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關(guān)于原糖倉建筑和消防設(shè)計(jì)幾個問題的探討

2016-12-19 06:02楊偉紅李建業(yè)梁賢慧
廣西糖業(yè) 2016年1期
關(guān)鍵詞:原糖設(shè)計(jì)規(guī)范蔗糖

楊偉紅,李建業(yè),梁賢慧

(華藍(lán)設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司,廣西 南寧 530011)

關(guān)于原糖倉建筑和消防設(shè)計(jì)幾個問題的探討

楊偉紅,李建業(yè),梁賢慧

(華藍(lán)設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司,廣西 南寧 530011)

文章總結(jié)了二步法制糖廠原糖倉建筑防火分區(qū)和消防設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)規(guī)范與原糖倉實(shí)際使用的矛盾等幾個問題,提出了自己的觀點(diǎn)和解決思路。

原糖;原糖倉;防火分區(qū);消防設(shè)計(jì)

0 前言

蔗糖是人們?nèi)粘I钪谐R姷奶鹞秳U崽钱a(chǎn)品是指以蔗糖為主要成分的產(chǎn)品,蔗糖產(chǎn)品種類繁多,其蔗糖成分根據(jù)種類不同,有較大區(qū)別,一般都在85%至99.8%之間。原糖是由原糖廠(車間)生產(chǎn)出來的初級產(chǎn)品。原糖屬于蔗糖產(chǎn)品,但由于某些指標(biāo)不符合食品衛(wèi)生要求,一般不作為成品糖進(jìn)入消費(fèi)市場。

近年來,我國采用“二步法”生產(chǎn)工藝的糖廠逐步增加,“二步法”工藝是指原糖廠(車間)先用甘蔗原料生產(chǎn)出初級產(chǎn)品——原糖,然后將原糖運(yùn)輸?shù)骄珶捥菑S(車間),作為精煉糖廠(車間)生產(chǎn)的原料,生產(chǎn)出精制糖產(chǎn)品。精制糖作為最終產(chǎn)品進(jìn)入消費(fèi)市場。

在生產(chǎn)中間環(huán)節(jié)中,各國糖廠為了降低成本和減少包裝材料消耗,作為初級產(chǎn)品的原糖已不再采用袋裝包裝,而普遍采用散裝運(yùn)輸和散裝堆存。在二步法糖廠中,原糖從原糖車間生產(chǎn)出來后,先經(jīng)過原糖輸送系統(tǒng)輸送進(jìn)原糖倉進(jìn)行暫存。當(dāng)精糖車間生產(chǎn)時,首先將原糖倉的原糖通過鏟車或機(jī)械送到原糖倉旁邊的回溶間,通過回溶設(shè)備將原糖加水溶解成糖漿,然后通過糖漿泵輸送到精煉車間進(jìn)行精糖生產(chǎn)。

這樣原糖倉就成了連接原糖和精糖兩大車間的重要建筑物,由于原糖貯存方式的特殊性,原糖倉就成為了與成品糖倉不同的構(gòu)造特殊的倉庫。

1 原糖倉的特點(diǎn)

由于原糖倉貯存的物品為散裝原糖,散裝原糖的外觀象黃沙一樣,具有較強(qiáng)的流動性。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動堆存,設(shè)計(jì)上利用了原糖的流動性,通常在原糖倉中心頂部最高處設(shè)置原糖輸送和卸料系統(tǒng),卸料時,原糖從糖倉頂部自由落下,到地上后自由流動,逐步堆高,最后堆滿后形成一個錐體形狀。

當(dāng)原糖堆到糖倉墻壁達(dá)到一定高度后,會對墻壁產(chǎn)生一個較大的側(cè)壓力。為了防止墻壁被推倒,原糖倉墻壁通常被設(shè)計(jì)成擋土墻的形式,用來承受糖堆的側(cè)壓力。由于這個原因,糖倉墻壁一般不能設(shè)置窗戶,只設(shè)置必要的大門,而且要求大門能夠承受糖堆的側(cè)壓力。

為了充分利用空間,達(dá)到最大貯存量,糖倉屋頂常設(shè)計(jì)成錐形(見圖1),其錐形空間內(nèi)需能滿足原糖堆存形成的錐度要求。目前國內(nèi)外大型原糖倉其原糖貯存量已超過10萬噸。

由于原糖倉具有的這些與其他倉庫不同的特點(diǎn),給原糖倉的建筑和消防設(shè)計(jì)帶來了一些問題和困擾。

圖1 錐形原糖倉庫

2 蔗糖的物理化學(xué)性質(zhì)

原糖和其他蔗糖產(chǎn)品一樣,其主要成分為蔗糖,原糖中的蔗糖成分在96%以上。蔗糖(分子式:C12H22O11)是由葡萄糖及果糖各一個分子脫水縮合而成的非還原性的雙糖。蔗糖晶體的比重為1.5879,而散堆蔗糖由于顆粒間存在空隙,其視比重為0.8~0.9。蔗糖極易溶于水,其溶解度隨溫度的升高而增大。

純蔗糖加熱至185℃,便熔化成為濃稠透明的液體,然后分解為葡萄糖及脫水果糖。繼續(xù)加熱到200℃時,進(jìn)一步脫水轉(zhuǎn)化為深黑色的焦糖和其他產(chǎn)物。此時如有火種引燃,這些深黑色的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物會發(fā)生燃燒現(xiàn)象。根據(jù)文獻(xiàn)資料,純蔗糖的理論燃燒熱為5640.9kJ/mo(l即16494kJ/kg),蔗糖燃燒的化學(xué)式為:

3 糖倉的火災(zāi)危險性類別

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(以下簡稱《規(guī)范》),物質(zhì)的火災(zāi)危險性分為甲、乙、丙、丁、戊五個類別,其特征概括起來就是:甲類—易燃易爆、乙類—易燃、丙類—可燃、丁類—難燃和戊類—不燃。糖倉貯存的物品的主要成分為蔗糖,蔗糖屬于哪一類呢?在《規(guī)范》附錄的條文說明的分類舉例中沒有明確列出,這就給各相關(guān)部門在設(shè)計(jì)和管理中留下了自行定義的空間。

例如:在國家商務(wù)部《中央儲備糖儲存庫資質(zhì)條件》SB/T10385-2004中,將儲備糖庫房的火災(zāi)危險性類別列為戊類;在《甘蔗糖廠設(shè)計(jì)規(guī)范》QBJ102G-87中,將成品糖倉列為丙類;而在一些設(shè)計(jì)單位的糖倉設(shè)計(jì)藍(lán)圖中,又將糖倉列為丁類。雖然這些單位都定義了糖倉的火災(zāi)危險性類別,但均未提供定義依據(jù),讓人無從考證,也無法讓人信服,更讓人無所適從。

讓我們來看《規(guī)范》中對可燃和難燃的定義。可燃:在空氣中受到火焰和高溫作用時能發(fā)生燃燒,即使移走火源仍能繼續(xù)燃燒;難燃:在空氣中受到火焰和高溫作用時難著火、難燃或微燃,移走火源燃燒即可停止。

對照定義,我們做實(shí)驗(yàn)看一下蔗糖的燃燒過程,先用外部熱源將蔗糖持續(xù)加熱至熔化成液體。繼續(xù)加熱,液體中水分揮發(fā)完畢,逐漸轉(zhuǎn)化成為黑色固體物質(zhì),然后再用火種引燃,這時發(fā)現(xiàn)黑色物質(zhì)燃燒了。然后移走火源,可發(fā)現(xiàn)黑色物質(zhì)仍能繼續(xù)燃燒一段時間,但不久便熄滅了。其原因是黑色物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量使旁邊的蔗糖脫水熔化變成液體,液體起到了滅火和隔離作用,使火勢不能蔓延,燃燒不能繼續(xù),黑色物質(zhì)燃燒完火便熄滅了。

對照《規(guī)范》的定義,從上述對蔗糖的燃燒特性的分析來看,蔗糖似乎是在可燃和難燃之間,但還是無法嚴(yán)格區(qū)分蔗糖到底是可燃還是難燃。這給我們的建筑和消防設(shè)計(jì)帶來了困擾。在沒有權(quán)威部門給出科學(xué)和權(quán)威定義之前,從安全角度來說,我們建議在設(shè)計(jì)上宜將蔗糖的火災(zāi)危險性定為可燃固體,糖倉的火災(zāi)危險性類別宜定為丙類。

4 糖倉的占地面積和防火分區(qū)

根據(jù)《規(guī)范》中對倉庫的層數(shù)和面積的規(guī)定,糖倉屬于丙類單層倉庫,其最大允許占地面積為6000平方米,每個防火分區(qū)最大建筑面積為1500平方米。這個規(guī)定對普通的糖倉影響不大,因?yàn)榇b糖產(chǎn)品在糖倉貯存形式為人工堆疊和碼垛,糖倉的防火分區(qū)不影響糖產(chǎn)品的堆存,反而有利于企業(yè)的現(xiàn)場管理。但對散裝原糖倉來說,情況完全不同了,如果仍按此規(guī)定進(jìn)行防火分區(qū),由于糖堆形狀為錐形,如在中間加入防火隔墻,則其高度將遠(yuǎn)高于糖倉的四周邊墻。對建筑結(jié)構(gòu)來說,這就不是普通的磚砌防火隔墻了,而是要承受巨大側(cè)壓力的體積龐大的鋼筋混凝土擋土墻了。

對于散裝原糖堆來說,即使糖堆某處表面著火,但由于糖堆內(nèi)部密不透風(fēng)和蔗糖受熱熔化成液體的特性。燃燒既不能往著火處四周擴(kuò)散,也不能往糖堆內(nèi)部發(fā)展。由此可見,這個投資巨大的防火隔墻對原糖倉消防安全毫無作用。不但如此,原糖倉分區(qū)后對生產(chǎn)使用造成嚴(yán)重的不便。

但是在建筑設(shè)計(jì)上我們又不能違反《規(guī)范》要求,這一度使我們陷入了兩難境地。最后變通的解決辦法是,將原糖倉建筑屬性定義為物流建筑,于是在建筑設(shè)計(jì)上我們套用了《規(guī)范》中有關(guān)物流建筑的條文規(guī)定。在該規(guī)定中,當(dāng)倉庫設(shè)計(jì)滿足一系列條件后,其最大允許占地面積和每個防火分區(qū)最大建筑面積可以增加3倍。按此計(jì)算,每個防火分區(qū)最大建筑面積變成了6000平方米。這樣,只要糖倉的占地面積不超過6000平方米時,就不需要設(shè)置防火分區(qū)。這樣變相解決了建筑設(shè)計(jì)上防火分區(qū)過小的問題。至于原糖倉是否真的屬于物流建筑,我們認(rèn)真研究了《物流建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中的物流建筑的定義,物流建筑是用于進(jìn)行物品運(yùn)輸、儲存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、物流加工、配送等物流活動的建筑。按此定義,原糖倉似乎也算得上是物流建筑。

5 糖倉的消防設(shè)計(jì)

在《規(guī)范》中有關(guān)的消防設(shè)施設(shè)置的條文中,規(guī)定建筑面積大于300平方米的廠房和倉庫中應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。每座占地面積大于1500平方米或總建筑面積大于3000平方米的其他單層或多層丙類物品倉庫應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng),并宜采用自動噴水滅火系統(tǒng)。

由于我們設(shè)計(jì)的糖倉幾乎占地面積都大于1500平方米。按此規(guī)定,我們所有的糖倉都需要設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)。但是我們知道,蔗糖是易溶于水的,而且在空氣中容易吸潮發(fā)生霉變。在糖倉的管理中,防水防潮是重要的一環(huán)。而我們在設(shè)計(jì)上卻不得不按照《規(guī)范》的要求,在糖倉內(nèi)設(shè)置噴水滅火系統(tǒng),讓人哭笑不得又無可奈何。

其實(shí)我們糖業(yè)界人士也注意到了這一點(diǎn),在廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《食糖倉儲設(shè)施基本要求》DB45/T 629-2009中有條文規(guī)定,白糖倉庫發(fā)生火災(zāi)時不宜用水淋滅火,不應(yīng)在倉內(nèi)設(shè)消防給水設(shè)施。但是該文并未給出具體的消防措施和建議,而且該文為地方標(biāo)準(zhǔn),其權(quán)威性并不足以對抗國家住建部的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,設(shè)計(jì)者也不敢以此依據(jù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在原糖倉內(nèi)設(shè)置滅火設(shè)施時,還存在另一問題。就是當(dāng)糖倉堆滿原糖時,滅火設(shè)施被覆蓋在糖堆下,而且此時被原糖堆滿處的大門也無法打開。假使糖倉內(nèi)部發(fā)生火災(zāi),人員也無法從外面進(jìn)入室內(nèi),使用室內(nèi)滅火設(shè)施。因此,從上分析得知,在原糖倉內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消防設(shè)施毫無用處。

其實(shí)并不是所有的倉庫都必須設(shè)置室內(nèi)消防系統(tǒng),在同為貯存丙類物品的糧食倉庫設(shè)計(jì)規(guī)范:《糧食平房倉設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50320-2014的消防設(shè)施章節(jié)中,就明確規(guī)定:散裝糧食平房倉內(nèi)不應(yīng)設(shè)消防給水設(shè)施,其他糧食平房倉內(nèi)不宜設(shè)消防給水設(shè)施,倉外應(yīng)設(shè)消防給水設(shè)施。而且規(guī)范明確室內(nèi)滅火器可放置于倉外門口處。由于此規(guī)范為國家住建部為糧食倉庫量身定做的專門規(guī)范,比較符合實(shí)際情況。由于其效力與同部門所定的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相同,權(quán)威性不言而喻,不會讓設(shè)計(jì)者無所適從。

6 結(jié)束語

本文總結(jié)了在原糖倉設(shè)計(jì)中所碰到的一些問題,并提出了自己的觀點(diǎn)和解決思路。但是我們認(rèn)識到,這些辦法治標(biāo)不治本,并不能徹底解決問題。其實(shí)問題的關(guān)鍵在于我國目前還沒有專門針對我國糖品倉庫的設(shè)計(jì)規(guī)范。因此,我們希望我國糖業(yè)界專家和國家消防管理部門能夠研究我國糖倉的實(shí)際情況,出臺一部專門的《糖倉設(shè)計(jì)規(guī)范》,以指導(dǎo)我國糖倉的設(shè)計(jì)和建造。

[1] QBJ102G-87,甘蔗糖廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京∶中國輕工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn).

[2] GB50016-2014,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京∶中國計(jì)劃出版社.

[3] GB50320-2014,糧食平房倉設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京∶中國計(jì)劃出版社.

[4] SB/T10385-2004,中央儲備糖儲存庫資質(zhì)條件[S].北京∶中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[5] DB45/T 629-2009,食糖倉儲設(shè)施基本要求[S],廣西地方標(biāo)準(zhǔn).

國家大力支持廣西糖業(yè)

廣西食糖產(chǎn)量占全國食糖產(chǎn)量的60%以上,是國家主要的產(chǎn)糖基地。從2014年起,國家采取了不少措施支持廣西糖業(yè)發(fā)展。主要有以下幾點(diǎn)。

一、國家發(fā)展改革委和農(nóng)業(yè)部于2015年5月聯(lián)合印發(fā)實(shí)施《糖料蔗主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2015-2020年)》,將蔗糖業(yè)發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略,安排中央預(yù)算內(nèi)投資30億元,支持廣西建設(shè)500萬畝優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖糖料蔗基地,當(dāng)前已下達(dá)中央資金12億元。

二、商務(wù)部、海關(guān)總署將進(jìn)口關(guān)稅配額外食糖納入自動進(jìn)口許可管理貨物目錄。食糖進(jìn)口調(diào)控的加強(qiáng),以及中國糖業(yè)協(xié)會發(fā)起行業(yè)自律,規(guī)范進(jìn)口秩序,對近兩年國內(nèi)糖價觸底回升形成支撐。2015年6月,中澳自貿(mào)協(xié)定正式簽署,對糖作出例外安排,不進(jìn)行關(guān)稅減讓,為中國糖業(yè)安全筑起有力屏障,為廣西糖業(yè)升級改造贏得寶貴時間。

三、2014年起,商務(wù)部、發(fā)展改革委、工信部、財(cái)政部、中國人民銀行連續(xù)兩年出臺食糖臨時儲存政策,緩解制糖企業(yè)壓力。

Several problems about raw sugar warehouse building and fire protection design

Yang Wei-hong,Li Jian-ye,Liang Xian-hui
(Hualan Design & Consulting Group,Nanning 530011)

The article summarized some problems about contradiction between design specifications and actual use in raw sugar warehouse’s fire compartment and fire protection design,study the problems,and put forward our own views and solution.

Raw sugar;Raw sugar warehouse;Fire compartment;Fire protection design

TS244.7

B

2095-820X(2016)01-04

2016-01-11

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