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摘要：电商的发展催促着我国物流行业的快速增长，经过几年的发展我国物流仓库的建设也越发成熟和规范化。本文通过对大型物流建筑水消防系统设计、施工的现状分析以及经验总结，对当前室内与室外消火栓系统及自喷系统存在的问题提出了经验性、可实用的解决方法，研究成果可为相关应用与研究提供参考。
关键词：物流仓库、室内消火栓系统、室外消火栓系统、自动喷水灭火系统、货架中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-371
引言
物流行业的建设虽然越发成熟和规范化，但是由于大型物流仓库具有库房长，房体跨度大、设计空间高、耐火等级低、物品堆放密度大，火灾传播速度快，极易造成规模效应;同时火情又复杂，可燃物不完全燃烧，易产生大量高温有毒烟尘，火灾的危险性极高，因此对消防水系统的设计及施工要求极为严格。笔者通过设计及施工的管理总结了一些消防水系统的经验。
1 室外消火栓系统实际现状问题与优化对策
1.1 室外消火栓的水源保障现状问题
在民用建筑和普通的工业建筑及以往的经验室外消火栓系统在设计时往往都只有一处水源。设计形式如下：当室外有可靠的两路供水时，设计时直接采用市政自来水设计低压消火栓系统作为室外消火栓系统灭火;当市政水源达不到两路供水的要求时，此时就会设置临时高压室外消火栓系统，将市政供水管先接至设计好的消防水池并预先储存好室外消火栓灭火一次所需的全部用水量，火灾发生时再由消防泵直接从消防水池抽水至室外消火栓环状管网。但是“根据GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》6.1.6条当室外采用高压或临时高压消防给水系统时，宜与室内消防给水系统合用。”，不仅有利于简化系统同时还能节约造价。
但是根据实际经验以及大型物流仓库火灾隐患的特殊性，因此消防员发现唯一水源设计对于大型物流建筑来说风险性极高，一旦水源出现问题，消防人员使用的室外消火栓系统将及时瘫痪，救援工作无法继续开展。
1.2 工程经验及解决方案
为了保证大型物流建筑的可靠性安全性，因此必须设计两套室外消火栓系统。
从市政直接接出的低压消火栓系统，该系统应尽量满足市政两路供水，当市政确实只有单路供水时，应尽量和政府部门沟通，确保单路供水管上能提供两个满足流量要求的市政接口。另设一套临时高压消火栓系统，即设置消防水池储存消防用水量，再设置消防泵加压供水，满足基地内室外消火栓用水。
临时高压消火栓系统可独立设计也可和室内消火栓系统合用。消防部门要求消火栓泵必须有一台为柴油泵，以防供电系统发生故障时消火栓加压系统失去效用。这一点和美国的FM标准接近，表明中国的消防技术再保持中国特色的基础上正在和国际接轨。
另外，当大型物流建筑为双层或者多层库时，二层及以上的卸货平台也需要设置室外消火栓。这种情况下，市政直接供水的低压室外消火栓系统无法满足二层卸货平台也需设置室外消火栓。这种情况下，市政直接供水的低压室外消火栓系统无法满足二层卸货平台室外消火栓的水压要求，只能采用临时高压消火栓系统供给。
2 室内消火栓系统实际现状问题与优化对策
室内消火栓系统目前多采用临时高压系统，使用消防泵直接从消防水池抽水（南方某些大型城市可从市政管网上直接抽水），同时系统设计高位消防水箱稳压。但是目前这样的设计系统还存在以下几个问题。
2.1 消火栓箱与货架之间存在的问题
由于目前很多物流仓库的使用性质还未确定，仓库建成后是自用还是出租甚至可能出现分割出租的情况。因此室内消火栓和货架之间存在的问题是施工图阶段专业货架的设计并不能介入，室内消火栓的布置只能按照大空间无遮挡设计，因此设计数量往往无法满足后期货架布置后的要求。
2.2 消火栓箱与疏散指示灯冲突问题
室内消火栓和疏散指示之间存在的问题是，室内消火栓在大空间物流仓库通常都要靠柱子和墙壁安装，但同时电气专业的疏散指示也安装在柱子上，会造成室内消火栓系统和疏散指示冲突的情况。
2.3 室内消火栓流量折减问题
根据国标GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》3.5.3条规定：当建筑物室内设有自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾灭火系统或固定消防系统等一种或两种以上自動灭火系统全保护时，当高层建筑高度不超过50m且室内消火栓设计流量超过20L/s时，室内消火栓设计流量可按照规范表3.5.2减少5L/s;多层建筑室内消火栓设计流量可减少50%，但不应小于10L/s。此条在设计中存在争议，各地消防系统对此接受程度也不同，探讨后也发现没有明确是否可折减的依据。
2.4 工程经验及解决方案
①室内消火栓系统作为灭火的重要手段之一，具有不可替代的作用，对于大型物流建筑，通常采用临时高压消火栓系统，宜与室外消火栓系统合用水泵。在施工图设计时无货架资料，但设计仍需要考虑后期货架的可能性，室内消火栓布置宜平行于叉车行驶方向靠墙靠柱子安装，设计时主观适当减少消火栓保护半径，以便后期货架最大化安装。并且在后期货架入场后，需进行专业化的二次深化设计。
②室内消火栓和疏散指示冲突时，需前期进行设备专业间综合，尽量分开设置;当实际情况实在无法满足要求时，可以采用上方设置分体消火栓箱，下方安装疏散指示，灭火器可另寻合适位置放置，施工时也可根据现场情况将灭火器放置在满足规范要求的合适位置。
③关于规范中室内消火栓的流量折减问题，考虑到大型仓库的危险性高，发生火灾后造成的经济损失不可估量，因此对于新建的物流仓库不建议折减，但对于老旧型的仓库在进行项目改造时若有实际困难可以考虑折减。
3 自动喷水灭火系统实际现状问题与优化对策
3.1 概述 大型物流仓库的危险性高，以储存丙二类物品、内部安装货架的仓库形式为主。同样自动喷水灭火系统多设置临时高压系统。物流建筑的喷淋系统为设计中的难点。通过自动喷水灭火系统的设计发现喷淋系统设计时存在以下几种情况。
3.2 货架喷头对系统的影响
自动喷水灭火系统设计用水量的确定时，当采用早期抑制快速响应喷头ESFP时规范要求作用面积内开放的喷头数量为12个，计算水量最高达130L/s （此时K=360）。当需要设置货架内喷头时，根据货架内喷头的布置，货架内喷头的设计流量为35L/s。计算自动喷水灭火系统设计流量时，将两者流量叠加来确定，从而使得系统流量增大，系统压力变高，导致系统的稳定减弱。
3.3 仓库高度超13.5米的设计
根据国标GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.5的规定设置早期抑制快速响应喷头的最大净空高度控制在13.5m。当前的仓库设计均多将设计高度控制在13.5m以内，然而随着电商的发展对物流仓库的需求量也越来越大，土地也日益紧张，越多的甲方也有意建设超过13.5m的仓库，但规范却没有相应的设计依据，关于如何设计高度超过13.5m的大型物流建筑的自动喷水灭火系统确实存在问题。
3.4 障碍物与喷头之间存在的问题
大型物流建筑的梁柱布置形式多样，喷头布置在梁之间的空格内容易感受到温度，发挥早期灭火作用。规范对喷头间最大最小距离的要求严格，同时对喷头和障碍物水平和垂直距离限制很多，设计时很难满足规范的要求，一般情况下在梁空内安装喷头的同时，还需要在主梁与次梁下安装喷头才能满足规范的要求，从而导致喷头布置够密、系统复杂、安装困难，相应的成本也增加。
3.5 丙一类仓库设计流量的确定
丙一类仓库系统设计：丙一类仓库为可燃液体，设计都采用泡沫-雨淋自动灭火系统，该系统为开式系统。一般一个防火分区约2000㎡，如果采用一个防火分区为设计作用面积，流量估计达到300L/s，管道及配件过大、无法设计。
3.6 楼板下喷淋的安装形式
常规的喷头布置及喷淋短管的连接安装如下图所示：
物流仓库跨度长、地面承受的负荷重，直接导致梁的设计高度和宽度变大，喷淋短管的耗材量增大，安装成本增加。目前对于一层楼板下喷淋系统的安装形式仍未有更优的方法。
3.7 工程经验及解决方案
仓库喷淋系统存在的设计难点，在实际案例中也在不断地进行研究和改进，有部分已经找到了一些设计解决方案，但仍有部分问题还未找到较好的解决办法。
①喷淋设计用水量确定时，按照规范从理论的角度进行分析，按照水量叠加的原则。当设置货架时，货架货物由货架内喷头保护，此时楼板下的喷头要保护的距离远小于原来的最大净空高度，实际需要的喷头流量减少，此时可以选择流量系数较小的喷头，则叠加后流量会减小，但是这样的分析方法在规范中没有提及。
②层高超过13.5m的仓库，采用货架内喷头和水炮两种方法同时保护。货架区域采用货架内喷头，无货架区域采用水炮保护，另外屋顶面积较大，屋顶坡度也会更大，导致仓库的室内净高差异也较大。当仅屋脊局部标高超出13.5m的仓库，设计建议采用局部吊顶的方法将净高保证在13.5m以下或者部分净高超过13.5m的区域采用集热罩。若上述此方法可行，则需对水泡水量和集热罩的面积参数进行研究确定，但目前规范对此情况尚无相关技术规定。
③对于障碍物多样化，设计确实无法满足规范要求时，研究在满足集热要求的前提下，将喷头全部设置与梁下的可能性。
④丙一类仓库的系统设计，现在设计按照国标GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.1条的规定严重危险级作用面积以260㎡为一个作用区域，设计考虑安全因素，以相邻两个区域同时作为设计依据。
⑤目前对于多层仓库一层楼板下喷淋系统的安装形式仍未有更优的方法。但大型物流仓库建筑屋顶一般为钢结构，建议配水干管贴防火分区的分割墙处设置，平行屋顶斜坡施工，所有配水支管均登高，在檩条的中间高度（大约距屋顶150mm）、平行檩条施工，与梁不打架。喷头直接下喷安装，不设短立管，具体安装详见喷淋支管安装吊挂大样图。这种设计是最简洁、最节省管道。需要设计、施工双方和钢结构专业配合，协调檩条间距、拉条、加强部分的位置，避免打架，复核、协调排烟风机位置。
注：挂点位于檩条中间，支吊架做法由结构专业配合。
以下为仓库物流项目喷淋管道安装完成后的现状图，简洁、清爽、同时也拉高了仓库的室内净高。但是设计初期和安装过程需要和钢结构设计及施工厂家做好配合。
4 结论与建议
综上所述，大型物流仓库项目中室内外消火栓系统和自动喷水灭火系统在设计中还存在一些设计难点，同时施工技术方面也需要不断地突破與创新。这些技术的突破与改进还需要集合我们广大给水排水工程师的智慧。个人觉得的从实际出发、本着对生命和财产安全负责的态度，这样的突破与创新还是非常必要的。
参考文献
[1]GB50974-2014，《消防给水及消火栓系统技术规范》[S].
[2]GB50084-2017，《自动喷水灭火系统设计规范》[S].
中国能源工程集团（上海）有限公司
关键词：物流仓库、室内消火栓系统、室外消火栓系统、自动喷水灭火系统、货架中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-371
引言
物流行业的建设虽然越发成熟和规范化，但是由于大型物流仓库具有库房长，房体跨度大、设计空间高、耐火等级低、物品堆放密度大，火灾传播速度快，极易造成规模效应;同时火情又复杂，可燃物不完全燃烧，易产生大量高温有毒烟尘，火灾的危险性极高，因此对消防水系统的设计及施工要求极为严格。笔者通过设计及施工的管理总结了一些消防水系统的经验。
1 室外消火栓系统实际现状问题与优化对策
1.1 室外消火栓的水源保障现状问题
在民用建筑和普通的工业建筑及以往的经验室外消火栓系统在设计时往往都只有一处水源。设计形式如下：当室外有可靠的两路供水时，设计时直接采用市政自来水设计低压消火栓系统作为室外消火栓系统灭火;当市政水源达不到两路供水的要求时，此时就会设置临时高压室外消火栓系统，将市政供水管先接至设计好的消防水池并预先储存好室外消火栓灭火一次所需的全部用水量，火灾发生时再由消防泵直接从消防水池抽水至室外消火栓环状管网。但是“根据GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》6.1.6条当室外采用高压或临时高压消防给水系统时，宜与室内消防给水系统合用。”，不仅有利于简化系统同时还能节约造价。
但是根据实际经验以及大型物流仓库火灾隐患的特殊性，因此消防员发现唯一水源设计对于大型物流建筑来说风险性极高，一旦水源出现问题，消防人员使用的室外消火栓系统将及时瘫痪，救援工作无法继续开展。
1.2 工程经验及解决方案
为了保证大型物流建筑的可靠性安全性，因此必须设计两套室外消火栓系统。
从市政直接接出的低压消火栓系统，该系统应尽量满足市政两路供水，当市政确实只有单路供水时，应尽量和政府部门沟通，确保单路供水管上能提供两个满足流量要求的市政接口。另设一套临时高压消火栓系统，即设置消防水池储存消防用水量，再设置消防泵加压供水，满足基地内室外消火栓用水。
临时高压消火栓系统可独立设计也可和室内消火栓系统合用。消防部门要求消火栓泵必须有一台为柴油泵，以防供电系统发生故障时消火栓加压系统失去效用。这一点和美国的FM标准接近，表明中国的消防技术再保持中国特色的基础上正在和国际接轨。
另外，当大型物流建筑为双层或者多层库时，二层及以上的卸货平台也需要设置室外消火栓。这种情况下，市政直接供水的低压室外消火栓系统无法满足二层卸货平台也需设置室外消火栓。这种情况下，市政直接供水的低压室外消火栓系统无法满足二层卸货平台室外消火栓的水压要求，只能采用临时高压消火栓系统供给。
2 室内消火栓系统实际现状问题与优化对策
室内消火栓系统目前多采用临时高压系统，使用消防泵直接从消防水池抽水（南方某些大型城市可从市政管网上直接抽水），同时系统设计高位消防水箱稳压。但是目前这样的设计系统还存在以下几个问题。
2.1 消火栓箱与货架之间存在的问题
由于目前很多物流仓库的使用性质还未确定，仓库建成后是自用还是出租甚至可能出现分割出租的情况。因此室内消火栓和货架之间存在的问题是施工图阶段专业货架的设计并不能介入，室内消火栓的布置只能按照大空间无遮挡设计，因此设计数量往往无法满足后期货架布置后的要求。
2.2 消火栓箱与疏散指示灯冲突问题
室内消火栓和疏散指示之间存在的问题是，室内消火栓在大空间物流仓库通常都要靠柱子和墙壁安装，但同时电气专业的疏散指示也安装在柱子上，会造成室内消火栓系统和疏散指示冲突的情况。
2.3 室内消火栓流量折减问题
根据国标GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》3.5.3条规定：当建筑物室内设有自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾灭火系统或固定消防系统等一种或两种以上自動灭火系统全保护时，当高层建筑高度不超过50m且室内消火栓设计流量超过20L/s时，室内消火栓设计流量可按照规范表3.5.2减少5L/s;多层建筑室内消火栓设计流量可减少50%，但不应小于10L/s。此条在设计中存在争议，各地消防系统对此接受程度也不同，探讨后也发现没有明确是否可折减的依据。
2.4 工程经验及解决方案
①室内消火栓系统作为灭火的重要手段之一，具有不可替代的作用，对于大型物流建筑，通常采用临时高压消火栓系统，宜与室外消火栓系统合用水泵。在施工图设计时无货架资料，但设计仍需要考虑后期货架的可能性，室内消火栓布置宜平行于叉车行驶方向靠墙靠柱子安装，设计时主观适当减少消火栓保护半径，以便后期货架最大化安装。并且在后期货架入场后，需进行专业化的二次深化设计。
②室内消火栓和疏散指示冲突时，需前期进行设备专业间综合，尽量分开设置;当实际情况实在无法满足要求时，可以采用上方设置分体消火栓箱，下方安装疏散指示，灭火器可另寻合适位置放置，施工时也可根据现场情况将灭火器放置在满足规范要求的合适位置。
③关于规范中室内消火栓的流量折减问题，考虑到大型仓库的危险性高，发生火灾后造成的经济损失不可估量，因此对于新建的物流仓库不建议折减，但对于老旧型的仓库在进行项目改造时若有实际困难可以考虑折减。
3 自动喷水灭火系统实际现状问题与优化对策
3.1 概述 大型物流仓库的危险性高，以储存丙二类物品、内部安装货架的仓库形式为主。同样自动喷水灭火系统多设置临时高压系统。物流建筑的喷淋系统为设计中的难点。通过自动喷水灭火系统的设计发现喷淋系统设计时存在以下几种情况。
3.2 货架喷头对系统的影响
自动喷水灭火系统设计用水量的确定时，当采用早期抑制快速响应喷头ESFP时规范要求作用面积内开放的喷头数量为12个，计算水量最高达130L/s （此时K=360）。当需要设置货架内喷头时，根据货架内喷头的布置，货架内喷头的设计流量为35L/s。计算自动喷水灭火系统设计流量时，将两者流量叠加来确定，从而使得系统流量增大，系统压力变高，导致系统的稳定减弱。
3.3 仓库高度超13.5米的设计
根据国标GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.5的规定设置早期抑制快速响应喷头的最大净空高度控制在13.5m。当前的仓库设计均多将设计高度控制在13.5m以内，然而随着电商的发展对物流仓库的需求量也越来越大，土地也日益紧张，越多的甲方也有意建设超过13.5m的仓库，但规范却没有相应的设计依据，关于如何设计高度超过13.5m的大型物流建筑的自动喷水灭火系统确实存在问题。
3.4 障碍物与喷头之间存在的问题
大型物流建筑的梁柱布置形式多样，喷头布置在梁之间的空格内容易感受到温度，发挥早期灭火作用。规范对喷头间最大最小距离的要求严格，同时对喷头和障碍物水平和垂直距离限制很多，设计时很难满足规范的要求，一般情况下在梁空内安装喷头的同时，还需要在主梁与次梁下安装喷头才能满足规范的要求，从而导致喷头布置够密、系统复杂、安装困难，相应的成本也增加。
3.5 丙一类仓库设计流量的确定
丙一类仓库系统设计：丙一类仓库为可燃液体，设计都采用泡沫-雨淋自动灭火系统，该系统为开式系统。一般一个防火分区约2000㎡，如果采用一个防火分区为设计作用面积，流量估计达到300L/s，管道及配件过大、无法设计。
3.6 楼板下喷淋的安装形式
常规的喷头布置及喷淋短管的连接安装如下图所示：
物流仓库跨度长、地面承受的负荷重，直接导致梁的设计高度和宽度变大，喷淋短管的耗材量增大，安装成本增加。目前对于一层楼板下喷淋系统的安装形式仍未有更优的方法。
3.7 工程经验及解决方案
仓库喷淋系统存在的设计难点，在实际案例中也在不断地进行研究和改进，有部分已经找到了一些设计解决方案，但仍有部分问题还未找到较好的解决办法。
①喷淋设计用水量确定时，按照规范从理论的角度进行分析，按照水量叠加的原则。当设置货架时，货架货物由货架内喷头保护，此时楼板下的喷头要保护的距离远小于原来的最大净空高度，实际需要的喷头流量减少，此时可以选择流量系数较小的喷头，则叠加后流量会减小，但是这样的分析方法在规范中没有提及。
②层高超过13.5m的仓库，采用货架内喷头和水炮两种方法同时保护。货架区域采用货架内喷头，无货架区域采用水炮保护，另外屋顶面积较大，屋顶坡度也会更大，导致仓库的室内净高差异也较大。当仅屋脊局部标高超出13.5m的仓库，设计建议采用局部吊顶的方法将净高保证在13.5m以下或者部分净高超过13.5m的区域采用集热罩。若上述此方法可行，则需对水泡水量和集热罩的面积参数进行研究确定，但目前规范对此情况尚无相关技术规定。
③对于障碍物多样化，设计确实无法满足规范要求时，研究在满足集热要求的前提下，将喷头全部设置与梁下的可能性。
④丙一类仓库的系统设计，现在设计按照国标GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.1条的规定严重危险级作用面积以260㎡为一个作用区域，设计考虑安全因素，以相邻两个区域同时作为设计依据。
⑤目前对于多层仓库一层楼板下喷淋系统的安装形式仍未有更优的方法。但大型物流仓库建筑屋顶一般为钢结构，建议配水干管贴防火分区的分割墙处设置，平行屋顶斜坡施工，所有配水支管均登高，在檩条的中间高度（大约距屋顶150mm）、平行檩条施工，与梁不打架。喷头直接下喷安装，不设短立管，具体安装详见喷淋支管安装吊挂大样图。这种设计是最简洁、最节省管道。需要设计、施工双方和钢结构专业配合，协调檩条间距、拉条、加强部分的位置，避免打架，复核、协调排烟风机位置。
注：挂点位于檩条中间，支吊架做法由结构专业配合。
以下为仓库物流项目喷淋管道安装完成后的现状图，简洁、清爽、同时也拉高了仓库的室内净高。但是设计初期和安装过程需要和钢结构设计及施工厂家做好配合。
4 结论与建议
综上所述，大型物流仓库项目中室内外消火栓系统和自动喷水灭火系统在设计中还存在一些设计难点，同时施工技术方面也需要不断地突破與创新。这些技术的突破与改进还需要集合我们广大给水排水工程师的智慧。个人觉得的从实际出发、本着对生命和财产安全负责的态度，这样的突破与创新还是非常必要的。
参考文献
[1]GB50974-2014，《消防给水及消火栓系统技术规范》[S].
[2]GB50084-2017，《自动喷水灭火系统设计规范》[S].
中国能源工程集团（上海）有限公司