現(xiàn)代化物流綜合體的消防給水設(shè)計

楊潔

（上海市建工設(shè)計研究總院有限公司，上海 200035）

1 引言

上海的外貿(mào)業(yè)務(wù)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(tǒng)的儲物功能，現(xiàn)代化的倉儲綜合體應(yīng)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(shè)計尤為重要。本項目位于浦東機場自貿(mào)區(qū)內(nèi)，項目結(jié)合業(yè)態(tài)需求，順應(yīng)地形，創(chuàng)建了一個全新的集物流、倉儲、辦公、停車庫于一體的生態(tài)創(chuàng)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(huán)形車道。本文對這樣一個“雙首層”的現(xiàn)代化物流綜合體的消防給水設(shè)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(mào)區(qū)（01-1 地塊），基地范圍東鄰桃花源路，南側(cè)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(qū)、辦公（管理與業(yè)務(wù)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(shè)置各自的安全出口及消防環(huán)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(zhàn)結(jié)合的人防空間，地下1 層建筑性質(zhì)為倉庫，使用功能為新車停車庫，在露天走道四周設(shè)置了設(shè)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(qū)，4 層、5 層為辦公區(qū)（運營管理工作區(qū)）。

3 室外消火栓設(shè)計

3.1 用水量

室外消火栓系統(tǒng)用水量45 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3 h。

3.2 室外消火栓系統(tǒng)

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(huán)狀供水。兩路市政引入管處加裝防污隔斷閥，并設(shè)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(tǒng)采用低壓供水系統(tǒng)，DN300 mm 的市政自來水管兩路進水成環(huán)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(tǒng)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(huán)供水；設(shè)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(shè)置室外消火栓。同時滿足“雙首層”的室外消火栓系統(tǒng)。

室外消火栓主泵2 臺（一用一備）設(shè)在地下1 層生活消防水泵房內(nèi)，水泵流量為45 L/s，水泵揚程為67 m。配套室外消火栓穩(wěn)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(nèi)消火栓設(shè)計

4.1 用水量

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量40 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3 h。

4.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

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

建筑以-2~2 層和3~5 層為分界面，各自設(shè)計為獨立消防系統(tǒng)，消防主管均為環(huán)狀，其消防系統(tǒng)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(huán)。因倉庫體量巨大，在1~2層丙類倉儲的每個防火分區(qū)內(nèi)消防管網(wǎng)均設(shè)計成環(huán)狀，保證每個防火分區(qū)檢修時，不影響其他區(qū)域的正常使用。通過消防管路立體成環(huán)，更加提升了系統(tǒng)的安全可靠性。冷庫的室內(nèi)消火栓設(shè)置在常溫穿堂或樓梯間內(nèi)。由于本項目的特殊性，考慮火災(zāi)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(huán)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(qū)域）這樣的室外區(qū)域均設(shè)置室內(nèi)消火栓，而非室外消火栓[4-6]。

消防給水管網(wǎng)中平時壓力由穩(wěn)壓設(shè)施保持系統(tǒng)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(jù)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(shè)置連通管。

室內(nèi)消火栓主泵2 臺（一用一備）設(shè)在地下一層消防水泵房內(nèi)，單臺水泵流量為40 L/s，水泵揚程為90 m。配套室內(nèi)消火栓穩(wěn)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(nèi)消火栓系統(tǒng)原理如圖1 所示。

5 自動噴水滅火設(shè)計

5.1 用水量

系統(tǒng)設(shè)計流量120 L/S，火災(zāi)延續(xù)時間1 h。

5.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

采用區(qū)域式臨時高壓供水方式，濕式噴水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)平時壓力由屋頂高位消防水箱（72 m3）及增壓穩(wěn)壓設(shè)備維持管網(wǎng)壓力。火災(zāi)時由壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)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(wěn)壓裝置集中設(shè)置在地下室消防水泵房內(nèi)[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(wěn)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(nèi)消火栓系統(tǒng)原理圖

本項目的噴淋系統(tǒng)的設(shè)計難點在于濕式報警閥的布置以及倉庫區(qū)域的噴頭選型、噴淋管網(wǎng)的設(shè)計。首先，現(xiàn)代化的物流綜合體其功能的復雜性及規(guī)模的龐大，使其不能像常規(guī)的項目那樣集中設(shè)置濕式報警閥，這樣會導致管網(wǎng)過長以及水頭損失過大。本項目的濕式報警閥根據(jù)使用功能不同分設(shè)于地下2 層（地下2 層的人防區(qū)獨立設(shè)置）、地下1 層（分管地下1~2 層的車庫區(qū)域）、1 層（分區(qū)地上1~2 層的倉庫區(qū)域）以及3層（分管地上3~5 層的辦公區(qū)域）。設(shè)置于不同層的濕式報警閥各自獨立成環(huán)，各樓層的環(huán)管通過噴淋主立管連接。地下1層、2 層噴淋系統(tǒng)采用主環(huán)管后增設(shè)可調(diào)式減壓閥，閥后壓力0.8 MPa。1 層部分區(qū)域設(shè)置可調(diào)式減壓閥，閥后壓力1.0 MPa。系統(tǒng)按防火分區(qū)及樓層設(shè)置水流指示器，濕式報警閥控制噴頭數(shù)量不超過800 個。其次，倉庫區(qū)域的儲物規(guī)模龐大且集中，撲救難度大，根據(jù)建筑物的特性，本項目倉庫區(qū)域的噴頭型號采用了流量系數(shù)K=363 的早期抑制快速響應(yīng)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(qū)域的噴淋管網(wǎng)采用環(huán)狀管網(wǎng)的形式，每個防火分區(qū)獨立成環(huán)布置。

對于常規(guī)項目，通常僅在室內(nèi)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。而本項目需要綜合考慮火災(zāi)發(fā)生的具體情況和場所。貨物運輸通道及卸貨區(qū)這樣的火災(zāi)易發(fā)點，雖然是室外場所，但為了加強消防的安全系數(shù)，在有頂板的貨物運輸通道及卸貨區(qū)和地下汽車庫坡道入口處均設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，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(qū)的噴淋報警閥分開設(shè)置并考慮防凍措施。

建筑各場所設(shè)計參數(shù)：辦公區(qū)3~5 層、燃氣鍋爐房、-1 層設(shè)備房、地下車庫區(qū)域中危險等級為Ⅱ級，設(shè)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(yīng)噴頭，公稱動作溫度為68 ℃/93 ℃（限主廚房）。室外有頂?shù)呢浳镞\輸通道及卸貨區(qū)、地下汽車庫坡道入口（接室外段）區(qū)域中危險等級為Ⅱ級，設(shè)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(yīng)噴頭，公稱動作溫度74 ℃。倉庫（-1 層局部、1 層、2 層）區(qū)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(yīng)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(shè)置

滅火器的設(shè)置場所及對應(yīng)等級見表1。

7 設(shè)計中的疑難點總結(jié)

1）基地1 層場地及消防車道的室外消火栓系統(tǒng)采用低壓供水系統(tǒng)，DN300 mm 的市政自來水管兩路進水成環(huán)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(tǒng)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(huán)供水，同時滿足“雙首層”的室外消火栓系統(tǒng)。

表1 滅火器設(shè)置場所及對應(yīng)等級

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

3）在地下1 層四周露天環(huán)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(qū)域）區(qū)域設(shè)置室內(nèi)消火栓。

4）同時根據(jù)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(shè)置連通管。

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

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

7）對于有頂板的貨物運輸通道及卸貨區(qū)和地下汽車庫坡道入口處均設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，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(qū)的噴淋報警閥分開設(shè)置并考慮防凍措施。