醫(yī)藥物流中心高架倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計探討

高慧慧，錢坤

（1.安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603；2.安徽省建筑設(shè)計研究院，安徽 合肥 231603）

1 項目概況

本醫(yī)藥物流中心位于某市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，旨在打造現(xiàn)代高效、科技、生態(tài)的全功能醫(yī)藥物流中心，力求將項目建成國內(nèi)具有行業(yè)領(lǐng)航能力的物流中心。該項目主要建筑單體為：藥品檢驗樓、零售配送中心和藥品倉庫。其中，藥品倉庫總面積16494m2，其內(nèi)含24m高架庫區(qū)2490m2，其他區(qū)域14004m2。

24m高架庫為自動化立體倉庫。自動化立體倉庫具有高度高、空間大、面積大、存儲密集、存儲量大等特點，決定了其火災(zāi)危險性具有自身的一些特點。即：可燃物多，火災(zāi)隱患多；火勢容易迅速沿貨架層層擴散，火勢蔓延迅速，燃燒猛烈；火災(zāi)損失大；人工撲救難度大[1]。

所以，自動化立體倉庫對消防系統(tǒng)，尤其是水消防系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求。應(yīng)貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，立足于自救為主，充分發(fā)揮自動滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）規(guī)定：可燃、難燃物品的高架倉庫和高層倉庫(冷庫除外)應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)。由于自動噴水滅火系統(tǒng)能將火災(zāi)消滅在初期階段，對于物品設(shè)備的破壞程度小，水漬損失小，且該系統(tǒng)具有多種類型，可適應(yīng)各種立體倉庫的需要，所以，采用自動噴水滅火系統(tǒng)是消防設(shè)計的首選[2]。

2 自動噴水滅火系統(tǒng)的選擇

立體庫區(qū)概況：立體倉庫區(qū)占地面積2490m2，高度24m，5個巷道，10排貨架，均為單、雙排貨架。控制方式為：庫外入庫區(qū)揀選，傳送帶配合托盤入庫。整個存儲庫區(qū)為無人操作的自動化立體倉庫，正常狀態(tài)時存儲庫區(qū)禁止人員進出，人員僅能在出入庫區(qū)分揀。

尺寸：長99.6m，寬24.8m，高24m。

儲存物品：藥品，均采用紙箱或木箱包裝，根據(jù)業(yè)主反饋，均為丙類火災(zāi)危險物品。

自動化立體倉庫示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 自動化立體倉庫區(qū)平面示意圖

圖2 噴頭布置示意圖

2.1 噴頭類型的選擇及設(shè)計參數(shù)的確定

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001）（2005年版）[3]（以下簡稱“噴規(guī)2005版”），本自動化立體倉庫火災(zāi)危險等級根據(jù)業(yè)主提供的儲存物品的性質(zhì)，屬于倉庫危險級Ⅱ級。

立體庫區(qū)最大凈空高度24m，最大儲物高度20m。

倉庫最大凈空高度及最大儲物高度上都已超過“噴規(guī)2005版”表5.0.5-1～表5.0.5-6、表5.0.6的規(guī)定。根據(jù)“噴規(guī)2005版”中5.0.7條規(guī)定，應(yīng)設(shè)貨架內(nèi)置噴頭。故，在設(shè)計中按規(guī)范要求就不僅要設(shè)置頂板噴頭，還要設(shè)置貨架內(nèi)置噴頭。

本工程自動噴淋系統(tǒng)設(shè)計考慮采用早期抑制快速響應(yīng)（ESFR）噴頭系統(tǒng)和貨架內(nèi)置噴頭噴淋系統(tǒng)。

在此系統(tǒng)中滅火型的ESFR噴頭功能定位為控火型，被設(shè)計采用。此外，因該項目設(shè)計時，國內(nèi)控火型倉庫型特殊應(yīng)用（CMSA）噴頭還未有相關(guān)產(chǎn)品，且此類噴頭還在研討階段，本項目未采用。考慮到擴大覆蓋面積灑水噴頭在我國缺乏試驗驗證，應(yīng)用不多，設(shè)計也未采用。大水滴噴頭介于標(biāo)準(zhǔn)噴頭和ESFR早期抑制快速響應(yīng)噴頭之間的過渡產(chǎn)品，在ESFR噴頭使用日漸成熟的基礎(chǔ)上，大水滴噴頭已逐步淘汰，設(shè)計同樣未采用。

2.1.1 頂板噴頭的選擇及設(shè)計流量確定

根據(jù)“噴規(guī)2005版”第5.0.6條及《自動噴水滅火系統(tǒng)第9部分：早期抑制快速響應(yīng)（ESFR）噴頭》GB 5135.9-2016,倉庫頂板噴頭設(shè)計采用早期滅火快速響應(yīng)(ESFR)噴頭ESFR-363，噴頭動作溫度為68℃，流量系數(shù)K為363L·（MPa）1/2/min，濺水盤與頂板的距離356mm，噴頭最低工作壓力0.34MPa，作用面積內(nèi)開放的噴頭數(shù)為12只。

頂板下單個噴頭的流量：

按作用面積內(nèi)開放的噴頭數(shù)為12只，

頂板噴淋系統(tǒng)流量為：

Q=12×q=133.86L/S

噴頭設(shè)于屋面下，具體布置需考慮貨架的具體布置，噴頭間距不大于3.0m。

2.1.2 貨架內(nèi)置噴頭的選擇及設(shè)計流量確定

根據(jù)“噴規(guī)2005版”第5.0.7條規(guī)定：宜自地面起每4m高度處設(shè)置一層貨架內(nèi)置噴頭。

貨架內(nèi)置噴頭為控制噴頭的工作壓力，設(shè)計采用貨架內(nèi)每兩層設(shè)置一層K=115 L·（MPa）1/2/min的貨架內(nèi)置噴頭，貨架噴頭上方的貨架層間隔板為實層板，其余層為板條或者格柵型等通透性層板（開口面積不小于50%）；噴頭上方設(shè)集熱擋水板，擋水板為正方形或圓形金屬板，平面面積不小于0.12m2，周圍彎邊的下沿與噴頭的濺水盤平齊，最小工作壓力0.10MPa，同時動作噴頭14個。隔板設(shè)置情況示意如下：

圖3

同時動作噴頭14個，

貨架內(nèi)置噴淋系統(tǒng)流量為：

Q=14×q=26.84L/S

貨架內(nèi)置噴頭，噴頭間距不大于3.0m，也不宜小于2m。

具體布置及噴頭選型詳見圖4。

圖4 自動化立體倉庫區(qū)剖面示意圖

2.1.3 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

根據(jù)“噴規(guī)2005版”第9.1.5條規(guī)定：按頂板下噴頭與貨架內(nèi)噴頭設(shè)計流量之和確定系統(tǒng)的設(shè)計流量。本項目噴淋系統(tǒng)設(shè)計流量為16L/s。考慮并聯(lián)系統(tǒng)對實際流量的折減，采用三臺噴淋系統(tǒng)消防泵，兩用一備，每臺消防泵流量90L/s。

系統(tǒng)工作壓力需保證最不利點處的頂板噴頭工作壓力不低于0.34MPa，經(jīng)計算所需壓力為1.18MPa。

2.2 《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2017）（以下簡稱“噴規(guī)2017版”）[4]發(fā)布對高架倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計的影響

本項目設(shè)計、驗收時“噴規(guī)2017版”還未發(fā)布、實施。考慮到“噴規(guī)2017版”與“噴規(guī)2005版”有部分差距，有必要討論現(xiàn)行規(guī)范對高架倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計的影響，以便指導(dǎo)后期的設(shè)計。

貨架內(nèi)置單個噴頭的流量：

2.2.1 對噴頭類型選擇的影響

“噴規(guī)2017版”推出了兩類新型噴頭，分別為特殊應(yīng)用噴頭及家用噴頭。其中特殊應(yīng)用噴頭又分為非倉庫型特殊應(yīng)用噴頭及倉庫型特殊應(yīng)用噴頭。

并在“噴規(guī)2017版”5.0.8條的條文解釋中，明確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。故設(shè)計推薦在以后的新建項目中盡量采用頂板下布置控火型的倉庫型特殊應(yīng)用（CMSA）噴頭+貨架內(nèi)置噴頭的布置方式。

倉庫型特殊應(yīng)用（CMSA）噴頭是用于高堆垛或高貨架倉庫的大流量特種灑水噴頭，與ESFR噴頭相比，其以控制火災(zāi)蔓延為目的，噴頭最低工作壓力較ESFR噴頭低，且障礙物對噴頭灑水的影響較小[5]。更符合高架倉庫頂板下噴頭的實際需求，是國際上噴頭發(fā)展的趨勢。

但根據(jù)《中華人民共和國消防法》第二十四條要求，“消防產(chǎn)品必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)；沒有國家標(biāo)準(zhǔn)的，必須符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。禁止生產(chǎn)、銷售或者使用不合格的消防產(chǎn)品以及國家明令淘汰的消防產(chǎn)品。依法實行強制性產(chǎn)品認(rèn)證的消防產(chǎn)品，由具有法定資質(zhì)的認(rèn)證機構(gòu)按照國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的強制性要求認(rèn)證合格后，方可生產(chǎn)、銷售、使用。實行強制性產(chǎn)品認(rèn)證的消防產(chǎn)品目錄，由國務(wù)院產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督部門會同國務(wù)院應(yīng)急管理部門制定并公布。新研制的尚未制定國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的消防產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)按照國務(wù)院產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督部門會同國務(wù)院應(yīng)急管理部門規(guī)定的辦法，經(jīng)技術(shù)鑒定符合消防安全要求的，方可生產(chǎn)、銷售、使用。依照本條規(guī)定經(jīng)強制性產(chǎn)品認(rèn)證合格或者技術(shù)鑒定合格的消防產(chǎn)品，國務(wù)院應(yīng)急管理部門應(yīng)當(dāng)予以公布。”考慮到我國尚無該噴頭的產(chǎn)品和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)慎重選擇，如確有必要時，應(yīng)采用經(jīng)國務(wù)院應(yīng)急管理部門技術(shù)鑒定符合消防安全要求的產(chǎn)品。

相信隨著“噴規(guī)2017版”的實施，必將極大的推動該產(chǎn)品的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定。在新標(biāo)準(zhǔn)未制定、產(chǎn)品未能得到認(rèn)證之前，無相關(guān)合格產(chǎn)品，建議維持頂板下布置ESFR噴頭+貨架內(nèi)置噴頭的布置方式。

2.2.2 對貨架內(nèi)噴頭布置的影響

“噴規(guī)2017版”規(guī)定：“倉庫危險級Ⅰ級、Ⅱ級場所應(yīng)自地面起每3.0m設(shè)置一層貨架內(nèi)置灑水噴頭，倉庫危險級Ⅲ級場所應(yīng)在自地面起每1.5m～3.0m設(shè)置一層貨架內(nèi)置灑水噴頭，且最高層貨架內(nèi)置灑水噴頭與儲物頂部的距離不應(yīng)超過3.0m；”。此條規(guī)定與“噴規(guī)2005版”的“自地面起每4m高度處設(shè)置一層”有所區(qū)別，噴頭密度加大，更有利于及時滅除或控制貨架內(nèi)的火災(zāi)。

“噴規(guī)2017版”新增了“設(shè)置2層及以上貨架內(nèi)置灑水噴頭時，灑水噴頭應(yīng)交錯布置”，交錯布置更有利于布水的均勻性，以及避免貨架遮擋帶來的盲點。

3 結(jié)論

①自動化立體倉庫有其自身的火災(zāi)特點，其內(nèi)部貨物堆放密集，設(shè)備布置緊湊，自動化程度高，人員少，也不利于救火人員進入內(nèi)部滅火，故自動噴水滅火系統(tǒng)是首選的滅火方式。

②倉庫型應(yīng)用噴頭與早期抑制快速響應(yīng)（ESFR）灑水噴頭相比，噴頭最低工作壓力較低，且障礙物對噴頭灑水的影響較小。應(yīng)盡快制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，積極研發(fā)，未制定標(biāo)準(zhǔn)前應(yīng)積極推進技術(shù)鑒定，確保能夠采用滿足現(xiàn)行國家規(guī)定要求的產(chǎn)品。

③設(shè)計人員應(yīng)重視新舊規(guī)范之間的異同，確保設(shè)計滿足現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，更切實的保障人民生命及財產(chǎn)的安全。