镀锌钢管，以方便雨水立管与雨水斗以焊或螺纹连方式直密连。

以上是本人工作多年的设计工作体会与总结，希望能与业中同仁一起交流探讨，共同提高，其中的观点不一定成熟，甚至有可能是不正确的，欢迎多予批评指正。

参考文献：

[1]全国民用建设工程设计技术措施2009中国计划出版社

[2]建筑给水排水设计手册中国建筑工业出版社

[3]建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年版）