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【摘 要】 本文结合高层仓库建筑面积大、建筑高度高、物品数量多、集中性强等特点，论述了高层仓库消防给水设计的特点，并结合具体的工程案例，对其消防给水设计要点进行分析和总结，为之后的同类建筑消防给水设计提供参考。
【关键词】 高层仓库；消防；给水设计
1 工程概况
普洛斯仓库总占地面积为1.8万㎡，总建筑面积为10.6万㎡，地上5层，地下1层。地下1层和地上2-4层的层高均为6.5m，地上1层层高为10m并局部设有6m高的夹层，5层层高为7.8m。该建筑的上部为现浇钢筋混凝土框架结构体系，建筑防火分类为高层仓库。
2 消防方案选定
在该工程建筑施工方案设计之初，应该充分收集该建筑物所涉及的相关资料。室内消防按照现行的消防规范进行设置，包括消火栓系统、自动喷淋系统以及气体灭火系统等装置。该建筑防火类别定为高层丙二类仓库，仓库主体一级耐火。现对仓库各层的消防布置进行逐一说明：
首先，地下1层。地下1层总建筑面积约1.4万㎡，冷库的建筑面积10173㎡，分为19个面积小于600㎡的防火分区，每个防火分区均设置2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。剩下的地下室面积用于修建行车道及平台，建筑面积约为4071㎡，作为一个防火分区，设消火栓系统、自动喷淋系统。其次，地上1层。地上1层总建筑面积约为17866㎡，仓库建筑面积为7913㎡，分为4个面积小于2000㎡的防火分区，每个分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统。剩下的地上1层面积用于修建行车道及平台，建筑面积为9945㎡，行车道亦可以作为消防通道。然后，地上2层～4层。地上2层～4层总建筑面积约为7977㎡，其中仓库一、仓库二的建筑面积分别为5363㎡、5386㎡，两个仓库间的防火间距为13.45m，每个仓库设有3个面积小于2000㎡的防火分区，每个防火分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统以及2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。余下的建筑面积用于修建行车道及平台，建筑面积为7227㎡。最后，地上5层。地上5层总建筑面积约为18098㎡，其中仓库一、仓库二的建筑面积分别为5397㎡、5420㎡，两个仓库间的防火间距为13.45m，每个仓库设有3个面积小于2000㎡的防火分区，每个防火分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统以及2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。此外，本工程建筑物周围有一圈两条DN1200mm的给水管形成的环网，作为工程消防给水水源。
3 消防水池体积计算
依据《建规》中的相关规定，高层建筑的消防用水总量等于室内为消防用水量之和，所以该仓库的消防用水储存量应该满足启动该建筑消防系统的用水量需求。设定火灾延续时间为三小时，室外消火栓系统和室内消火栓系统将分别启用三个和两个水枪，室外和室内用于消防的用水量分别为486m3和324m3。將仓库危险等级设定为Ⅱ级，火灾延续时间设定为1h，自动喷水灭火系统总用水量为360m3（见表1）。在建筑物的屋顶设混凝土水池800m3，便于消防系统采用临时高压系统，顺利实现系统给水消防。该水池分为两格，各格内均设置导流墙装置。
4 室内消火栓系统设置
室内消火栓系统竖向连续，从横竖两个方向组成环状，保证各层均具有合适的消火栓数量和位置，实现火灾时各部位都有两股充实水柱到达，即使是最不利点的水枪的充实水柱长度设计也应大于13m，消火栓应该设置在比较显眼且方便取用的位置，相邻消火栓间间距不超过30m。水泵房消火栓泵出水管以及各楼的消火栓环状管网分别设置两路进水管与主仓库的消防加压环状管网连接，同时，在行政楼的屋面设置了一个容积为18t的消防水箱，满足系统最不利消火栓的压力要求。此外，为防止底部消火栓超压，该建筑标高20m以下的部分均使用减压稳压消火栓，保证各栓口的出口动压力稳定在0.35MPa之内。室内每间隔1-5个消火栓就在其消防环管上设置分隔阀门。地下消防泵房内设置2台（一台备用）室内消火栓专用水泵，室外设置四组水泵接合器。
5 自动喷淋系统设置
该仓库中的仓储、办公楼、车库的设计火灾危险等级为Ⅱ级，均设有自动喷淋系统，仓储区采用早期抑制快速响应喷头系统。仓储区的各层都设有12个作用喷头，只是仓库一层采用的是K=360喷头，其他各层采用的是K=200喷头。办公区及坡道设计的喷水强度8L/（min·㎡），总的作用面积为160㎡。若是同时启动所有的喷淋系统，则实际最大用水量达100L/s。泵房内备有3台喷淋泵，其中一台作为备用。该工程项目共设有16座湿式报警阀，并在各湿式报警阀前管道采用环状供水管道，避免检修过程中影响其他区域的供水。此外，行政楼屋顶设置的18t消防水箱，有利于稳定统日常工作压力。室外设置8组地下式水泵接合器（流量为10-15L/s），将水泵接合器与室外消火栓距离控制在15至40米之间。
6 气体灭火系统设置
依据相关规范设计柴油发电机房和变配电室的气体灭火系统参数，具体设计参数见表2。
该项目采用全淹没灭火方式的气体灭火系统，分别有自动和手动两种方式，在一定的时间内，向防护区喷射灭火剂并均匀充满整个保护区。
7 结语
随着经济的发展，科技的发达，物流行业信息化速度的加快，高层货运仓储式建筑也越来越多，对于建筑设计的要求也越来越严格，其中，消防设计是重中之重。结合本文提及的工程项目，就消防设计提出几点思考：1）本工程项目的消防水池设置在屋顶，消防泵房设置在地下一层，该种布局不符合一般的建筑规定，即两者应该尽量靠近的原则。但是考虑到这种布置的特殊性，《建规》中相关条例亦有提及，消防水泵房设置在首层时，疏散门直通室外；设置在地下层或楼层上时，疏散门应靠近安全出口，方便疏散人群和消防救援。如果将消防水池和消防泵房均设置在屋顶，一旦发生火灾，浓烟和热量都会上升到屋顶，危及消防人员的人生安全。2）该项目消防水池设置高层仓库屋顶，水池容积为800t，将水池分为两格，并在每格内分别设置导流墙装置，防止形成死水。满足《建规》中的相关规定，将容积大于500m3的消防水池分为两个独立的消防水池。3）早期抑制型喷头在高层仓库的应用。一般的大型仓库都具有面积大，建筑高度高，物品数量多，集中性强等特点，所以消防难度大。一旦仓库发生火灾，需要足够大的水流量和水压才能够扑灭火灾。常规的自动喷水系统反应迟钝，水流量小且水压低，形成的水柱长度较短，无法满足仓库灭火的需求。相比较常规的自动喷水系统，早期抑制型喷头（ESFR喷头）具有快速响应热敏元件，反应灵敏，能够及时喷水灭火。另外，ESFR喷头的中心有一个小孔，高压情况下，无需各层货架的分层普通喷头，仅依靠该小孔喷射出来的水柱便可以浇灭高架仓库货架下部的火灾，不仅简化了消防系统，也节约了项目投资。由于目前国内对于ESFR喷头的使用规范还未明确，所以在设计应用过程中，需要提前与建筑和结构专业的工程师充分交流，在满足各方要求的情况下，尽量优先考虑使用ESFR喷头。
参考文献：
[1]郁宝良.高层建筑消防水池设置条件剖析[J].青岛理工大学学报.2013（01）
[2]刘昕亮，许丛彬.对高层建筑消防设计中几个问题的思考[J].消防科学与技术.2012（04）
[3]李天荣，朱跃强，周忠民.高层建筑常高压自动喷水灭火系统设计探讨[J].给水排水.2013（08）
【关键词】 高层仓库；消防；给水设计
1 工程概况
普洛斯仓库总占地面积为1.8万㎡，总建筑面积为10.6万㎡，地上5层，地下1层。地下1层和地上2-4层的层高均为6.5m，地上1层层高为10m并局部设有6m高的夹层，5层层高为7.8m。该建筑的上部为现浇钢筋混凝土框架结构体系，建筑防火分类为高层仓库。
2 消防方案选定
在该工程建筑施工方案设计之初，应该充分收集该建筑物所涉及的相关资料。室内消防按照现行的消防规范进行设置，包括消火栓系统、自动喷淋系统以及气体灭火系统等装置。该建筑防火类别定为高层丙二类仓库，仓库主体一级耐火。现对仓库各层的消防布置进行逐一说明：
首先，地下1层。地下1层总建筑面积约1.4万㎡，冷库的建筑面积10173㎡，分为19个面积小于600㎡的防火分区，每个防火分区均设置2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。剩下的地下室面积用于修建行车道及平台，建筑面积约为4071㎡，作为一个防火分区，设消火栓系统、自动喷淋系统。其次，地上1层。地上1层总建筑面积约为17866㎡，仓库建筑面积为7913㎡，分为4个面积小于2000㎡的防火分区，每个分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统。剩下的地上1层面积用于修建行车道及平台，建筑面积为9945㎡，行车道亦可以作为消防通道。然后，地上2层～4层。地上2层～4层总建筑面积约为7977㎡，其中仓库一、仓库二的建筑面积分别为5363㎡、5386㎡，两个仓库间的防火间距为13.45m，每个仓库设有3个面积小于2000㎡的防火分区，每个防火分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统以及2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。余下的建筑面积用于修建行车道及平台，建筑面积为7227㎡。最后，地上5层。地上5层总建筑面积约为18098㎡，其中仓库一、仓库二的建筑面积分别为5397㎡、5420㎡，两个仓库间的防火间距为13.45m，每个仓库设有3个面积小于2000㎡的防火分区，每个防火分区均设置消火栓系统、自动喷淋系统以及2个安全疏散出口并确保有一条疏散出口直通室外的疏散楼梯。此外，本工程建筑物周围有一圈两条DN1200mm的给水管形成的环网，作为工程消防给水水源。
3 消防水池体积计算
依据《建规》中的相关规定，高层建筑的消防用水总量等于室内为消防用水量之和，所以该仓库的消防用水储存量应该满足启动该建筑消防系统的用水量需求。设定火灾延续时间为三小时，室外消火栓系统和室内消火栓系统将分别启用三个和两个水枪，室外和室内用于消防的用水量分别为486m3和324m3。將仓库危险等级设定为Ⅱ级，火灾延续时间设定为1h，自动喷水灭火系统总用水量为360m3（见表1）。在建筑物的屋顶设混凝土水池800m3，便于消防系统采用临时高压系统，顺利实现系统给水消防。该水池分为两格，各格内均设置导流墙装置。
4 室内消火栓系统设置
室内消火栓系统竖向连续，从横竖两个方向组成环状，保证各层均具有合适的消火栓数量和位置，实现火灾时各部位都有两股充实水柱到达，即使是最不利点的水枪的充实水柱长度设计也应大于13m，消火栓应该设置在比较显眼且方便取用的位置，相邻消火栓间间距不超过30m。水泵房消火栓泵出水管以及各楼的消火栓环状管网分别设置两路进水管与主仓库的消防加压环状管网连接，同时，在行政楼的屋面设置了一个容积为18t的消防水箱，满足系统最不利消火栓的压力要求。此外，为防止底部消火栓超压，该建筑标高20m以下的部分均使用减压稳压消火栓，保证各栓口的出口动压力稳定在0.35MPa之内。室内每间隔1-5个消火栓就在其消防环管上设置分隔阀门。地下消防泵房内设置2台（一台备用）室内消火栓专用水泵，室外设置四组水泵接合器。
5 自动喷淋系统设置
该仓库中的仓储、办公楼、车库的设计火灾危险等级为Ⅱ级，均设有自动喷淋系统，仓储区采用早期抑制快速响应喷头系统。仓储区的各层都设有12个作用喷头，只是仓库一层采用的是K=360喷头，其他各层采用的是K=200喷头。办公区及坡道设计的喷水强度8L/（min·㎡），总的作用面积为160㎡。若是同时启动所有的喷淋系统，则实际最大用水量达100L/s。泵房内备有3台喷淋泵，其中一台作为备用。该工程项目共设有16座湿式报警阀，并在各湿式报警阀前管道采用环状供水管道，避免检修过程中影响其他区域的供水。此外，行政楼屋顶设置的18t消防水箱，有利于稳定统日常工作压力。室外设置8组地下式水泵接合器（流量为10-15L/s），将水泵接合器与室外消火栓距离控制在15至40米之间。
6 气体灭火系统设置
依据相关规范设计柴油发电机房和变配电室的气体灭火系统参数，具体设计参数见表2。
该项目采用全淹没灭火方式的气体灭火系统，分别有自动和手动两种方式，在一定的时间内，向防护区喷射灭火剂并均匀充满整个保护区。
7 结语
随着经济的发展，科技的发达，物流行业信息化速度的加快，高层货运仓储式建筑也越来越多，对于建筑设计的要求也越来越严格，其中，消防设计是重中之重。结合本文提及的工程项目，就消防设计提出几点思考：1）本工程项目的消防水池设置在屋顶，消防泵房设置在地下一层，该种布局不符合一般的建筑规定，即两者应该尽量靠近的原则。但是考虑到这种布置的特殊性，《建规》中相关条例亦有提及，消防水泵房设置在首层时，疏散门直通室外；设置在地下层或楼层上时，疏散门应靠近安全出口，方便疏散人群和消防救援。如果将消防水池和消防泵房均设置在屋顶，一旦发生火灾，浓烟和热量都会上升到屋顶，危及消防人员的人生安全。2）该项目消防水池设置高层仓库屋顶，水池容积为800t，将水池分为两格，并在每格内分别设置导流墙装置，防止形成死水。满足《建规》中的相关规定，将容积大于500m3的消防水池分为两个独立的消防水池。3）早期抑制型喷头在高层仓库的应用。一般的大型仓库都具有面积大，建筑高度高，物品数量多，集中性强等特点，所以消防难度大。一旦仓库发生火灾，需要足够大的水流量和水压才能够扑灭火灾。常规的自动喷水系统反应迟钝，水流量小且水压低，形成的水柱长度较短，无法满足仓库灭火的需求。相比较常规的自动喷水系统，早期抑制型喷头（ESFR喷头）具有快速响应热敏元件，反应灵敏，能够及时喷水灭火。另外，ESFR喷头的中心有一个小孔，高压情况下，无需各层货架的分层普通喷头，仅依靠该小孔喷射出来的水柱便可以浇灭高架仓库货架下部的火灾，不仅简化了消防系统，也节约了项目投资。由于目前国内对于ESFR喷头的使用规范还未明确，所以在设计应用过程中，需要提前与建筑和结构专业的工程师充分交流，在满足各方要求的情况下，尽量优先考虑使用ESFR喷头。
参考文献：
[1]郁宝良.高层建筑消防水池设置条件剖析[J].青岛理工大学学报.2013（01）
[2]刘昕亮，许丛彬.对高层建筑消防设计中几个问题的思考[J].消防科学与技术.2012（04）
[3]李天荣，朱跃强，周忠民.高层建筑常高压自动喷水灭火系统设计探讨[J].给水排水.2013（08）