高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
時間:2022-06-01 09:34:16
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摘要:依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范,對天津某藥業(yè)公司生產(chǎn)基地多層倉庫內(nèi)的高架立體倉庫的自噴滅火設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)年份是2014年,2018年1月新的自噴滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范開始實(shí)施,相較于舊噴規(guī),項(xiàng)目部分設(shè)計(jì)參數(shù)的取值發(fā)生了變化,貨架噴頭的布置要求也發(fā)生了變化,因此文章除了闡述2014年設(shè)計(jì)期的設(shè)計(jì)情況外,還按照2018年01月開始實(shí)施的新噴規(guī)對設(shè)計(jì)參數(shù)取值、貨架噴頭布置方式進(jìn)行了分析、介紹,最后將二者列表對比,得出按新噴規(guī)設(shè)計(jì)消防水量更小的結(jié)論。
關(guān)鍵詞:高架立體倉庫;自噴滅火系統(tǒng);設(shè)計(jì)參數(shù)
1工程概況
本工程為天津某藥業(yè)有限公司(從事中藥顆粒研究和生產(chǎn))中藥產(chǎn)品自動化生產(chǎn)基地工程項(xiàng)目,工程建設(shè)地點(diǎn)位于天津市武清開發(fā)區(qū),本設(shè)計(jì)項(xiàng)目為新建廠區(qū)一期工程項(xiàng)目。一期工程包括多層倉庫(內(nèi)含單層高架立體倉庫)、生產(chǎn)車間、質(zhì)檢中心、行政辦公樓、倒班宿舍及動力站(附屬消防水池),總建筑面積約為117457.49m2。其中多層倉庫和生產(chǎn)車間的給排水專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容由本人設(shè)計(jì)。其余建筑、構(gòu)筑物及室外管線由天津某設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。多層倉庫概況:火災(zāi)危險類別為丙類,建筑耐火等級二級,建筑占地面積9577.54m2,建筑高度23.55m,其中單層高架立體倉庫占地面積約5055m2,分為2個獨(dú)立庫區(qū),單層高架立體倉庫為坡屋面鋼架結(jié)構(gòu)。高架立體倉庫的建筑高度和內(nèi)置貨物高度平時設(shè)計(jì)中很難遇到,其自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的典型性,因此本文對其做一些淺薄的介紹。
2自噴系統(tǒng)介紹
2.1設(shè)計(jì)依據(jù)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)期為2014年8月至2014年11月,主要以《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014)(以下簡稱建規(guī))、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50084-2001)2005年版(以下簡稱舊噴規(guī))、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50084-2017)(以下簡稱新噴規(guī))等相關(guān)國家及天津市地方消防設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)。
2.2消防水源概述及消防水量
接2路DN300的市政給水進(jìn)入廠區(qū),供整個廠區(qū)給水和消防使用,市政水壓≥0.3MPa。高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量如表1所示,全部貯存在廠區(qū)內(nèi)新建的消防水池中。2.3消防水池、消防水泵、高位消防水箱設(shè)置此部分內(nèi)容不在本人設(shè)計(jì)范圍,廠區(qū)內(nèi)設(shè)置2座獨(dú)立的地下式消防水池,單座消防水池有效容積為1200m3,每座消防水池再均分為2格。地下消防水泵房內(nèi)設(shè)置3臺消火栓給水泵,4臺自噴給水泵,供給廠區(qū)建筑消防用水,廠區(qū)內(nèi)最高建筑屋面水箱間設(shè)置高位消防水箱及增壓穩(wěn)壓裝置,高位消防水箱有效水容積18m3。
2.4自噴系統(tǒng)
單層高架立體倉庫建筑及內(nèi)部貨架布置情況:占地面積約5055m2,分2個獨(dú)立庫區(qū),建筑高度23.55m,貨架共12層,貨物總高度21.2m(含貨架),木制貨架,第一層貨架底高出地面建筑層0.7m,貨架每層高1.65m,共12層,總高度20.5m,如圖1所示,貨物外包裝形式為阻燃塑料。該倉庫屬于大型物流配送倉庫,根據(jù)其貨架布置及材質(zhì)情況分析,火災(zāi)時如不能及時控制火情,損失會很嚴(yán)重,因此設(shè)計(jì)一個合理的自噴系統(tǒng)很有必要,能對早期火災(zāi)起到預(yù)期的控制效果,進(jìn)而控制整個建筑的火災(zāi)形勢。以下對如何設(shè)計(jì)一個針對本高架立體庫的自噴系統(tǒng)進(jìn)行闡述。2.4.1按舊噴規(guī)設(shè)計(jì)2014年依據(jù)舊噴規(guī)設(shè)計(jì)的情況。2.4.1.1合理選擇自噴系統(tǒng)根據(jù)舊噴規(guī)第4章內(nèi)容,自噴系統(tǒng)有多種形式,如干式、濕式、預(yù)作用、雨淋、自動噴水———泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等,且規(guī)定了各系統(tǒng)適用的場所。在本高架立體庫中筆者采用了濕式噴淋滅火系統(tǒng),這是因?yàn)椋菏紫?,設(shè)置場所的環(huán)境溫度(不低于4℃不高于70℃)適合濕式噴淋;其二,立體庫內(nèi)物品不怕誤噴;其三,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,整個管網(wǎng)始終處于充水狀態(tài),一旦發(fā)生火災(zāi),可以在很短的時間內(nèi)啟動并滅火。2.4.1.2合理設(shè)置自噴系統(tǒng)合理布置自噴系統(tǒng)包括:主管道設(shè)置的層數(shù),如有吊頂?shù)膮^(qū)域,設(shè)置上噴噴頭和下噴噴頭,兩者是否共用主管道,再如本高架立體倉庫,因高度很高,除了頂板噴頭外,是否還需設(shè)置貨架噴頭,貨架噴頭又該分幾層,如何布置。參數(shù)設(shè)置包括一些條件參數(shù)和性能參數(shù)[1],如噴水強(qiáng)度、作用面積、持續(xù)噴水時間、噴頭形式、噴頭流量系數(shù)、噴頭最低工作壓力等,這些參數(shù)都需要結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況(建筑高度、貨架布置等),并依據(jù)規(guī)范要求嚴(yán)格執(zhí)行,這樣既可以保證有效滅火,又可以避免工程成本過高,造成資源浪費(fèi)。貨架上的貨物外包裝為阻燃塑料,對照舊噴規(guī)附錄A———設(shè)置場所火災(zāi)危險等級舉例,查得本建筑火災(zāi)危險等級為倉庫危險級II級。舊噴規(guī)第5.0.5條第5款:采用木制貨架及采用封閉層板貨架的倉庫,應(yīng)按堆垛儲物倉庫設(shè)計(jì)。但表5.0.5-1適用于室內(nèi)最大凈空高度不超過9.0m的倉庫,不適合本高架立體庫。舊噴規(guī)第5.0.6條條文說明:倉庫火災(zāi)蔓延迅速、不易撲救……“快速響應(yīng)早期抑制噴頭”等可有效撲救高堆垛、高貨架倉庫火災(zāi)……因此本高架立體倉庫頂板噴頭采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭,根據(jù)倉庫高度,采用K360,動作溫度t=68℃玻璃球直立型噴頭,噴頭最低工作壓力0.3MPa,一只噴頭的保護(hù)面積3.0m×2.95m,頂板直立型噴頭避開梁布置。作用面積內(nèi)同時開放噴頭12個。設(shè)計(jì)水量150L/s,火災(zāi)延續(xù)時間2h。舊噴規(guī)第5.0.7條:貨架儲物倉庫的最大凈空高度或最大儲物高度超過本規(guī)范表5.0.5-1~表5.0.5-6、表5.0.6的規(guī)定時,應(yīng)設(shè)置貨架內(nèi)置噴頭,宜在自地面起每4m高度處設(shè)置一層貨架內(nèi)置噴頭。結(jié)合貨架布置情況,貨架噴頭布置情況如圖2所示。貨架共6層,每層噴頭設(shè)置在單排貨架背面、雙排貨架之間背靠背非工作位置,不影響自動化機(jī)械存取貨工作。貨架內(nèi)置噴頭采用K80,動作溫度t=68℃的玻璃球下垂型噴頭,每只噴頭上方設(shè)置集熱罩,噴頭間距3.0m,噴頭最低工作壓力0.2MPa,作用面積內(nèi)開放噴頭14個。設(shè)計(jì)水量34L/s,火災(zāi)延續(xù)時間2h,設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。2.4.1.3合理設(shè)置報(bào)警閥組報(bào)警閥組是能夠準(zhǔn)確及時啟動消防水泵的重要部件,通過報(bào)警閥組能夠在第一時間提醒工作人員及時撤離現(xiàn)場并快速知曉出現(xiàn)火情的位置,本單層高架立體倉庫控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報(bào)警閥組分別設(shè)置,互相獨(dú)立,互不影響。2.4.2按新噴規(guī)設(shè)計(jì)的參數(shù)取值2018年01月01日新噴規(guī)實(shí)施后,依據(jù)新噴規(guī)設(shè)計(jì)的參數(shù)取值情況。2.4.2.1合理選擇自噴系統(tǒng)同樣選擇濕式噴淋滅火系統(tǒng),理由同(1.1)。2.4.2.2合理設(shè)置自噴系統(tǒng)新噴規(guī)第5.0.7條:設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)的倉庫及類似場所……當(dāng)采用木質(zhì)貨架或采用封閉層板貨架時,其系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)按堆垛儲物倉庫確定。如前所述,本高架立體倉庫火災(zāi)危險等級為倉庫II級,建筑高度23.55m,最上層貨物高度21.2m,按照新噴規(guī)表5.0.4-2(倉庫危險II級場所的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù))中所列的堆垛儲存方式選擇設(shè)計(jì)參數(shù),但表5.0.4-2中所列倉庫最大凈空高度為9m,最大的儲物高度為7.5m。新噴規(guī)第5.0.8條:貨架倉庫的最大凈空高度或最大儲物高度超過本規(guī)范第5.0.5條的規(guī)定時,應(yīng)設(shè)貨架內(nèi)置灑水噴頭,同時本條條文說明:規(guī)范不推薦采用頂板下布置ESFR噴頭+貨架內(nèi)置噴頭的布置方式,當(dāng)最大凈空高度或最大儲物高度超過表5.0.5條的規(guī)定時,應(yīng)按照本規(guī)范第5.0.4條和本條的規(guī)定布置。綜上,本高架立體倉庫自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況如下:a.頂板噴頭設(shè)計(jì)參數(shù)按照新噴規(guī)表5.0.4-2所列堆垛最大儲物高度7.5m取值,一只噴頭的保護(hù)面積為3.0m×2.95m,噴頭最低工作壓力0.3MPa;b.貨架內(nèi)置噴頭自地面起每3m設(shè)置一層,噴頭間距3m,噴頭最低工作壓力0.2MPa,貨架內(nèi)開放噴頭14個,每只噴頭上方設(shè)置集熱罩,設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。若該項(xiàng)目設(shè)計(jì)期在2018年01月01日之后,按新噴規(guī)要求,顯然貨架內(nèi)置噴頭的縱向高度布置會影響貨架的操作,因此貨架縱向?qū)痈卟贾眯枧浜弦?guī)范做出調(diào)整。根據(jù)新噴規(guī)第7.1.2條表7.1.2小字注(嚴(yán)重危險級或倉庫危險級場所宜采用流量系數(shù)大于80的灑水噴頭)及新噴規(guī)第9.1.5條規(guī)定(最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)任意4只噴頭合圍范圍內(nèi)的噴水強(qiáng)度……嚴(yán)重危險級和倉庫危險級不應(yīng)低于本規(guī)范表5.0.1和……的規(guī)定值)來確定頂板噴頭的參數(shù)。4只噴頭的保護(hù)面積為4×3×2.95=35.4m2,噴水強(qiáng)度22L/(min.m2),4只噴頭的出水量粗略估算值為35.4×22=778.8L/min,單只噴頭出水量約為195L/min。噴頭最低工作壓力0.3MPa,分別對K80,K115,K202噴頭按式(1)計(jì)算噴頭出水量:計(jì)算出3種噴頭的單只噴水量分別為139L/min,199L/min,350L/min,從安全經(jīng)濟(jì)方面考慮選用K115噴頭,因此高架立體倉庫區(qū)頂板噴頭采用K115,動作溫度t=68℃玻璃球直立型噴頭,噴頭最低工作壓力0.3MPa。2.4.2.3新噴規(guī)與舊噴規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)對比對比結(jié)果見表4。由表4可以看出,高架立體倉庫區(qū)頂板噴頭,新噴規(guī)選用的噴頭K值低,計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量也??;貨架區(qū)噴頭,新噴規(guī)與舊噴規(guī)參數(shù)取值相同,計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量也相同??傮w來說,按新噴規(guī)設(shè)計(jì)工程造價將會降低。2.4.2.4合理設(shè)置報(bào)警閥組控制頂板噴頭和控制貨架噴頭的報(bào)警閥組分別設(shè)置,互相獨(dú)立,互不影響。
3結(jié)論
本文通過對某中藥基地多層倉庫內(nèi)的高架立體倉庫自噴系統(tǒng)按照新、舊噴規(guī)要求對參數(shù)取值情況進(jìn)行了詳細(xì)分析,并列出了二者參數(shù)取值、設(shè)計(jì)水量計(jì)算的結(jié)果對比表??梢钥闯鲈谕瑯颖WC消防安全的前提下,按新噴規(guī)計(jì)算出的設(shè)計(jì)水量更小,消防水池容積亦更小,因此工程造價得到降低。
參考文獻(xiàn)
[1]梁煒麟.大型物流倉庫的消防設(shè)計(jì)[J].江西建材,2015(01):221.
作者:梁曉 單位:中設(shè)筑邦(北京)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司