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[摘 要]物流特装库房是大型仓储式物流中心，具有层高高（>24m）、空间大、货架布置密集、货物摆放高的特点。通过对该工程的水消防设计，探讨超高类仓储式建筑的室内消火栓、自动喷水系统的方案选择及系统设计。
[关键词]物流建筑；消火栓；自动喷水灭火系统；ESFR喷头
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0054-01
1 工程概况
物流特装库房位于廊坊市某所内，是大型仓储式物流中心，具有层高高（>24m）、空间大、货架布置密集、货物摆放高的特点。其结构为轻型坡屋顶钢架结构，建筑面积超过6000m2，建筑高度为24.4m，储存物品火灾类别为丙类。
该建筑分为四个防火分区，一区为高架货架区，二、三区为货物分拣区，四区为辅房。防火分区之间用耐火等级不小于3h的防火卷帘、防火墙分隔。屋顶钢梁、檩条及货架均涂刷防火涂料，耐火等级不小于3h。
2 消火栓系统
2.1 消防水源
该所水源为7口自备井，供水量为300～400m3/h，供水压力不小于0.35MPa。场地内统一设置消防蓄水池（2座500m3）、高位消防水箱（24m3）及消防水泵房。
2.2 室外消火栓系统
根據《建筑设计防火规范》的规定，耐火等级为一、二级的丙类仓库，室外消防用水量为45L/s。该场地东西长380m，南北宽120m，考虑场地特征和消防车取水的安全性，室外共设6个地上式消火栓，沿环状消防车道均匀布置。
2.3 室内消火栓系统
3.1 雨淋系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称“喷规”）4.2.5规定，室内净空高度超过6.1.1（即采用快速响应早期抑制喷头的仓库，室内最大净空高度为13.5m）规定，但须迅速扑救初期火灾的，应采用雨淋系统。
关于雨淋系统的设计参数，“喷规”中有以下规定：
9.1.8规定，雨淋系统的设计流量，应按雨淋阀控制喷头的流量之和确定；多个雨淋阀控制的并联系统，其系统设计流量应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。
5.0.1规定，轻、中危险级单个雨淋阀控制的作用面积为160m2，严重危险级时作用面积为260m2.
规范中未对雨淋系统应用于仓库时的参数详细规定。该建筑高架仓库区的面积约3000m2，即使按照严重危险级II级考虑，仍需要安装12组雨淋阀。防火分区内一旦发生火灾，应开启几组雨淋阀，按几个喷头同时动作考虑，都值得商榷。雨淋系统一经开启，大量开式喷头同时动作，易造成水患，同时，设置大量阀组，工程造价偏高，在进行方案选择时需综合考虑。
3.2 大空间智能灭火装置
近年来，为了满足高大空间自动喷水的要求，国内几家厂商研制出了大空间智能型主动喷水灭火装置，广东省率先编写出了《大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》。该灭火装置适用于生产储存A类物品、最大净空高度为6～25m的仓库、厂房等场所。该灭火装置的研制为超高建筑（H>12m）的消防设计提供了新的设计理念和方法，它对所保护的区域始终保持全方位的监控状态，将红外传感技术、计算机信号处理和通信技术有效的结合起来，实现探测判断火灾、启动装置喷水灭火、停止喷水的全过程控制。对于发现火灾、扑灭早期火灾，较为有效。但是，该装置投资特别高且仅有地方标准，是否适用于本地不能确定。
3.3 早期抑制快速响应喷头（以下简称ESFR喷头）与货架内喷头相结合的系统
根据建筑的层高和货架的布置形式，采用不同类型的喷头加以保护。根据“喷规”5.0.6，对于最大净空高度小于13.5m、最大储物高度小于12.0m的仓库，采用快速响应早期抑制喷头；对于货架储物仓库超过该规定时，应在货架内增设喷头，对顶层喷头灭火能力进行补充。因此，除在屋面顶板下布置K=200的ESFR喷头外，还应在货架内安装流量系数K=80的普通喷头。该方案具有系统形式简单、报警阀组数少、工程造价低，管理方便等优点。
通过对上述三种方案的比较，经与当地消防主管部门的协商，认为第三种方案具有造价低、管理方便等优点，最终采用第三种设计方案。
4 自动喷水系统设计
4.1 系统分区
根据层高及防火分区的特点，自动喷水灭火系统分为：
（1）高架仓库区（层高为24.4m>12m）：根据“喷规”表5.0.6规定，按仓库危险等级II级设计，屋面下设置K=200的ESFR喷头，喷头最低工作压力为0.35MPa，喷头布置间距为3.0m×3.0m，作用面积内开放的喷头数为12只，喷水用水量约为77L/s。
高架货架分五层，每层层高为3.5m，若每层货架内设置喷头，货架内货物的摆放高度因喷头的设置受到限制，且工作人员易误碰喷头，因此采取在并排货架的通道中间布置喷头，从下到上每层布置一排K=80的喷头，喷头布置间距为3.0m。考虑到每个货架的六面均是空间，一旦发生火警，会影响火灾初期热量积聚，进而影响喷头感温元件的灵敏度，故在喷头的上方加设集热板，且要求货架托盘必须采用通透性较强的托盘。货架内开放喷头数为14只，喷水用水量约为19L/s。
（2）货物分拣区（层高为6.9m）：该区平时不堆积货物，仅在装卸货物时使用，因此该部分按仓库危险等级Ⅱ级设置K=80的喷头。喷头布置间距为2.0m×3.0m（由结构梁的布置而定），喷水强度为10L/（min·m2），作用面积约200m2，自动喷水用水量为34L/s。
4.2 自动喷水系统用水量
根据“喷规”9.1.5、9.1.6，当建筑内设有不同类型系统或不同危险等级的场所时，系统的设计流量，应按其设计流量的最大值确定。因此，自动喷水系统的设计用水量，应为12只K=200的ESFR喷头与14只货架内喷头出水量之和，即96L/s。
4.3 自动喷水灭火系统压力的确定及报警阀组的设置
K=200的ESFR喷头的最低工作压力为0.35MPa，K=80的普通喷头的最低工作压力为0.05MPa。自喷加压泵供水压力按最不利点的ESFR喷头设计，约0.85MPa。按防火分区和工作压力的不同设置报警阀组4组：高架仓库区一组，货架内喷头一组，二、三防火分区各一组，安装普通喷头的系统经减压后供水。采用报警阀组分散设置在各个防火分区内的布置方式，可减少占用建筑空间，降低工程造价。
综上所述，采用合理的消防设计方案，是控制火灾、有效灭火设的关键，并可以降低工程造价、控制成本。
参考文献
[1] 黄晓家等.自动喷水灭火系统设计手册[M].中国建筑工业出版社，2002。
[2] NFPA13.StandardfortheInstallationofSprinklerSystems.1999，
Edition.
[关键词]物流建筑；消火栓；自动喷水灭火系统；ESFR喷头
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0054-01
1 工程概况
物流特装库房位于廊坊市某所内，是大型仓储式物流中心，具有层高高（>24m）、空间大、货架布置密集、货物摆放高的特点。其结构为轻型坡屋顶钢架结构，建筑面积超过6000m2，建筑高度为24.4m，储存物品火灾类别为丙类。
该建筑分为四个防火分区，一区为高架货架区，二、三区为货物分拣区，四区为辅房。防火分区之间用耐火等级不小于3h的防火卷帘、防火墙分隔。屋顶钢梁、檩条及货架均涂刷防火涂料，耐火等级不小于3h。
2 消火栓系统
2.1 消防水源
该所水源为7口自备井，供水量为300～400m3/h，供水压力不小于0.35MPa。场地内统一设置消防蓄水池（2座500m3）、高位消防水箱（24m3）及消防水泵房。
2.2 室外消火栓系统
根據《建筑设计防火规范》的规定，耐火等级为一、二级的丙类仓库，室外消防用水量为45L/s。该场地东西长380m，南北宽120m，考虑场地特征和消防车取水的安全性，室外共设6个地上式消火栓，沿环状消防车道均匀布置。
2.3 室内消火栓系统
3.1 雨淋系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称“喷规”）4.2.5规定，室内净空高度超过6.1.1（即采用快速响应早期抑制喷头的仓库，室内最大净空高度为13.5m）规定，但须迅速扑救初期火灾的，应采用雨淋系统。
关于雨淋系统的设计参数，“喷规”中有以下规定：
9.1.8规定，雨淋系统的设计流量，应按雨淋阀控制喷头的流量之和确定；多个雨淋阀控制的并联系统，其系统设计流量应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。
5.0.1规定，轻、中危险级单个雨淋阀控制的作用面积为160m2，严重危险级时作用面积为260m2.
规范中未对雨淋系统应用于仓库时的参数详细规定。该建筑高架仓库区的面积约3000m2，即使按照严重危险级II级考虑，仍需要安装12组雨淋阀。防火分区内一旦发生火灾，应开启几组雨淋阀，按几个喷头同时动作考虑，都值得商榷。雨淋系统一经开启，大量开式喷头同时动作，易造成水患，同时，设置大量阀组，工程造价偏高，在进行方案选择时需综合考虑。
3.2 大空间智能灭火装置
近年来，为了满足高大空间自动喷水的要求，国内几家厂商研制出了大空间智能型主动喷水灭火装置，广东省率先编写出了《大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》。该灭火装置适用于生产储存A类物品、最大净空高度为6～25m的仓库、厂房等场所。该灭火装置的研制为超高建筑（H>12m）的消防设计提供了新的设计理念和方法，它对所保护的区域始终保持全方位的监控状态，将红外传感技术、计算机信号处理和通信技术有效的结合起来，实现探测判断火灾、启动装置喷水灭火、停止喷水的全过程控制。对于发现火灾、扑灭早期火灾，较为有效。但是，该装置投资特别高且仅有地方标准，是否适用于本地不能确定。
3.3 早期抑制快速响应喷头（以下简称ESFR喷头）与货架内喷头相结合的系统
根据建筑的层高和货架的布置形式，采用不同类型的喷头加以保护。根据“喷规”5.0.6，对于最大净空高度小于13.5m、最大储物高度小于12.0m的仓库，采用快速响应早期抑制喷头；对于货架储物仓库超过该规定时，应在货架内增设喷头，对顶层喷头灭火能力进行补充。因此，除在屋面顶板下布置K=200的ESFR喷头外，还应在货架内安装流量系数K=80的普通喷头。该方案具有系统形式简单、报警阀组数少、工程造价低，管理方便等优点。
通过对上述三种方案的比较，经与当地消防主管部门的协商，认为第三种方案具有造价低、管理方便等优点，最终采用第三种设计方案。
4 自动喷水系统设计
4.1 系统分区
根据层高及防火分区的特点，自动喷水灭火系统分为：
（1）高架仓库区（层高为24.4m>12m）：根据“喷规”表5.0.6规定，按仓库危险等级II级设计，屋面下设置K=200的ESFR喷头，喷头最低工作压力为0.35MPa，喷头布置间距为3.0m×3.0m，作用面积内开放的喷头数为12只，喷水用水量约为77L/s。
高架货架分五层，每层层高为3.5m，若每层货架内设置喷头，货架内货物的摆放高度因喷头的设置受到限制，且工作人员易误碰喷头，因此采取在并排货架的通道中间布置喷头，从下到上每层布置一排K=80的喷头，喷头布置间距为3.0m。考虑到每个货架的六面均是空间，一旦发生火警，会影响火灾初期热量积聚，进而影响喷头感温元件的灵敏度，故在喷头的上方加设集热板，且要求货架托盘必须采用通透性较强的托盘。货架内开放喷头数为14只，喷水用水量约为19L/s。
（2）货物分拣区（层高为6.9m）：该区平时不堆积货物，仅在装卸货物时使用，因此该部分按仓库危险等级Ⅱ级设置K=80的喷头。喷头布置间距为2.0m×3.0m（由结构梁的布置而定），喷水强度为10L/（min·m2），作用面积约200m2，自动喷水用水量为34L/s。
4.2 自动喷水系统用水量
根据“喷规”9.1.5、9.1.6，当建筑内设有不同类型系统或不同危险等级的场所时，系统的设计流量，应按其设计流量的最大值确定。因此，自动喷水系统的设计用水量，应为12只K=200的ESFR喷头与14只货架内喷头出水量之和，即96L/s。
4.3 自动喷水灭火系统压力的确定及报警阀组的设置
K=200的ESFR喷头的最低工作压力为0.35MPa，K=80的普通喷头的最低工作压力为0.05MPa。自喷加压泵供水压力按最不利点的ESFR喷头设计，约0.85MPa。按防火分区和工作压力的不同设置报警阀组4组：高架仓库区一组，货架内喷头一组，二、三防火分区各一组，安装普通喷头的系统经减压后供水。采用报警阀组分散设置在各个防火分区内的布置方式，可减少占用建筑空间，降低工程造价。
综上所述，采用合理的消防设计方案，是控制火灾、有效灭火设的关键，并可以降低工程造价、控制成本。
参考文献
[1] 黄晓家等.自动喷水灭火系统设计手册[M].中国建筑工业出版社，2002。
[2] NFPA13.StandardfortheInstallationofSprinklerSystems.1999，
Edition.