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摘要：随着电子行业的蓬勃发展，各地电子生产基础设施也处于加速兴建的进程中，而高架仓库因其占地小，空间大、存储密、存量多、造价低的优势，被越来越多的运用到电子厂房建设中。本文结合设计规范及相关工程实例，通过消火栓系统、自动喷水灭火系统、高压细水雾系统的分析，就高架仓库的消防设计方案进行研讨，并提出常规电子高架仓库的消防设计思路。
关键词：高架仓库、消防设计、消火栓系统、自动喷水灭火系统、高压细水雾
引言：高架仓库是指货架高度大于7M且采用机械化操作或自动化控制的货架仓库。而通常情况下，较多高架仓库高度超过13m以上，并多采用自动化或半自动化，电气线路复杂，常储存易燃物品，故存在一定火灾诱发可能性。又因仓库内部的货架设置较密、货架间间距较小，一旦发生火灾，燃烧荷载量大，火势发展迅猛，扑救难度较大[1]。因此，合理的消防设计方案对于防范高架仓库火灾尤为关键。
针对高架仓库特性及消防规范要求，常用的消防系统措施有消火栓系统、自动喷水灭火系统、高压细水雾系统等，其中自动喷水灭火系统为最关键火灾防护系统。
一、消火栓系统设置
依据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014，以下称“《建规》”）[2]要求，占地面积大于300㎡仓库需采用室内消火栓系统。常用的供水形式为消防水池-水泵-消防水箱联合供水。其中消防水池及水泵作为火灾时高压供水的主要动力来源，而消防水箱作为日常系统增压稳压及提供火灾初期流量用。
以天津市某电子产业园项目为例，该项目设有丙类高架立体仓库，建筑面积1200㎡，最大净空高度为13.5米，储物高度约为12米。依据《建规》，本仓库占地面积大于300㎡，故需设置消火栓系统。又根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014，以下称“《消规》”）[3]表3.5.2所述，本高架仓库建筑高度小于24米，体积大于5000㎡，故消火栓设计流量为25L/s，每支水枪最小出水量为5L/s，每根竖管最小流量为15L/s，火灾延续时间为3h。室内消火栓布置为环状。消火栓口径为DN65，流水枪19，衬胶消防水龙带DN65，消防水龙带长度25m，消火栓栓口距地面1.10m[4];
二、消火栓系统水力计算
根据《消规》要求，该项目高架仓库消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，消防水枪充实水柱应按13米计算。
Sk=1.4×（13.5-1）=17.5m
水枪喷嘴处压力Hq=10-2×（αf×Sk）/（1-ψ×αf×Sk）= 10-2×（1.22×17.5）/（1-0.0097×1.22×17.5）=26.93m
其中αf根据查表2取1.22，ψ查表3取0.0097。
HX=26.93+1.3+2=30.23m，小于规范所要求的0.35m，按0.35米计，而最终加上最不利点至库外以及库内沿程水头损失及局部水头损失，算出所需压力为52m。
三、自动喷水灭火系统设置
根据《建规》8.3.2要求，高架仓库需设置自动喷水灭火系统。火灾时，喷头动作，水流指示器动作向消防中心显示着火区域位置，此时报警阀处的压力开关动作自动启动喷水系统给水泵并同时报警。
自动喷水灭火系统的设置受储藏的物品和仓库的布置影响，仓库的布置类型（货架或堆垛）、货架高度都影响燃烧速率和火灾规模，仓库的净空高度及最大储物高度也影响着系统方案的设置。
又以上述天津某电子产业园项目高架仓库为例，该高架仓库存储方式为双排货架。根据查阅规范《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2017，以下称“《喷规》”）[5]，该高架仓库为仓库危险级Ⅱ级，又根据《喷规》表5.0.4-2所述关于仓库危险Ⅱ级的设计参数要求，因货架储物高度大于7.5米，故应设置货架内置洒水喷头，并使用钢制货架及通透层板，其中通透部分的面积不应小于层板总面积的50%，根据《喷规》5.0.8条要求，该仓库需在自地面起每3.0m设置一层货架内置洒水喷头。高架仓库采用湿式自动喷水灭火系统，喷头采用K363下垂型早期抑制快速响应喷头，动作温度101℃，工作压力不小于0.35Mpa，作用面积开放数为12个，货架内置洒水喷头采用K115直立型快速响应喷头，动作温度为93℃，工作压力不小于0.1Mpa。
若该货架存放物品不能用水灭火，可采用预作用自动喷水灭火系统，喷头可采用K80直立型快速响应洒水喷头或下垂型快速响应洒水喷头。预作用系统的优势在于可一定程度的有效防止误喷及水渍损失，避免造成存储物品的损害。另外，预作用自动喷水灭火系统运行相对安全，若管网损害可自动监测并提醒维护，缺点是造价略高于湿式系统，同时响应时间长于湿式系统，扑救的及时性不如湿式系统。
四、其它消防系统选择
在实际消防设计中，针对高架仓库不同的储存物品及特性，为了最大程度的达成防火效果，也可采用其他消防系统，如高压细水雾、固定消防炮、气体灭火系统等。
（1）高压细水雾
细水雾灭火系统是水喷雾灭火系统的一种，具有冷却、窒息、乳化的作用，可扑灭A、B、E类火灾。火灾发生时，细水雾喷头由报警设施联动启动，向保护对象或空间喷放细水雾，从而扑灭、抑制或控制火灾。水喷雾系统应有自动、手动控制和应急操作三种控制方式。参数选择时需考虑细水雾需将所有作业面全部覆盖。一般来说，高压细水雾具有的持续高效的降温、控火、灭火能力使其灭火效果优于普通湿式系统，但造价和对管道和泵组的要求则较高。
（2）固定消防炮
根据《固定消防炮灭火系统设计规范》（GB 50338-2003）[6]第3.0.2条要求，高度超过8m，且火灾危险性较大的室内场所宜选用消防炮系统。而高架库非货架区由于屋顶喷头保护区所限，可考虑增加固定消防水炮系统，以保证所有空间均处于消防保护的状态下。
（3）气体灭火系统
因高架仓库属高大空间，可考虑采用气体灭火设置，在火灾发生时向防护区内均匀的喷放气体灭火剂，使气体充满防护区域并达到设计灭火浓度，将防护区内任何部位的火灾扑灭。常见的气体灭火一般采用七氟丙烷和IG541混合气体，结合自动探测器、报警组件、管网等形成灭火系统。该系统灭火效果好，但造价略高。
结语：隨着我国工业化进程及电子行业的不断发展，高架仓库的建设梳理不断增大，因此高架仓库消防设计尤为重要。除常规消防水灭火系统，也可配置排烟风机、合理设计安全疏散，并配合使用灭火器，实现多种灭火方式联动，最大限度的保证人员生命安全并防止火灾带来的经济损失。
参考文献
[1] 冯 雷，车刘杰，杨永刚.高架物流仓库消防给水系统设计[J].山东煤炭科技，2014（7）：178-179.
[2] GB50016-2014 建筑设计防火规范[S].
[3] GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范[S].
[4] 刘 茸，孟 阳.浅谈高架冷库消防给水设计要点[J].甘肃科技，2017（4）：77-78.
[5] GB 50084-2017 自动喷水灭火系统设计规范[S].
[6] GB 50338-2003 固定消防炮灭火系统设计规范[S].
北京中瑞电子系统工程设计院有限公司 北京 100070
关键词：高架仓库、消防设计、消火栓系统、自动喷水灭火系统、高压细水雾
引言：高架仓库是指货架高度大于7M且采用机械化操作或自动化控制的货架仓库。而通常情况下，较多高架仓库高度超过13m以上，并多采用自动化或半自动化，电气线路复杂，常储存易燃物品，故存在一定火灾诱发可能性。又因仓库内部的货架设置较密、货架间间距较小，一旦发生火灾，燃烧荷载量大，火势发展迅猛，扑救难度较大[1]。因此，合理的消防设计方案对于防范高架仓库火灾尤为关键。
针对高架仓库特性及消防规范要求，常用的消防系统措施有消火栓系统、自动喷水灭火系统、高压细水雾系统等，其中自动喷水灭火系统为最关键火灾防护系统。
一、消火栓系统设置
依据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014，以下称“《建规》”）[2]要求，占地面积大于300㎡仓库需采用室内消火栓系统。常用的供水形式为消防水池-水泵-消防水箱联合供水。其中消防水池及水泵作为火灾时高压供水的主要动力来源，而消防水箱作为日常系统增压稳压及提供火灾初期流量用。
以天津市某电子产业园项目为例，该项目设有丙类高架立体仓库，建筑面积1200㎡，最大净空高度为13.5米，储物高度约为12米。依据《建规》，本仓库占地面积大于300㎡，故需设置消火栓系统。又根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014，以下称“《消规》”）[3]表3.5.2所述，本高架仓库建筑高度小于24米，体积大于5000㎡，故消火栓设计流量为25L/s，每支水枪最小出水量为5L/s，每根竖管最小流量为15L/s，火灾延续时间为3h。室内消火栓布置为环状。消火栓口径为DN65，流水枪19，衬胶消防水龙带DN65，消防水龙带长度25m，消火栓栓口距地面1.10m[4];
二、消火栓系统水力计算
根据《消规》要求，该项目高架仓库消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，消防水枪充实水柱应按13米计算。
Sk=1.4×（13.5-1）=17.5m
水枪喷嘴处压力Hq=10-2×（αf×Sk）/（1-ψ×αf×Sk）= 10-2×（1.22×17.5）/（1-0.0097×1.22×17.5）=26.93m
其中αf根据查表2取1.22，ψ查表3取0.0097。
HX=26.93+1.3+2=30.23m，小于规范所要求的0.35m，按0.35米计，而最终加上最不利点至库外以及库内沿程水头损失及局部水头损失，算出所需压力为52m。
三、自动喷水灭火系统设置
根据《建规》8.3.2要求，高架仓库需设置自动喷水灭火系统。火灾时，喷头动作，水流指示器动作向消防中心显示着火区域位置，此时报警阀处的压力开关动作自动启动喷水系统给水泵并同时报警。
自动喷水灭火系统的设置受储藏的物品和仓库的布置影响，仓库的布置类型（货架或堆垛）、货架高度都影响燃烧速率和火灾规模，仓库的净空高度及最大储物高度也影响着系统方案的设置。
又以上述天津某电子产业园项目高架仓库为例，该高架仓库存储方式为双排货架。根据查阅规范《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2017，以下称“《喷规》”）[5]，该高架仓库为仓库危险级Ⅱ级，又根据《喷规》表5.0.4-2所述关于仓库危险Ⅱ级的设计参数要求，因货架储物高度大于7.5米，故应设置货架内置洒水喷头，并使用钢制货架及通透层板，其中通透部分的面积不应小于层板总面积的50%，根据《喷规》5.0.8条要求，该仓库需在自地面起每3.0m设置一层货架内置洒水喷头。高架仓库采用湿式自动喷水灭火系统，喷头采用K363下垂型早期抑制快速响应喷头，动作温度101℃，工作压力不小于0.35Mpa，作用面积开放数为12个，货架内置洒水喷头采用K115直立型快速响应喷头，动作温度为93℃，工作压力不小于0.1Mpa。
若该货架存放物品不能用水灭火，可采用预作用自动喷水灭火系统，喷头可采用K80直立型快速响应洒水喷头或下垂型快速响应洒水喷头。预作用系统的优势在于可一定程度的有效防止误喷及水渍损失，避免造成存储物品的损害。另外，预作用自动喷水灭火系统运行相对安全，若管网损害可自动监测并提醒维护，缺点是造价略高于湿式系统，同时响应时间长于湿式系统，扑救的及时性不如湿式系统。
四、其它消防系统选择
在实际消防设计中，针对高架仓库不同的储存物品及特性，为了最大程度的达成防火效果，也可采用其他消防系统，如高压细水雾、固定消防炮、气体灭火系统等。
（1）高压细水雾
细水雾灭火系统是水喷雾灭火系统的一种，具有冷却、窒息、乳化的作用，可扑灭A、B、E类火灾。火灾发生时，细水雾喷头由报警设施联动启动，向保护对象或空间喷放细水雾，从而扑灭、抑制或控制火灾。水喷雾系统应有自动、手动控制和应急操作三种控制方式。参数选择时需考虑细水雾需将所有作业面全部覆盖。一般来说，高压细水雾具有的持续高效的降温、控火、灭火能力使其灭火效果优于普通湿式系统，但造价和对管道和泵组的要求则较高。
（2）固定消防炮
根据《固定消防炮灭火系统设计规范》（GB 50338-2003）[6]第3.0.2条要求，高度超过8m，且火灾危险性较大的室内场所宜选用消防炮系统。而高架库非货架区由于屋顶喷头保护区所限，可考虑增加固定消防水炮系统，以保证所有空间均处于消防保护的状态下。
（3）气体灭火系统
因高架仓库属高大空间，可考虑采用气体灭火设置，在火灾发生时向防护区内均匀的喷放气体灭火剂，使气体充满防护区域并达到设计灭火浓度，将防护区内任何部位的火灾扑灭。常见的气体灭火一般采用七氟丙烷和IG541混合气体，结合自动探测器、报警组件、管网等形成灭火系统。该系统灭火效果好，但造价略高。
结语：隨着我国工业化进程及电子行业的不断发展，高架仓库的建设梳理不断增大，因此高架仓库消防设计尤为重要。除常规消防水灭火系统，也可配置排烟风机、合理设计安全疏散，并配合使用灭火器，实现多种灭火方式联动，最大限度的保证人员生命安全并防止火灾带来的经济损失。
参考文献
[1] 冯 雷，车刘杰，杨永刚.高架物流仓库消防给水系统设计[J].山东煤炭科技，2014（7）：178-179.
[2] GB50016-2014 建筑设计防火规范[S].
[3] GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范[S].
[4] 刘 茸，孟 阳.浅谈高架冷库消防给水设计要点[J].甘肃科技，2017（4）：77-78.
[5] GB 50084-2017 自动喷水灭火系统设计规范[S].
[6] GB 50338-2003 固定消防炮灭火系统设计规范[S].
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