浅谈某项目立体高架库消防水系统设计体会

浅谈某项目立体高架库消防水系统设计
体会
摘要：本文以某厂区内立体高架库子项的消防水系统设计为例，阐述了笔者
的设计思路及延伸思考。

提出传统消防水系统设计在立体高架库所面临的困难，
秉承消防灭火系统“以人为本、生命至上”的原则，合理调整消防水系统设计中
的强弱项，保证立体高架库火灾防护安全可靠。

关键词：立体高架库室内外消火栓系统自动喷水灭火系统消防给水设计
0引言
自动化立体仓库是采用高层货架配以货箱或托盘存储货物，用巷道堆垛机及
其他机械进行自动化存取作业的仓库。

货架高度大于7m，由主体建筑（库房)、
高层货架和托盘（或货箱)、巷道堆垛起重机、出入库输送机系统、计算机管理
和自动控制系统等组成。

沿着高层货架巷道内轨道运行，向货格存取单元货物，
完成出入库作业的起重机称为巷道堆垛机，两排货架之间巷道堆垛机行走的通道
为巷道。

本次对立体高架库的消防水系统设计依据国家规范，结合其他优秀设计
案例，提出自己的设计思路及建议。

1本单体建筑概况及特点
本单体立体高架库为自动化立体仓库，具有以下特点：1、仓库内人员极少，货架与货架之间通道狭窄，甚至没有。

货架之间只有堆垛机巷道，不考虑人员通行，更无设置消火栓空间。

2、堆垛机巷道较长，可以达到数十米（本单体有
60m），甚至上百米，远超过消火栓水带加充实水柱的保护距离。

3、货架排列紧密，货物密度大。

火灾时火焰蔓延快，且货物对消火栓水带有严重的遮挡。

4、
货架每层均无实层板，仅货架长向有二到三跟平行方钢，货物以木托盘或塑料搁
置在方钢上。

本单体整体定性为二级耐火单层丙2类仓库，占地面积为6321.72 m2，建筑
面积为5625.65m2，建筑层数地上一层，建筑高度26.43m，建筑体积约16.71万
m3。

由3部分组成，其中：1~5轴为包材库，为丙2类仓库；5~8轴为机械手码垛区，为丙类操作间；8~16轴为丙2类立体高架库。

3个部分均为独立的防火分区。

包材库最大净空高度为8.5m，货物堆放方式为堆垛，最大储物高度＜3.5m；机械
手码垛区为丙类操作间，实际性质可类比为丙类厂房，最大净空高度为14m；立
体高架库最大净空高度为27.2m，储物方式为多排货架，最大储物高度为24.50m。

2本单体消防系统设计
本单体按规范设置的消防给水系统主要有以下几种：消火栓系统、自动喷水
灭火系统、灭火器的配置。

2.1消火栓系统
本单体根据《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）第8.2.1.1条设置
室内消火栓系统。

本单体室内消火栓用水量为40L/s，室外消火栓用水量为
45L/s，火灾延续时间为3小时。

室内外消火栓系统均采用临时高压消防给水系统，接自厂区新建室外消火栓管网（合用管网）。

管网压力平时由厂区最高建筑
物屋顶设置的消防水箱及稳压泵维持压力，发生火灾时启动厂区消防泵房内消火
栓泵抽吸消防水池内储水供应消火栓系统用水。

本单体中包材库和机械手码垛区室内消火栓的布置遵循《消防给水及消火栓》（以下简称《消规》）第7.4章节的要求，但因立体高架库的自身特点（上文中
已提及）可知其无法按常规方法布置消火栓，进而也无法满足规范对室内消火栓
的布置要求。

根据《石油化工自动化立体仓库设计规范》第10.1.2条的要求：“库房内部，库房堆垛机运行端部墙体设置室内消火栓，消火栓间距不大于30m，其他墙
体可仅在外墙的救援口旁设置室内消火栓系统”。

明确了在堆垛机巷道中可以不
设置室内消火栓，且在条文说明中给出了进一步的阐述：在仓库正对着堆垛机的
前后两端有一定空间，人员可以进入并可操作消火栓，设置部分消火栓是合理的。

但即使能在部分货架内的下部布置消火栓,也因整个货架没有耐火保护，加上火
灾时烟雾、照明都不利于灭火人员使用，消防队员也不能深入仓库内部用消火栓
灭火。

故，本单体立体高架库部分在进行消火栓布置时，进行了以下考量：1、
堆垛机运行巷道的端部，适当加密布置消火栓。

2、消防救援窗附近，且消防队
员有足够回旋、操作空间的区域。

本单体室内消火栓均采用SN65型，箱内配置麻质水龙带25m/根，QZ19水枪，所有消火栓箱内均设有报警按钮作为触发信号报警，不直接启动消防泵。

火灾时，可启动任一消火栓处报警按钮反馈火灾信号至消防控制中心进行报警；高位消防
水箱的出水管上设置的流量开关或消火栓泵出水干管上设置的压力开关达到设定
值均可启动消火栓泵并报警，启泵后反馈信号至消防控制中心。

2.2自动喷水灭火系统
根据上文中提及的本单体的概况，根据《建规》第8.3.2.7条，本单体各防
火分区均按规范设置自动喷水灭火系统，本次采用湿式系统。

包材库按仓库危险
2级考虑，喷水强度8L/min.m2，作用面积160m2，灭火延续时间1.5小时。

机械
手码垛区依据厂房类设防，其最大净空高度为14m，超过了《自动喷水灭火系统
设计规范》（以下简称《喷规》）表5.0.2中高大空间厂房最大净空高度12m的
要求；结合码垛区工艺设备高度及具体排布，在本区域增设吊顶（吊顶为非装设
网格、栅板类通透性吊顶；吊顶内配电线路、风管以及其他可燃物满足《喷规》7.1.11条），使得本区域最大净空高度不超过12m。

因此，本区域按厂房高大空
间场所设防，设计喷水强度15L/min.m2，作用面积160m2，灭火延续时间1.0小时。

立体高架库自喷系统的火灾危险等级按仓库危险2级考虑，根据《喷规》第5.0.8条，考虑顶板下与货架内均设置喷淋系统。

顶板下设计喷水强度不小于
20L/min.m2，作用面积不小于200m2；货架内考虑开放14个喷头，顶板下及货架
内自喷系统灭火延续时间均按2.0小时。

本单体自喷系统流量为120L/s。

机械手码垛区吊顶下喷头、包材库及立体高架库顶板下喷头布置间距均根据《喷规》要求以及具体轴网跨度等综合来定。

立体高架库为斜屋面，喷头设置还
需符合根据《喷规》第7.1.14条的规定。

需要注意的是，立体高架库顶板下喷
淋在校核喷水强度时，不能只校核最不利喷头处的喷水强度。

由于受屋面主梁和
檩条的影响以及《喷规》第7.1.8条的要求，喷头布置并不均匀，喷水强度最小
的位置不一定是最不利喷头的位置。

所以最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围需要根据喷头实际布置间距定。

立体高架库货架内喷头的布置需符合《喷规》第5.0.8、7.1.9及7.1.10条的要求。

本单体包材库顶板下采用直立型快速响应闭式玻璃球喷头（喷头流量系数
K=80，喷头公称动作温度均为68℃，最低工作压力0.10MPa）；机械手码垛区采用下垂型快速响应闭式玻璃球喷头（喷头流量系数K=115，喷头公称动作温度均为68℃，最低工作压力0.15MPa）；立体高架库顶板下采用直立型快速响应闭式玻璃球喷头（喷头流量系数K=161，喷头公称动作温度均为68℃，最低工作压力0.15MPa）；货架内置喷头采用下垂型快速响应闭式玻璃球喷头（喷头流量系数K=115，喷头公称动作温度均为68℃，最低工作压力0.10MPa）。

本单体共设5套湿式报警组，型号为ZSFZ200（150）。

喷淋系统由湿式报警阀组上的压力开关和厂区最高建筑屋顶消防水箱流量开关报警并可直接自动启动喷淋泵。

消防控制室可显示水流指示器、压力开关及水流开关报警信号，显示安全信号蝶阀的开关信号。

本单体喷淋系统在室外统一设置4套SQS150-A型地上式水泵接合器。

2.3灭火器的配置
本单体按中危险级A类配备MF/ABC4手提式干粉灭火器，每具灭火器最小配置级别2A，保护间距为20m。

立体高架库内采用推车式灭火器与手提式灭火器结合布置的方式，推车式灭火器每具灭火器最小配置级别6A，保护间距为40m。

3结语
本次对立体高架库对的设计心得，是近乎于从无到有的过程。

通过图纸的消化、现场勘探、查阅各类规范及文献，对立体高架库的消防设计，有了一些自己的思考：
（1）立体高架库由于其自身工艺的特殊性，且室内消火栓按规范布置确有困难，因此，立体高架库室内消火栓的作用应弱化，不必严格执行《消规》对于室内消火栓布置的要求。

（2）立体高架库是否需要设计消防炮。

《石油化工自动化立体仓库设计规范》第10.1.5条提出：在库房堆垛机运行终端，正对货架通道位置宜设置智能
消防水炮系统。

但实际情况是巷道过长，货物遮挡严重，消防炮仅能保护巷道端头。

且水炮的水柱冲击力大，在灭火时，有可能将着火的货物冲击至其他尚未燃
烧的货架，引燃其他货物。

《自动跟踪定位射流灭火系统技术标准》GB51427-2021第3.1.2.5条明确了自动跟踪定位射流灭火系统不应用于高架仓库的货架区。

因此，笔者认为，立体高架库不适宜设置消防炮。

参考文献
【1】GB50016-2014（2018年版）《建筑设计防火规范》
【2】GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》
【3】GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》
【4】SH/T3186-2017《石油化工自动化立体仓库设计规范》
【5】GB51427-2021《自动跟踪定位射流灭火系统技术标准》
【6】《某高架仓库火灾风险数值模拟》余华，上海市红红口气消防支队
作者简介：承甜，1988年，工程师，从事给排水设计。

陈婷娜，1995年，助理工程师，从事给排水设计。