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某大型物流仓库自动喷水灭火系统设计参数的设定与探析
更新时间:2017-01-10 来源:《给水排水》 作者:籍鹏飞,王睿,袁纯英

摘要:结合实际工程,对早期抑制快速响应(ESFR)自动喷水灭火系统在某大型物流仓库中的应用进行了简要阐述,并对系统的设计参数进行了探析,尤其是对稳高压供水系统中稳压泵的流量、扬程及气压水罐有效容积的设定提出了设计建议。

1 工程概况

某大型物流仓库位于广州某产业集聚区,建筑面积12 000m2,建筑高度13.50m,地上1层,局部夹层,耐火等级为二级,储存物品危险性分类为丙二类。属大区物流中转仓库,主要功能为各类移动通信物品的存储及配送。仓库按照工艺要求分为装卸区及储存区,采用6m×28m 柱网尺寸,门式钢架轻钢结构形式,既能充分满足仓储的大开间平面要求,又可以很好地保证空间的高效利用。

为了降低分层货架喷头造成的管道复杂、物资搬运等诸多不便,并减少由于货架变动造成的喷头重新安装等费用,保证仓库运作的灵活性,节约成本,该仓库按仓库危险级Ⅱ级设置湿式自动喷水灭火系统,采用早期抑制快速响应(ESFR)喷头,并选取格栅状管网布置。

2 自动喷水灭火系统设计参数的设定与探析

2.1 仓库最大净空高度的设定

“喷规”表5.0.6仓库危险Ⅱ级的库房采用早期抑制快速响应喷头的系统设计参数见表1。为了增加库内单位面积内的储物量,如采用K=360的早期抑制快速响应喷头,可实现仓库的最大净高度和最大储物高度。“喷规”[1]和“建规”[2]对室内净空高度的定义均没有明确,本文可理解为有吊顶时为吊顶下高度,无吊顶时为顶板下高度。

本仓库在室内顶层檩条下设有扣板,因此将扣板下高度定义为最大净空高度。参见表1中的系统设计参数要求,经与建筑专业协商,仓库内檩条下扣板最大净高控制在13.5m。

2.2 仓库梁间距的设定

由于早期抑制快速响应喷头间距最大为3m,系统支管尽量避开不穿梁设置,故将支管平行梁布置。由于K=360的早期抑制快速响应喷头造价较高,设计时考虑尽量减少喷头个数、降低投资,要求结构梁间距最好能满足3m的倍数。经与建筑和结构专业协商,结构梁间距设计为6m。

2.3 系统设计流量的设定

K=360的早期抑制快速响应喷头的流量:

q=k 式中q———喷头流量,L/s;p———喷头工作压力,MPa。计算得q=10.4L/s。作用面积内系统流量:Q=12×10.4=124.8(L/s)≈450m3/h。

2.4 系统持续喷水时间的探析

(1)根据“建规”[2]8.6.3条规定:丙类仓库火灾延续时间应为3h,但对采用早期抑制快速响应喷头的自动喷水灭火系统的持续喷水时间值得商榷。

(2)根据“喷规”[1]5.0.5条规定:仓库危险级的持续喷水时间不低于2h。

(3)根据“喷规”[1]5.0.6条规定:仓库采用早期抑制快速响应喷头时并没有规定持续喷水时间。

(4)根据“喷规”[1]5.0.11条规定:除本规范另有规定外,自动喷水灭火系统的持续喷水时间,应按火灾延续时间不小于1h确定。

(5)根据美国《自动喷水灭火系统手册》(NFPA13-2010Standard for the installation of sprinklersystems)[3]表16.3.3.1,可明确得出:仓库区域设置早期抑制快速响应(ESFR)自动喷水灭火系统,选用ESFR喷头(下垂型),火灾延续时间1h。

(6)根据根据美国FM 标准及NFPA13标准,ESFR喷头特点是流量大、工作压力大,属于抑制火灾(灭火型)喷头;其流量系数越大,对仓库的保护程度越高。因此,该仓库系统持续喷水时间选1h较合理。

2.5 喷头及管网布置的探析

因ESFR自动喷水灭火系统流量较大,若湿式报警阀后的管网采用常规的支状管网或环状管网布置,系统的配水干管、支管管径较大(分别为DN300及DN250),管道的荷载增加。因此在采用钢结构作为承重结构时,应充分考虑充水管荷载、管道支架荷载、管道支架与钢结构结合处理等因素,不仅给施工安装带来了困难,且投资增大。

本仓库结合结构梁间距6m 的布置特点,采用格栅状管网布置,支管平行于檩条布置,檩条之间每3m架设一条支管,支管上采用螺纹异径三通直接安装下垂型ESFR(K=360)喷头,喷头的溅水盘与屋面扣板的距离不大于360mm。经专用消防软件计算,采用格栅状管网主干管的管径为DN200、环状配水干管管径为DN150、支管的管径为DN80,比按枝状管网、环状管网布置时管径小了很多,大大节约了管材并降低了充水管荷载和管道支架荷载。

2.6 稳高压供水系统的设定

根据上海市消防局印发的《上海市大型物流仓库消防设计若干规定》及美国NFPA 标准中的要求,仓库必须设置稳高压消防给水系统。本仓库采用由稳压泵、气压水罐及消防主泵组成的稳高压消防给水系统,稳压泵、气压水罐、消防主泵均设在室外的消防泵房内,平时系统压力由稳压给水设备维持,发生火灾时,主泵根据系统压力变化自动开启。

随着科技的进步和社会的发展,稳高压消防给水系统在工程实践中应用越来越成熟。但是在稳高压消防给水系统设计过程中,对于仓库ESFR自动喷水灭火系统消防稳压泵流量、扬程及气压水罐容积的确定却没有明确规定。

2.6.1 稳压泵流量的探析

根据美国NFPA20规定,稳压泵的流量不少于系统正常条件下的渗漏量,压力应能足够维持系统所需的压力。根据上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》(DGJ08-94-2007)相关规定,稳高压消防给水系统消防稳压泵的流量应按系统的渗漏流量计算,消火栓给水系统宜为5L/s,自动喷水灭火系统宜为1L/s,消火栓给水系统与自动喷水灭火系统合用的消防稳压泵宜为3L/s。根据《自动喷水灭火系统设计手册》[4]9.2.2.3稳压泵流量的确定:原则上讲应不小于系统正常情况下的渗漏量,不大于1只喷头的出流量。

版权、出处:《给水排水》

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