高標(biāo)倉庫建筑的排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析

張 野 中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司

1 高標(biāo)倉庫概述

高標(biāo)倉庫指的是倉庫本身的規(guī)格和配置是高標(biāo)準(zhǔn)。高標(biāo)倉庫和普通倉庫存在明顯的差異，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①空間利用：高標(biāo)倉庫的規(guī)劃容積率較高，部分項(xiàng)目的容積率達(dá)到2.5～3，空間使用效率是普通倉儲(chǔ)的3倍左右，可大幅降低土地成本。②項(xiàng)目選址：高標(biāo)倉庫選址靠近公路、機(jī)場(chǎng)、港口等交通樞紐地段，交通便捷，其輻射區(qū)域更為廣泛，能夠降低運(yùn)輸成本。③自動(dòng)化水平：高標(biāo)倉庫可實(shí)現(xiàn)作業(yè)高機(jī)械化和自動(dòng)化，既提高了運(yùn)行效率，又減少了人工需求，降低了綜合管理成本。④合規(guī)屬性：高標(biāo)倉庫項(xiàng)目所有權(quán)屬清晰、土地性質(zhì)明確，可避免投資開發(fā)和運(yùn)營管理中產(chǎn)生糾紛，保障倉儲(chǔ)項(xiàng)目的順利推進(jìn)。

倉庫的布局和空間，高標(biāo)倉庫一般為鋼混框架+輕鋼布局，屋面采用保溫隔熱采光，高度凈空不低于11m，一般都在13m以上，抗震設(shè)防烈度等級(jí)7度以上。設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)裝卸平臺(tái)，平臺(tái)的高度為1.3m，符合平常大型車輛，還設(shè)有升降平臺(tái)，方便小型車輛使用；6m寬的帶雨棚的平臺(tái)，雨天不影響正常作業(yè)?？臻g、地面和承重：空間要大，立柱、屋頂、墻體堅(jiān)固，地面承重每平方不少于5t。消防設(shè)施齊全，有消防管道、消防栓、防火分區(qū)門及報(bào)警器，自動(dòng)噴淋，防排煙系統(tǒng)等。

圖1為筆者參與設(shè)計(jì)項(xiàng)目順控城投臨港產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目鳥瞰圖，本項(xiàng)目分為堆場(chǎng)區(qū)域、高標(biāo)倉及輔助用房區(qū)域，兩座高標(biāo)倉及中間架空平臺(tái)區(qū)域均為丙類，面積超過1000m2，需進(jìn)行排煙設(shè)計(jì)。

圖1

2 順控城投臨港產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目高標(biāo)倉庫的排煙設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目概述

項(xiàng)目位于佛山市順德區(qū)杏壇鎮(zhèn)了哥山港區(qū)，北側(cè)為高富路，南側(cè)為東海水道，東側(cè)為了哥山港區(qū)本港作業(yè)區(qū)一期工程。規(guī)劃總用地面積138531.26m2，規(guī)劃凈用地面積138531.26m2。

本項(xiàng)目是佛山港了哥山港區(qū)本港作業(yè)區(qū)二期工程，位于廣東省佛山市順德區(qū)杏壇鎮(zhèn)境內(nèi)，規(guī)劃建設(shè)交通運(yùn)輸、物流倉儲(chǔ)、郵政業(yè)、變電站及消防泵房，配套附屬用房，整體布局平行于河岸，1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）位于北側(cè)，2號(hào)樓（輔助生產(chǎn)建筑位于南側(cè)，中間為架空平臺(tái)，東側(cè)為入口坡道，西側(cè)為出口坡道，附屬用房位于東側(cè)坡道下，消防泵房位于地塊西側(cè)，變電站產(chǎn)地西側(cè)單獨(dú)布置。

1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）為二層，屬于多層建筑，每層分為兩個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)不大于4800m2，1號(hào)倉庫共計(jì)分為四個(gè)倉庫存儲(chǔ)區(qū)，并布置了辦公區(qū)域及設(shè)備管井、樓梯間、衛(wèi)生間功能。

2號(hào)樓（輔助生產(chǎn)建筑）為三層，屬于高層建筑，每層分為三個(gè)防火分區(qū)。 設(shè)有4.5m寬卸貨平臺(tái)，并采用標(biāo)準(zhǔn)的升降平臺(tái)，卸貨平臺(tái)高度為1.3m，做到智能化卸貨要求。高標(biāo)倉頂層為混凝土坡屋面，減少后期維護(hù)；設(shè)計(jì)叉車坡道及可移動(dòng)鋼制坡道，間距為46.1m+9m架空平臺(tái)，中間軸網(wǎng)20m貨物通道，主要裝卸區(qū)域設(shè)計(jì)在平臺(tái)下方，卸貨平臺(tái)尺寸合理，利于使用。

1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）、2號(hào)樓（輔助生產(chǎn)建筑）進(jìn)深作48.9m，總長度193.9m，據(jù)調(diào)研，設(shè)計(jì)倉庫凈高均大于9m，12m柱間距為業(yè)內(nèi)主流柱網(wǎng)間距。采用12m柱網(wǎng)間距面積利用率高，不造成面積浪費(fèi)。園區(qū)內(nèi)可用于業(yè)內(nèi)主流貨柜車裝卸貨物，雙側(cè)均能停放大型貨車裝卸貨物，遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)，倉庫區(qū)域西側(cè)開口，從而流線更加流暢。經(jīng)調(diào)研，大型車輛占比較小，在平臺(tái)下方進(jìn)行裝卸。

為了獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，需要掌握好貨物的裝卸作業(yè)時(shí)間，時(shí)間的有效控制也是保障工作效率的基本條件。由于需要處理的工作內(nèi)容，就是一定時(shí)間內(nèi)完成一定量的貨物，所以設(shè)計(jì)出合理的交通路線十分重要，保障主干道暢通，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)計(jì)適宜的停車場(chǎng)地，減少車流之間的干擾，以中轉(zhuǎn)為主的貨物運(yùn)輸，使用了“一”字形的直線交通路線。本項(xiàng)目流線清晰，完成了存儲(chǔ)、領(lǐng)取、發(fā)放、保管的功能，保證存儲(chǔ)容量和適應(yīng)存儲(chǔ)物特點(diǎn)。

本次以1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）為例詳細(xì)分析排煙設(shè)計(jì)。1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）為二層，屬于多層建筑，耐火等級(jí)為二級(jí)，儲(chǔ)存物品危險(xiǎn)性類別為丙二類第2項(xiàng)，東西向長度193m，南北向長度48m，基底面積9481.71m2，計(jì) 容 面 積39997.8m2，建 筑 面 積 約 為21051.03m2。每層分為兩個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)不大于4800m2，并設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。1號(hào)倉庫共計(jì)分為四個(gè)倉庫存儲(chǔ)區(qū)，并布置了辦公區(qū)域及設(shè)備管井、樓梯間、衛(wèi)生間功能。

2.2 防煙分區(qū)劃分

根據(jù)規(guī)范要求，占地大于1000m2的丙類倉庫應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。設(shè)置排煙系統(tǒng)的場(chǎng)所應(yīng)采用擋煙垂壁、結(jié)構(gòu)梁及隔墻等劃分防煙分區(qū)，當(dāng)空間凈高大于9m時(shí)，防煙分區(qū)之間可不設(shè)置擋煙設(shè)施。防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)?？臻g凈高H＞6m時(shí)，一個(gè)防火分區(qū)最大允許面積2000m2，長邊最大允許長度60m。根據(jù)此原則，進(jìn)行防煙分區(qū)劃分。

圖2 1層防煙分區(qū)圖

圖3 2層防煙分區(qū)圖

倉庫一層由于南側(cè)外連接架空平臺(tái)下坡道，外窗無法作為自然排煙口，故一層采用機(jī)械排煙，補(bǔ)風(fēng)通過可開啟外窗補(bǔ)風(fēng)，排煙風(fēng)機(jī)置于屋面排煙機(jī)房；二層采用自然排煙，自然排煙口為可開啟外窗，通過相鄰防煙分區(qū)可開啟外窗進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)。

2.3 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018版），GB 51157—2016《建筑物流設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)順控城投臨港產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目1號(hào)樓（物流倉儲(chǔ)）高標(biāo)倉防排煙設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

2.3.1 排煙設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）空間凈高：≥9m。

（2）建筑類型：丙類倉庫。

（3）計(jì)算排煙量（一個(gè)防煙分區(qū)）：14.2×104m3/h（查表《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》表4.6.3）。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)具有相同凈高場(chǎng)所時(shí)，對(duì)于建筑空間凈高大于6m的場(chǎng)所，應(yīng)按排煙量最大的一個(gè)防煙分區(qū)的排煙量計(jì)算。

（4）設(shè)計(jì)風(fēng)量（一個(gè)防煙分區(qū)）：17.04×104m3/h（設(shè)計(jì)風(fēng)量不應(yīng)小于計(jì)算風(fēng)量的1.2倍）。

（5）當(dāng)采用自然排煙方式時(shí)，儲(chǔ)煙倉的厚度不應(yīng)小于空間凈高的20%，且不應(yīng)小于500mm；當(dāng)采用機(jī)械排煙方式時(shí)，不應(yīng)小于空間凈高的10%，且不應(yīng)小于500mm。同時(shí)儲(chǔ)煙倉底部距地面的高度應(yīng)大于安全疏散所需的最小清晰高度。

式中：Hq——最小清晰高度（m）；

H′——對(duì)于單層空間，取排煙空間的建筑凈高度（m）。

（6）自然排煙窗（口）部風(fēng)速：0.84m/s。

（7）排煙口最大允許排煙量：2.18×104m3/h（熱釋速率4MW，煙層厚度1.5m）。

（8）排煙口風(fēng)速：≤10m/s。

（9）金屬風(fēng)管設(shè)計(jì)風(fēng)速：≤20m/s。機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)采用管道排煙，且不應(yīng)采用土建風(fēng)道，排煙管道應(yīng)采用不燃材料制作且內(nèi)壁應(yīng)光滑。排煙管道厚度選用1.5mm鋼板。

2.3.2 自然排煙設(shè)施

采用自然排煙系統(tǒng)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)施自然排煙窗（口），防煙分區(qū)內(nèi)任意點(diǎn)與最近的自然排煙口時(shí)間的水平距離不應(yīng)大于30m。工業(yè)建筑采用自然排煙方式時(shí)，其水平距離尚不應(yīng)待遇建筑內(nèi)空間凈高的2.8倍。

設(shè)置在防火墻兩側(cè)的自然排煙窗（口）之間最近邊緣的水平距離不應(yīng)小于2.0m。

自然排煙窗（口）應(yīng)設(shè)置手動(dòng)開啟裝置，設(shè)置在高位不便于直接開啟的自然排煙窗（口），應(yīng)設(shè)置距地面高度1.3m～1.5m的手動(dòng)開啟裝置。

本工程設(shè)計(jì)風(fēng)量：17.04×104m3/h，自然排煙窗（口）部風(fēng)速不大于0.84m/s，計(jì)算可得每個(gè)防火分區(qū)自然排煙口有效面積不小于57m2。

2.3.3 機(jī)械排煙設(shè)施

當(dāng)建筑的機(jī)械排煙系統(tǒng)沿水平方向布置時(shí)，每個(gè)防火分區(qū)的機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)置在專用機(jī)房內(nèi)，且風(fēng)機(jī)兩側(cè)應(yīng)有600mm以上的空間。當(dāng)條件受到限制時(shí)，也應(yīng)有防火保護(hù)；但由于排煙風(fēng)機(jī)的電機(jī)主要是依靠所放置的空間進(jìn)行散熱，因此該空間的體積不能太小，以便于散熱和維修。排煙風(fēng)機(jī)與排煙管道的連接部件應(yīng)能在280℃時(shí)連續(xù)30min保證其結(jié)構(gòu)完整性。排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)與風(fēng)機(jī)入口處的排煙防火閥連鎖，當(dāng)該閥關(guān)閉時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

豎向設(shè)置的排煙管道應(yīng)設(shè)置在獨(dú)立的管道井內(nèi)，排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于0.50h。水平設(shè)置的排煙管道設(shè)置在室內(nèi)，管道的耐火極限不應(yīng)小于1.00h。與垂直風(fēng)管連接的水平排煙風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置280℃排煙防火閥。對(duì)于已設(shè)置于獨(dú)立井道內(nèi)的排煙管道，為了防止其被火焰燒毀而垮塌，從而影響排煙效能，也對(duì)其耐火極限進(jìn)行了要求。

防煙分區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)與最近的排煙口之間的水平距離不應(yīng)大于30m。排煙口宜設(shè)置在頂棚或靠近頂棚的墻面上。排煙口設(shè)置在儲(chǔ)煙倉內(nèi)或高位，能將起火區(qū)域產(chǎn)生的煙氣最有效、快速地排出，以利于安全疏散。

排煙口應(yīng)設(shè)在儲(chǔ)煙倉內(nèi)，但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域，其排煙口可設(shè)置在其凈空高度的1/2以上；當(dāng)設(shè)置在側(cè)墻時(shí)，吊頂與其最近邊緣的距離不應(yīng)大于0.5m。排煙口設(shè)置的位置如果不合理的話，可能嚴(yán)重影響排煙功效，造成煙氣組織混亂，故排煙口必須設(shè)置在儲(chǔ)煙倉內(nèi)，考慮到走道吊頂上方會(huì)有大量風(fēng)道、水管、電纜橋架等的存在，在吊頂上布置排煙口有困難時(shí)，可以將排煙口布置在緊貼走道吊頂?shù)膫?cè)墻上，但是走道內(nèi)排煙口應(yīng)設(shè)置在其凈空高度的1/2以上，為了及時(shí)將積聚在吊頂下的煙氣排除，防止排煙口吸入過多的冷空氣，還要求排煙口最近的邊緣與吊頂?shù)木嚯x不應(yīng)大于0.5m。在實(shí)際工程中，有時(shí)把排煙口設(shè)置在排煙管道的頂部或側(cè)面，也能起到相對(duì)較好的排煙效果。

圖4

一般工程一個(gè)排煙機(jī)承擔(dān)多個(gè)區(qū)域的排煙，為了保證對(duì)著火的區(qū)域排煙，非著火區(qū)域形成正壓，所以火災(zāi)時(shí)要求只能打開著火區(qū)域的排煙口，其他區(qū)域的排煙口必須常閉。

排煙管道下列部位應(yīng)設(shè)置排煙防火閥：①垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處的水平管段上；②一個(gè)排煙系統(tǒng)負(fù)擔(dān)多個(gè)防煙分區(qū)的排煙支管上；③排煙風(fēng)機(jī)入口處；④穿越防火分區(qū)處。

任一層建筑面積大于2500m2的丙類廠房（倉庫），當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)時(shí)，要求在外墻或屋頂設(shè)置固定窗。非頂層區(qū)域的固定窗應(yīng)布置在每層的外墻上，設(shè)置在靠外墻且不位于頂層區(qū)域的固定窗，單個(gè)固定窗的面積不應(yīng)小于1㎡，且間距不宜大于20m，其下沿距室內(nèi)地面的高度不宜小于層高的1/2。固定玻璃窗應(yīng)按可破拆的玻璃面積計(jì)算，固定窗宜按每個(gè)防煙分區(qū)在屋頂或建筑外墻上均勻布置且不應(yīng)跨越防火分區(qū)。固定窗的設(shè)置是為了在可燃物較多、預(yù)計(jì)火災(zāi)功率較大的場(chǎng)所，彌補(bǔ)機(jī)械排煙的不足，以保證快速、有效且可持續(xù)地排出火場(chǎng)熱煙。本項(xiàng)目在外墻設(shè)置固定窗，在有高窗的一側(cè)，每組高窗其中一扇為固定扇，作為排煙窗，無高窗的一側(cè)每柱距內(nèi)設(shè)置一扇固定窗。

2.3.4 排煙控制要求

①排煙風(fēng)機(jī)，補(bǔ)風(fēng)控制方式：a.現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)；b.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；c.消防控制室手動(dòng)啟動(dòng)；d.系統(tǒng)中任一排煙閥或排煙口開啟時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，補(bǔ)風(fēng)口打開；e.排煙防火閥在280℃時(shí)應(yīng)自行關(guān)閉，應(yīng)連鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)，關(guān)閉補(bǔ)風(fēng)口。②機(jī)械排煙系統(tǒng)中的常閉排煙閥或排煙口應(yīng)具有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)開啟、消防控制室手動(dòng)開啟和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開啟功能，其開啟信號(hào)應(yīng)與排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。當(dāng)火災(zāi)確認(rèn)后，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)在15s內(nèi)聯(lián)動(dòng)開啟相應(yīng)防煙分區(qū)的全部排煙閥、排煙口、排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)設(shè)施，并在30s內(nèi)關(guān)閉與排煙無關(guān)的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)。③當(dāng)火災(zāi)確認(rèn)后，負(fù)擔(dān)兩個(gè)及以上防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，應(yīng)僅打開著火防煙分區(qū)的排煙閥或排煙口，其他防煙分區(qū)的排煙閥或排煙口應(yīng)呈關(guān)閉狀態(tài)。④280°排煙防火閥，平時(shí)處于常閉狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)電控打開進(jìn)行排煙，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到280℃時(shí)，感溫器動(dòng)作將閥門關(guān)閉起到防火作用。

3 結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，建筑在城市中像雨后春筍般地蓬勃發(fā)展起來，為了確保國家和人民的財(cái)產(chǎn)與生命安全，建筑防火已成為建筑設(shè)計(jì)中不可分割的有機(jī)組成部分。建筑防排煙的目的是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)防止煙氣侵入作為疏散道路的走廊、樓梯間前室、樓梯間，保護(hù)建筑室內(nèi)人員從有害的煙氣環(huán)境中安全疏散，保證生命安全。