高標倉庫建筑的排煙系統設計探析

張 野 中國市政工程華北設計研究總院有限公司

1 高標倉庫概述

高標倉庫指的是倉庫本身的規格和配置是高標準。高標倉庫和普通倉庫存在明顯的差異，主要表現在以下幾點：①空間利用：高標倉庫的規劃容積率較高，部分項目的容積率達到2.5～3，空間使用效率是普通倉儲的3倍左右，可大幅降低土地成本。②項目選址：高標倉庫選址靠近公路、機場、港口等交通樞紐地段，交通便捷，其輻射區域更為廣泛，能夠降低運輸成本。③自動化水平：高標倉庫可實現作業高機械化和自動化，既提高了運行效率，又減少了人工需求，降低了綜合管理成本。④合規屬性：高標倉庫項目所有權屬清晰、土地性質明確，可避免投資開發和運營管理中產生糾紛，保障倉儲項目的順利推進。

倉庫的布局和空間，高標倉庫一般為鋼混框架+輕鋼布局，屋面采用保溫隔熱采光，高度凈空不低于11m，一般都在13m以上，抗震設防烈度等級7度以上。設有標準裝卸平臺，平臺的高度為1.3m，符合平常大型車輛，還設有升降平臺，方便小型車輛使用；6m寬的帶雨棚的平臺，雨天不影響正常作業?？臻g、地面和承重：空間要大，立柱、屋頂、墻體堅固，地面承重每平方不少于5t。消防設施齊全，有消防管道、消防栓、防火分區門及報警器，自動噴淋，防排煙系統等。

圖1為筆者參與設計項目順控城投臨港產業項目鳥瞰圖，本項目分為堆場區域、高標倉及輔助用房區域，兩座高標倉及中間架空平臺區域均為丙類，面積超過1000m2，需進行排煙設計。

圖1

2 順控城投臨港產業項目高標倉庫的排煙設計

2.1 項目概述

項目位于佛山市順德區杏壇鎮了哥山港區，北側為高富路，南側為東海水道，東側為了哥山港區本港作業區一期工程。規劃總用地面積138531.26m2，規劃凈用地面積138531.26m2。

本項目是佛山港了哥山港區本港作業區二期工程，位于廣東省佛山市順德區杏壇鎮境內，規劃建設交通運輸、物流倉儲、郵政業、變電站及消防泵房，配套附屬用房，整體布局平行于河岸，1號樓（物流倉儲）位于北側，2號樓（輔助生產建筑位于南側，中間為架空平臺，東側為入口坡道，西側為出口坡道，附屬用房位于東側坡道下，消防泵房位于地塊西側，變電站產地西側單獨布置。

1號樓（物流倉儲）為二層，屬于多層建筑，每層分為兩個防火分區，每個防火分區不大于4800m2，1號倉庫共計分為四個倉庫存儲區，并布置了辦公區域及設備管井、樓梯間、衛生間功能。

2號樓（輔助生產建筑）為三層，屬于高層建筑，每層分為三個防火分區。 設有4.5m寬卸貨平臺，并采用標準的升降平臺，卸貨平臺高度為1.3m，做到智能化卸貨要求。高標倉頂層為混凝土坡屋面，減少后期維護；設計叉車坡道及可移動鋼制坡道，間距為46.1m+9m架空平臺，中間軸網20m貨物通道，主要裝卸區域設計在平臺下方，卸貨平臺尺寸合理，利于使用。

1號樓（物流倉儲）、2號樓（輔助生產建筑）進深作48.9m，總長度193.9m，據調研，設計倉庫凈高均大于9m，12m柱間距為業內主流柱網間距。采用12m柱網間距面積利用率高，不造成面積浪費。園區內可用于業內主流貨柜車裝卸貨物，雙側均能停放大型貨車裝卸貨物，遠期規劃設計，倉庫區域西側開口，從而流線更加流暢。經調研，大型車輛占比較小，在平臺下方進行裝卸。

為了獲得最大的經濟效益，需要掌握好貨物的裝卸作業時間，時間的有效控制也是保障工作效率的基本條件。由于需要處理的工作內容，就是一定時間內完成一定量的貨物，所以設計出合理的交通路線十分重要，保障主干道暢通，在適當的位置設計適宜的停車場地，減少車流之間的干擾，以中轉為主的貨物運輸，使用了“一”字形的直線交通路線。本項目流線清晰，完成了存儲、領取、發放、保管的功能，保證存儲容量和適應存儲物特點。

本次以1號樓（物流倉儲）為例詳細分析排煙設計。1號樓（物流倉儲）為二層，屬于多層建筑，耐火等級為二級，儲存物品危險性類別為丙二類第2項，東西向長度193m，南北向長度48m，基底面積9481.71m2，計 容 面 積39997.8m2，建 筑 面 積 約 為21051.03m2。每層分為兩個防火分區，每個防火分區不大于4800m2，并設置自動噴水滅火系統。1號倉庫共計分為四個倉庫存儲區，并布置了辦公區域及設備管井、樓梯間、衛生間功能。

2.2 防煙分區劃分

根據規范要求，占地大于1000m2的丙類倉庫應設置排煙設施。設置排煙系統的場所應采用擋煙垂壁、結構梁及隔墻等劃分防煙分區，當空間凈高大于9m時，防煙分區之間可不設置擋煙設施。防煙分區不應跨越防火分區?？臻g凈高H＞6m時，一個防火分區最大允許面積2000m2，長邊最大允許長度60m。根據此原則，進行防煙分區劃分。

圖2 1層防煙分區圖

圖3 2層防煙分區圖

倉庫一層由于南側外連接架空平臺下坡道，外窗無法作為自然排煙口，故一層采用機械排煙，補風通過可開啟外窗補風，排煙風機置于屋面排煙機房；二層采用自然排煙，自然排煙口為可開啟外窗，通過相鄰防煙分區可開啟外窗進行補風。

2.3 排煙系統設計

根據GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018版），GB 51157—2016《建筑物流設計規范》，GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》，對順控城投臨港產業項目1號樓（物流倉儲）高標倉防排煙設計進行分析。

2.3.1 排煙設計參數

（1）空間凈高：≥9m。

（2）建筑類型：丙類倉庫。

（3）計算排煙量（一個防煙分區）：14.2×104m3/h（查表《建筑防煙排煙系統技術標準》表4.6.3）。當系統負擔具有相同凈高場所時，對于建筑空間凈高大于6m的場所，應按排煙量最大的一個防煙分區的排煙量計算。

（4）設計風量（一個防煙分區）：17.04×104m3/h（設計風量不應小于計算風量的1.2倍）。

（5）當采用自然排煙方式時，儲煙倉的厚度不應小于空間凈高的20%，且不應小于500mm；當采用機械排煙方式時，不應小于空間凈高的10%，且不應小于500mm。同時儲煙倉底部距地面的高度應大于安全疏散所需的最小清晰高度。

式中：Hq——最小清晰高度（m）；

H′——對于單層空間，取排煙空間的建筑凈高度（m）。

（6）自然排煙窗（口）部風速：0.84m/s。

（7）排煙口最大允許排煙量：2.18×104m3/h（熱釋速率4MW，煙層厚度1.5m）。

（8）排煙口風速：≤10m/s。

（9）金屬風管設計風速：≤20m/s。機械排煙系統應采用管道排煙，且不應采用土建風道，排煙管道應采用不燃材料制作且內壁應光滑。排煙管道厚度選用1.5mm鋼板。

2.3.2 自然排煙設施

采用自然排煙系統場所應設施自然排煙窗（口），防煙分區內任意點與最近的自然排煙口時間的水平距離不應大于30m。工業建筑采用自然排煙方式時，其水平距離尚不應待遇建筑內空間凈高的2.8倍。

設置在防火墻兩側的自然排煙窗（口）之間最近邊緣的水平距離不應小于2.0m。

自然排煙窗（口）應設置手動開啟裝置，設置在高位不便于直接開啟的自然排煙窗（口），應設置距地面高度1.3m～1.5m的手動開啟裝置。

本工程設計風量：17.04×104m3/h，自然排煙窗（口）部風速不大于0.84m/s，計算可得每個防火分區自然排煙口有效面積不小于57m2。

2.3.3 機械排煙設施

當建筑的機械排煙系統沿水平方向布置時，每個防火分區的機械排煙系統應獨立設置。排煙風機應設置在專用機房內，且風機兩側應有600mm以上的空間。當條件受到限制時，也應有防火保護；但由于排煙風機的電機主要是依靠所放置的空間進行散熱，因此該空間的體積不能太小，以便于散熱和維修。排煙風機與排煙管道的連接部件應能在280℃時連續30min保證其結構完整性。排煙風機應與風機入口處的排煙防火閥連鎖，當該閥關閉時，排煙風機應能停止運轉。

豎向設置的排煙管道應設置在獨立的管道井內，排煙管道的耐火極限不應低于0.50h。水平設置的排煙管道設置在室內，管道的耐火極限不應小于1.00h。與垂直風管連接的水平排煙風管上應設置280℃排煙防火閥。對于已設置于獨立井道內的排煙管道，為了防止其被火焰燒毀而垮塌，從而影響排煙效能，也對其耐火極限進行了要求。

防煙分區內任一點與最近的排煙口之間的水平距離不應大于30m。排煙口宜設置在頂棚或靠近頂棚的墻面上。排煙口設置在儲煙倉內或高位，能將起火區域產生的煙氣最有效、快速地排出，以利于安全疏散。

排煙口應設在儲煙倉內，但走道、室內空間凈高不大于3m的區域，其排煙口可設置在其凈空高度的1/2以上；當設置在側墻時，吊頂與其最近邊緣的距離不應大于0.5m。排煙口設置的位置如果不合理的話，可能嚴重影響排煙功效，造成煙氣組織混亂，故排煙口必須設置在儲煙倉內，考慮到走道吊頂上方會有大量風道、水管、電纜橋架等的存在，在吊頂上布置排煙口有困難時，可以將排煙口布置在緊貼走道吊頂的側墻上，但是走道內排煙口應設置在其凈空高度的1/2以上，為了及時將積聚在吊頂下的煙氣排除，防止排煙口吸入過多的冷空氣，還要求排煙口最近的邊緣與吊頂的距離不應大于0.5m。在實際工程中，有時把排煙口設置在排煙管道的頂部或側面，也能起到相對較好的排煙效果。

圖4

一般工程一個排煙機承擔多個區域的排煙，為了保證對著火的區域排煙，非著火區域形成正壓，所以火災時要求只能打開著火區域的排煙口，其他區域的排煙口必須常閉。

排煙管道下列部位應設置排煙防火閥：①垂直風管與每層水平風管交接處的水平管段上；②一個排煙系統負擔多個防煙分區的排煙支管上；③排煙風機入口處；④穿越防火分區處。

任一層建筑面積大于2500m2的丙類廠房（倉庫），當設置機械排煙系統時，要求在外墻或屋頂設置固定窗。非頂層區域的固定窗應布置在每層的外墻上，設置在靠外墻且不位于頂層區域的固定窗，單個固定窗的面積不應小于1㎡，且間距不宜大于20m，其下沿距室內地面的高度不宜小于層高的1/2。固定玻璃窗應按可破拆的玻璃面積計算，固定窗宜按每個防煙分區在屋頂或建筑外墻上均勻布置且不應跨越防火分區。固定窗的設置是為了在可燃物較多、預計火災功率較大的場所，彌補機械排煙的不足，以保證快速、有效且可持續地排出火場熱煙。本項目在外墻設置固定窗，在有高窗的一側，每組高窗其中一扇為固定扇，作為排煙窗，無高窗的一側每柱距內設置一扇固定窗。

2.3.4 排煙控制要求

①排煙風機，補風控制方式：a.現場手動啟動；b.火災自動報警系統自動啟動；c.消防控制室手動啟動；d.系統中任一排煙閥或排煙口開啟時，排煙風機自動啟動，補風口打開；e.排煙防火閥在280℃時應自行關閉，應連鎖關閉排煙風機，關閉補風口。②機械排煙系統中的常閉排煙閥或排煙口應具有火災自動報警系統自動開啟、消防控制室手動開啟和現場手動開啟功能，其開啟信號應與排煙風機聯動。當火災確認后，火災自動報警系統應在15s內聯動開啟相應防煙分區的全部排煙閥、排煙口、排煙風機和補風設施，并在30s內關閉與排煙無關的通風、空調系統。③當火災確認后，負擔兩個及以上防煙分區的排煙系統，應僅打開著火防煙分區的排煙閥或排煙口，其他防煙分區的排煙閥或排煙口應呈關閉狀態。④280°排煙防火閥，平時處于常閉狀態，火災時電控打開進行排煙，當煙氣溫度達到280℃時，感溫器動作將閥門關閉起到防火作用。

3 結束語

隨著我國現代化建設的飛速發展，建筑在城市中像雨后春筍般地蓬勃發展起來，為了確保國家和人民的財產與生命安全，建筑防火已成為建筑設計中不可分割的有機組成部分。建筑防排煙的目的是在火災發生時防止煙氣侵入作為疏散道路的走廊、樓梯間前室、樓梯間，保護建筑室內人員從有害的煙氣環境中安全疏散，保證生命安全。