仓储式物流中心的消防设计与探讨

摘要：丹尼斯物流中心是按照超高建筑设计和建设的大型仓储式物流中心，该建筑具有层高高(>12 m)、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防用水量的计算、自动喷水系统的方案选择及系统设计，并提出了一些规范中不太明确的问题，愿与同行们进行商榷。

关键词：大型仓储式物流建筑 消火栓 自动喷水 设计 探讨工程概况

1　工程概况
丹尼斯物流中心由郑州丹尼斯百货有限公司建造，随着郑州丹尼斯百货规模的不断扩大，几年间，由原来的人民路店逐渐发展为数个商店的连锁商业。本工程位于郑东新区航海东路与第一大街交汇处，该地块东临京珠高速公路，西临一零七国道，交通条件便利。该工程建筑结构为轻型坡屋顶钢架结构，建筑面积为21800m2，建筑最大层高为15．5 m，内部设高架货架区、低架货架区、货物分拣区。该物流中心储存物品类别为丙类。该工程根据建筑面积和层高的不同分为四个防火分区，每个防火分区的面积均控制在《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)的允许范围之内(即不超过6000m2)。防火分区一区、二区、三区包括部分高架货架区和部分货物分拣区，四区为夹层低架仓库区。防火分区之间用耐火等级不小于3 h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 消火栓系统的设计
2．1 消防水源
本建筑有两路水源，分别从不同的市政道路上引入两根DN300的给水管，并在院区内形成DN300的环状给水管网。本工程所在地水压约为0．30MPa。室外设250m3消防水池一座，消防水量不足的部分由市政给水管网补充。
2．2 室外消火栓系统
根据“建规”的规定，耐火等级为一、二级的丙类仓库，室外消防用水量为：45 L／s。根据供水管网的水压和供水量，室外消防采用常高压供水系统。基地内另有两项建筑，由于场地东西长380 m，南北宽120 m，考虑到消防车就近取水及工程的安全性，共设六个地上式消火栓，沿环状消防车道及结合建筑单体布置情况均匀布置。
2．3 室内消火栓系统
根据“建规”第8．5．2规定，室内消火栓用水量为10L／s，同时使用水枪数量为2支，每支水枪的最小出水量为5L／s。由于高架货架的货物最高摆放高度为11．5 m，在扑灭火灾时，为防止消防人员被火焰辐射烤伤或倒塌的着火货物砸伤，因此水枪的倾斜角度一般不宜超过45度，水枪倾斜射流的灭火。

经计算，水枪的倾斜角为45’时所需的直流水枪充实水柱长度为：SK＝(H1一H2)／sin45°＝1．41(H1一H2)＝1．41(11．5一1)＝14．8(m)。水枪口径为19mm时，消火栓栓口压力为0．265 MPa，流量为6．44 L／s。因此，本建筑的室内消防设计用水量应为12.88L／s。为安全起见，室内消防设计用水量采用15L／s。


3 自动喷水灭火系统方案选择
根据工程的具体情况，对本工程自动喷水灭火系统的设计考虑了以下三种设计方案：
3．1 采用雨淋系统
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12m)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问题，仅在“喷规”9．1．8中提到(雨淋系统和水幕系统的设计流量，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)。单个雨淋阀控制的作用面积，按规范5．0．1规定，中轻危险级Ⅱ级为180m2，本建筑一个防火分区的面积为：6000m2，根据规范则需要安装34个雨淋阀，如防火分区内任一点发生火灾，喷头动作同时按几个考虑?另外，仓储式建筑是否属于必须迅速扑救初期火灾的建筑，规范中并未明确规定。同时，我们考虑到初期火灾几个喷头喷水即可灭火，而雨淋系统一经开启，大量开式喷头同时动作，势必造成水患。因此该工程采用雨淋系统有点欠妥。


3．2 采用大空间智能灭火装置
近几年来，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》。该灭火装置的研制为解决超高建筑(H>12m)的设计提供了新的设计理念和方法。大空间智能灭火装置，适宜于生产储存A类物品、最大净空高度为6～25 m的仓库、厂房等场所。该装置对所保护的区域始终处于全方位的监控状态，将红外传感技术、计算机信号处理和通信技术有机的结合起来，完成从探测判断火灾、到启动装置射水灭火、停止喷水等全过程的控制。对于发现火灾、扑灭早期火灾，比普通的湿式自动喷水灭火系统具有不可比拟的优越性。但是，该规范目前仅为广东省地方标准，河南省是否能以该规范为设计依据，我们已申报省消防总队征求意见，但迟迟没有得到答复。另外，由于该投资造价特别高，设计者方案选择时必须综合考虑。


3．3 采用快速响应早期灭火喷头与货架内喷头相结合的系统
根据建筑内层高的不同和货架布置形式的不同，采用不同类型的喷头加以保护。对于建筑内层高小于12 m的仓库部分(货架最大高度为6m)，根据“喷规”5．0．6，采用快速响应早期抑制喷头；对于建筑内层高大于12 m的仓库部分(货架最大高度为11．5 m)，根据“喷规”5．0．6，仅在顶板下设置快速响应早期抑制喷头，将不能满足有效灭火的需要，而在货架内增设喷头，是对顶层喷头灭火能力的补充，因此，我们采用了除在屋面顶板下布置流量系数为K＝200的快速响应早期灭火喷头外，还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、投资造价低，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，笔者认为采用第三种设计方案具有造价低、系统简洁等优点，因此采用该方案更加合理。