上海市奉賢區(qū)消防救援支隊 顧 偉

高架倉庫是指貨架高度超過7m且機械化操作或自動化控制的貨架倉庫。高架倉庫儲存貨物在數(shù)量、品種方面都比一般的倉庫多，集中了企業(yè)的大量財力物力，因而有效地防火設(shè)計是生產(chǎn)安全、企業(yè)發(fā)展的重要保障。高架倉庫自身的建筑特點和使用功能的要求，使其防火設(shè)計與一般的倉庫有所區(qū)別，在防火分區(qū)劃分、火災(zāi)探測報警以及自動滅火設(shè)施的設(shè)計上存在著一定問題，需要進行探究和解決。

1 高架倉庫的火災(zāi)危險性

1.1 儲存貨物種類多，數(shù)量大，火災(zāi)荷載大

高架倉庫的儲存能力大，貨物堆放整齊有序，空間利用率高，因而火災(zāi)荷載和火災(zāi)荷載密度相對一般倉庫大。一旦發(fā)生火災(zāi)，釋放出大量的燃燒熱。

1.2 電氣設(shè)備繁多，易發(fā)生電氣火災(zāi)

高架倉庫對物資的調(diào)集采用機械化、自動化操作，電氣設(shè)備和線路繁多。電氣設(shè)備和線路的管理不善易造成電氣火災(zāi)。另外，雷擊火災(zāi)也是高架倉庫火災(zāi)的一種重要原因。

1.3 具有大空間建筑的火災(zāi)危險特性，易形成立體火災(zāi)

高架倉庫空間高度和跨度大，具有大空間的火災(zāi)特性，對火災(zāi)的探測報警和自動滅火系統(tǒng)的設(shè)置造成困難。并且由于熱壓效應(yīng)，易在上部空間形成厚厚的煙氣層，因而火災(zāi)危險性更高。上部貨物在熱煙氣的作用下著火，容易形成立體火災(zāi)。

2 高架倉庫防火設(shè)計的規(guī)范要求

我國高架倉庫防火設(shè)計的依據(jù)的現(xiàn)行規(guī)范主要有：《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50084-2001等。

2.1 《建筑防火設(shè)計規(guī)范》的要求

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（以下簡稱“《建規(guī)》”）中將倉庫根據(jù)儲存物品的性質(zhì)和儲存物品中的可燃物數(shù)量等因素，分為甲、乙、丙、丁、戊類。根據(jù)這五種分類劃分了不同的耐火等級，并且結(jié)合單層倉庫、多層倉庫、高層倉庫以及地下、半地下倉庫的分類，對防火分區(qū)的劃分進行了要求。另外，對甲、乙、丙、丁、戊類倉庫的防火間距、安全疏散等都作了詳細規(guī)定。

《建規(guī)》并沒直接對于高架倉庫進行規(guī)定，因而對高架倉庫進行建筑防火設(shè)計時，依然按照儲存物品的性質(zhì)劃分為危險性，并根據(jù)倉庫的高度和體量進行防火分區(qū)、防火間距和安全疏散等方面的設(shè)計。

2.2 《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求

《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱“《自規(guī)》”）中，對于倉庫建筑的火災(zāi)危險等級按照儲存物品性質(zhì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。對倉庫危險級Ⅰ、Ⅱ級的單、雙、多排貨架儲物倉庫按其儲物高度對噴水強度、作用面積和持續(xù)噴水時間作了規(guī)定，對貨架Ⅲ級倉庫按室內(nèi)最大凈空高度、貨架類型、儲物高度、貨頂上方凈空高度等內(nèi)容對頂板下噴頭噴水強度、貨架內(nèi)置噴頭設(shè)計參數(shù)進行了要求。

根據(jù)《自規(guī)》4.2.6規(guī)定：符合規(guī)范5.0.6條規(guī)定條件的倉庫，當設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，宜采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭，并宜采用濕式系統(tǒng)。5.0.6條對采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭的系統(tǒng)設(shè)計基本參數(shù)進行了規(guī)定。5.0.7條要求貨架儲物倉庫的最大凈空高度或最大儲物高度超過規(guī)范給出表中規(guī)定的，應(yīng)設(shè)置貨架內(nèi)置噴頭，并對噴頭設(shè)計參數(shù)作出規(guī)定。

《自規(guī)》對于倉庫建筑的要求是基于倉庫的儲存物品類型、倉庫高度、貨架類型等因素對系統(tǒng)選型、設(shè)計參數(shù)進行規(guī)定，雖然并沒有直接明確對高架倉庫的設(shè)計的要求，但是根據(jù)以上因素的規(guī)定范圍，可將某一高架倉庫進行歸類，依照規(guī)范要求進行設(shè)計。

3 高架倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計

高架倉庫體量龐大，通道相對狹窄，無法滿足兩股充實水柱同時到達防火分區(qū)內(nèi)任何部位。另外，貨物儲存區(qū)一般無人員進入，發(fā)生火災(zāi)時，煙氣蔓延情況嚴重，工作人員和消防人員無法進入內(nèi)部使用室內(nèi)消火栓進行滅火。高架倉庫的室內(nèi)消火栓一般設(shè)置在出、入庫處或輸送外圍設(shè)備控制處，起到冷卻保護的作用。自動噴水滅火系統(tǒng)成為主要的控火手段。

3.1 自動噴水滅火系統(tǒng)流量的確定

目前，高架倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)在設(shè)計流量是按照《自規(guī)》第9.1.5條規(guī)定：按頂板下噴頭與貨架內(nèi)噴頭設(shè)計流量之和確定該系統(tǒng)的設(shè)計流量。貨架內(nèi)噴頭用水量，應(yīng)按貨架內(nèi)同時開放4只噴頭所用水量來確定。系統(tǒng)壓力，按保證最不利點處的頂板噴頭工作壓力(不低于0.34MPa)確定。

3.2 噴頭的選擇

目前高架倉庫所用噴頭主要有標準噴頭、大水滴噴頭和快速響應(yīng)早期抑制噴頭。

ESFR噴頭是滅火型噴頭，具有高熱敏性能RTI≤28±8(m·s)0.5，能在火災(zāi)早期快速響應(yīng)，具有高沖擊力。并且，ESFR噴頭濺水盤能夠?qū)⑺髑懈畛捎幸欢ū壤拇笏魏托∷危匆欢ǖ牟妓匦試姙?。使用ESFR噴頭應(yīng)嚴格按照GB50084設(shè)計基本參數(shù)進行系統(tǒng)設(shè)計，不允許以提高工作壓力或增大噴頭開放數(shù)來提高儲物的危險等級。此外，還需正確處理噴頭與障礙物的關(guān)系。ESFR系統(tǒng)的極限開放數(shù)為12只，如果一只不能作用，影響很大。一方面推遲噴頭啟動時間，另一方面阻擋水滴灑向可燃物。需要注意的是，ESFR噴頭不能用于坡度超過16.8%的頂板下，也不能用于有實層隔板的貨架倉庫，以及有可燃物的頂面敞開的紙箱、集裝箱的貨架倉庫。

大水滴噴頭指噴出的水滴平均直徑達3mm的噴頭。大水滴噴頭采用的雙重導水板濺水盤，可以獲得較多比例的、平均粒徑達3mm的水滴，由于有足夠的質(zhì)量和較低的比表面積，提高了誰的下落速度，降低了水滴與火羽的傳熱面積，使水滴在下落過程中被汽化或卷走的損失大為降低。大水滴噴頭只可以在規(guī)定條件下用于倉儲建筑的保護，仍然屬于控制型噴頭中的一種，不能與ESFR噴頭等同。大水滴噴頭的系統(tǒng)設(shè)計方法不采用“作用面積——噴水強度”法，而是根據(jù)單獨的設(shè)計數(shù)據(jù)選用或采用NFPA其他相關(guān)標準確定的開放區(qū)域內(nèi)噴頭動作數(shù)量級與保護對象相關(guān)的最小工作壓力進行。大水滴噴頭一般用于以托盤或?qū)嶓w堆垛存放紙箱包裝或暴露非膨脹塑料時，堆垛高度≤6.1m，凈空高度≤9.1m?？勺鳛樨浖軆?nèi)噴頭使用。

3.3 貨架內(nèi)噴頭的設(shè)置

倉庫中貨架內(nèi)噴頭應(yīng)選用普通溫級的標準響應(yīng)噴頭或快速響應(yīng)噴頭，應(yīng)為直立型或下垂型，噴頭流量系數(shù)應(yīng)為80或115。《自規(guī)》中第5.0.7條規(guī)定：“貨架內(nèi)宜在自地面起每4m高度處布置一排噴頭。當噴頭流量系統(tǒng)K=80時，工作壓力不應(yīng)小于0.20MPa；當K=115時，工作壓力不應(yīng)小于0.10MPa。噴頭間距不應(yīng)大于3m，也不宜小于2m。貨架內(nèi)置噴頭上方的層間隔板應(yīng)為實層板。”

在垂直布置距離上，應(yīng)考慮噴頭濺水盤與被保護貨箱的距離和噴頭保護設(shè)置的最大垂直距離兩種。我國規(guī)范中要求，距堆垛至少大于0.45m，這樣才能確保適當?shù)膰娝植紡膰婎^噴射至貨物的頂部、熱氣流空間和走廊表面。而貨架內(nèi)分層布置的噴頭，布置的噴頭垂直高度不應(yīng)大于4m。在水平布置間距上，包括每層分格內(nèi)布置的噴頭，噴頭仍按所確定的危險等級來確定其間距。一般噴頭間距為3.0m。特殊的大水滴頭間距不應(yīng)大于3.7m且不應(yīng)小于2.4m。早期滅火快速響應(yīng)噴頭ESFR在建筑高度9.1m

4 高架倉庫中自動噴水滅火系統(tǒng)的其他替代方法

大空間智能型主動噴水滅火裝置可以滿足大空間建筑的防火設(shè)計要求，廣東省率先編寫出了《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》。該滅火裝置的研制為解決超高建筑（h>12m）的設(shè)計提供了新的設(shè)計理念和方法。大空間智能滅火裝置，適宜于生產(chǎn)儲存A類物品、最大凈空高度為6～25m的倉庫、廠房等場所。該裝置對所保護的區(qū)域始終處于全方位的監(jiān)控狀態(tài)，將紅外傳感技術(shù)、計算機信號處理和通信技術(shù)有機的結(jié)合起來，完成從探測判斷火災(zāi)，到啟動裝置射水滅火、停止噴水等全過程的控制。在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、撲滅早期火災(zāi)方面，比普通的濕式自動噴水滅火系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)越性。

除采用自動噴水滅火系統(tǒng)外，將其他滅火系統(tǒng)的優(yōu)越性引入高架倉庫的防火措施也成為一種新的思路。Aon消防工程公司將二氧化碳滅火系統(tǒng)與ESFR系統(tǒng)相結(jié)合，將高架倉庫分區(qū)分別設(shè)置，有效利用二氧化碳滅火系統(tǒng)的窒息作用和ESFR噴頭的快速響應(yīng)早期抑制功能；FPI聯(lián)盟和Hughes協(xié)會提出運用高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)運用于高架倉庫，充分發(fā)揮高倍數(shù)泡沫滅火速度快、水漬損失小的優(yōu)勢；RJA公司提出利用軸流風機引導水噴霧保護整個貨架空間的方法，將水噴霧和氣流優(yōu)化配合，達到高效控火的目的。

5 總結(jié)與展望

我國的現(xiàn)行規(guī)范對于高架倉庫的防火設(shè)計沒有特別針對性的要求，目前，高架倉庫的防火設(shè)計還是按照普通倉庫的設(shè)計思路進行歸類設(shè)計。高架倉庫這類危險性高的場所在采用濕式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過運用ESFR噴頭進行保護。新型方法技術(shù)如二氧化碳滅火系統(tǒng)、高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)等，還需要進一步實驗論證，對具體參數(shù)設(shè)計進行規(guī)范。此外，性能化設(shè)計的思路也解決高架倉庫防火難題的重要方法。