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              自動化立體高架倉庫的消防設計研究

                信息來源:   發布時間:2022-02-25  點擊數:

              近年來,隨著我國現代物流行業的迅速發展,集成了自動化與信息化等物流系統的自動化立體高架倉庫的數量和規模也在不斷擴大,智能分揀和存取貨物與生產線緊密相連,極大地滿足了生產鏈的需求,發展前景十分廣闊。

              1 項目概述

              通常把貨架高度大于7m且采用機械化操作或自動化控制的貨架倉庫稱為高架倉庫。常見的自動化立體高架倉庫(以下簡稱立體庫)由高層貨架存放物料,貨架間設置巷道堆垛起重機進行自動分揀和存取作業,因此立體庫的高度可達30m以上,庫內單位面積的存儲量是普通倉庫的5至10倍,并大幅減少占地面積。目前我國對于立體庫的消防系統設計,主要依據《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB 50974—2014)和《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084—2017)中的相關要求。

              以筆者設計的某一典型立體庫為例,該立體庫是與生產車間毗鄰的中間倉庫之一,屬于單層丙類高架倉庫,耐火等級二級,火災危險等級為倉庫危險級Ⅱ級,主要用于存放丙類的可燃固體。庫內長86m,寬27m,高23m,貨架沿長邊單、雙排布置,貨架外緣至邊墻距離為1.8m,雙排貨架間距0.55m,巷道寬度為1.5m,每格貨位空間的長度為3.95m,進深1.60m,高度為2.175m,共9層,貨架總高度為20.60m(見圖1)。

              圖1 立體庫平面布置圖

              圖1 立體庫平面布置圖  下載原圖


              2 消火栓系統的設計

              我國的《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB 50974—2014)對立體庫的消火栓系統的要求是須滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實水柱,并能同時達到任何部位,但立體庫內自動化程度較高,貨架連續且成排布置,兩端和中間巷道為堆垛起重機導軌路線,室內消火栓的設置受到極大限制。由于庫內通道進深較大,且有堆垛起重機穿行其間,火災時消防隊員受煙霧、照明等不利因素影響,進入內部獲取消火栓和尋找起火點都困難重重。因此,按照消火栓設置位置應易于取用,便于火災撲救的原則,設置室內消火栓時應優先考慮把消火栓設置在立體庫兩端的入口附近,保護內部區域的消火栓可沿邊墻布置,邊墻與貨架外邊緣的通道應能滿足消火栓箱門的開啟120°的要求。計算消火栓保護距離和確定消火栓位置后,取消部分貨架底層2m以下的貨位供消防人員通行,形成數道縱向的消防通道,再結合橫向的中間巷道,消防隊員可在貨架間快速通行,及時發現并控制火情。

              3 自動噴水滅火系統的設計

              立體庫由于自動化程度高、用電量較大、可燃物堆疊密集,同時庫內凈空超高,一旦發生火情,熱量將通過火焰接觸的熱傳導、層板間孔洞和間隙的熱對流(豎向和橫向煙氣通道)以及噴射出的熱輻射而迅速蔓延。我國的《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084—2017)規定的屋面下采用早期抑制快速響應噴頭(簡稱ESFR)的噴淋系統也僅適用于凈空高度不大于13.5m的建筑,僅靠屋面設置噴淋系統已無法達到控制立體庫貨架內火災的噴水強度?!蹲詣訃娝疁缁鹣到y設計規范》(GB 50084—2017)對此類情況的要求是,倉庫危險Ⅱ級場所的貨架儲物高度大于7.5m時,設置貨架內置灑水噴頭,同時頂板下設置的噴淋系統的噴水強度不低于20L/(min·m-2),作用面積不小于200m2,持續噴水時間不小于2h。

              3.1 頂板下噴淋的設計

              頂板下的噴淋系統主要用于保護屋面鋼架以及最上層貨架的貨物,采用K=115,68℃標準響應直立型噴頭,噴頭最大間距3.0m,最小間距1.8m,當最低工作壓力為0.25MPa時,可滿足最低噴水強度20L/(min·m-2)的要求,管網采用格柵狀布置,單只噴頭流量為3.03L/s,不均勻系數1.05,設計流量70L/s,持續噴水時間不小于2h,設計用水量504m3。

              3.2 貨架內噴淋的設計

              《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084—2017)對貨架及貨架內噴頭的設置提出了具體要求。立體庫貨架內置噴頭上方層間隔板必須為實層板,并且該實層板應覆蓋整個貨架平面,其他層為通透層板,且層板中間通透部分不小于層板總面積的50%,通??刹捎镁W格或格柵的型式,利于水和煙氣的穿透(見圖2)。貨架總高度為20.60m,每格貨位高度為2.175m,進深1.60m,貨架內設置了8層噴淋,自地面起每3.0m設置一層,噴頭間距2~3m,同時,上下兩層的噴頭相互之間交錯布置(見圖3)。采用K=115,68℃標準響應下垂型噴頭,最低工作壓力為0.1MPa,單只噴頭流量為1.92L/s,貨架內開放灑水噴頭數量為14只(最頂層和次頂層各7只),管網采用支狀布置,不均勻系數1.3,設計流量35L/s,持續噴水時間為2h,設計用水量252m3。

              圖2 實層板、通透板與貨架內噴頭布置

              圖2 實層板、通透板與貨架內噴頭布置  下載原圖


              圖3 上下兩層噴頭交錯布置

              圖3 上下兩層噴頭交錯布置  下載原圖


              布置噴頭時,按照《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084—2017)的要求,倉庫危險級場所每根配水支管控制的噴頭數不超過6只,連接相應個數噴頭的橫支管按流量和壓力計算確定,為避免設置抗震支架,通??刂圃诓怀^DN50,主立管按設計流量采用DN150。與貨架工藝配合,貨架內噴頭濺水盤與頂板的距離控制在75~150mm,與下部貨物頂面的垂直距離不小于150mm,并且將噴頭布置在兩排貨架間隙的煙氣通道中心處,濺水盤低于貨架橫梁(見圖2),更有利于上下兩層噴頭感溫并及時開放,還能最大限度地降低噴頭對堆垛起重機進出貨物時的影響,同時在貨架內噴頭的上方設置平面面積不小于0.12m2的擋水板(當噴頭上方為連續的實層板,沒有孔洞、縫隙,則可不安裝擋水板)。這是因為集熱主要依靠層間的實層板,而僅有0.12m2的擋水板集熱作用十分有限,主要是為防止上部噴頭動作后淋濕下方噴頭的感溫元件而影響噴頭動作。

              4 管道布置及影響

              在立體庫內管道布置時,頂板下噴淋與貨架內置噴淋系統需要分別設置水流指示器,而貨架內設置了8層貨架內噴頭,因此本項目中貨架內噴頭數為1400余只,于報警閥間內單獨設置兩組報警閥供貨架內噴淋系統使用,并且由于噴淋系統整體由上而下布置,末端試水需引自最上層橫支管末端貨架內噴頭,并于每根DN150立管底部設置DN50泄水閥(見圖3)。

              此外,布置噴淋管道時還需與貨架工藝配合,在貨架間留足空間用來固定和安裝350mm左右寬度的擋水板和DN150的噴淋立管,同時貨架結構設計還需考慮相應管道荷載。DN150的鍍鋅鋼管滿水載為40.6kg/m,橫支管最大為DN50的鍍鋅鋼管滿水荷載為7.79kg/m,均需固定在貨架上,頂部DN150噴淋主管則固定在屋面鋼梁。如存儲物品為大型紙卷、無紡織纖維制品或頂部有開口的不透水容器等,貨架結構及地面荷載的設計還應考慮貨物吸水或灌滿水后的總重量,同時,因為立體庫的消火栓及噴淋系統流量相對較大,庫內還需按設計流量考慮足夠能力的消防排水,以免威脅結構安全及水漬侵蝕底層貨物。

              5 結束語

              立體庫能極大助力現代企業內部物流的自動化運行,并且貨架的型式靈活多變,便于科學、智能地管理內部物流過程,有效提高工作效率。但由于立體庫內部緊湊密集,消防人員進入困難,消火栓保護距離也受到極大限制,選擇合適的自動噴水滅火系統能夠在火災初期就提供有效的保護。除此之外,還應該落實消防安全管理,不間斷地巡查和排查火災隱患,提高消防設施的良好率,并且可以積極運用物聯網技術,實現智慧消防,有效預防火災事故的發生。

              標簽: 倉庫 倉庫管理



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