天津某藥業(yè)公司高架立體倉(cāng)庫(kù)自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)

梁 曉 （中設(shè)筑邦（北京）建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100044）

1 工程概況

本工程為天津某藥業(yè)有限公司（從事中藥顆粒研究和生產(chǎn)）中藥產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)基地工程項(xiàng)目，工程建設(shè)地點(diǎn)位于天津市武清開(kāi)發(fā)區(qū)，本設(shè)計(jì)項(xiàng)目為新建廠區(qū)一期工程項(xiàng)目。一期工程包括多層倉(cāng)庫(kù)（內(nèi)含單層高架立體倉(cāng)庫(kù)）、生產(chǎn)車間、質(zhì)檢中心、行政辦公樓、倒班宿舍及動(dòng)力站（附屬消防水池），總建筑面積約為117457.49m。其中多層倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)車間的給排水專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容由本人設(shè)計(jì)。其余建筑、構(gòu)筑物及室外管線由天津某設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

多層倉(cāng)庫(kù)概況：火災(zāi)危險(xiǎn)類別為丙類，建筑耐火等級(jí)二級(jí)，建筑占地面積9577.54m，建筑高度23.55m，其中單層高架立體倉(cāng)庫(kù)占地面積約5055m，分為2個(gè)獨(dú)立庫(kù)區(qū)，單層高架立體倉(cāng)庫(kù)為坡屋面鋼架結(jié)構(gòu)。

高架立體倉(cāng)庫(kù)的建筑高度和內(nèi)置貨物高度平時(shí)設(shè)計(jì)中很難遇到，其自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的典型性，因此本文對(duì)其做一些淺薄的介紹。

2 自噴系統(tǒng)介紹

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)期為2014年8月至2014年11月，主要以《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）（以下簡(jiǎn)稱建規(guī)）、《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084-2001）2005年版（以下簡(jiǎn)稱舊噴規(guī)）、《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50084-2017)（以下簡(jiǎn)稱新噴規(guī)）等相關(guān)國(guó)家及天津市地方消防設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)。

2.2 消防水源概述及消防水量

接2路DN300的市政給水進(jìn)入廠區(qū)，供整個(gè)廠區(qū)給水和消防使用，市政水壓≥0.3MPa。

高架立體倉(cāng)庫(kù)自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量如表1所示，全部貯存在廠區(qū)內(nèi)新建的消防水池中。

自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量 表1

2.3 消防水池、消防水泵、高位消防水箱設(shè)置

此部分內(nèi)容不在本人設(shè)計(jì)范圍，廠區(qū)內(nèi)設(shè)置2座獨(dú)立的地下式消防水池，單座消防水池有效容積為1200m，每座消防水池再均分為2格。地下消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)置3臺(tái)消火栓給水泵，4臺(tái)自噴給水泵，供給廠區(qū)建筑消防用水，廠區(qū)內(nèi)最高建筑屋面水箱間設(shè)置高位消防水箱及增壓穩(wěn)壓裝置，高位消防水箱有效水容積18m。

2.4 自噴系統(tǒng)

單層高架立體倉(cāng)庫(kù)建筑及內(nèi)部貨架布置情況：占地面積約5055m，分2個(gè)獨(dú)立庫(kù)區(qū)，建筑高度23.55m，貨架共12層，貨物總高度21.2m（含貨架），木制貨架，第一層貨架底高出地面建筑層0.7m，貨架每層高1.65m，共12層，總高度20.5m，如圖1所示，貨物外包裝形式為阻燃塑料。

圖1 貨架剖面示意

該倉(cāng)庫(kù)屬于大型物流配送倉(cāng)庫(kù)，根據(jù)其貨架布置及材質(zhì)情況分析，火災(zāi)時(shí)如不能及時(shí)控制火情，損失會(huì)很嚴(yán)重，因此設(shè)計(jì)一個(gè)合理的自噴系統(tǒng)很有必要，能對(duì)早期火災(zāi)起到預(yù)期的控制效果，進(jìn)而控制整個(gè)建筑的火災(zāi)形勢(shì)。

以下對(duì)如何設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)本高架立體庫(kù)的自噴系統(tǒng)進(jìn)行闡述。

2.4.1 按舊噴規(guī)設(shè)計(jì)

2014年依據(jù)舊噴規(guī)設(shè)計(jì)的情況。

2.4.1.1 合理選擇自噴系統(tǒng)

根據(jù)舊噴規(guī)第4章內(nèi)容，自噴系統(tǒng)有多種形式，如干式、濕式、預(yù)作用、雨淋、自動(dòng)噴水——泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等，且規(guī)定了各系統(tǒng)適用的場(chǎng)所。在本高架立體庫(kù)中筆者采用了濕式噴淋滅火系統(tǒng)，這是因?yàn)椋菏紫?，設(shè)置場(chǎng)所的環(huán)境溫度（不低于4℃不高于70℃）適合濕式噴淋；其二，立體庫(kù)內(nèi)物品不怕誤噴；其三，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)管網(wǎng)始終處于充水狀態(tài)，一旦發(fā)生火災(zāi)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并滅火。

2.4.1.2 合理設(shè)置自噴系統(tǒng)

合理布置自噴系統(tǒng)包括：主管道設(shè)置的層數(shù)，如有吊頂?shù)膮^(qū)域，設(shè)置上噴噴頭和下噴噴頭，兩者是否共用主管道，再如本高架立體倉(cāng)庫(kù)，因高度很高，除了頂板噴頭外，是否還需設(shè)置貨架噴頭，貨架噴頭又該分幾層，如何布置。參數(shù)設(shè)置包括一些條件參數(shù)和性能參數(shù)，如噴水強(qiáng)度、作用面積、持續(xù)噴水時(shí)間、噴頭形式、噴頭流量系數(shù)、噴頭最低工作壓力等，這些參數(shù)都需要結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況（建筑高度、貨架布置等），并依據(jù)規(guī)范要求嚴(yán)格執(zhí)行，這樣既可以保證有效滅火，又可以避免工程成本過(guò)高，造成資源浪費(fèi)。

貨架上的貨物外包裝為阻燃塑料，對(duì)照舊噴規(guī)附錄A——設(shè)置場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)舉例，查得本建筑火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)。

舊噴規(guī)第5.0.5條第5款：采用木制貨架及采用封閉層板貨架的倉(cāng)庫(kù)，應(yīng)按堆垛儲(chǔ)物倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)。但表5.0.5-1適用于室內(nèi)最大凈空高度不超過(guò)9.0m的倉(cāng)庫(kù)，不適合本高架立體庫(kù)。舊噴規(guī)第5.0.6條條文說(shuō)明：倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)蔓延迅速、不易撲救……“快速響應(yīng)早期抑制噴頭”等可有效撲救高堆垛、高貨架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)……因此本高架立體倉(cāng)庫(kù)頂板噴頭采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭，根據(jù)倉(cāng)庫(kù)高度，采用K360，動(dòng)作溫度t=68℃玻璃球直立型噴頭，噴頭最低工作壓力0.3MPa，一只噴頭的保護(hù)面積3.0m×2.95m，頂板直立型噴頭避開(kāi)梁布置。作用面積內(nèi)同時(shí)開(kāi)放噴頭12個(gè)。設(shè)計(jì)水量150L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h。

舊噴規(guī)第5.0.7條：貨架儲(chǔ)物倉(cāng)庫(kù)的最大凈空高度或最大儲(chǔ)物高度超過(guò)本規(guī)范表5.0.5-1～表5.0.5-6、表5.0.6的規(guī)定時(shí)，應(yīng)設(shè)置貨架內(nèi)置噴頭，宜在自地面起每4m高度處設(shè)置一層貨架內(nèi)置噴頭。結(jié)合貨架布置情況，貨架噴頭布置情況如圖2所示。貨架共6層，每層噴頭設(shè)置在單排貨架背面、雙排貨架之間背靠背非工作位置，不影響自動(dòng)化機(jī)械存取貨工作。貨架內(nèi)置噴頭采用K80，動(dòng)作溫度t=68℃的玻璃球下垂型噴頭，每只噴頭上方設(shè)置集熱罩，噴頭間距3.0m，噴頭最低工作壓力0.2MPa，作用面積內(nèi)開(kāi)放噴頭14個(gè)。設(shè)計(jì)水量34L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h,設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖2 貨架噴頭層數(shù)布置

高架立體倉(cāng)庫(kù)自噴設(shè)計(jì)參數(shù) 表2

2.4.1.3 合理設(shè)置報(bào)警閥組

報(bào)警閥組是能夠準(zhǔn)確及時(shí)啟動(dòng)消防水泵的重要部件，通過(guò)報(bào)警閥組能夠在第一時(shí)間提醒工作人員及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)并快速知曉出現(xiàn)火情的位置，本單層高架立體倉(cāng)庫(kù)控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報(bào)警閥組分別設(shè)置，互相獨(dú)立，互不影響。

2.4.2 按新噴規(guī)設(shè)計(jì)的參數(shù)取值

2018年01月01日新噴規(guī)實(shí)施后，依據(jù)新噴規(guī)設(shè)計(jì)的參數(shù)取值情況。

2.4.2.1 合理選擇自噴系統(tǒng)

同樣選擇濕式噴淋滅火系統(tǒng)，理由同（1.1）。

2.4.2.2 合理設(shè)置自噴系統(tǒng)

新噴規(guī)第5.0.7條：設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)及類似場(chǎng)所……當(dāng)采用木質(zhì)貨架或采用封閉層板貨架時(shí)，其系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)按堆垛儲(chǔ)物倉(cāng)庫(kù)確定。

如前所述，本高架立體倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為倉(cāng)庫(kù)II級(jí)，建筑高度23.55m，最上層貨物高度21.2m，按照新噴規(guī)表5.0.4-2（倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)II級(jí)場(chǎng)所的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)）中所列的堆垛儲(chǔ)存方式選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，但表5.0.4-2中所列倉(cāng)庫(kù)最大凈空高度為9m，最大的儲(chǔ)物高度為7.5m。新噴規(guī)第5.0.8條：貨架倉(cāng)庫(kù)的最大凈空高度或最大儲(chǔ)物高度超過(guò)本規(guī)范第5.0.5條的規(guī)定時(shí)，應(yīng)設(shè)貨架內(nèi)置灑水噴頭，同時(shí)本條條文說(shuō)明：規(guī)范不推薦采用頂板下布置ESFR噴頭+貨架內(nèi)置噴頭的布置方式，當(dāng)最大凈空高度或最大儲(chǔ)物高度超過(guò)表5.0.5條的規(guī)定時(shí)，應(yīng)按照本規(guī)范第5.0.4條和本條的規(guī)定布置。

綜上，本高架立體倉(cāng)庫(kù)自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況如下：a.頂板噴頭設(shè)計(jì)參數(shù)按照新噴規(guī)表5.0.4-2所列堆垛最大儲(chǔ)物高度7.5m取值，一只噴頭的保護(hù)面積為3.0m×2.95m，噴頭最低工作壓力0.3MPa；b.貨架內(nèi)置噴頭自地面起每3m設(shè)置一層，噴頭間距3m，噴頭最低工作壓力0.2MPa，貨架內(nèi)開(kāi)放噴頭14個(gè)，每只噴頭上方設(shè)置集熱罩，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表3。

高架立體倉(cāng)庫(kù)噴淋設(shè)計(jì)參數(shù) 表3

若該項(xiàng)目設(shè)計(jì)期在2018年01月01日之后，按新噴規(guī)要求，顯然貨架內(nèi)置噴頭的縱向高度布置會(huì)影響貨架的操作，因此貨架縱向?qū)痈卟贾眯枧浜弦?guī)范做出調(diào)整。

根據(jù)新噴規(guī)第7.1.2條表7.1.2小字注（嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)或倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所宜采用流量系數(shù)大于80的灑水噴頭）及新噴規(guī)第9.1.5條規(guī)定（最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)任意4只噴頭合圍范圍內(nèi)的噴水強(qiáng)度……嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)和倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)不應(yīng)低于本規(guī)范表5.0.1和……的規(guī)定值）來(lái)確定頂板噴頭的參數(shù)。4只噴頭的保護(hù)面積為 4×3×2.95=35.4m,噴水強(qiáng)度22L/(min.m)，4只噴頭的出水量粗略估算值為35.4×22=778.8L/min，單只噴頭出水量約為195L/min。噴頭最低工作壓力 0.3MPa，分別對(duì) K80，K115，K202噴頭按式（1）計(jì)算噴頭出水量：

計(jì)算出3種噴頭的單只噴水量分別為139L/min,199L/min,350L/min，從安全經(jīng)濟(jì)方面考慮選用K115噴頭，因此高架立體倉(cāng)庫(kù)區(qū)頂板噴頭采用K115，動(dòng)作溫度t=68℃玻璃球直立型噴頭，噴頭最低工作壓力0.3MPa。

2.4.2.3 新噴規(guī)與舊噴規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比

對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表4。

新舊噴規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比表 表4

由表4可以看出，高架立體倉(cāng)庫(kù)區(qū)頂板噴頭，新噴規(guī)選用的噴頭K值低，計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量也??；貨架區(qū)噴頭，新噴規(guī)與舊噴規(guī)參數(shù)取值相同，計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量也相同。總體來(lái)說(shuō)，按新噴規(guī)設(shè)計(jì)工程造價(jià)將會(huì)降低。

2.4.2.4 合理設(shè)置報(bào)警閥組

控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報(bào)警閥組分別設(shè)置，互相獨(dú)立，互不影響。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)某中藥基地多層倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的高架立體倉(cāng)庫(kù)自噴系統(tǒng)按照新、舊噴規(guī)要求對(duì)參數(shù)取值情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，并列出了二者參數(shù)取值、設(shè)計(jì)水量計(jì)算的結(jié)果對(duì)比表?？梢钥闯鲈谕瑯颖ＷC消防安全的前提下，按新噴規(guī)計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量更小，消防水池容積亦更小，因此工程造價(jià)得到降低。