醫藥物流中心高架倉庫自動噴水滅火系統設計探討

高慧慧，錢坤

（1.安徽水利水電職業技術學院，安徽 合肥 231603；2.安徽省建筑設計研究院，安徽 合肥 231603）

1 項目概況

本醫藥物流中心位于某市經濟開發區，旨在打造現代高效、科技、生態的全功能醫藥物流中心，力求將項目建成國內具有行業領航能力的物流中心。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，其內含24m高架庫區2490m2，其他區域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，決定了其火災危險性具有自身的一些特點。即：可燃物多，火災隱患多；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，尤其是水消防系統的設計提出了更高的要求。應貫徹“預防為主，防消結合”的方針，立足于自救為主，充分發揮自動滅火系統的優勢。

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

2 自動噴水滅火系統的選擇

立體庫區概況：立體倉庫區占地面積2490m2，高度24m，5個巷道，10排貨架，均為單、雙排貨架?？刂品绞綖椋簬焱馊霂靺^揀選，傳送帶配合托盤入庫。整個存儲庫區為無人操作的自動化立體倉庫，正常狀態時存儲庫區禁止人員進出，人員僅能在出入庫區分揀。

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，根據業主反饋，均為丙類火災危險物品。

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計參數的確定

根據《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2001）（2005年版）[3]（以下簡稱“噴規2005版”），本自動化立體倉庫火災危險等級根據業主提供的儲存物品的性質，屬于倉庫危險級Ⅱ級。

立體庫區最大凈空高度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2005版”表5.0.5-1～表5.0.5-6、表5.0.6的規定。根據“噴規2005版”中5.0.7條規定，應設貨架內置噴頭。故，在設計中按規范要求就不僅要設置頂板噴頭，還要設置貨架內置噴頭。

本工程自動噴淋系統設計考慮采用早期抑制快速響應（ESFR）噴頭系統和貨架內置噴頭噴淋系統。

在此系統中滅火型的ESFR噴頭功能定位為控火型，被設計采用。此外，因該項目設計時，國內控火型倉庫型特殊應用（CMSA）噴頭還未有相關產品，且此類噴頭還在研討階段，本項目未采用?？紤]到擴大覆蓋面積灑水噴頭在我國缺乏試驗驗證，應用不多，設計也未采用。大水滴噴頭介于標準噴頭和ESFR早期抑制快速響應噴頭之間的過渡產品，在ESFR噴頭使用日漸成熟的基礎上，大水滴噴頭已逐步淘汰，設計同樣未采用。

2.1.1 頂板噴頭的選擇及設計流量確定

根據“噴規2005版”第5.0.6條及《自動噴水滅火系統第9部分：早期抑制快速響應（ESFR）噴頭》GB 5135.9-2016,倉庫頂板噴頭設計采用早期滅火快速響應(ESFR)噴頭ESFR-363，噴頭動作溫度為68℃，流量系數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，作用面積內開放的噴頭數為12只。

頂板下單個噴頭的流量：

按作用面積內開放的噴頭數為12只，

頂板噴淋系統流量為：

Q=12×q=133.86L/S

噴頭設于屋面下，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 貨架內置噴頭的選擇及設計流量確定

根據“噴規2005版”第5.0.7條規定：宜自地面起每4m高度處設置一層貨架內置噴頭。

貨架內置噴頭為控制噴頭的工作壓力，設計采用貨架內每兩層設置一層K=115 L·（MPa）1/2/min的貨架內置噴頭，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。隔板設置情況示意如下：

圖3

同時動作噴頭14個，

貨架內置噴淋系統流量為：

Q=14×q=26.84L/S

貨架內置噴頭，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 自動化立體倉庫區剖面示意圖

2.1.3 自動噴水滅火系統設計參數

根據“噴規2005版”第9.1.5條規定：按頂板下噴頭與貨架內噴頭設計流量之和確定系統的設計流量。本項目噴淋系統設計流量為16L/s?？紤]并聯系統對實際流量的折減，采用三臺噴淋系統消防泵，兩用一備，每臺消防泵流量90L/s。

系統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，經計算所需壓力為1.18MPa。

2.2 《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2017）（以下簡稱“噴規2017版”）[4]發布對高架倉庫自動噴水滅火系統設計的影響

本項目設計、驗收時“噴規2017版”還未發布、實施?？紤]到“噴規2017版”與“噴規2005版”有部分差距，有必要討論現行規范對高架倉庫自動噴水滅火系統設計的影響，以便指導后期的設計。

貨架內置單個噴頭的流量：

2.2.1 對噴頭類型選擇的影響

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

并在“噴規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+貨架內置噴頭的布置方式。故設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用（CMSA）噴頭+貨架內置噴頭的布置方式。

倉庫型特殊應用（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，是國際上噴頭發展的趨勢。

但根據《中華人民共和國消防法》第二十四條要求，“消防產品必須符合國家標準；沒有國家標準的，必須符合行業標準。禁止生產、銷售或者使用不合格的消防產品以及國家明令淘汰的消防產品。依法實行強制性產品認證的消防產品，由具有法定資質的認證機構按照國家標準、行業標準的強制性要求認證合格后，方可生產、銷售、使用。實行強制性產品認證的消防產品目錄，由國務院產品質量監督部門會同國務院應急管理部門制定并公布。新研制的尚未制定國家標準、行業標準的消防產品，應當按照國務院產品質量監督部門會同國務院應急管理部門規定的辦法，經技術鑒定符合消防安全要求的，方可生產、銷售、使用。依照本條規定經強制性產品認證合格或者技術鑒定合格的消防產品，國務院應急管理部門應當予以公布?！笨紤]到我國尚無該噴頭的產品和應用標準，應慎重選擇，如確有必要時，應采用經國務院應急管理部門技術鑒定符合消防安全要求的產品。

相信隨著“噴規2017版”的實施，必將極大的推動該產品的研發和標準的制定。在新標準未制定、產品未能得到認證之前，無相關合格產品，建議維持頂板下布置ESFR噴頭+貨架內置噴頭的布置方式。

2.2.2 對貨架內噴頭布置的影響

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

“噴規2017版”新增了“設置2層及以上貨架內置灑水噴頭時，灑水噴頭應交錯布置”，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 結論

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

②倉庫型應用噴頭與早期抑制快速響應（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。應盡快制定行業標準，積極研發，未制定標準前應積極推進技術鑒定，確保能夠采用滿足現行國家規定要求的產品。

③設計人員應重視新舊規范之間的異同，確保設計滿足現行規范的規定，更切實的保障人民生命及財產的安全。