立体高仓的建筑设计要素与规范研究

摘 要：立体高仓是一种在物流仓储中出现的新概念，立体高仓建筑设计的提出，极大地缓解了城市土地资源利用率的压力，为城市物流的运输发展提供了更多的保障。但由于立体高仓建筑设计中包含有结构、安全以及消防等多个方面的因素，在对立体高仓进行建设设计时，设计师必须充分考虑到立体高仓建设设计的各个方面，才能确保立体高仓在后续的使用中满足人们的需求。基于此，本文就立体高仓的建筑设计要素与规范展开研究分析，并提出针对性的改善策略，以期为推动城市物流行业的发展提供必要的参考借鉴。

关键词：立体高仓；建筑设计要素；规范文章编号：2095-4085（2024）08-0073-03

随着城市化进程的加速推进，土地资源日益紧张，立体高仓建筑作为一种高效利用空间的新型建筑形式，逐渐受到广泛关注。立体高仓建筑通过垂直叠加的方式，实现了土地资源的最大化利用，同时满足了现代城市对多功能、高效率的需求。然而，由于立体高仓建筑设计到多个方面，不同的设计方向对立体高仓建筑的设计有着不同的要求，而这也是立体高仓建筑设计师在设计中必须重点关注的问题，只有确保对立体高仓建筑从结构、安全以及消防等方面按照相应的设计规范和标准进行设计，才能满足人们对立体高仓建筑的使用需求。

1 立体高仓相关概述

1.1 定义

立体高仓，也被称为立体仓库或高架仓库，是一种特殊的仓储设施，主要采用多层、十几层乃至几十层高的货架来储存单元货物，并使用专门的物料搬运设备进行货物的入库和出库作业，这种仓库设计能充分利用空间，提高储存效率，因此常被称为“立体仓库”，如图1所示。

通常情况下，立体高仓按建筑构造可分类为整合型与分立型，整合型仓库，或称为库架一体化，其货架不仅用于存放物品，还充当建筑的支撑结构，顶部承载屋顶，四周装配保温墙板构成仓库主体。相反，分立型高架仓库则是在既有的仓库建筑内部增设独立货架，货架与建筑结构分离，适合改造现有建筑物为仓库，尤其适用于仓库高度不超过12m且地面承重有限的情况，因其后期安装货架灵活性较高［1］。

依据仓库的高度，立体高仓可分为低层、中层与高层三类。通常，低于5m的归为低层，5～12m为中层，而12m及以上则视为高层。国际上，普遍认为10～20m为立体仓库的理想高度范围，极端情况下可高达40～45m。美国大部分仓库高度维持在13～18m之间，超过18m的仅占少数，30m以上的更为罕见。日本因地震频发，仓库倾向于低矮且规模较小。中国建筑设计防火规范将货架高度超7m的机械或自动化高架仓库界定为高架仓库。此类仓库多服务于配送需求，存储商品以单元形式置于货架，出库时根据订单需求重新组合成新单元送至目的地。配送中心是立体仓库的典例，除高耸的货架外，还配备大面积的拣选作业区以满足复杂配送作业。

图1 立体高仓

1.2 特点

（1）空间利用最大化，缩小占地规模。人工存取的仓库通常货架高度约为2m，而采用常规叉车的仓库可提升至3～4m，但这要求3m多宽的通道。这类仓库平均每平方米存储量大约在0.3～0.5t。相比之下，高层货架仓库的高度已突破40m，其单位面积存储能力显著优于传统仓库。例如，一个15m高的货架仓库在存储机电零件及外包部件时，每平方米存储量可增至2～15t。

（2）全面适应生产需求。高架仓库能促成高效的生产链条，推动生产力进步。专家指出，自动化立体仓库的高效存取机制，有助于无缝衔接仓储与外部生产流程，形成自动化物流体系，从而建立有序的生产链路，大幅提升生产效率。

（3）提升仓库管理水平。通过计算机系统的管理，仓库存储能力得以优化，便于库存盘点，合理控制库存量，减少流动资金占用。特别是对于存放半成品的仓库，能够实现对半成品的追踪管理，融入企业物流管理体系。

2 立体高仓结构设计要素分析

立体高仓的结构设计是确保仓库高效、安全运作的关键环节，在结构设计过程中，设计师需要充分考虑多个要素，包括仓库的形态、货架的布置、层高和承重能力等，这些要素均对仓库的整体性能和使用效果产生深远影响，如表1所示。在货架的布置和层高方面，货架的布局应根据货物的进出流程、存储密度和作业效率等因素进行合理规划，同时，层高的确定需考虑到货物的尺寸、搬运设备的作业高度以及仓库的整体高度等因素，一般来说，立体高仓的层高通常在3～5m之间，以确保足够的存储空间和作业空间［2］。此外，承重能力也是立体高仓结构设计中不可忽视的一个要素，货架、楼层和仓库整体的承重能力需根据存储货物的重量、密度和分布情况进行精确计算和设计，以确保仓库结构的安全性和稳定性。

3 立体高仓消防设计要素分析

立体高仓作为现代物流体系的重要组成部分，其合理的消防设计不仅能够及时有效地探测和报警，还能确保在火灾发生时能够迅速启动灭火装置，保护人员安全和财产安全。因此在对立体高仓进行消防设计时，首先，火灾探测器的选择和布置是关键，在立体高仓中，应安装烟雾探测器、温度探测器和火焰探测器等多种类型的探测器，以确保对火灾的全面监测。这些探测器应布置在仓库的各个区域，包括货物存储区、设备区和人员通道等，以便及时发现火源［3］。其次，火灾报警系统的设计和安装也是必不可少的，当火灾探测器探测到火灾信号时，报警系统应能立即发出声光报警信号，提醒人员疏散。报警系统还应具备自动拨号功能，能够及时向消防部门报警，以便及时得到救援。最后，自动喷水灭火系统是立体高仓消防设计的另一重要因素，该系统能够在火灾发生时迅速启动并喷洒灭火剂，有效控制火势的蔓延。而且灭火系统的管道和喷头布置也需要经过精心设计，以确保在火灾发生时能够迅速启动并有效工作。除了上述要素外，立体高仓消防设计还需要考虑应急照明系统、疏散通道设计以及消防设备配备等要素［4］。应急照明系统能够在火灾发生时提供足够的照明，确保人员疏散的安全，疏散通道的设计应合理布置，确保人员能够快速、安全地疏散，消防设备如灭火器、消防栓等应设置在易于取用的位置，方便人员及时进行初期灭火，如表2所示为立体高仓消防设计要求与对应消防设备安装数量表。

4 立体高仓设计规范和标准分析

在对立体高仓进行设计时，必须遵循相应的行业标准和规范，以确保仓库的结构稳定、功能完善、操作便捷。立体高仓设计需要遵循建筑行业的通用标准，如2007年3月1日推出的《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86），这一标准规定了建筑设计中的基本模数和优选模数，对立体高仓的尺寸设计具有指导意义。例如，库房柱距、跨度以及高度等参数都需要根据这些模数进行选择和调整，以确保仓库结构的合理性和稳定性。同时，立体高仓的货架设计则应该按照《立体仓库货架系统设计规范》（GB/T 39681-2020），货架作为立体高仓的核心组成部分，其设计直接影响到仓库的存储效率和安全性。货架的设计应遵循货架设计规范，包括货架的尺寸、承重能力、稳定性等方面的要求。此外，货架的布局也需要根据货物的特性、存取频率等因素进行合理规划，以提高仓库的空间利用率和作业效率。随着环保意识的提高，越来越多的企业开始注重绿色仓储的建设。在立体高仓设计中，可以采用节能型照明设备、环保型建筑材料等措施，降低仓库的能耗和环境污染。最后，立体高仓的设计还需要遵循相关的行业标准和法律法规，这些标准和法规对仓库的设计、施工、验收等方面都有明确规定，必须严格遵守。同时，随着技术的不断发展和市场的变化，立体高仓的设计规范和标准也会不断更新和完善，需要及时关注并更新设计理念和方法。

5 结语

立体高仓建筑作为现代城市发展的重要组成部分，其设计要素与规范的研究具有重要意义。通过本文的探讨，了解到立体高仓建筑设计的核心要素和规范要求，为设计师提供了有益的参考。同时，立体高仓建筑的设计仍面临着诸多挑战和未知领域，需要不断探索和创新。未来，随着科技的不断进步和城市规划理念的更新，立体高仓建筑将在可持续城市发展中发挥更加重要的作用。相信经过不断的研究探索，能够更进一步共同推动立体高仓建筑设计理论和实践的发展。

参考文献：

［1］黄敏恩，梁智锋，许成汉，等.站城融合的立体都市巨型建筑全流程全要素设计方法探讨——以金融城站综合交通枢纽为例［J］.建筑技艺，2019（7）：8.

［2］罗木华，洪芳林.中国古代藏书楼建筑设计研究：要素，驱动与启示［J］.图书馆，2022（12）：8.

［3］徐知航.加强建筑工程结构设计和施工管理对策研究［J］.工程与管理科学，2022，4（8）：62-64.

［4］宋晓刚，李泽昊，姚旭.基于BIM的装配式建筑全产业链质量管理研究［J］.工程管理学报，2023，37（5）：30-35.