林橋喜

1 工程概況

某智能物流倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目，總建筑面積約為4.2萬(wàn)m2，共5棟單體建筑：1#、4#、5#為倉(cāng)庫(kù)，2#、3#為多層員工宿舍及食堂。其中1#倉(cāng)庫(kù)最高（本文以1#倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)分析），占地面積約為4800m2，建筑高度23.9m，共1層，建筑體積約為11.5萬(wàn)m3；功能為托盤(pán)立庫(kù)儲(chǔ)藏區(qū)，梁下高度23.15m，貨架總高度22.4m，每層貨架高1.7m，共12層貨架，背靠背貨架間距0.5m，中間設(shè)置自動(dòng)堆垛機(jī)的貨架間距1.7m，總共16排貨架。

此項(xiàng)目業(yè)主為某室外運(yùn)動(dòng)品牌，倉(cāng)庫(kù)主要存放鞋、包等室外運(yùn)動(dòng)用品，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014，以下簡(jiǎn)稱“建規(guī)”）及新“噴規(guī)”中附錄A，確定此倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)分類為丙類，火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)。

2 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 室外消火栓系統(tǒng)

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014，以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”）中表3.3.2及表3.6.2可查得室外消火栓設(shè)計(jì)流量為45L/S，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3h，室外消防用水量為486m3。根據(jù)業(yè)主提供資料，本工程只有一路市政進(jìn)水，故室外消防用水量存儲(chǔ)于地下室的消防水池內(nèi)，室外消防供水管網(wǎng)布置成環(huán)狀，由室外消火栓泵（一用一備）供水。室外消火栓沿建筑周邊按規(guī)范布置。

2.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

根據(jù)“消水規(guī)”中表3.5.2及表3.6.2可查得室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為25L/S，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3h，室內(nèi)消火栓用水量為270m3。系統(tǒng)由室內(nèi)消火栓泵（一用一備）供水，按規(guī)范要求室內(nèi)消火栓應(yīng)滿足2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)任何部位。

大空間的倉(cāng)庫(kù)，室內(nèi)消火栓箱布置是一難題，因能安裝消火栓箱的位置受限，倉(cāng)庫(kù)中間位置往往很難滿足兩股水柱同時(shí)到達(dá)；此高架立體倉(cāng)庫(kù)問(wèn)題更是麻煩。同時(shí)，高架立體倉(cāng)庫(kù)在布置消火栓箱時(shí)還要考慮貨架阻擋的問(wèn)題，因室內(nèi)消火栓箱內(nèi)消防水帶長(zhǎng)度不宜超過(guò)25m，如果在倉(cāng)庫(kù)中間位置發(fā)生火災(zāi)，在滅火撲救時(shí)消防隊(duì)員無(wú)法橫穿過(guò)那一排排超長(zhǎng)且放滿物品的貨架。如果從貨架的兩端通過(guò)貨架間間距進(jìn)去，那么水帶長(zhǎng)度加上充實(shí)水柱也達(dá)不到著火點(diǎn)位置。因背靠背的貨架間距只有0.5m，無(wú)法安裝消火栓箱，設(shè)置自動(dòng)堆垛機(jī)的貨架間距雖有1.7m，但如果在此間距設(shè)置消火栓箱會(huì)影響堆垛機(jī)的運(yùn)行也是不允許的。這種情況下，需要在消火栓箱的附近的貨架間留出一通道，讓消防員能夠到達(dá)中間位置。具體做法有兩種：一種方法是這些的貨架不能全部連一起，要分段擺放留出通道，因這些貨架有二十幾米高，分段擺放會(huì)減少很多貨位，工藝及業(yè)主方面均難以同意。另一種方法是這些貨架還是連在一起，在消火栓箱附近的最底層一格貨架留出一半位置作為通道，這樣貨位就不會(huì)減少很多；這種方法需要與工藝配合，根據(jù)貨架排數(shù)測(cè)算出消火栓箱距離中間位置的距離后確定通道的位置。最后我們采取的是后一種做法。

3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 預(yù)留通道示意圖

自動(dòng)化高架立體倉(cāng)庫(kù)需要的工作人員數(shù)量比傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)大為減少，發(fā)生火災(zāi)后不易被人發(fā)現(xiàn)，故自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)成為此類倉(cāng)庫(kù)最為直接有效的保護(hù)措施。下面就重點(diǎn)對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3.1 確定系統(tǒng)流量

倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)流量的確定是關(guān)鍵。系統(tǒng)流量由噴水強(qiáng)度、作用面積、持續(xù)噴水時(shí)間確定。如果倉(cāng)庫(kù)的最大凈空高度≤9.0m及最大儲(chǔ)物高度≤7.5m，以上參數(shù)可根據(jù)“噴規(guī)”中第5.0.4條規(guī)定確定。

3.1.1 頂板下灑水噴頭

本項(xiàng)目的1#倉(cāng)庫(kù)，最大凈空高度（室內(nèi)地面到屋脊處的垂直距離為24.15m）23.15m，貨架高度22.4m，每層貨架1.7m，共12層貨架，超過(guò)了“噴規(guī)”中第5.0.4條的規(guī)定。所以本倉(cāng)庫(kù)的頂板下噴頭的噴水強(qiáng)度、作用面積等不能從“噴規(guī)”第5.0.4條表格中直接選取。但是“噴規(guī)”第5.0.4條中表5.0.4-1、表5.0.4-2、表5.0.4-3下方的注中均分別明確了倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)的倉(cāng)庫(kù)在設(shè)置貨架內(nèi)置灑水噴頭的前提下頂板下灑水噴頭的噴水強(qiáng)度、作用面積、及持續(xù)噴水時(shí)間。

設(shè)置了貨架內(nèi)置灑水噴頭的倉(cāng)庫(kù)，頂板下灑水噴頭的基本參數(shù)如表1。

表1

3.1.2 貨架內(nèi)置灑水噴頭

根據(jù)“噴規(guī)”第9.1.6條，“設(shè)置貨架內(nèi)置灑水噴頭的倉(cāng)庫(kù)，頂板下灑水噴頭與貨架內(nèi)置灑水噴頭應(yīng)分別計(jì)算設(shè)計(jì)流量，并應(yīng)按其設(shè)計(jì)流量之和確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量”。所以確定了頂板下灑水噴頭參數(shù)流量，還需要確定貨架內(nèi)置灑水噴頭的參數(shù)流量。

根據(jù)“噴規(guī)”第5.0.5條及第5.0.6條，可采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭（ESFR噴頭）的最大凈空高度限定在13.5m，最大儲(chǔ)物高度限定為12.0m；可采用倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭的的最大凈空高度限定在12.0m，最大儲(chǔ)物高度限定為10.5m，因本1#倉(cāng)庫(kù)最大凈空高度及最大儲(chǔ)物高度均超過(guò)了以上的限定范圍，故本1#倉(cāng)庫(kù)不采用ESFR噴頭及倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭。根據(jù)“噴規(guī)”第5.0.8條，本1#倉(cāng)庫(kù)需設(shè)置貨架內(nèi)置灑水噴頭，內(nèi)置灑水噴頭自地面起每3.0m設(shè)置一層，貨架內(nèi)置灑水噴頭層數(shù)超過(guò)2層時(shí)，同時(shí)開(kāi)放灑水噴頭數(shù)量為14個(gè)，計(jì)算流量應(yīng)按最頂層2層且每層開(kāi)放灑水噴頭數(shù)按7個(gè)確定。因考慮倉(cāng)庫(kù)的噴水強(qiáng)度及噴頭的工作壓力問(wèn)題，故本1#倉(cāng)庫(kù)選用K=115的噴頭，工作壓力不小于0.1MPa。因貨架內(nèi)置噴頭與頂板下噴頭屬同一防火隔間，其持續(xù)噴水時(shí)間可與頂板下噴頭持續(xù)噴水時(shí)間相同，亦為2h。

3.1.3 綜上可確定本項(xiàng)目1#高架立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)噴水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量

K115噴頭流量：q=K=115L/min=1.916L/s系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量：q=1.3×（14×1.916+20×200÷60）=122L/s（1.3為流量不均勻系數(shù)） 設(shè)計(jì)用水量：122×2×3.6=878m3。

3.2 噴頭的布置

3.2.1 貨架內(nèi)置噴頭

根據(jù)“噴規(guī)”第5.0.8條，倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)、II級(jí)場(chǎng)所應(yīng)在自地面起每3.0m設(shè)置一層貨架內(nèi)置灑水噴頭，且最高層貨架內(nèi)置灑水噴頭與儲(chǔ)物頂部的距離不超過(guò)3.0m；設(shè)置2層及以上貨架內(nèi)置灑水噴頭時(shí)，灑水噴頭應(yīng)交錯(cuò)布置；灑水噴頭間距不應(yīng)小于2m不應(yīng)大于3m。因本1#倉(cāng)庫(kù)單層貨架高1.7m，共12層，若按2層貨架設(shè)一層噴頭，則每層噴頭間距將會(huì)超過(guò)3m，故本倉(cāng)庫(kù)按照規(guī)范需要設(shè)置12層貨架內(nèi)置灑水噴頭，布置示意圖詳見(jiàn)圖2。

圖2 貨架內(nèi)置灑水噴頭平面布置示意圖

3.2.2 頂板下噴頭

上述提到本1#倉(cāng)庫(kù)采用K=115，工作壓力為0.1MPa的貨架內(nèi)置噴頭，所以可定頂板下噴頭最不利點(diǎn)工作壓力為0.1MPa。因倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)II級(jí)的倉(cāng)庫(kù)頂板下噴頭強(qiáng)度為不低于20L/（min·m2），作用面積不小于200m2，所以可確定噴水流量為4000L/min。根據(jù)采用不同K值的噴頭，可確定在最不利工作壓力0.1MPa的情況下200m2作用面積里頭的噴頭個(gè)數(shù)，詳見(jiàn)表2。

表2

所以可以看出當(dāng)采用K=80，200m2內(nèi)需要布置50個(gè)噴頭，噴頭布置過(guò)于密集。故本1#倉(cāng)庫(kù)頂板下噴頭亦采用K=115的噴頭。

3.3 貨架內(nèi)置灑水噴頭供水管的安裝位置

為了避免儲(chǔ)物進(jìn)出貨架時(shí)對(duì)下垂型噴頭的誤撞，貨架內(nèi)置噴頭可采用直立型，這樣也比較容易滿足噴頭濺水盤(pán)與頂板的距離應(yīng)為75～150mm的規(guī)范要求；為了盡量不占用儲(chǔ)物的存放高度，供水橫干管則安裝在貨架外邊緣（即背靠背貨架和非自動(dòng)堆垛機(jī)運(yùn)行通道的那側(cè)），每個(gè)貨架內(nèi)置灑水噴頭可由DN32的供水支管接入。同時(shí)根據(jù)“噴規(guī)”第7.1.9條，濺水盤(pán)與其下部?jī)?chǔ)物頂面的垂直距離不應(yīng)小于150mm，所以儲(chǔ)物的高度需要與工藝配合，不能太高導(dǎo)致不能滿足150mm的要求。

圖3 貨架內(nèi)置灑水噴頭供水管安裝示意圖

上述提到單個(gè)貨架內(nèi)置灑水噴頭的流量為1.916L/S，水流速度按經(jīng)濟(jì)流速3m/s計(jì)算，配水支管控制的噴頭數(shù)量如表3。

表3

考慮到貨架外邊緣安裝噴淋供水管比較困難，所以盡量控制噴淋管的管徑大小，根據(jù)工藝和貨架內(nèi)位置單根噴淋供水立管一般不大于DN100，控制的的橫干管宜為DN65，這樣對(duì)應(yīng)控制的噴頭為6個(gè)。

3.4 水流指示器和消防排水要求

根據(jù)“噴規(guī)”第6.3.2條，倉(cāng)庫(kù)頂板下灑水噴頭與貨架內(nèi)置灑水噴頭應(yīng)分別設(shè)置水流指示器，在管道的布置上應(yīng)充分考慮。同時(shí)因倉(cāng)庫(kù)內(nèi)噴水強(qiáng)度大，持續(xù)噴水時(shí)間長(zhǎng)，為了避免不必要的水漬損失和增加建筑荷載，所以倉(cāng)庫(kù)內(nèi)需要設(shè)置消防排水措施，排水能力應(yīng)滿足消防流量要求。

4 結(jié)論

（1）一般倉(cāng)庫(kù)面積比較大，在布置消火栓時(shí)比較容易忽略堆垛貨物或貨架帶來(lái)的阻擋影響，在消火栓安裝位置比較局限的情況下，倉(cāng)庫(kù)的中間位置2股水柱比較難以到達(dá)，需要考慮消防員的滅火通道。

（2）“噴規(guī)”按不同倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)列出了噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)，設(shè)計(jì)選型更方便；“噴規(guī)”比較清楚的明確了不同倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)在需要設(shè)置貨架內(nèi)置灑水噴頭的情況下，頂板下噴頭的噴水強(qiáng)度、作用面積、持續(xù)噴水時(shí)間。

（3）“噴規(guī)”新增加了倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭，當(dāng)最大凈空高度在9～12m時(shí)，可采用此噴頭；在9～13.5m時(shí)可采用ESFR噴頭；高度超過(guò)13.5m時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面積噴頭+貨架內(nèi)置灑水噴頭的形式。

（4）“噴規(guī)”第5.0.8條對(duì)貨架內(nèi)置灑水噴頭自地面起每層設(shè)置的高度由原來(lái)的4m改為3m，直接增加了貨架內(nèi)置灑水噴頭的安裝層數(shù)。可根據(jù)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)物的種類與工藝方面配合單層貨架的高度，以避免設(shè)置過(guò)多層數(shù)的貨架內(nèi)置噴頭。

（5）考慮噴淋管的重量與管徑有直接關(guān)系，貨架內(nèi)置灑水噴頭供水橫干管及供水立管的安裝需要與工藝配合考慮貨架的荷載及安裝位置，在各條件允許下再確定供水管的管徑。