現代化物流綜合體的消防給水設計

楊潔

（上海市建工設計研究總院有限公司，上海 200035）

1 引言

上海的外貿業務龐大，進出口物資來往頻繁，由此，大型倉儲的需求量越來越大。作為一個國際化的大都市，倉儲不再局限于傳統的儲物功能，現代化的倉儲綜合體應運而生。功能上的多樣性，使用上的多功能性，使得這樣的倉儲綜合體的消防給水設計尤為重要。本項目位于浦東機場自貿區內，項目結合業態需求，順應地形，創建了一個全新的集物流、倉儲、辦公、停車庫于一體的生態創新型綜合物流倉庫。考慮物流、倉儲與辦公的使用功能不同，通過景觀綠坡將建筑分為上下兩部分，消防車、小客車、大客車等可以直接到達3 層，形成獨立的消防環形車道。本文對這樣一個“雙首層”的現代化物流綜合體的消防給水設計中的疑難點進行分析。

2 工程概況

本項目位于上海市自貿區（01-1 地塊），基地范圍東鄰桃花源路，南側為兩江路，西至貢嘎路，北鄰黃龍路。總用地面積80 110.20 m2，總建筑面積249 918 m2，其中，地上建筑面積154 918 m2，地下建筑面積95 000 m2。本建筑為高33 m 的物流綜合體，包括物流、倉庫、大宗貨物交易展示區、辦公（管理與業務用房）、停車庫等；建筑地下為2 層地下室，地上共5 層；地上建筑通過一個景觀綠坡，將民用使用功能部分與物流部分上下組合建造，在兩個不同高程（1 層地面、3 層地面）設置各自的安全出口及消防環形車道，形成“雙首層”；上下兩棟建筑體可分別計算建筑高度，坡下建筑高度為15.3 m，坡上建筑高度為16.9 m。本項目定性為公共建筑一類高層，倉庫丙二類。

建筑形體平面為矩形體塊；地下2 層為機動車停車庫及平戰結合的人防空間，地下1 層建筑性質為倉庫，使用功能為新車停車庫，在露天走道四周設置了設備用房及丙類倉庫；地上1~2 層為物流倉儲；3 層為大宗貨物交易展示區，4 層、5 層為辦公區（運營管理工作區）。

3 室外消火栓設計

3.1 用水量

室外消火栓系統用水量45 L/s，火災延續時間3 h。

3.2 室外消火栓系統

本工程從橫8 路（黃龍路）和橫9 路（兩江路）各引入1 根DN300 mm 的市政自來水管作為基地消防水源，市政兩路進水成環狀供水。兩路市政引入管處加裝防污隔斷閥，并設總表計量。市政供水保證水壓0.16 MPa。

基地1 層場地及消防車道的室外消火栓系統采用低壓供水系統，DN300 mm 的市政自來水管兩路進水成環狀供水。上建筑3 層周邊的坡地和消防車道邊的室外消火栓系統則采用臨時高壓供水方式，從室外消防泵出水總管引兩路在上3 層消防車道成環供水；設置于消防車坡道的室外消火栓采取防撞措施。人防工程、地下車庫的兩端的出入口附近設置室外消火栓。同時滿足“雙首層”的室外消火栓系統。

室外消火栓主泵2 臺（一用一備）設在地下1 層生活消防水泵房內，水泵流量為45 L/s，水泵揚程為67 m。配套室外消火栓穩壓泵2 臺（一用一備），單臺流量為5 L/s，水泵揚程為75 m，配套隔膜式膨脹罐體積V=150 L[1-3]。

4 室內消火栓設計

4.1 用水量

室內消火栓系統用水量40 L/s，火災延續時間3 h。

4.2 室內消火栓系統

本工程室內消火栓消防系統采用區域式臨時高壓供水方式。常規項目，滿足兩路進水，室內消火栓水量不需要計算在消防水池內，所以，原有消防水池儲水量僅考慮噴淋系統的水量，為432 m3。現為保證消防安全可靠并依據消防部門意見，消防水池同時儲存室內消火栓水量，為900 m3，設置兩座消防水池（每座450 m3），并設置供消防車取水的取水口。室內消火栓系統從消防水池抽吸加壓供水，室內消火栓泵及消防穩壓裝置、消防水池統一設置在地下室消防水泵房內，從消防泵出水總管上引兩路成環供水。

建筑以-2~2 層和3~5 層為分界面，各自設計為獨立消防系統，消防主管均為環狀，其消防系統又分別以建筑間十字貨物運輸通道為界各自獨立豎向成環。因倉庫體量巨大，在1~2層丙類倉儲的每個防火分區內消防管網均設計成環狀，保證每個防火分區檢修時，不影響其他區域的正常使用。通過消防管路立體成環，更加提升了系統的安全可靠性。冷庫的室內消火栓設置在常溫穿堂或樓梯間內。由于本項目的特殊性，考慮火災撲救的難度以及消防救援的可操作性，對于地下1 層四周露天環形通道、地上1 層至2 層貨物運輸通道和安全疏散通道（消防車不通行區域）這樣的室外區域均設置室內消火栓，而非室外消火栓[4-6]。

消防給水管網中平時壓力由穩壓設施保持系統中最不利點的水壓，以滿足滅火時的需要，不銹鋼屋頂消防水箱。同時根據消防部門的意見，采取消防加強措施，消防水箱容積取72 m3，分二格并設置連通管。

室內消火栓主泵2 臺（一用一備）設在地下一層消防水泵房內，單臺水泵流量為40 L/s，水泵揚程為90 m。配套室內消火栓穩壓泵2 臺（一用一備），單臺流量為5 L/s，水泵揚程為97 m，配套隔膜式膨脹罐體積V=150 L。室內消火栓系統原理如圖1 所示。

5 自動噴水滅火設計

5.1 用水量

系統設計流量120 L/S，火災延續時間1 h。

5.2 自動噴水滅火系統

采用區域式臨時高壓供水方式，濕式噴水滅火系統。系統平時壓力由屋頂高位消防水箱（72 m3）及增壓穩壓設備維持管網壓力。火災時由壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關啟動噴淋泵，噴淋泵直接從消防水池吸水加壓供水。噴淋泵及噴淋穩壓裝置集中設置在地下室消防水泵房內[7]。

噴淋主泵3 臺（兩用一備），水泵流量為60 L/s，水泵揚程為132 m。配套噴淋穩壓泵2 臺（一用一備），單臺流量為1 L/s，水泵揚程為147 m，配套隔膜式膨脹罐體積V=150 L。

圖1 室內消火栓系統原理圖

本項目的噴淋系統的設計難點在于濕式報警閥的布置以及倉庫區域的噴頭選型、噴淋管網的設計。首先，現代化的物流綜合體其功能的復雜性及規模的龐大，使其不能像常規的項目那樣集中設置濕式報警閥，這樣會導致管網過長以及水頭損失過大。本項目的濕式報警閥根據使用功能不同分設于地下2 層（地下2 層的人防區獨立設置）、地下1 層（分管地下1~2 層的車庫區域）、1 層（分區地上1~2 層的倉庫區域）以及3層（分管地上3~5 層的辦公區域）。設置于不同層的濕式報警閥各自獨立成環，各樓層的環管通過噴淋主立管連接。地下1層、2 層噴淋系統采用主環管后增設可調式減壓閥，閥后壓力0.8 MPa。1 層部分區域設置可調式減壓閥，閥后壓力1.0 MPa。系統按防火分區及樓層設置水流指示器，濕式報警閥控制噴頭數量不超過800 個。其次，倉庫區域的儲物規模龐大且集中，撲救難度大，根據建筑物的特性，本項目倉庫區域的噴頭型號采用了流量系數K=363 的早期抑制快速響應噴頭，噴頭最低工作壓力0.10 MPa。因為采用了大流量的噴頭型號，考慮到水頭損失等因素，倉庫區域的噴淋管網采用環狀管網的形式，每個防火分區獨立成環布置。

對于常規項目，通常僅在室內設置自動噴水滅火系統。而本項目需要綜合考慮火災發生的具體情況和場所。貨物運輸通道及卸貨區這樣的火災易發點，雖然是室外場所，但為了加強消防的安全系數，在有頂板的貨物運輸通道及卸貨區和地下汽車庫坡道入口處均設置自動噴水滅火系統，噴頭采用標準型易熔合金噴頭，K=80，動作溫度為74 ℃。有頂板的貨物運輸通道及卸貨區的噴淋報警閥分開設置并考慮防凍措施。

建筑各場所設計參數：辦公區3~5 層、燃氣鍋爐房、-1 層設備房、地下車庫區域中危險等級為Ⅱ級，設計噴水強度為8 L/（min·m2），作用面積160 m2，噴頭最小工作壓力為0.1 MPa，噴頭型號為K=80 的玻璃球快速響應噴頭，公稱動作溫度為68 ℃/93 ℃（限主廚房）。室外有頂的貨物運輸通道及卸貨區、地下汽車庫坡道入口（接室外段）區域中危險等級為Ⅱ級，設計噴水強度為8 L/（min·m2），作用面積160 m2，噴頭最小工作壓力0.1 MPa，噴頭型號為K=80 易熔合金快速響應噴頭，公稱動作溫度74 ℃。倉庫（-1 層局部、1 層、2 層）區域危險等級為倉庫危險級Ⅱ級，最大凈空高度7.75 m，最大儲物高度6.7 m，噴頭型號為K=363 的早期抑制快速響應噴頭，噴頭最大間距3.7 m，噴頭最小工作壓力0.15 MPa。

6 滅火器設置

滅火器的設置場所及對應等級見表1。

7 設計中的疑難點總結

1）基地1 層場地及消防車道的室外消火栓系統采用低壓供水系統，DN300 mm 的市政自來水管兩路進水成環狀供水。地上建筑3 層周邊的坡地和消防車道邊的室外消火栓系統則采用臨時高壓供水方式，從室外消防泵出水總管上引兩路在上3層消防車道成環供水，同時滿足“雙首層”的室外消火栓系統。

表1 滅火器設置場所及對應等級

2）為保證消防安全可靠并依據消防部門意見，消防水池同時儲存室內消火栓水量，為900 m3，設置兩座消防水池（每座450 m3），并設置供消防車取水的取水口。

3）在地下1 層四周露天環形通道、地上1~2 層貨物運輸通道和安全疏散通道（消防車不通行區域）區域設置室內消火栓。

4）同時根據消防部門的意見，采取消防加強措施，消防水箱容積取72 m3，分二格并設置連通管。

5）本項目的濕式報警閥根據使用功能不同分設于地下2 層（地下2 層的人防區獨立設置）、地下1 層（分管地下1 層及2 層的車庫區域）、1 層（分區地上1 層及2 層的倉庫區域）以及3 層（分管地上3 層至5 層的辦公區域）。

6）本項目倉庫區域的噴頭型號采用了K=363 的早期抑制快速響應噴頭，噴頭最低工作壓力0.10 MPa。倉庫區域的噴淋管網采用環狀管網的形式，每個防火分區獨立成環布置。

7）對于有頂板的貨物運輸通道及卸貨區和地下汽車庫坡道入口處均設置自動噴水滅火系統，噴頭采用標準型易熔合金噴頭K=80，動作溫度為74 ℃。有頂板的貨物運輸通道及卸貨區的噴淋報警閥分開設置并考慮防凍措施。