隨著糧油行業的發展,高架倉庫在糧油行業內的運用日趨廣泛。糧油企業內的高架倉庫主要存放成品包裝糧油,貨架類型有單排、雙排、多排貨架,倉庫內貨架布置形式多樣,儲存貨物多,具有很高的經濟價值,一旦發生火災,損失非常嚴重。因此,倉儲消防設施成為極其重要的安全保障[1]。本文結合實際工程,對高架倉庫消防系統中的自動噴水滅火系統做詳細分析。

高架倉庫是指貨架高度大于7 m且采用機械化操作或自動化控制的貨架倉庫,這種倉庫早在20世紀50年代末的美國就已經開始使用。隨著我國經濟建設的發展,高架倉庫工程的數量越來越多,在各個行業內的應用也日趨廣泛。由于高架倉庫不僅儲存貨物多、貨架高,而且因為高架倉庫是機械自動搬運,貨物運輸設備較多,火災時人工救火不方便, 容易形成大面積火災;高架倉庫的貨架大多采用型鋼制作,在火災發生時貨架易變形倒塌;并且火災時,火焰會通過豎向和水平縫隙,迅速向水平方向和垂直方向蔓延,火勢蔓延迅速,燃燒猛烈?？梢姼呒軅}庫自動噴水滅火系統的滅火與其它場所相比更為困難,因此合理有效的自動噴水滅火系統設計對于高架倉庫的消防安全尤為重要。本文就以儲存成品包裝食用植物油為主的高架倉庫為例,對高架倉庫內自動噴水滅火系統的設計參數和貨架內置噴頭的設計參數以及噴頭布置等作相應探討。

高架立體倉庫內貨架儲存物品為成品包裝食用植物油。根據食用植物油的物理性質,其閃點范圍在225 ℃~330 ℃之間,按照《石油庫設計規范》表3.0.3中關于石油庫儲存油品的火災危險性分類規定,食用植物油為閃點Ft>120 ℃ 的丙B類,屬于較不易燃燒的油品。成品包裝食用植物油外部采用紙箱包裝[2]。

根據《建筑設計防火規范》GB50016—2014(以下簡稱《建規》)第8.3.2/4條規定:可燃、難燃物品的高架倉庫應設置自動噴水滅火系統。根據《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084—2001(以下簡稱《噴規》)附錄A規定,糧油立體高架倉庫的火災危險等級屬于倉庫危險級Ⅰ級。

自動噴水滅火系統的選擇基于高架倉庫的最大凈空高度和貨架的最大儲物高度。當高架倉庫的最大凈空高度在9.0~13.5 m之間,且貨架的最大儲物高度在7.5~12.0 m之間,根據《噴規》第4.2.6條規定,倉頂宜采用早期抑制快速響應噴頭,其設計參數參照《噴規》表5.0.6確定。選用早期抑制快速響應噴頭的高架倉庫,如有貨架應采用通透性強的鋼制柵條貨架,不可采用實層隔板貨架,貨架內不需要設置內置噴頭。

當高架倉庫的最大凈空高度超過13.5 m或最大儲物高度超過12.0m,除了在倉頂設置快速響應噴頭,還應設置貨架內置噴頭。根據《噴規》第5.0.7條規定:貨架內宜在自地面起每4 m高度處設置一層貨架內置噴頭。若貨架每層高度大于2 m,則需每層布置一排內置噴頭。

高架倉庫的自動噴水滅火系統設計水量,根據 《噴規》第9.1.5條規定:按頂板下噴頭與貨架內噴頭兩者設計流量之和確定系統設計流量。若高架倉庫僅設倉頂早期抑制快速響應噴頭,系統設計流量為頂板下早期抑制快速響應噴頭的設計流量。

早期抑制快速響應噴頭的設計參數根據《噴規》 第5.0.6條確定,作用面積內開放噴頭數為12只, 作用面積應為3根支管上的各4個噴頭組成的面積,最小作用面積為89 m2,每個噴頭的最小平均保護面積不小于7.4 m2,最大保護面積為9.3 m2。當最大儲物 高度不大 于7.5 m,噴頭最大 間距為3.7 m,當最大儲物高度大于7.5 m,噴頭最大間距為3.0m。噴頭到墻邊的最大距離為噴頭最大間距的1/2,噴頭到墻邊的最小距離為102 mm,兩個噴頭的最小間距為2.4 m。

噴頭應結合倉庫屋面梁、風管等位置進行布置, 應安裝在梁圍成的凹陷之地,不應在梁下。噴頭濺水盤與屋面板平行,且垂直于頂板布置,直立型噴頭應安裝在 支管上,濺水盤與 頂板距離 在76.2~ 127.0mm之間。

根據《噴規》第5.0.7條規定:當貨架內置噴頭采用流量系數K=80的標準噴頭,工作壓力不低于0.20 MPa;當貨架內置噴頭采用流量系數K=115的快速響應噴頭,工作壓力不低于0.10 MPa。貨架內開放的噴頭數量根據貨架內噴頭的層數確定,當貨架內置噴頭為1層,開放噴頭數按6只計算;當貨架內置噴頭為2層,開放噴頭數按12只計算;當貨架內置噴頭大于2層,開放噴頭數按14只計算。貨架內置噴頭上方的層間隔板應為實層板。本文以多排布置的實層隔板貨架為例,貨架共4層,貨架每層高度為2.25 m,最大儲物高度為11 m,儲存物品為成品包裝食用植物油。貨架內噴頭布置圖見圖1~ 圖3。

倉庫頂板噴淋系統和貨架內置噴淋系統應分別設置獨立的報警閥組和水流指示器。除用于控制頂板噴頭的報警閥組外,貨架內置噴淋系統的報警閥組前應設置可調式減壓閥。采用早期抑制快速響應噴頭的噴淋系統應與倉庫內其它普通噴淋系統分別設置獨立的報警閥組和水流指示器,并在普通噴淋系統的報警閥組前設置減壓閥以滿足普通噴頭的壓力要求。另外倉庫地面設置排水溝或者地漏作為倉庫消防系統的排水設施,室內消防排水接入室外雨水管網排放。

當火災發生時,著火點周圍環境溫度上升,導致火源上方噴頭的閉鎖裝置融化脫落,水即自動噴出, 水流指示器感應到水流流動,發出報警信號并指示火災位置。濕式報警閥后壓力下降致使閥板開啟, 接通管網充水滅火。與此同時,部分水由閥座上的凹形槽經報警閥的信號管,帶動水力警鈴發出報警信號并聯動噴淋泵開啟供水,水力警鈴設置在倉庫內有人值班的地點附近,與報警閥連接管道管徑為20 mm,管道長度不宜大于20 m。

圖1 貨架內置噴頭平面布置圖  下載原圖

圖2 1-1貨架噴淋剖面圖  下載原圖

設置倉頂快速響應噴頭和貨架內置噴頭的高架倉庫,可采用臨時高壓消防系統,平時消防管網維持低壓狀態,火災時由報警閥組里的壓力開關發出電信號直接自動啟動消防水泵加壓供水。設置倉頂早期抑制快速響應噴頭的高架倉庫由于這類噴頭對系統壓力要求較高,所以采用穩高壓消防系統能大大提高噴淋系統的穩定性。穩高壓消防系統的消防泵房內設有消防泵,穩壓泵及穩壓罐,水泵運行是靠系統壓力控制的。穩壓泵由氣壓水罐上設置的穩壓泵自動啟停壓力開關控制。平時,當系統壓力下降至某一設定值時,穩壓泵會自動啟動補壓,到達另一設定值時,穩壓泵自動停泵?；馂臅r,穩壓泵啟動后, 由于用水量大于穩壓泵供水量,系統壓力持續下降至某一設定值,消防水泵出水管上的壓力開關發出電信號直接自動啟動消防水泵加壓供水。加壓泵均設備用泵,并采用雙電源供電。消防水泵出水管上設置泄壓閥,避免超壓現象,保證自動噴水滅火系統運行時能提供所需的水量及水壓。

圖3 2-2貨架噴淋剖面圖  下載原圖

目前,對于室內凈空高度超過8 m的大空間建筑物,其消防措施除采用快速響應噴 頭外,還有設置消防水炮及雨淋系統等措施,但相比較而言,快速響應噴頭具有快速反應噴水的特點,可在火災初期噴水滅火,控制火勢蔓延,降低滅火難度,可最大限度地減少人員傷亡和火災燒損及水漬污染造成的經濟損失,所以自動噴水滅火系統是高架立體倉庫消防設計的首選。其中, 早期抑制快速響應噴頭結合了快速反應和高強度噴射的特點,在高壓消防系統作用下,不僅可以撲滅貨架上部火災,噴頭中心這股水柱還可直達貨架底部, 撲滅貨架下部的火災。因此,貨架儲物高度未超過 《噴規》表5.0.6規定的高架倉庫,其倉頂設置了早期抑制快速響應噴頭就可以取消設置貨架內置 噴頭,在確保滅火安全的前提下,不僅簡化了系統設計,還節約投資。