天津某藥業(yè)公司高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設計

梁 曉 （中設筑邦（北京）建筑設計研究院有限公司，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)品自動化生產(chǎn)基地工程項目，工程建設地點位于天津市武清開發(fā)區(qū)，本設計項目為新建廠區(qū)一期工程項目。一期工程包括多層倉庫（內含單層高架立體倉庫）、生產(chǎn)車間、質檢中心、行政辦公樓、倒班宿舍及動力站（附屬消防水池），總建筑面積約為117457.49m。其中多層倉庫和生產(chǎn)車間的給排水專業(yè)設計內容由本人設計。其余建筑、構筑物及室外管線由天津某設計院負責設計。

多層倉庫概況：火災危險類別為丙類，建筑耐火等級二級，建筑占地面積9577.54m，建筑高度23.55m，其中單層高架立體倉庫占地面積約5055m，分為2個獨立庫區(qū)，單層高架立體倉庫為坡屋面鋼架結構。

高架立體倉庫的建筑高度和內置貨物高度平時設計中很難遇到，其自噴系統(tǒng)設計具有一定的典型性，因此本文對其做一些淺薄的介紹。

2 自噴系統(tǒng)介紹

2.1 設計依據(jù)

本項目設計期為2014年8月至2014年11月，主要以《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2014）（以下簡稱建規(guī)）、《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50084-2001）2005年版（以下簡稱舊噴規(guī)）、《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB50084-2017)（以下簡稱新噴規(guī)）等相關國家及天津市地方消防設計規(guī)范為依據(jù)。

2.2 消防水源概述及消防水量

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

高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設計水量如表1所示，全部貯存在廠區(qū)內新建的消防水池中。

自噴系統(tǒng)設計水量 表1

2.3 消防水池、消防水泵、高位消防水箱設置

此部分內容不在本人設計范圍，廠區(qū)內設置2座獨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。地下消防水泵房內設置3臺消火栓給水泵，4臺自噴給水泵，供給廠區(qū)建筑消防用水，廠區(qū)內最高建筑屋面水箱間設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)

單層高架立體倉庫建筑及內部貨架布置情況：占地面積約5055m，分2個獨立庫區(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

該倉庫屬于大型物流配送倉庫，根據(jù)其貨架布置及材質情況分析，火災時如不能及時控制火情，損失會很嚴重，因此設計一個合理的自噴系統(tǒng)很有必要，能對早期火災起到預期的控制效果，進而控制整個建筑的火災形勢。

以下對如何設計一個針對本高架立體庫的自噴系統(tǒng)進行闡述。

2.4.1 按舊噴規(guī)設計

2014年依據(jù)舊噴規(guī)設計的情況。

2.4.1.1 合理選擇自噴系統(tǒng)

根據(jù)舊噴規(guī)第4章內容，自噴系統(tǒng)有多種形式，如干式、濕式、預作用、雨淋、自動噴水——泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等，且規(guī)定了各系統(tǒng)適用的場所。在本高架立體庫中筆者采用了濕式噴淋滅火系統(tǒng)，這是因為：首先，設置場所的環(huán)境溫度（不低于4℃不高于70℃）適合濕式噴淋；其二，立體庫內物品不怕誤噴；其三，系統(tǒng)結構簡單，整個管網(wǎng)始終處于充水狀態(tài)，一旦發(fā)生火災，可以在很短的時間內啟動并滅火。

2.4.1.2 合理設置自噴系統(tǒng)

合理布置自噴系統(tǒng)包括：主管道設置的層數(shù)，如有吊頂?shù)膮^(qū)域，設置上噴噴頭和下噴噴頭，兩者是否共用主管道，再如本高架立體倉庫，因高度很高，除了頂板噴頭外，是否還需設置貨架噴頭，貨架噴頭又該分幾層，如何布置。參數(shù)設置包括一些條件參數(shù)和性能參數(shù)，如噴水強度、作用面積、持續(xù)噴水時間、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)都需要結合本項目實際情況（建筑高度、貨架布置等），并依據(jù)規(guī)范要求嚴格執(zhí)行，這樣既可以保證有效滅火，又可以避免工程成本過高，造成資源浪費。

貨架上的貨物外包裝為阻燃塑料，對照舊噴規(guī)附錄A——設置場所火災危險等級舉例，查得本建筑火災危險等級為倉庫危險級II級。

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庫，應按堆垛儲物倉庫設計。但表5.0.5-1適用于室內最大凈空高度不超過9.0m的倉庫，不適合本高架立體庫。舊噴規(guī)第5.0.6條條文說明：倉庫火災蔓延迅速、不易撲救……“快速響應早期抑制噴頭”等可有效撲救高堆垛、高貨架倉庫火災……因此本高架立體倉庫頂板噴頭采用早期抑制快速響應噴頭，根據(jù)倉庫高度，采用K360，動作溫度t=68℃玻璃球直立型噴頭，噴頭最低工作壓力0.3MPa，一只噴頭的保護面積3.0m×2.95m，頂板直立型噴頭避開梁布置。作用面積內同時開放噴頭12個。設計水量150L/s，火災延續(xù)時間2h。

舊噴規(guī)第5.0.7條：貨架儲物倉庫的最大凈空高度或最大儲物高度超過本規(guī)范表5.0.5-1～表5.0.5-6、表5.0.6的規(guī)定時，應設置貨架內置噴頭，宜在自地面起每4m高度處設置一層貨架內置噴頭。結合貨架布置情況，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，不影響自動化機械存取貨工作。貨架內置噴頭采用K80，動作溫度t=68℃的玻璃球下垂型噴頭，每只噴頭上方設置集熱罩，噴頭間距3.0m，噴頭最低工作壓力0.2MPa，作用面積內開放噴頭14個。設計水量34L/s，火災延續(xù)時間2h,設計參數(shù)見表2。

圖2 貨架噴頭層數(shù)布置

高架立體倉庫自噴設計參數(shù) 表2

2.4.1.3 合理設置報警閥組

報警閥組是能夠準確及時啟動消防水泵的重要部件，通過報警閥組能夠在第一時間提醒工作人員及時撤離現(xiàn)場并快速知曉出現(xiàn)火情的位置，本單層高架立體倉庫控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報警閥組分別設置，互相獨立，互不影響。

2.4.2 按新噴規(guī)設計的參數(shù)取值

2018年01月01日新噴規(guī)實施后，依據(jù)新噴規(guī)設計的參數(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 合理設置自噴系統(tǒng)

新噴規(guī)第5.0.7條：設置自動噴水滅火系統(tǒng)的倉庫及類似場所……當采用木質貨架或采用封閉層板貨架時，其系統(tǒng)設置應按堆垛儲物倉庫確定。

如前所述，本高架立體倉庫火災危險等級為倉庫II級，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（倉庫危險II級場所的系統(tǒng)設計基本參數(shù)）中所列的堆垛儲存方式選擇設計參數(shù)，但表5.0.4-2中所列倉庫最大凈空高度為9m，最大的儲物高度為7.5m。新噴規(guī)第5.0.8條：貨架倉庫的最大凈空高度或最大儲物高度超過本規(guī)范第5.0.5條的規(guī)定時，應設貨架內置灑水噴頭，同時本條條文說明：規(guī)范不推薦采用頂板下布置ESFR噴頭+貨架內置噴頭的布置方式，當最大凈空高度或最大儲物高度超過表5.0.5條的規(guī)定時，應按照本規(guī)范第5.0.4條和本條的規(guī)定布置。

綜上，本高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設計情況如下：a.頂板噴頭設計參數(shù)按照新噴規(guī)表5.0.4-2所列堆垛最大儲物高度7.5m取值，一只噴頭的保護面積為3.0m×2.95m，噴頭最低工作壓力0.3MPa；b.貨架內置噴頭自地面起每3m設置一層，噴頭間距3m，噴頭最低工作壓力0.2MPa，貨架內開放噴頭14個，每只噴頭上方設置集熱罩，設計參數(shù)見表3。

高架立體倉庫噴淋設計參數(shù) 表3

若該項目設計期在2018年01月01日之后，按新噴規(guī)要求，顯然貨架內置噴頭的縱向高度布置會影響貨架的操作，因此貨架縱向層高布置需配合規(guī)范做出調整。

根據(jù)新噴規(guī)第7.1.2條表7.1.2小字注（嚴重危險級或倉庫危險級場所宜采用流量系數(shù)大于80的灑水噴頭）及新噴規(guī)第9.1.5條規(guī)定（最不利點處作用面積內任意4只噴頭合圍范圍內的噴水強度……嚴重危險級和倉庫危險級不應低于本規(guī)范表5.0.1和……的規(guī)定值）來確定頂板噴頭的參數(shù)。4只噴頭的保護面積為 4×3×2.95=35.4m,噴水強度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 K80，K115，K202噴頭按式（1）計算噴頭出水量：

計算出3種噴頭的單只噴水量分別為139L/min,199L/min,350L/min，從安全經(jīng)濟方面考慮選用K115噴頭，因此高架立體倉庫區(qū)頂板噴頭采用K115，動作溫度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)設計參數(shù)對比

對比結果見表4。

新舊噴規(guī)設計參數(shù)對比表 表4

由表4可以看出，高架立體倉庫區(qū)頂板噴頭，新噴規(guī)選用的噴頭K值低，計算出的設計水量也?。回浖軈^(qū)噴頭，新噴規(guī)與舊噴規(guī)參數(shù)取值相同，計算出的設計水量也相同。總體來說，按新噴規(guī)設計工程造價將會降低。

2.4.2.4 合理設置報警閥組

控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報警閥組分別設置，互相獨立，互不影響。

3 結論

本文通過對某中藥基地多層倉庫內的高架立體倉庫自噴系統(tǒng)按照新、舊噴規(guī)要求對參數(shù)取值情況進行了詳細分析，并列出了二者參數(shù)取值、設計水量計算的結果對比表。可以看出在同樣保證消防安全的前提下，按新噴規(guī)計算出的設計水量更小，消防水池容積亦更小，因此工程造價得到降低。