某乙类物品高架仓库消防给水系统设计探讨

张延鹏

摘 要：高架仓库的火灾隐患具有一定特点，首先立体火灾，火灾既有纵向蔓延又有水平蔓延；个别仓库以储存甲乙类等易燃易爆物品为主，火灾危险性较大；货物分层密集存放，上下层货物相互遮挡，火灾发生后，导致火灾快速蔓延。本文以某案例为主，根据仓储特点，按照现行消防规范设计适宜消防给水系统，以期达到有效控制初期火灾的目的。

关键词：货架仓库；泡沫；喷头；干粉

1 工程概况

该工程面积1320.8×，占地面积1320.8×，建筑高度15.66m，货架高度13.9m，总体积约20000m3。共划分3个防火分区，储存库一面积480.25×，储存库二面积768.3×，设备用房面积72.25×。乙类仓库，建筑耐火等级二级，门式刚架结构，抗震等级7级。

2 消防水源

厂区引入1路市政给水管，管径DN100，水压约0.30MPa。设计消防水源采用新建室外消防水池，有效蓄水容积450m3。

3 消防系统

3.1 消防给水系统

新建1座有效蓄水容积450m3地下消防水池，并配建1座消防泵房。泵房内设室内外合用消防泵三台（Q=45L/S，H=70m，P=75kW），两用一备。

为满足前10min室内消防用水需要，在厂区生产车间高位水箱间设1座有效蓄水容积18吨消防水箱，并配套设置1套消防增压稳压设施，相关参数如下：气压罐SQL1000×0.6；稳压泵：H=50.0m，Q=3L/S，N=3.0KW（1用1备）。当P1=0.15MPa时，启稳压泵；当P2=0.20MPa时，停稳压泵；当P=0.27MPa（设于消防泵房）时，启消防泵。

3.2 室外消火栓设置

室外消火栓用水量25L/S，火灾延续时间3h，一次火灾用水量270m3。从室内外消防泵出水管引出两路DN200管道接入室外环状消火栓管网，环网上设控制阀门。消火栓间距不大于120m，保护半径不大于150m，距路边不大于2m。采用SSF100/65-1.6型室外地上式消火栓，要求泄水口位于冻土层以下。

3.3 室内消火栓设置

室内消火栓用水量10L/S，火灾延续时间3h，一次火灾用水量108m3。从室外消防环管引入两路消防管道，供室内消火栓。消火栓布置满足两股水柱同时到达室内任何部位的要求。采用薄型单栓带消防软管卷盘消火栓箱，栓口距地面1.1m。水枪充实水柱长度不小于13m。均采用减压稳压型消火栓，栓口出水压力为0.35M

3.4 自动灭火系统设置

该高架仓库设置自动灭火系统的主要争议点：

（1）根据现行《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）表3.3.2，对乙类仓库仅有最多允许层数、最大允许占地面积和防火分区最大允许建筑面积的规定，不允许设置高层仓库。因此对于高架仓库能否存储乙类物品无规范依据。

按照适用范围，本仓库不适用《石油化工企业设计防火规范》，但根据该规范第6.6.3的条文解释，仅丙类物品合成纤维、合成树脂及塑料可采用高架仓库。乙类物品能否采用高架仓库存储值得商榷。

（2）根据该仓库安评报告，仅对防火分区的设置做了要求，对是否设置高架仓库无任何说明。

（3）《建规》第8.3.2.4条：可燃、难燃物品的高架仓库和高层仓库应设自动灭火系统。该仓库属乙类仓库，不适宜执行本条规定。

（4）按《建规》一个防火分区最大面积为500m2，而储存库二防火分区面积为768.3m2，超出规范要求。根据《建规》第3.3.3条通过增设自动灭火系统，防火分区面积可以加倍，达到1000m2。

（5）根据高架仓库立体火灾燃烧特点，设置自动灭火系统非常必要，可以弥补仅靠消火栓灭火的局限性。但采取何种自动灭火系统，以下结合存储物品种类、性质、存储方式等进行分析探讨。

3.4.1 储存物品特性分析

根据安评报告及查阅相关资料，仓库主要存储物品性质如下：

3.4.2 自动灭火系统选择

（1）执行《自動喷水灭火系统设计规范》分析。本高架库按现行《喷规》属于仓库危险级，但规范续表A设置场所分类主要以可燃物品为主，为丙类火灾。储存库二主要以丙类物品为主，另有乙类物品酚醛树脂，酚醛树脂为固体，不溶于水；根据查询物质适宜的灭火方法，酚醛树脂可喷水冷却容器及喷泡沫或干粉灭火。储存库一为乙类液体物品，难以判断仓危级别，根据查询物质适宜的灭火方法，光刻胶可喷水冷却容器及喷泡沫或干粉灭火。

若按照丙类物品灭火考虑，可采用早期抑制快速响应喷头灭火系统，该系统为湿式系统。从严执行，屋顶喷头流量系数K=363，喷头最低工作压力0.35MPa，作用面积同时开放喷头12个，平均喷水强度为81.3L/（min·m2），设计流量140L/S。货架：喷头流量系数K=115，喷头最低工作压力0.10MPa，货架同时开放喷头14个，平均喷水强度为15.3L/（min·m2），设计流量35L/S。

考虑到液体火灾灭火需要，该系统还应喷射泡沫，组成采用早期抑制快速响应喷头的闭式泡沫-水喷淋系统。消防泵房内设1套隔膜型贮罐压力式泡沫比例混合装置，储存抗溶泡沫液8吨。按3%泡沫混合液浓度计算，可连续供给泡沫混合液25min。

闭式泡沫-水喷淋系统还应执行《泡沫灭火系统设计规范》第7.3节要求，但适用条件不满足，且根据7.3.3条规定初始火灾为液体流淌火灾的甲乙丙类液体桶装库等不宜选用管道充水的泡沫-水湿式系统。

（2）执行《泡沫灭火系统设计规范》分析。泡沫可用于扑灭固体及液体火灾，以下主要讨论泡沫-水雨淋系统。

根据规范第7.2.2条，当保护非水溶性液体时，以蛋白、氟蛋白为例，泡沫混合液供给强度不应小于10L/（min·m2）；当保护水溶性液体时，泡沫混合液供给强度及连续供给时间由试验确定。本工程储存库一部分物品微溶水，可采用抗溶泡沫液，泡沫液连续供给时间不小于10min，但抗溶泡沫液浓度需要试验确定。

根据《喷规》第4.2.6条规定，雨淋系统适用于火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域；适用于室内净空高度超过本规范6.1.1条的规定，且必须迅速扑救初期火灾。但是根据第5.0.10条第二款的规定，其喷水强度、作用面积按表5.0.1选取，该表主要针对民建及厂房，单独喷水的设计参数选取无依据。此外，货架是否需要设置内置喷头，喷头如何设置也无依据。

若按严重危险级Ⅱ级估算，作用面积选取2处相邻区域共计520m2，喷水强度16L/（min·m2），设计流量139L/S；考虑货架设置喷头，作用面积区域货架内置开式喷头约150个，K=115，同时开启流量按280L/S计；则总计流量419L/S，火灾延续时间1h，一次火灾喷淋用水量1510吨，总计消防用水量约1890吨。

消防流量大，消防泵选型困难，消防管径增加，电气负荷加大。另库内多数为危险化学品且含有光酸化合物等不可与水接触物品，因此需将忌水物品转移至别处。此外，火灾发生后喷水易导致化学品沿地面扩散，导致严重的环境污染。因此，该系统应因地制宜慎重选择。

（3）执行《气体灭火系统设计规范》分析。根据现行《气体灭火系统设计规范》第3.3.2条的规定，固体表面火灾的灭火浓度为5.8%，其它灭火浓度可按本规范附录A中附表A-1的规定取值，惰化浓度可按本规范附录A中附表A-2的规定取值。本规范附录A中未列出的，应经试验确定。本仓库储存物品易燃易爆，应按惰化浓度设计，但附表所列物质有限，难以确定惰化浓度。本次仅以七氟丙烷气体灭火系统说明，其余如混合气体灭火系统、二氧化碳气体灭火适用范围更小。

此外，根据第3.1.12条的规定，喷头的保护高度不宜大于6.5m，最小保护高度不应小于0.3m。气体灭火系统造价较高，仓库场所有限，不能提供合适灭火设备间，因此也难以采用气体灭火系统。

（4）执行《干粉灭火系统设计规范》分析。干粉灭火系统适用于扑救易燃、可燃液体、可熔化固体、可燃固体火灾。若设置干粉系统，应采用全淹没系统。采用干粉灭火系统可以有效控制危险化学品的扩散，减少环境污染。

（5）自动灭火系统选择。通过以上几类灭火系统分析，考虑规范依据及灭火适用性，并减轻环境污染，采用干粉灭火系统比较适用该高架仓库。设计采用超细干粉灭火，设置全淹没灭火系统，管网最不利喷头工作压力不小于0.1MPa。

超细干粉灭火系统设计浓度0.065kg/m3，灭火浓度按检测值的1.2倍，不密封度补偿系数1.1，危险等级补偿系数1.1。灭火装置设计用量：儲藏库一790kg，储藏库二1470kg，设备机房147kg。采用组合分配方式，两个防护区共用两台装置。

3.5 灭火器配置

本工程属B类火灾，灭火器配置按严重危险级设计，设置MF/ABC5型手提式磷酸铵盐干粉灭火器，单位灭火器最大保护面积0.5㎡/B，最大保护距离为9m。

3.6 补充消防设施

要求室外适宜位置常备1立方米灭火砂及5块灭火毯。

4 结束语

本方案按照规范设置了必要的消防系统，尽量保证灭火系统的可操作性和经济性。设计过程充分结合仓库的平面布置、货架设置、储存物品危险等级，选取合理设计参数。此外应逐步完善专门针对高架仓库的消防设计规范，开发适用于高架仓库的灭火技术。对于超越规范的高架仓库，应开展性能化设计或采取专家论证会形式确定适宜消防系统。

参考文献：

[1] 许智红.高架仓库应用超细干粉灭火系统可行性分析[J].武警学院学报，2014（12）：39～42.

[2] 冯雷，车刘杰，杨永刚.高架物流仓库消防给水系统设计[J].山东煤炭科技，2014（7）：178～179.