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    物流倉庫自動噴淋係統設計要點及工程實例研究

      信息來源:   發布時間:2021-07-20  點擊數:

    0 引言

    隨著我國經濟發展速度的加快,互聯網購物的普及,物流倉庫類建築在國內主要城市呈爆發性增長。而物流倉庫發生火災時,自動噴淋係統的及時作用,能在初期迅速撲滅火災,防止火情蔓延,這是國際國內設計部門的共識。因此,自動噴淋係統設計的合理與否,極大地關乎物流倉庫類建築內生命及財產安全。

    1 自動噴淋係統的選擇

    目前國內主流物流倉庫運營商有京東、菜鳥及豐樹等,主要存儲物品的類別大部分為丙類固體成品,儲存方式為箱裝、袋裝貨架儲存,火災危險級別為倉庫Ⅰ、Ⅱ級。基於上述情況,噴淋係統的設計根據倉庫淨高及儲存類別的不同,比較常見的有頂層噴淋疊加貨架內噴頭、ESFR早期抑製快速響應噴頭及倉庫型特殊應用噴頭等形式。

    1.1 頂層噴淋疊加貨架內噴頭

    對於淨高小於9 m的倉庫,按照噴淋設計規範要求,根據危險等級及儲存方式的不同,設計基本參數可按表1、表2選取(表中J代表需要增設的貨架內噴淋層數),當貨架最大儲物高度大於6 m,應設置貨架內灑水噴頭;儲物高度大於7.5 m時,頂板下噴水強度不應低於18 L/min·m2,作用麵積不應小於200 m2,持續噴水時間不應小於2 h。

    1.2 早期抑製快速響應噴頭(ESFR)係統

    對於淨空高度大於9 m的場所,普通的噴淋係統已經不能實現快速高效滅火的功能,自噴規範推薦了ESFR係統,根據倉庫淨高及儲物高度的不同,按表3選用相應的設計參數。該係統采用大流量噴頭,滅火效率高,可不設置貨架內噴頭。此係統也適用於淨高小於9 m的場所。

    表1 倉庫危險Ⅰ級噴淋設計基本參數[1]     下載原表

    表1 倉庫危險Ⅰ級噴淋設計基本參數[1]

    表2 倉庫危險Ⅱ級噴淋設計基本參數[1]     下載原表

    表2 倉庫危險Ⅱ級噴淋設計基本參數[1]

    表3 早期抑製快速響應噴頭(ESFR)係統設計基本參數[1]     下載原表

    表3 早期抑製快速響應噴頭(ESFR)係統設計基本參數[1]

    1.3 其他噴淋係統

    淨空高度大於9 m的場所,還可以設計倉庫型特殊應用噴頭(CMSA)係統,根據儲物類別、倉庫淨高及儲物高度的不同,按自噴規範選用不同的參數。但由於目前國內實際工程案例較少,不大具備廣泛應用的基礎。

    而對於淨高超過上文所述的高架貨架倉庫,需要根據表1、表2的參數設計頂板下噴頭,同時在貨架內增設噴頭,補償超出頂板下噴頭保護範圍部位的滅火能力。貨架內灑水噴頭應在自地麵起每3 m設置一層,最高層的貨架內置噴頭與儲物頂部的距離不應超過3 m。貨架內置噴頭采用K80時,工作壓力不應小於0.20 MPa,采用K115時,工作壓力不應小於0.10 MPa。貨架內開放的噴頭數量不超過14隻[1]

    2 優缺點分析

    頂層噴淋加貨架內噴頭係統,在儲物高度低時,係統用水量少,係統設計及施工簡單靈活,但一旦貨架的儲物高度較大,係統用水量會較大,造成管道、配件尺寸大;同時火災持續時間較長,增大消防水池容量;最終增大噴淋係統的造價。而項目建成後,一旦內部貨架改造,就需要貨架噴淋,增大改造成本。因此,此係統比較適合淨高低,儲物高度低的小型倉庫,或規劃運營周期較長,改造可能性較小的倉庫。

    而ESFR係統突破了貨架高度的限製,可不設置貨架內噴頭[2],土建安裝時可不考慮貨架的布置,且為後期貨架改造提供了便利,被廣泛應用於租賃模式的物流倉庫;同時,ESFR係統火災延續時間為1 h,總用水量少,消防水池容積更經濟。但該係統在淨高較大場所,不能滿足有效控滅火的需要,且不推薦采用頂板布置ESFR加貨架內噴頭的形式,不適用於淨高超過13.5 m的場所。同時,ESFR係統隻能采用濕式係統,在寒冷且無采暖的地區,應用受到了局限[4]。而目前寒冷地區,有案例采用CMSA預作用係統,但需要專家論證會論證後才可實施。

    而對於淨高超過13.5 m的高架倉庫,除了規範推薦的頂層普通噴淋加貨架內噴頭外,沒有其他更好的選擇。且很多地區比較重視高架倉庫的消防設計,大多需要組織專家評審會討論確定具體的噴淋設計方案,消防審查及驗收過程也麵臨諸多挑戰。

    總之,工程設計中應結合項目具體的情況,從消防安全、經濟成本等方麵綜合考慮,選用合適的噴淋係統。

    3 工程實例

    3.1 項目概況

    本工程為雙層丙類固體倉庫,位於浙江省嘉興市,總建築麵積137 443.47 m2,總用地麵積74 624.09 m2。工程包含4棟雙層物流倉庫,1棟設備用房及附屬建築組成。

    3.2 噴淋係統

    本項目所有物流倉庫建築高度約22.0 m,一層最大淨高控製在10.5 m左右,二層最大淨高為12 m,最大儲物高度不超過10.5 m,可儲存Ⅰ級、Ⅱ級、瀝青製品及箱裝不發泡塑料。設計采用ESFR噴頭,流量係數K=202,火災時設計動作噴頭數為12隻。

    噴淋係統用水量92 L/s,消防泵房內設噴淋電泵3台,Q=46 L/s,H=105 m,N=95 k W,兩用一備;設噴淋穩壓泵2台,Q=1 L/s,H=80 m,N=3 k W,一用一備,配穩壓罐一隻,有效容積150 L;在倉庫1屋麵設置18 t的高位消防水箱一座;室外設置DN250噴淋係統環管,各單體濕式報警閥由環管接至室內報警閥間;室外設置水泵接合器8套。

    3.3 設計及施工要點分析

    本工程在噴淋係統設計及施工中的要點及難點包括以下幾個方麵:

    (1)傳統噴淋係統一般采用枝狀管網形式,而ESFR噴淋係統,由於開啟噴頭數為12隻,會導致大部分區域采用DN200幹管,非常不經濟。實際設計中,采用分區外圍DN200主管,內部DN80支管連接的格柵狀管網,由於此形式的管網水力條件非常平衡[3],水力計算能滿足係統的設計要求,管徑也比較經濟。

    (2)對於淨空高度大於12 m的倉庫,噴淋頭的設置須為下垂型,這導致了支管垂直檁條安裝時,要設置鵝頸彎,同樣會增加大尺寸的配件用量。解決方案是安裝DN80噴淋支管平行檁條,支管三通向下接出噴頭,噴頭距離頂板的距離能滿足安裝要求,省去了大量配件,能有效控製成本。

    (3)物流倉庫除特殊情況外,層高基本控製在12 m以下;其中,屋脊處淨高控製在12 m左右,局部超高的情況下,在屋脊12 m標高處設吊頂,避免選用K363係數的噴頭,以致增大流量及管徑。同時,盡量設計自然排煙係統,雙層庫一層必須設置時,排煙風管寬度控製在600 mm及以下,避免增補噴淋。

    4 結語

    目前國內電商投建的物流倉庫由於模式基本為租賃,在保證使用要求的前提下,成本控製為首要目標;而經多年的設計、施工及運營的經濟對比,案例所述的ESFR係統為相對經濟的噴淋係統,具有較好的應用前景。


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