港口物流倉(cāng)庫(kù)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取與計(jì)算

姚月姣

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

摘要：結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況,，對(duì)物流倉(cāng)庫(kù)的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)選取和計(jì)算過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹,，尤其是室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量的折減計(jì)算，消防水泵的揚(yáng)程計(jì)算,，消防水池和高位消防水箱的有效容積計(jì)算,，消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)壓力確定和氣壓罐有效容積計(jì)算。

關(guān)鍵詞：物流倉(cāng)庫(kù),；消火栓,；早期抑制快速響應(yīng)噴頭；穩(wěn)壓泵,；氣壓罐

引 言

新修編的《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014）已實(shí)施,，而《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084-2001）尚未更新,，在設(shè)計(jì)中，對(duì)規(guī)范的某些條款的理解尚不統(tǒng)一,。本文以某港口倉(cāng)庫(kù)為例,，針對(duì)該建筑消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),、消防水池及供水設(shè)施等的設(shè)計(jì)內(nèi)容,，提出個(gè)人對(duì)規(guī)范的理解，供大家參考,。

1 工程概況

某港口輔建區(qū)內(nèi)設(shè)倉(cāng)庫(kù),、辦公樓、綜合維修車(chē)間,、變電站,、供水調(diào)節(jié)站、除塵及消防水池等建（構(gòu)）筑物,。堆場(chǎng)區(qū)主要儲(chǔ)存金屬礦石等不燃性物品,。港區(qū)外圍建設(shè)有完善的市政配套設(shè)施。消防水源為市政自來(lái)水,，供水壓力0.20 MPa,。輔建區(qū)最不利的消防對(duì)象是輔建區(qū)的2#倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)為單層,，建筑面積17 805.15 m2,，建筑高度8.0 m，儲(chǔ)存物品為丙2類,，輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu),，建筑耐火等級(jí)一級(jí)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)無(wú)采暖設(shè)施,。

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016－2014）,，2＃倉(cāng)庫(kù)設(shè)置的消防設(shè)施包括：室內(nèi)消火栓、室外消火栓,、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和滅火器,。

2 消火栓給水系統(tǒng)

2＃倉(cāng)庫(kù)的建筑體積142 441.2 m3，室外消火栓設(shè)計(jì)流量45 L/s,，室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量25 L/s,。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974－2014）第3.5.3條“當(dāng)建筑物室內(nèi)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng),、泡沫滅火系統(tǒng)或固定消防炮滅火系統(tǒng)等一種或兩種以上自動(dòng)水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時(shí),，高層建筑當(dāng)高度不超過(guò)50 m且室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量超過(guò)20 L/s時(shí)，其室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量可按本規(guī)范表3.5.2減少5 L/s,；多層建筑室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量可減少50 %,，但不應(yīng)小于10 L/s”,。

規(guī)范中只規(guī)定了多層建筑的室內(nèi)消火栓流量可以折減，沒(méi)有說(shuō)明單層建筑是否適用,。很明顯單層建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性要比多層建筑低,，規(guī)范中說(shuō)的多層建筑可以理解為包含單層建筑。所以將2＃倉(cāng)庫(kù)的室內(nèi)消火栓流量折減50 %,，取12.5 L/s,。

3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存物品的種類按照倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)考慮。屋面坡度為1/15,，屋脊處室內(nèi)最大凈空高度9.5 m,，超出普通噴頭的保護(hù)高度。物品的儲(chǔ)存方式選擇早期抑制快速響應(yīng)系統(tǒng),，便于貨架和堆垛的靈活布置和調(diào)整,。

早期抑制快速響應(yīng)系統(tǒng)的儲(chǔ)物類別按照倉(cāng)庫(kù)I級(jí)、II級(jí),、瀝青制品和箱裝不發(fā)泡塑料確定,，最大凈空高度10.5 m，噴頭流量系數(shù)K＝200,，作用面積內(nèi)開(kāi)放12只噴頭,，噴頭最低工作壓力0.50 MPa。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量經(jīng)計(jì)算軟件逐點(diǎn)計(jì)算,，Q＝94.19 L/s,，取95 L/s。建筑引入管處壓力不小于0.85 MPa,。

倉(cāng)庫(kù)內(nèi)無(wú)采暖設(shè)施,，選擇預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。報(bào)警閥室設(shè)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi),，單獨(dú)在報(bào)警閥室設(shè)置采暖設(shè)施,，保證室內(nèi)溫度大于5 ℃。噴頭選擇早期抑制快速響應(yīng)噴頭,，公稱動(dòng)作溫度高于環(huán)境最高溫度30 ℃，選擇68 ℃溫級(jí)的直立型噴頭,。預(yù)作用報(bào)警閥后采用有壓氣體填充管道,，管道內(nèi)氣壓值在0.03 5～0.05 MPa之間。

4 消防水泵

倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)和室外消火栓系統(tǒng)合用一套管網(wǎng),，由消火栓泵組供水,。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用獨(dú)立管網(wǎng)，由噴淋泵組供水,。

消火栓泵3臺(tái),，2用1備,，單泵流量30 L/s。水泵揚(yáng)程按照P＝k2(∑Pf+∑Pp)+0.01H+P0計(jì)算,，P0為最不利點(diǎn)水滅火設(shè)施所需的設(shè)計(jì)壓力,。此處的P0不可以直接代入消火栓的栓口動(dòng)壓，還需要考慮管道的速度壓力,。對(duì)此,，規(guī)范第10.1.3條和10.1.4條有相應(yīng)的計(jì)算公式，《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示（15S509）第87頁(yè)也做出了同樣的解釋,。管道的速度壓力2＃倉(cāng)庫(kù)的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量q＝12.5 L/s,，管徑di取DN＝100 mm，計(jì)算得Pv=1.27×10-3MPa,。P0=0.35+ 0.00 127=0.35 127 MPa,。∑Pf+∑Pp分別為沿程和局部水頭損失,，取0.07 MPa,，k2取1.3，H取6 m,，計(jì)算得P＝0.50 MPa,。

噴淋泵3臺(tái)，2用1備,。假定單泵流量50 L/s,，管道容積14 m3，計(jì)算管道充水時(shí)間2.33 min,，大于2 min,，不符合規(guī)范要求。增加水泵流量,，縮短充水時(shí)間,，單泵流量取60 L/s，計(jì)算管道充水時(shí)間1.94 min,，滿足規(guī)范要求,。噴淋泵揚(yáng)程計(jì)算后，取1.00 MPa,。

5 消防水池

消防水池的有效容積,，根據(jù)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量和火災(zāi)延續(xù)時(shí)間確定。丙類倉(cāng)庫(kù)的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3 h,，消火栓系統(tǒng)一次滅火用水量（12.5＋45）×3.6×3＝621 m3,。早期抑制快速響應(yīng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間在規(guī)范中沒(méi)有明確規(guī)定，但是按照GB 50084-2001第5.0.11條“除本規(guī)范另有規(guī)定外,，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的持續(xù)噴水時(shí)間,，應(yīng)按火災(zāi)延續(xù)時(shí)間不小于1 h確定”,。2＃倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的一次滅火用水量為95×3.6×1＝342 m3。消防水池的有效容積應(yīng)為二者之和,，還要加上預(yù)作用報(bào)警閥后的管道容積（14 m3）,。最終確定消防水池的有效容積不應(yīng)小于977 m3。

6 高位消防水箱

消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)合用一個(gè)高位消防水箱,，查規(guī)范GB 50974－2014第5.2.1條第5款,，有效容積取18 m3?？紤]預(yù)作用報(bào)警閥后的管道容積（14 m3）,，高位消防水箱的有效容積最終確定為32 m3，設(shè)置在臨近辦公樓的屋頂水箱間內(nèi),。

7 消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974－2014）第5.2.2條,，需要分別設(shè)置消火栓系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。設(shè)于臨近辦公樓的屋頂水箱間內(nèi),。

消火栓穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量,，根據(jù)GB 50974－2014第5.3.2條第二款，按照消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的1 % ～3 %計(jì)算,，且不宜小于1 L/s,。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量12.5 L/s，穩(wěn)壓泵流量范圍為0.12 5～0.37 5 L/s,，取1.0 L/s作為設(shè)計(jì)流量,。

消火栓穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力，根據(jù)規(guī)范GB 50974－2014第5.3.3條及《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示15S909第45頁(yè)計(jì)算確定,。穩(wěn)壓泵的起泵壓力P1＝15－H1,，H1為穩(wěn)壓泵與辦公樓頂層消火栓的高差（3.0 m），P1＝12.0 m,。復(fù)核P1＞H2+7,，H2取2 m，符合要求,。穩(wěn)壓泵的停泵壓力P2＝P1/0.80=15.0 m,。穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程H=(P1+P2)/2= 13.5 m，取14 m,。

對(duì)于為何要復(fù)核P1≥H2＋7,，筆者理解是為了確保消防泵能夠正常啟泵。在15S909圖示第45頁(yè)第3條提示中,，寫(xiě)明消防泵啟泵壓力P=P1+H1+H-7，將此公式進(jìn)一步推導(dǎo)：由P1≥H2+7,，得出P1-7≥H2,，代入公式得出,，P≥H2+H1+H，即消防泵的啟泵壓力要大于高位消防水箱維持的靜壓力,，保證系統(tǒng)壓力下降時(shí),，消防泵能夠自動(dòng)啟動(dòng)。

消火栓系統(tǒng)氣壓罐的有效儲(chǔ)水容積按照15S909第47頁(yè)計(jì)算,，其中aα為安全系數(shù)取1.3,，qb為工作水泵計(jì)算流量，取3.6 m3/h,，nq為水泵在1 h內(nèi)啟動(dòng)次數(shù),，取15次。計(jì)算得Vq1=0.078 m3=78 L,，小于150 L,，根據(jù)規(guī)范GB 50974－2014第5.3.4條，取Vq1=150 L,，選擇SQL 1 000×0.6立式隔膜式氣壓罐,。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)流量，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的1 % ～3 %選取,，流量范圍是0.95～2.85 L/s,。規(guī)范中還規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量不應(yīng)小于系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)流量,，經(jīng)過(guò)查詢?cè)O(shè)備廠商的樣本,，報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)的自動(dòng)啟動(dòng)流量大多在15～60 L/min范圍內(nèi)，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量最終選取2 L/s,。

關(guān)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力,，規(guī)范第5.3.3條第3款“穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)保持系統(tǒng)最不利點(diǎn)處水滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力應(yīng)大于0.15 MPa” 。早期抑制快速響應(yīng)噴頭的最低工作壓力是0.50 MPa,，該系統(tǒng)的穩(wěn)壓壓力規(guī)范上沒(méi)有特別說(shuō)明,。類比消火栓系統(tǒng)，倉(cāng)庫(kù)的消火栓栓口動(dòng)壓要求不應(yīng)小于0.35 MPa,，而系統(tǒng)穩(wěn)壓壓力只要求大于0.15 MPa,，穩(wěn)壓壓力是小于工作壓力的。那么,，早期抑制快速響應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)壓壓力也可以小于噴頭的工作壓力,。而且，從火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制方式的角度分析,，根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116-2013）第4.2.2條第1款規(guī)定,，預(yù)作用報(bào)警閥是以感煙火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)，作為閥組開(kāi)啟的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，由消防聯(lián)動(dòng)控制器控制,。那么,，在預(yù)作用報(bào)警閥開(kāi)啟的時(shí)候，壓力水流進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng),，開(kāi)始充水,，變?yōu)闈袷较到y(tǒng)，同時(shí)水力警鈴發(fā)出報(bào)警,，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作,，直接啟動(dòng)噴淋泵。所以,，在預(yù)作用報(bào)警閥開(kāi)啟時(shí)候,，系統(tǒng)同時(shí)發(fā)出啟泵信號(hào)，理論上會(huì)早于噴頭動(dòng)作的時(shí)間,，所以系統(tǒng)的穩(wěn)壓壓力也沒(méi)有必要滿足噴頭的最低工作壓力,。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的啟泵壓力P1＝15－H1，H1為穩(wěn)壓泵與2＃倉(cāng)庫(kù)噴頭的高差（1.4 m）,，P1＝13.6 m,，復(fù)核P1＞H2+7，H2取2 m,，符合要求,。穩(wěn)壓泵的停泵壓力P2＝P1/0.80=17 m。穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程H=(P1+P2)/2=15.3 m,，取16 m,。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)氣壓罐的有效儲(chǔ)水容積，其中aα取1.3,，qb取7.2 m3/h,，nq取 15次。計(jì)算得Vq1=0.156 m3=156 L,，選擇SQL 1 000×0.6立式隔膜式氣壓罐,。

8 結(jié) 語(yǔ)

物流倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，早期抑制快速響應(yīng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是常見(jiàn)的設(shè)計(jì)形式,。系統(tǒng)穩(wěn)壓和自動(dòng)啟動(dòng)是設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分,，合理計(jì)算穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量和壓力，可避免系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)選取過(guò)大而造成的設(shè)計(jì)浪費(fèi),。按照規(guī)范,，消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量在某些特定條件下可進(jìn)行折減計(jì)算，經(jīng)過(guò)折減計(jì)算,，可優(yōu)化消防水泵流量,，減少消防水池的有效容積,，最終降低工程造價(jià)。

Selection and Calculation of Design Parameters for Fire-fighting Water Supply System Applying to Port Logistics Warehouse

Yao Yuejiao
(CCCC First Harbor Consultants Co., Ltd., Tianjin 300222, China)

Abstract：Based on logistics warehouse projects, an introduction to the selection and calculation process of the design parameters for fire-protection water supply system is made in detail, which includes the reduction factor of the design flow rate of indoor fire-hydrant, the pump head of fire-fighting pumps, valid volume of fire-fighting water basin and overhead fire-fighting water tank, the design pressure of stabilizing pump and valid volume of air pressure tank adopted in the fire hydrant system and sprinkler system.

Key words：logistics warehouse; fire hydrant; early-suppression fast response sprinkler; stabilizing pump; air pressure tank

中圖分類號(hào)：U653.99

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1004-9592（2017）02-0064-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20170216

收稿日期：2016-11-28

作者簡(jiǎn)介：姚月姣（1981-）,，女,，工程師，主要從事給排水和消防設(shè)計(jì)工作,。