铁路高架仓库消防灭火系统设计探讨.doc

铁路高架仓库消防灭火系统设计探讨摘要：本文以某铁路高架仓库的消防灭火系统设计为例，比较了选用不同消火栓系统、自动喷水灭火系统对于仓库工程的差异，综合考虑了设计、施工以及运行中的各种因素，提出了本工程自消防系统的设计方案，并叙述了在消防系统设计中应注意的问题。关键词：干式消火栓系统 预作用自动喷水灭火系统 高架仓库 早期抑制快速响应喷头 消防排水The introduction of Fire protection system in the high rack storage of the railwayWang Rui FengBeijing China Nuclear Star Design and Consulting Co. Ltd.Abstract：Based on certain railway warehouse fire extinguishing system design as an example, compares the choose different fire hydrant system, automatic sprinkler system for warehouse project, considering the various factors in the design, construction and operation, puts forward the design scheme of this project since the fire control system, and describes the problems that should be paid attention to in the fire control system design.Key words：Dry fire hydrant system; Preaction sprinkler system; high rack storage; Early suppression nozzle quick response; Fire water drainage随着我国经济的迅猛发展，物流产业当之无愧的成为了经济发展的先头部队，各种物流仓库逐渐增多，容量逐渐增大，物流品种复杂多样；而高架物流仓库作为大量物流产品的贮存场所，一旦发生着火，如不能及时的、有效的扑灭火灾，其社会及经济损失都是不可计量的，因此仓库内的各项消防设施的设计就显得尤为重要，本文根据某铁路高架仓库工程实例，对其室内的消防灭火系统设计的选型、布置以及消防排水等问题进行了分析探讨。1 工程概况本工程为某铁路货场1#立体仓库项目，位于北京市，建筑长180.56m，宽25.56m，占地面积4621m2，；主体地上1层，库内净空高度10.2m，建筑总高度11.30m；主体为门式刚架钢结构，柱下独立基础；建筑耐火等级为二级；火灾危险性为丙类。根据建筑设计防火规范GB50016-2006要求，本工程室内消防灭火系统应设置室内消火栓系统，自动喷水灭火系统及建筑灭火器系统等。2 系统设计2.1 室内消火栓系统本工程仓库内无采暖系统，因此在消火栓给水系统选择上有普通消火栓给水系统+电伴热保温及干式消火栓给水系统两种：l 采用消火栓给水系统+电伴热保温：应从消火栓给水管道入口对室内所有消火栓给水管道设置电伴热保温防冻，以保证在冬季消火栓给水可以正常使用；本工程室内消防给水管道约为450m，电伴热总用电量约为11.25kW；l 采用干式消火栓给水系统：本系统平时消火栓给水管内不充水，当发生火灾时，位于给水管道入口处的电动阀打开，水充满消火栓给水管道，供给室内消火栓用水；用水后将消防给水管道中的水做放空处理；综上所述，为减少建设项目的初期投资（电伴热带），节约运行中的用电量，避免充水管道漏水对货物产生影响，本工程消火栓给水系统采用干式消火栓给水系统。2.2 室内自动喷水灭火系统本工程按照高架仓库进行设计，货架采用带通透层板的钢制货架，货架储物高度7.2m；根据仓库内存放物品的种类，火灾危险等级按仓库危险级级进行设计。根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001(2005版)，本工程喷头可采用普通K80标准喷头，亦可采用仓库用早期抑制快速响应喷头：l 采用普通K80标准喷头：仓库储物高度大于4.5m，应在货架内设置喷头，当货架为单、双排货架时，货架内置喷头自地面起每4m高度处设置一层喷头；当货架为多排货架时，货架内置喷头在4.5m以上每1.5m设置喷头；且所有货架内置喷头上方的层间隔板应为实层板；l 采用仓库用早期抑制快速响应喷头：当仓库内净空高度不大于9m，储物高度不大于7.5m，货架为通透性层板，可直接在屋顶布置一层早期抑制快速响应喷头。综上所述，为避免货架内设置喷头而影响货物储运，减少自喷管道（包括支吊架）的设置数量，降低劳动强度，缩短施工工期等，本工程自喷系统采用仓库用早期抑制快速响应喷头，由于室内未设置采暖，自喷系统采用预作用系统。2.3 建筑灭火器系统建筑灭火器系统分为推车式及手提式2种，推车式是用来储存灭火剂量较大的灭火器，其重量也较大，因此采用推车驱动；手提式灭火器是用来储存灭火剂量较小的灭火器，由于其重量较轻，便于人员移动，平时放于灭火器箱内。由于仓库内空间大，储物多，火灾一旦发生，蔓延速度极快，考虑采用容量较大的推车式灭火器；又考虑到不同人员的使用以及灭火器的摆放空间，考虑采用部分手提式灭火器若干，因此本工程建筑灭火器系统采用推车式灭火器辅助手提式灭火器联合布置。3 主要设计参数3.1 室内消火栓系统根据建筑设计防火规范GB50016-2006，室内消火栓给水系统主要设计参数如下：序号系统名称消防用水量火灾延续时间一次灭火用水量同时使用水枪数量1室内消火栓系统10L/s3h108m32支3.2 室内自动喷水灭火系统根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001(2005版)，本工程选用K200早期抑制快速响应喷头，按照仓库危险级级进行设计，喷头最低工作压力0.35MPa，作用面积内开放的喷头数为12只，喷头最大间距不大于3.7m。3.3 建筑灭火器系统根据建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005规定，按中危险级A类在建筑物内部设置建磷酸铵盐干粉（ABC）灭火器；推车式灭火器采用MFT20，手提式灭火器采用MFZ/ABC3。4 设计计算4.1 室内消火栓系统室内消防用水量10L/s，采用DN100镀锌钢管，设计流速约为1.27m/s，沿程水头损失0.1663kPa/m；消火栓均采用DN65室内消火栓，配套19mm水枪，25m长衬胶水龙带，充实水柱不小于13m，最不利点处栓口压力21.88m，最不利点距离室内消火栓系统入口约为180m，因此由H=H0+iL得出系统入口压力约为0.28MPa，取0.30MPa。其中：H系统入口压力(MPa)；H0最不利点栓口压力(MPa)；i 水力坡降(kPa/m)；L 管道长度(m)；图1 仓库消火栓给水管道系统图由公式：T=L/v，得出系统充水时间约为142s，即2.37min，满足规范要求，因此入口位置设置是合理、可行的。其中：T系统充水时间(s)；L管道长度(m)；v水在管道中的平均流速(m/s)；4.2 室内自动喷水灭火系统由于喷头出流量与压力成正比q=K（10P）1/2，喷头的压力与管道损失成反比，因此管道的布置形式关系到整个系统的流量，也关系到供水泵流量及扬程的选择；在以往的普通湿式自喷系统设计中，管道一般采用枝状丰字型布置，支管流量逐一汇总到主管，但早期抑制快速响应喷头流量系数较大，系统流量也大的多，而目前报警阀直径一般不大于DN200，因此为避免流量过大而增大管径的情况发生，同时本着可靠和有效地供应消防用水，节省投资等，本工程考虑采用环状管网布置，如图1所示：图2 仓库自喷管道布置图最不利点喷头1起端压力为0.35MPa，水从环网的一端入口进入，分成2股水流，通过管段L1和L2到达，然后通过作用面积符合喷头喷水灭火，因此管段L1与L2的水头损失相等，这样应有下列公式：Q=Q1+Q2 i1L1=i2L2 i=0.0000107v2/d1.3式中：Q管段流量 i 每米管段水损（MPa/m） L 管长（m） v 管道内水的平均流速（m/s） d 管道计算内径（m）根据水头损失计算公式带入上式，得出： Q12L1/D15.3= Q22L2/D25.3 Q1=Q L2/L1（D1/D2）5.31/2/1+ L2/L1（D1/D2）5.31/2Q2=Q/1+ L2/L1（D1/D2）5.31/2根据上述公式及喷头流量计算公式计算得出：系统出流量Q=79.28L/s ； 管道入口处（水流指示器后）供水压力H0=0.58MPa；预作用报警阀等附件局部损失按相关厂家资料选取，最终自喷系统入口压力约为H=0.65MPa。水力计算详见表1：表1 水力计算表管段名称起点压力mH2O管道流量L/s管长m当量长度管径mm水力坡降mH2O/m流速m/s损失mH2O终点压力mH2O1-235.226.282.802.00500.4372.962.1037.322-337.3212.752.804.30650.4703.622.9740.293-440.2919.492.805.40800.4443.933.6443.934-543.9326.530.806.101000.1883.061.3045.235-845.2339.05111.012.901500.0502.156.1952.429-1035.006.212.802.00500.4272.932.0537.0510-1137.0512.602.804.30650.4593.573.2640.3111-1240.3119.272.805.40800.4343.883.5543.8712-643.8726.220.806.101000.1843.031.2745.136-545.1312.523.009.201500.0070.710.0945.226-745.1313.703.009.201500.0080.780.1045.2313-1435.226.282.802.00500.4372.962.1037.3214-1537.3212.752.804.30650.4703.622.9740.2915-1640.2919.492.805.40800.4443.933.6443.9316-743.9326.530.806.101000.1883.061.3045.237-845.2340.23100.08.601500.0572.286.1952.428-入口52.4279.2810014.82000.0492.525.6358.054.3 建筑灭火器系统建筑灭火器设计计算按照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005中7.3.1式进行计算，本文不做累述。5 系统布置中应注意的问题室内消火栓系统根据规范要求，在室内适当位置设置室内消火栓若干，保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱到达任何部位。布置应注意消火栓应根据货架摆放布置在货运路线两侧，且不应妨碍货运通行，当附近没有立柱或墙时，可在地面设置支架，以保证消火栓栓口距离地面距离为1.10m。布置消防管道（包括消火栓及自喷管道）时应注意：管道应尽量贴柱或墙布置，并注意管道敷设标高应以不遮挡门、窗（库房内一般为高、低窗相结合）为原则；当柱子间距超过消防管道最大支吊架间距时，应考虑在屋顶生根采用管道吊架，屋顶生根需与结构专业协商，并在屋顶檩条预留相应吊架荷载，以满足安装要求。管道布置时应注意与其它专业间的管线综合，特别是当厂房内有吊车时，应充分考虑吊车极限位置及运行高度；当与电气专业的桥架平行布置时，消防系统管道应尽量敷设在桥架下方（自喷管道除外）。干式消火栓系统进水管入口处应设置快速启闭的电动阀及检修阀门（常开），当阀门前给水可能在冬季冻结时，应将阀门前管道设置保温防冻；预作用自喷系统的报警阀间应单独设置采暖防冻，如未设置，应将阀门前管道设置保温防冻。干式消火栓系统及预作用自喷系统均应设置自动排气阀，自动排气阀应设置在系统的最高点，且排气量应满足系统需要；室内消火栓接管方式应采用后进水，以便于放空。6 消防排水根据自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001(2005版)第5.0.7A款，仓库内宜设置消防排水系统：一方面迅速排出消防后的消防水，以避免货物因水渍而蒙受二次损失及减轻建筑荷载，一方面排出平时消防系统试水