關于原糖倉建筑和消防設計幾個問題的探討

楊偉紅，李建業(yè)，梁賢慧

（華藍設計（集團）有限公司，廣西 南寧 530011）

關于原糖倉建筑和消防設計幾個問題的探討

楊偉紅，李建業(yè)，梁賢慧

（華藍設計（集團）有限公司，廣西 南寧 530011）

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

原糖；原糖倉；防火分區(qū)；消防設計

0 前言

蔗糖是人們日常生活中常見的甜味劑。蔗糖產品是指以蔗糖為主要成分的產品，蔗糖產品種類繁多，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）生產出來的初級產品。原糖屬于蔗糖產品，但由于某些指標不符合食品衛(wèi)生要求，一般不作為成品糖進入消費市場。

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

在生產中間環(huán)節(jié)中，各國糖廠為了降低成本和減少包裝材料消耗，作為初級產品的原糖已不再采用袋裝包裝，而普遍采用散裝運輸和散裝堆存。在二步法糖廠中，原糖從原糖車間生產出來后，先經(jīng)過原糖輸送系統(tǒng)輸送進原糖倉進行暫存。當精糖車間生產時，首先將原糖倉的原糖通過鏟車或機械送到原糖倉旁邊的回溶間，通過回溶設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行精糖生產。

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造特殊的倉庫。

1 原糖倉的特點

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，具有較強的流動性。為了實現(xiàn)機械自動堆存，設計上利用了原糖的流動性，通常在原糖倉中心頂部最高處設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。

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

為了充分利用空間，達到最大貯存量，糖倉屋頂常設計成錐形（見圖1），其錐形空間內需能滿足原糖堆存形成的錐度要求。目前國內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，給原糖倉的建筑和消防設計帶來了一些問題和困擾。

圖1 錐形原糖倉庫

2 蔗糖的物理化學性質

原糖和其他蔗糖產品一樣，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，進一步脫水轉化為深黑色的焦糖和其他產物。此時如有火種引燃，這些深黑色的轉化產物會發(fā)生燃燒現(xiàn)象。根據(jù)文獻資料，純蔗糖的理論燃燒熱為5640.9kJ/mo（l即16494kJ/kg），蔗糖燃燒的化學式為：

3 糖倉的火災危險性類別

根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（以下簡稱《規(guī)范》），物質的火災危險性分為甲、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，這就給各相關部門在設計和管理中留下了自行定義的空間。

例如：在國家商務部《中央儲備糖儲存庫資質條件》SB/T10385-2004中，將儲備糖庫房的火災危險性類別列為戊類；在《甘蔗糖廠設計規(guī)范》QBJ102G-87中，將成品糖倉列為丙類；而在一些設計單位的糖倉設計藍圖中，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?？扇迹涸诳諝庵惺艿交鹧婧透邷刈饔脮r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，我們做實驗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，逐漸轉化成為黑色固體物質，然后再用火種引燃，這時發(fā)現(xiàn)黑色物質燃燒了。然后移走火源，可發(fā)現(xiàn)黑色物質仍能繼續(xù)燃燒一段時間，但不久便熄滅了。其原因是黑色物質燃燒產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計帶來了困擾。在沒有權威部門給出科學和權威定義之前，從安全角度來說，我們建議在設計上宜將蔗糖的火災危險性定為可燃固體，糖倉的火災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，因為袋裝糖產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，則其高度將遠高于糖倉的四周邊墻。對建筑結構來說，這就不是普通的磚砌防火隔墻了，而是要承受巨大側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，但由于糖堆內部密不透風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散，也不能往糖堆內部發(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)后對生產使用造成嚴重的不便。

但是在建筑設計上我們又不能違反《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，于是在建筑設計上我們套用了《規(guī)范》中有關物流建筑的條文規(guī)定。在該規(guī)定中，當倉庫設計滿足一系列條件后，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，就不需要設置防火分區(qū)。這樣變相解決了建筑設計上防火分區(qū)過小的問題。至于原糖倉是否真的屬于物流建筑，我們認真研究了《物流建筑設計規(guī)范》中的物流建筑的定義，物流建筑是用于進行物品運輸、儲存、裝卸、搬運、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 糖倉的消防設計

在《規(guī)范》中有關的消防設施設置的條文中，規(guī)定建筑面積大于300平方米的廠房和倉庫中應設置室內消火栓系統(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設置自動滅火系統(tǒng)，并宜采用自動噴水滅火系統(tǒng)。

由于我們設計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置室內消火栓系統(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)。而我們在設計上卻不得不按照《規(guī)范》的要求，在糖倉內設置噴水滅火系統(tǒng)，讓人哭笑不得又無可奈何。

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

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

其實并不是所有的倉庫都必須設置室內消防系統(tǒng)，在同為貯存丙類物品的糧食倉庫設計規(guī)范：《糧食平房倉設計規(guī)范》GB50320-2014的消防設施章節(jié)中，就明確規(guī)定：散裝糧食平房倉內不應設消防給水設施，其他糧食平房倉內不宜設消防給水設施，倉外應設消防給水設施。而且規(guī)范明確室內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，比較符合實際情況。由于其效力與同部門所定的《建筑設計防火規(guī)范》相同，權威性不言而喻，不會讓設計者無所適從。

6 結束語

本文總結了在原糖倉設計中所碰到的一些問題，并提出了自己的觀點和解決思路。但是我們認識到，這些辦法治標不治本，并不能徹底解決問題。其實問題的關鍵在于我國目前還沒有專門針對我國糖品倉庫的設計規(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際情況，出臺一部專門的《糖倉設計規(guī)范》，以指導我國糖倉的設計和建造。

［1］ QBJ102G-87，甘蔗糖廠設計規(guī)范［S］．北京∶中國輕工業(yè)部部頒標準．

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

［3］ GB50320-2014，糧食平房倉設計規(guī)范［S］．北京∶中國計劃出版社．

［4］ SB/T10385-2004，中央儲備糖儲存庫資質條件［S］．北京∶中國標準出版社．

［5］ DB45/T 629-2009，食糖倉儲設施基本要求［S］，廣西地方標準．

國家大力支持廣西糖業(yè)

廣西食糖產量占全國食糖產量的60%以上，是國家主要的產糖基地。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。

一、國家發(fā)展改革委和農業(yè)部于2015年5月聯(lián)合印發(fā)實施《糖料蔗主產區(qū)生產發(fā)展規(guī)劃（2015-2020年）》，將蔗糖業(yè)發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，安排中央預算內投資30億元，支持廣西建設500萬畝優(yōu)質高產高糖糖料蔗基地，當前已下達中央資金12億元。

二、商務部、海關總署將進口關稅配額外食糖納入自動進口許可管理貨物目錄。食糖進口調控的加強，以及中國糖業(yè)協(xié)會發(fā)起行業(yè)自律，規(guī)范進口秩序，對近兩年國內糖價觸底回升形成支撐。2015年6月，中澳自貿協(xié)定正式簽署，對糖作出例外安排，不進行關稅減讓，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，商務部、發(fā)展改革委、工信部、財政部、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