自动喷水灭火系统在自动化立体高架仓库中的应用

何梓翔

1 引言

自动化立体高架仓库可以简称为高架仓库，由于高架仓库的占地面积较少、机械化程度较高，因而高架仓库的空间利用率大幅提升。早在20世纪60年代，美国、德国等一些国家就已经建成了现代化高架仓库，我国从70年代中期才引进高架仓库，并且主要应用在企业储存库以及商业储存库的建设中。随着现阶段电商行业的迅速发展，物流行业中越来越多的高架仓库被建设出来，极大的提升了物流行业的运作效率。

2 自动化立体高架仓库的概念与特点

对于自动化立体高架仓库来说，其主要是指货架高度大于7m，并且运行过程中采用机械化操作或者是自动化控制的货架仓库。一般而言，高加仓库由几层至几十层的货架组成，由于这一类型的仓库能够充分的利用空间进行货物储存，因而人们通常形象的把他称作“立体仓库”。对于自动化高架仓库系统来说，它可以实现物料的自动存储与取出。仓库采用了高层货架进行货物存放，操作过程中需要用到巷道式堆垛起重机，并且出库周边机械设备的应用质量较高，因而高架仓库系统的自动化仓储作业程度较高。由于受到自动化立体高架仓库自身特点的影响，仓库内部的货架较为密集、货架的间距较小，同时由于货物的存放高度较高、储存物品数量大，因而一旦出现火灾很难进行疏散、扑救。因而，高加仓库要配套高效、可靠的自动喷水消防系统，以提升高架仓库运营过程中的安全效果。另外，对于高架仓库来说，其火灾来源较多。比如说仓库的电气线路故障、焊接以及加热系统等故障，都可能导致火灾问题。同时，仓库内的设备起火、相邻建筑物的失火问题也会威胁到高架仓库的安全性。由于高架仓库的结构十分复杂，因而在进行物资疏散以及火灾扑救工作时较为困难。现阶段，自动化高架仓库货架之间的巷道距离较小，并且大多巷道的宽度在1.2m左右。所以仓库内一旦出现火灾问题，进行火灾的扑救工作十分困难。这样一来，为提升高架仓库的安全效果，对自动喷水系统提出了较高的设计、安装要求。图1为高架仓库内部结构图。

图1 高架仓库内部结构图

3 自动喷水灭火系统存在的一些问题

目前，许多高架仓库建设项目没有严格按照《建规》中的要求去执行，并且对于灭火系统的设计来说，大多是按照普通自动喷水灭火系统进行设计、施工的。但是，这些项目得到了消防审批部门的批准与许可，这样一来就增加了高架仓库的危险系数。其次，在进行立体高架仓库的设计工作时，设计人员对于仓库的构造、火灾特性认识不够到位，并且对于规范的理解程度也有偏颇。对于高架仓库的火灾问题来说，消防系统设计的重中之重就是做到早探测、早报警并及早启动自动喷水灭火系统，进而起到高架仓库的保护。我国的规范明确指出，高架仓库的防火工作要以固定的消防炮或者是自动跟踪定位射流等类型的灭火系统为主，并且要以货架内置的喷头保护为辅，进而可以形成立体防火防护系统，这同时也是目前立体高架仓库自动灭火系统设计工作的重点。

4 自动喷水灭火系统在自动化立体仓库中的应用

4.1 层间闭式自动喷水灭火系统的应用

对于高架仓库的火灾防护工作来说，其喷水灭火系统的设计不能简单的按照现行规范进行套用。在进行自动喷水灭火系统的设计工作时，要对高架仓库的实际情况进行仔细研究，并且要着力做好高架仓库的立体防护工作。一方面，要做好钢制货架以及木制托盘的防火工作，这些要求主要由结构专业以及相应的建设单位来完成，并且应从完善结构设计以及改变结构材料等方面着手。另一方面，要对高架仓库的自动喷水灭火系统设计理念进行及时的更新，确保自动喷火系统的设计符合现代化高架仓库的防火要求。同时，设计过程中要确保系统能够在早期发现火灾状况，并且尽早启动灭火设施，进而可以形成一个立体的保护网络。一般来说，高加仓库的货架内部需要应用闭式自动喷水灭火系统，并且还要应用现代化的探测控制组件，进而不断提升大流量雨淋系统对于仓库货架以及通道的控火质量。对于这两个独立的系统来说，可以对高架仓库起到立体防护的效果。

4.2 屋面板下雨淋控火系统的应用

对于上面的层间闭式自动喷水灭火系统来说，主要是进行货架内的灭火工作。但是，高架仓库屋面板下的控火工作也要引起设计人员的重视。如果屋面板下雨淋控火系统采用的设备是热敏元件启动的喷头，那么设备启动的及时性以及控火的时效性就很难达到要求。因而，设计过程中要设计一套可替代的独立系统，进而可以对钢结构货架起到保护作用，并且可以避免由于钢结构强度下降所造成的货架破坏问题。对于设计工作来说，要使用反应速度较快、控火迅速的大流量喷淋系统。对于这一防火系统来说，其工作过程中主要是应用雨淋水幕进行覆盖，进而起到冷却、湿润起火货架的作用。同时，该系统的应用还能有效防止火势向周围货架的蔓延。现阶段，在进行高架仓库的防火设计工作时，大多使用先进的吸气式感烟火灾探测器，虽然这一设备能够完成高架仓库火灾报警探测工作，但是不能将该设备直接用在自动喷水灭火系统的喷头启动控制工作中来。自20世纪90年代以来，我国就已经进行“大空间智能型主动灭火系统”的自主研发工作，并且相应的产品被广泛的应用到防火工作中，比如说在高架仓库中能够替代雨淋灭火系统的大空间智能灭火装置，就能够对高架仓库起到很好的保护。

4.3 自动喷水灭火系统的设计

自动喷水系统设计的质量，直接影响到高架仓库的防火安全效果，因而要不断提升自动喷水灭火系统的设计质量。①要对自动喷水灭火系统的流量进行合理确定。在进行高架仓库喷水流量的设计工作时，要严格按照《自动喷水灭火系统设计规范》中的要求进行。一般来说，按照规范第9.1.5中的要求，货架内的喷头用水量要严格按照货架内同时开放4只喷头时所用的水量进行确定。对于喷水系统的压力设计来书，要确保高仓货架最不利点的顶板喷头工作压力进行确定，并且该压力不能小于0.34MPa。②要合理进行喷头的选择。现阶段，在进行高架仓库所用喷头的选择工作时，主要选用的是标准喷头、大水滴喷头以及快速响应早期抑制喷头，也就是ESFR喷头。另外，要对货架内喷头的布置间距进行合理确定。在进行货架内喷头布置时，要严格按照《自动喷水灭火系统设计规范》中的相关要求进行，并且进行喷头的布设工作时，要确保货架内自地面起每4m高度的位置处要安装一排喷头。对于喷头的垂直布置距离来说，要确保喷头距离堆垛的距离大于0.45m。这样以来，才能保证适当的喷水分布，同时还可以确保喷头喷射距离达到要求。对于货架内部分层布置的喷头而言，要确保喷头的垂直高度小于4m。图2为带立体保护的库区智能化自动灭火系统的喷头布置状况。

4.4 安装过程中需要注意的事项

①在进行喷淋管道系统的安装工作时，大多将其固定安装在货架上，这样一来水流存在的静载、动载就会给货架设计带来相应的难度。在进行货架设计时，还要考虑地震等动载因素对其造成的影响。同时，在安装过程中要严格按照要求做好主干管的抗震安装工作。②安装过程中自动喷水灭火系统的相关报警元器件以及消防管道、喷头等重力也需要由货架提供，因而设计、安装过程中要和高架库货架设计同步开展。一般来说，自动化立体高架仓库的自动灭火系统造价较高，并且该系统的喷头和管线的综合价格也较高，因而设计、安装过程中要进行合理的分析。现阶段，自动喷水灭火系统可以做到“一带四”。也就是说，一套红外传感仪可以进行四只喷头动作的控制，并且该系统的成本要比早期的抑制快速响应喷头系统高出20%左右。对于这些成本来说，比高架仓库本身的造价以及仓库内部价值连城的物资小得多，因而安装过程中不能出现偷工减料、以次充好的问题。

图2 库区智能灭火系统喷头布置

5 结束语

进入21世纪以来，伴随着国内物流行业的迅猛发展，我国自动化立体高架仓库的建设数量与规模不断扩大。因而，要做好自动喷水灭火系统的设计与安装工作，确保系统早启动、早灭火，提升物流仓储立体高架仓库的安全效果，促进高架仓库的使用质量。

[1]《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2]《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）（2005年版）[S].北京：中国计划出版社，2005.

[3]王 飞.关于立体化仓库的灭火系统探讨[J].给水排水，2000（5）：59～61.

[4]杨琦，冯旭东.高架仓库自动喷水灭火系统设计探讨[J].给水排水，1997（23）：13～17.