倉儲(chǔ)式物流中心的消防設(shè)計(jì)與探討

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簡(jiǎn)介： 丹尼斯物流中心是按照超高建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)的大型倉儲(chǔ)式物流中心，該建筑具有層高高(>12 m)、空間大、貨架布置密集、貨物擺放高的特點(diǎn)。通過對(duì)該工程的水消防設(shè)計(jì)，探討超高類倉儲(chǔ)式建筑的室內(nèi)消防用水量的計(jì)算、自動(dòng)噴水系統(tǒng)的方案選擇及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提出了一些規(guī)范中不太明確的問題，愿與同行們進(jìn)行商榷。
關(guān)鍵字：大型倉儲(chǔ)式物流建筑 消火栓 自動(dòng)噴水 設(shè)計(jì) 探討工程概況

1　工程概況

丹尼斯物流中心由鄭州丹尼斯百貨有限公司建造，隨著鄭州丹尼斯百貨規(guī)模的不斷擴(kuò)大，幾年間，由原來的人民路店逐漸發(fā)展為數(shù)個(gè)商店的連鎖商業(yè)。本工程位于鄭東新區(qū)航海東路與第一大街交匯處，該地塊東臨京珠高速公路，西臨一零七國道，交通條件便利。該工程建筑結(jié)構(gòu)為輕型坡屋頂鋼架結(jié)構(gòu)，建筑面積為21800m2，建筑最大層高為15．5 m，內(nèi)部設(shè)高架貨架區(qū)、低架貨架區(qū)、貨物分揀區(qū)。該物流中心儲(chǔ)存物品類別為丙類。該工程根據(jù)建筑面積和層高的不同分為四個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)的面積均控制在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“建規(guī)”)的允許范圍之內(nèi)(即不超過6000m2)。防火分區(qū)一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)包括部分高架貨架區(qū)和部分貨物分揀區(qū)，四區(qū)為夾層低架倉庫區(qū)。防火分區(qū)之間用耐火等級(jí)不小于3 h的防火卷簾、防火墻分隔。屋頂鋼梁、檁條及貨架均涂刷防火涂料，耐火等級(jí)不小于3h。

2 消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2．1 消防水源

本建筑有兩路水源，分別從不同的市政道路上引入兩根DN300的給水管，并在院區(qū)內(nèi)形成DN300的環(huán)狀給水管網(wǎng)。本工程所在地水壓約為0．30MPa。室外設(shè)250m3消防水池一座，消防水量不足的部分由市政給水管網(wǎng)補(bǔ)充。

2．2 室外消火栓系統(tǒng)

根據(jù)“建規(guī)”的規(guī)定，耐火等級(jí)為一、二級(jí)的丙類倉庫，室外消防用水量為：45 L／s。根據(jù)供水管網(wǎng)的水壓和供水量，室外消防采用常高壓供水系統(tǒng)?；貎?nèi)另有兩項(xiàng)建筑，由于場(chǎng)地東西長(zhǎng)380 m，南北寬120 m，考慮到消防車就近取水及工程的安全性，共設(shè)六個(gè)地上式消火栓，沿環(huán)狀消防車道及結(jié)合建筑單體布置情況均勻布置。

2．3 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

根據(jù)“建規(guī)”第8．5．2規(guī)定，室內(nèi)消火栓用水量為10L／s，同時(shí)使用水槍數(shù)量為2支，每支水槍的最小出水量為5L／s。由于高架貨架的貨物最高擺放高度為11．5 m，在撲滅火災(zāi)時(shí)，為防止消防人員被火焰輻射烤傷或倒塌的著火貨物砸傷，因此水槍的傾斜角度一般不宜超過45度，水槍傾斜射流的滅火示意圖如圖l所示。

經(jīng)計(jì)算，水槍的傾斜角為45’時(shí)所需的直流水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度為：SK＝(H1一H2)／sin45°＝1．41(H1一H2)＝1．41(11．5一1)＝14．8(m)。水槍口徑為19mm時(shí)，消火栓栓口壓力為0．265 MPa，流量為6．44 L／s。因此，本建筑的室內(nèi)消防設(shè)計(jì)用水量應(yīng)為12.88L／s。為安全起見，室內(nèi)消防設(shè)計(jì)用水量采用15L／s。

3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)方案選擇

根據(jù)工程的具體情況，對(duì)本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮了以下三種設(shè)計(jì)方案：

3．1 采用雨淋系統(tǒng)

根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“噴規(guī)”)4．2．5規(guī)定，室內(nèi)凈空高度超過6．1.1(即采用快速響應(yīng)早期抑制噴頭的倉庫，室內(nèi)最大凈空高度為12m)規(guī)定，但須迅速撲救初期火災(zāi)的，應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)。關(guān)于雨淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)問題，僅在“噴規(guī)”9．1．8中提到(雨淋系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按雨淋閥控制噴頭的流量之和確定；多個(gè)雨淋閥控制的并聯(lián)系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量應(yīng)按同時(shí)啟用雨淋閥的流量之和的最大值確定)。單個(gè)雨淋閥控制的作用面積，按規(guī)范5．0．1規(guī)定，中輕危險(xiǎn)級(jí)Ⅱ級(jí)為180m2，本建筑一個(gè)防火分區(qū)的面積為：6000m2，根據(jù)規(guī)范則需要安裝34個(gè)雨淋閥，如防火分區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)，噴頭動(dòng)作同時(shí)按幾個(gè)考慮?另外，倉儲(chǔ)式建筑是否屬于必須迅速撲救初期火災(zāi)的建筑，規(guī)范中并未明確規(guī)定。同時(shí)，我們考慮到初期火災(zāi)幾個(gè)噴頭噴水即可滅火，而雨淋系統(tǒng)一經(jīng)開啟，大量開式噴頭同時(shí)動(dòng)作，勢(shì)必造成水患。因此該工程采用雨淋系統(tǒng)有點(diǎn)欠妥。

3．2 采用大空間智能滅火裝置

近幾年來，為了滿足高大空間自動(dòng)噴水的要求，國內(nèi)幾家廠商研制出了大空間智能型主動(dòng)噴水滅火裝置，廣東省率先編寫出了《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。該滅火裝置的研制為解決超高建筑(H>12m)的設(shè)計(jì)提供了新的設(shè)計(jì)理念和方法。大空間智能滅火裝置，適宜于生產(chǎn)儲(chǔ)存A類物品、最大凈空高度為6～25 m的倉庫、廠房等場(chǎng)所。該裝置對(duì)所保護(hù)的區(qū)域始終處于全方位的監(jiān)控狀態(tài)，將紅外傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)信號(hào)處理和通信技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，完成從探測(cè)判斷火災(zāi)、到啟動(dòng)裝置射水滅火、停止噴水等全過程的控制。對(duì)于發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、撲滅早期火災(zāi)，比普通的濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)越性。但是，該規(guī)范目前僅為廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)，河南省是否能以該規(guī)范為設(shè)計(jì)依據(jù)，我們已申報(bào)省消防總隊(duì)征求意見，但遲遲沒有得到答復(fù)。另外，由于該投資造價(jià)特別高，設(shè)計(jì)者方案選擇時(shí)必須綜合考慮。

3．3 采用快速響應(yīng)早期滅火噴頭與貨架內(nèi)噴頭相結(jié)合的系統(tǒng)

根據(jù)建筑內(nèi)層高的不同和貨架布置形式的不同，采用不同類型的噴頭加以保護(hù)。對(duì)于建筑內(nèi)層高小于12 m的倉庫部分(貨架最大高度為6m)，根據(jù)“噴規(guī)”5．0．6，采用快速響應(yīng)早期抑制噴頭；對(duì)于建筑內(nèi)層高大于12 m的倉庫部分(貨架最大高度為11．5 m)，根據(jù)“噴規(guī)”5．0．6，僅在頂板下設(shè)置快速響應(yīng)早期抑制噴頭，將不能滿足有效滅火的需要，而在貨架內(nèi)增設(shè)噴頭，是對(duì)頂層噴頭滅火能力的補(bǔ)充，因此，我們采用了除在屋面頂板下布置流量系數(shù)為K＝200的快速響應(yīng)早期滅火噴頭外，還在貨架內(nèi)安裝流量系數(shù)K＝80的普通噴頭。該方案具有系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單、報(bào)警閥組數(shù)少、投資造價(jià)低，管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

通過對(duì)上述三種方案的比較，經(jīng)與當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T的協(xié)商，筆者認(rèn)為采用第三種設(shè)計(jì)方案具有造價(jià)低、系統(tǒng)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，因此采用該方案更加合理。

4 自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4．1 根據(jù)層高及防火分區(qū)的特點(diǎn)，管網(wǎng)系統(tǒng)分三個(gè)部分

(1)高架倉庫(H>12 m)部分按倉庫危險(xiǎn)等級(jí)Ⅱ級(jí)設(shè)計(jì)，屋面下設(shè)置流量系數(shù)為K＝200的快速響應(yīng)早期滅火閉式噴頭。噴頭布置間距為3．OmX 3．0m，噴水用水量為：90L／s。高架貨架分五層，每層層高為2m，若每層貨架內(nèi)設(shè)置噴頭，貨架內(nèi)貨物的擺放高度因噴頭的設(shè)置要求受到限制，且工作人員工作時(shí)極易誤碰噴頭，因此采取在并排貨架5m的通道中間布置噴頭，從下到上每?jī)蓪硬贾靡慌帕髁肯禂?shù)為K＝80噴頭。為更有效地?fù)錅绯跗诨馂?zāi)，要求貨架托盤必須采用通透性較強(qiáng)的托盤，噴頭布置間距為3．0mX3．0m。

(2)一層夾層下面為貨物分揀區(qū)，層高為6．9m，該區(qū)平時(shí)不堆積貨物，僅在裝卸貨物的碼頭使用，因此該部分按倉庫危險(xiǎn)等級(jí)Ⅱ級(jí)設(shè)置流量系數(shù)為K＝80的噴頭即可滿足噴水強(qiáng)度的需要。噴頭布置間距為2．0 mX 3．0 m(由結(jié)構(gòu)梁的布置而定)，噴水強(qiáng)度為：16 l／(min·m2)，作用面積為：300m2，自動(dòng)噴水用水量為：80L／s。

(3)高架倉庫夾層(夾層最高處層高為8m，貨物最大堆積高度為5．5m)，按倉庫危險(xiǎn)等級(jí)Ⅱ級(jí)設(shè)置流量系數(shù)為K：200的快速響應(yīng)早期抑制閉式噴頭。噴頭布置間距為3．0mX3．0m，噴水用水量為：90l／s。

4．2 自動(dòng)噴水系統(tǒng)用水量

根據(jù)“噴規(guī)”9．1．5、9．1．6，當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有不同類型系統(tǒng)或不同危險(xiǎn)等級(jí)的場(chǎng)所時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按其設(shè)計(jì)流量的最大值確定。因此，自動(dòng)噴水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用水量，應(yīng)為12只K＝200的快速響應(yīng)早期抑制噴頭出水量與4只貨架內(nèi)噴頭出水量之和的最大值，即95．32L／s(12X7．5+4X1．33：95．32)。

4．3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)壓力的確定及報(bào)警閥組的設(shè)置

由于K＝200的快速響應(yīng)早期抑制噴頭的最低工作壓力為0．50MPa，而貨架內(nèi)噴頭和貨物分揀區(qū)K＝80的普通玻璃球噴頭的最低工作壓力為0．10MPa，因此供水系統(tǒng)需根據(jù)壓力及防火分區(qū)的不同分區(qū)分壓供水，并分別設(shè)置報(bào)警閥組，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水泵供水壓力按最不利點(diǎn)的快速響應(yīng)早期抑制噴頭壓力設(shè)計(jì)，而安裝普通噴頭的管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)減壓閥組減壓后供水。由于噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量大、管路長(zhǎng)，為減少管網(wǎng)最遠(yuǎn)與最近作用面積因管網(wǎng)阻力而產(chǎn)生的壓力差，保證壓力均恒，因此適當(dāng)放大供水主干管管徑，并按不同防火分區(qū)、不同壓力設(shè)置報(bào)警閥組七套。考慮報(bào)警閥組若集中設(shè)在消防水泵房?jī)?nèi)，從泵房到四個(gè)防火分區(qū)的七根供水主干管的敷設(shè)不僅占用有效的建筑空間，而且因耗材的太多將會(huì)增加工程的造價(jià)，因此，采用報(bào)警閥組分散設(shè)置在各個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的布置方式。

5　關(guān)于超高建筑消防設(shè)計(jì)的探討

5．1　重超高建筑噴頭布置間距及最低工作壓力的問題

根據(jù)“噴規(guī)”5．0．6，最大凈空在本表規(guī)定范圍之內(nèi)時(shí)，表中給出了噴頭布置最大間距和最低工作壓力，而凈空超出本表規(guī)定，且貨架內(nèi)設(shè)置噴頭、屋面噴頭噴水能力得到補(bǔ)償時(shí)，本條并未給出應(yīng)按照表5．0．6那一款確定屋面噴頭布置的間距及噴頭最低工作壓力。再者，貨架內(nèi)噴頭未指出應(yīng)選用那種類型的噴頭，如果布置流量系數(shù)為K=80的噴頭，將不能滿足表5．0．6中規(guī)定的噴水強(qiáng)度的要求，而流量系數(shù)為K=200的噴頭又不適應(yīng)布置在貨架內(nèi)。

5．2 超高建筑作用面積的概念是否存在

在“噴規(guī)”表5．0．6中給出，采用快速響應(yīng)早期抑制噴頭，其設(shè)計(jì)流量應(yīng)按作用面積內(nèi)12只噴頭的出水量確定。根據(jù)“噴規(guī)”及參照美國FM標(biāo)準(zhǔn)，快速響應(yīng)早期抑制噴頭的最大布置間距為3．7 m，最小布置間距為2．4m，最大與最小布置間距12只噴頭的保護(hù)面積之差為95．16 m2L(3．7X 3．7)X12一(3．0X3．0)X12]，由于噴頭間距布置的不同保護(hù)面積相差1．38倍，而作用面積又沒有明確給出大小，本表中“作用面積內(nèi)同時(shí)開放的噴頭數(shù)”是否應(yīng)加以修改。

5．3 消防水箱容積及穩(wěn)壓設(shè)備出水量的問題

“噴規(guī)”10.3．1、10．3．2中規(guī)定，屋頂或氣給水設(shè)備的出水量為5L／s，供水時(shí)間為10min，但并未指出采用不同噴頭時(shí)以上兩項(xiàng)參數(shù)是否一樣，因一只普通噴頭工作壓力0．1MPa時(shí)出水量為1．33L／s，而K=200的快速響應(yīng)早期抑制噴頭工作壓力0．50MPa時(shí)出水量為7．46L／s。該項(xiàng)參數(shù)是否應(yīng)根據(jù)噴頭的不同分別規(guī)定。

6 結(jié)語

綜上所述，采用合理的消防設(shè)計(jì)方案，可以降低超高類物流建筑基建造價(jià)、降低成本，是控制火災(zāi)、有效滅火設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之所在。關(guān)于“噴規(guī)”中一些不太明確的設(shè)計(jì)參數(shù)問題，希望在新“噴規(guī)”的修訂中給予明確。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 姜文源．我所理解的“大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范”．全國建筑給水排水委員會(huì)水消防分會(huì)第三次年會(huì)暨國際自動(dòng)噴水滅火技術(shù)交流會(huì)論文集，2004．4．

收稿日期：2004-09—16；修回日期：2004—12-06

作者地址；河南省鄭州市嵩山北路6號(hào)

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