现代化物流综合体的消防给水设计

2022-06-15杨洁

工程建设与设计 2022年10期

杨洁

（上海市建工设计研究总院有限公司，上海 200035）

1 引言

上海的外贸业务庞大，进出口物资来往频繁，由此，大型仓储的需求量越来越大。作为一个国际化的大都市，仓储不再局限于传统的储物功能，现代化的仓储综合体应运而生。功能上的多样性，使用上的多功能性，使得这样的仓储综合体的消防给水设计尤为重要。本项目位于浦东机场自贸区内，项目结合业态需求，顺应地形，创建了一个全新的集物流、仓储、办公、停车库于一体的生态创新型综合物流仓库。考虑物流、仓储与办公的使用功能不同，通过景观绿坡将建筑分为上下两部分，消防车、小客车、大客车等可以直接到达3 层，形成独立的消防环形车道。本文对这样一个“双首层”的现代化物流综合体的消防给水设计中的疑难点进行分析。

2 工程概况

本项目位于上海市自贸区（01-1 地块），基地范围东邻桃花源路，南侧为两江路，西至贡嘎路，北邻黄龙路。总用地面积80 110.20 m2，总建筑面积249 918 m2，其中，地上建筑面积154 918 m2，地下建筑面积95 000 m2。本建筑为高33 m 的物流综合体，包括物流、仓库、大宗货物交易展示区、办公（管理与业务用房）、停车库等；建筑地下为2 层地下室，地上共5 层；地上建筑通过一个景观绿坡，将民用使用功能部分与物流部分上下组合建造，在两个不同高程（1 层地面、3 层地面）设置各自的安全出口及消防环形车道，形成“双首层”；上下两栋建筑体可分别计算建筑高度，坡下建筑高度为15.3 m，坡上建筑高度为16.9 m。本项目定性为公共建筑一类高层，仓库丙二类。

建筑形体平面为矩形体块；地下2 层为机动车停车库及平战结合的人防空间，地下1 层建筑性质为仓库，使用功能为新车停车库，在露天走道四周设置了设备用房及丙类仓库；地上1~2 层为物流仓储；3 层为大宗货物交易展示区，4 层、5 层为办公区（运营管理工作区）。

3 室外消火栓设计

3.1 用水量

室外消火栓系统用水量45 L/s，火灾延续时间3 h。

3.2 室外消火栓系统

本工程从横8 路（黄龙路）和横9 路（两江路）各引入1 根DN300 mm 的市政自来水管作为基地消防水源，市政两路进水成环状供水。两路市政引入管处加装防污隔断阀，并设总表计量。市政供水保证水压0.16 MPa。

基地1 层场地及消防车道的室外消火栓系统采用低压供水系统，DN300 mm 的市政自来水管两路进水成环状供水。上建筑3 层周边的坡地和消防车道边的室外消火栓系统则采用临时高压供水方式，从室外消防泵出水总管引两路在上3 层消防车道成环供水；设置于消防车坡道的室外消火栓采取防撞措施。人防工程、地下车库的两端的出入口附近设置室外消火栓。同时满足“双首层”的室外消火栓系统。

室外消火栓主泵2 台（一用一备）设在地下1 层生活消防水泵房内，水泵流量为45 L/s，水泵扬程为67 m。配套室外消火栓稳压泵2 台（一用一备），单台流量为5 L/s，水泵扬程为75 m，配套隔膜式膨胀罐体积V=150 L[1-3]。

4 室内消火栓设计

4.1 用水量

室内消火栓系统用水量40 L/s，火灾延续时间3 h。

4.2 室内消火栓系统

本工程室内消火栓消防系统采用区域式临时高压供水方式。常规项目，满足两路进水，室内消火栓水量不需要计算在消防水池内，所以，原有消防水池储水量仅考虑喷淋系统的水量，为432 m3。现为保证消防安全可靠并依据消防部门意见，消防水池同时储存室内消火栓水量，为900 m3，设置两座消防水池（每座450 m3），并设置供消防车取水的取水口。室内消火栓系统从消防水池抽吸加压供水，室内消火栓泵及消防稳压装置、消防水池统一设置在地下室消防水泵房内，从消防泵出水总管上引两路成环供水。

建筑以-2~2 层和3~5 层为分界面，各自设计为独立消防系统，消防主管均为环状，其消防系统又分别以建筑间十字货物运输通道为界各自独立竖向成环。因仓库体量巨大，在1~2层丙类仓储的每个防火分区内消防管网均设计成环状，保证每个防火分区检修时，不影响其他区域的正常使用。通过消防管路立体成环，更加提升了系统的安全可靠性。冷库的室内消火栓设置在常温穿堂或楼梯间内。由于本项目的特殊性，考虑火灾扑救的难度以及消防救援的可操作性，对于地下1 层四周露天环形通道、地上1 层至2 层货物运输通道和安全疏散通道（消防车不通行区域）这样的室外区域均设置室内消火栓，而非室外消火栓[4-6]。

消防给水管网中平时压力由稳压设施保持系统中最不利点的水压，以满足灭火时的需要，不锈钢屋顶消防水箱。同时根据消防部门的意见，采取消防加强措施，消防水箱容积取72 m3，分二格并设置连通管。

室内消火栓主泵2 台（一用一备）设在地下一层消防水泵房内，单台水泵流量为40 L/s，水泵扬程为90 m。配套室内消火栓稳压泵2 台（一用一备），单台流量为5 L/s，水泵扬程为97 m，配套隔膜式膨胀罐体积V=150 L。室内消火栓系统原理如图1 所示。

5 自动喷水灭火设计

5.1 用水量

系统设计流量120 L/S，火灾延续时间1 h。

5.2 自动喷水灭火系统

采用区域式临时高压供水方式，湿式喷水灭火系统。系统平时压力由屋顶高位消防水箱（72 m3）及增压稳压设备维持管网压力。火灾时由压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关启动喷淋泵，喷淋泵直接从消防水池吸水加压供水。喷淋泵及喷淋稳压装置集中设置在地下室消防水泵房内[7]。

喷淋主泵3 台（两用一备），水泵流量为60 L/s，水泵扬程为132 m。配套喷淋稳压泵2 台（一用一备），单台流量为1 L/s，水泵扬程为147 m，配套隔膜式膨胀罐体积V=150 L。

图1 室内消火栓系统原理图

本项目的喷淋系统的设计难点在于湿式报警阀的布置以及仓库区域的喷头选型、喷淋管网的设计。首先，现代化的物流综合体其功能的复杂性及规模的庞大，使其不能像常规的项目那样集中设置湿式报警阀，这样会导致管网过长以及水头损失过大。本项目的湿式报警阀根据使用功能不同分设于地下2 层（地下2 层的人防区独立设置）、地下1 层（分管地下1~2 层的车库区域）、1 层（分区地上1~2 层的仓库区域）以及3层（分管地上3~5 层的办公区域）。设置于不同层的湿式报警阀各自独立成环，各楼层的环管通过喷淋主立管连接。地下1层、2 层喷淋系统采用主环管后增设可调式减压阀，阀后压力0.8 MPa。1 层部分区域设置可调式减压阀，阀后压力1.0 MPa。系统按防火分区及楼层设置水流指示器，湿式报警阀控制喷头数量不超过800 个。其次，仓库区域的储物规模庞大且集中，扑救难度大，根据建筑物的特性，本项目仓库区域的喷头型号采用了流量系数K=363 的早期抑制快速响应喷头，喷头最低工作压力0.10 MPa。因为采用了大流量的喷头型号，考虑到水头损失等因素，仓库区域的喷淋管网采用环状管网的形式，每个防火分区独立成环布置。

对于常规项目，通常仅在室内设置自动喷水灭火系统。而本项目需要综合考虑火灾发生的具体情况和场所。货物运输通道及卸货区这样的火灾易发点，虽然是室外场所，但为了加强消防的安全系数，在有顶板的货物运输通道及卸货区和地下汽车库坡道入口处均设置自动喷水灭火系统，喷头采用标准型易熔合金喷头，K=80，动作温度为74 ℃。有顶板的货物运输通道及卸货区的喷淋报警阀分开设置并考虑防冻措施。

建筑各场所设计参数：办公区3~5 层、燃气锅炉房、-1 层设备房、地下车库区域中危险等级为Ⅱ级，设计喷水强度为8 L/（min·m2），作用面积160 m2，喷头最小工作压力为0.1 MPa，喷头型号为K=80 的玻璃球快速响应喷头，公称动作温度为68 ℃/93 ℃（限主厨房）。室外有顶的货物运输通道及卸货区、地下汽车库坡道入口（接室外段）区域中危险等级为Ⅱ级，设计喷水强度为8 L/（min·m2），作用面积160 m2，喷头最小工作压力0.1 MPa，喷头型号为K=80 易熔合金快速响应喷头，公称动作温度74 ℃。仓库（-1 层局部、1 层、2 层）区域危险等级为仓库危险级Ⅱ级，最大净空高度7.75 m，最大储物高度6.7 m，喷头型号为K=363 的早期抑制快速响应喷头，喷头最大间距3.7 m，喷头最小工作压力0.15 MPa。