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　　1概述

　　該工程位于上海浦東國際機場,南與航站樓相鄰,西與機場道相連,北、東為市政道路。本工程所在地地形平坦,自然地坪標高為4.0m。貨運站建筑面積為4.8萬m²,長為300m,寬為130m。庫區為一層,屋架下弦高度為16.8m,辦公樓3層,建筑高度小于24m。該建筑為機場轉運倉庫或者丙類廠房。本項目1997年設計,1998年施工,1999年竣工驗收。

　　2消防用水量

　　本工程消防對象為貨運站,貨運站為鋼屋架和混凝土柱,屋面為壓型鋼板的二級耐火等級的建筑物,對于高架庫區儲存物品為丙類可燃固體,對于分解和打包區域作業區則應為丙類廠房。為此貨運樓內設消火栓和自動噴水滅火系統,高貨架區自動噴水為嚴重危險級,其它為中危險等級。消防用水量詳見表1。貨運站室內消防一次用水量為567m³,貨運站室內外消防一次用水量為1053m³。室外消防用水由室外給水管網直接供給,室內消防用水由設在貨運樓地下儲水池和消防泵站供給,儲水池有效容積為600m³。

　　3自動噴水滅火系統

　　3.1防火分區與自動噴水系統

　　該項目在設計時,按照機場碼頭內的中轉倉庫設計,集裝箱高貨架集中設置在空側,為獨立的防火分區,散貨高貨架設置在分解和打包作業區,散貨高貨架與作業區不在同一防火分區,依據《建筑設計防火規范》[1],整體庫房設置自動噴水滅火系統,防火分區為2.4萬m²。

　　美國《統一建筑設計規范》UBC1997年版[2]第5章關于倉庫的規定,當內外承重墻、梁柱為4h耐火極限,樓板3h耐火極限,而屋面為2h耐火極限時,耐火等級為é-443,層數和防火分區不限;當內外承重墻、梁柱耐火極限為3h,樓板2h,屋面為1.5h時,耐火等級為é-332,層數限制為12層,每個防火分區面積為3707m²;當主要構件耐火極限為1h時,耐火等級為ê-111級,層數限制為4層,每個防火分區面積為1672m²,我國的二級耐火等級勉強相當于美國《統一建筑設計規范》的é-332。

　　英國規范規定廠房的防火分區為7000m²,設置自動噴水滅火系統時面積可以為14000m²。

　　美國《國際防火規范》(InternationalFireCode)1997年版[3]第23章規定,對于高架倉庫,當建筑面積大于46450m²時,應設置通道,以及設計自動噴水滅火系統和防排煙系統,最大堆垛高度12m,最大堆垛長度30m,最大堆垛體積11327m³。

　　從各國規范來看,倉庫設置防火分隔是必要的,而且該類建筑設置自動噴水滅火系統也應該。

　　在設計時,如果按倉庫設計,根據《建筑設計防火規范》GBJ16-87和《自動噴水滅火系統設計規范》GBJ84-85[4],整體要按嚴重危險等級設置自動噴水滅火系統,如果按照丙類廠房設計,根據《建筑設計防火規范》可不設置自動噴水滅火系統。但本建筑除集裝箱高架庫外,散貨高架庫區分散布置在貨運站分解打包作業區內,不宜用防火墻分隔,國際上的此類建筑,如新加坡機場、中國香港機場、歐洲機場的貨運站等均設置了自動噴水滅火系統,加之歐美規范也要求設置,為此本工程整體設置自動噴水滅火系統。

　　3.2自動噴水危險等級劃分與設計原則

　　在工程實際設計過程中,沒有把整個廠房作為庫房來設置噴水強度,而是根據實際情況確定自動噴水滅火系統的強度,原因是如果本工程按高架庫房設計,屋面自動噴水滅火系統應按倉儲建筑設置自動噴水滅火系統,所有區域為嚴重危險等級,噴水強度為15L/(m²·min),這樣勢必造成不必要的投資。考慮到分解打包作業區貨物堆垛高度一般不會超過3m,而且貨物通常為隨意分散放置,堆垛密度不高,根據1996年版NFPA13(StandardfortheInstallationofSprinklerSystems)的規定,堆垛高度不大于3m的丙類物品,可以采用中危險等級的噴水強度。為此,根據當時規范要求,分解打包作業區按中危險等級設置噴水強度。

　　分解打包作業區內有高貨架,在同一空間設置噴水強度不同的自動噴水系統時,國內規范沒有明確規定如何處理,根據NFPA13有關規定,噴水強度高的一端應向外擴展4m～6m。為此本設計在散貨高架庫區與作業區的分界線處向外擴展一個柱距8m。

　　本工程的屋架下弦高度為16.8m,屋面最高處為19m,為此有人認為在屋面設置自動噴水滅火系統不符合《自動噴水滅火系統設計規范》GBJ84-85最高設置高度8m的要求。關于撲救地面火災自動噴水滅火系統的最大設計高度,各國規范不盡相同,德國規定標準反應噴頭撲救地面火災最大設置高度15m,NFPA850[6]規定為12m,NFPA13對普通標準反應噴頭沒有規定,對快速反應噴頭的規定值為9m,我國規定是8m。其理論依據是火災時,煙氣在空間內的流動和熱量聚集規律,見圖1[7]。

　　假設煙氣層的平均溫度為A,熱氣流中心的平均溫度為B,對于空間高度低時,B遠大于A,當選擇溫度為B的溫度等級的噴頭時,噴頭動作數量少;對于空間高度高時,B與A接近,而且空間高度越大,B與A就越接近,此時選擇溫度為B的溫度等級的噴頭時,噴頭動作數量就相當多。當空間高度高時,設計作用面積應加大,使之滿足因火災煙氣流和熱量積聚而影響系統的噴頭的開啟數量,設計時采用閉式系統同樣是可行的。一般當高于8m空間時,為節省投資不采用雨淋系統,仍可采用閉式系統,但其作用面積必須加大,系統應根據空間高度確定其作用面積,系統作用面積宜是規范規定值的1.5～4倍,NFPA13中危險等級的最大作用面積為372m²。而本工程自動噴水系統是按照倉儲建筑設計,折合成中危險等級的作用面積約為750m²,因此相當于設置了雨淋系統。

　　本設計因防火分區要增加1倍而要設置自動噴水滅火系統,同時因屋架是鋼結構,為保護鋼結構也應設置自動噴水滅火系統,因此本工程經綜合考慮設置了閉式自動噴水滅火系統。

　　3.5自動噴水滅火系統設施設計與選擇

　　本工程與其配套項目貨代樓共用一自動噴水給水設施,由地下儲水池和地下消防泵站內的自動噴水給水泵供水,系統由氣壓罐和穩壓泵維持壓力。高貨架區按嚴重危險等級設置,其它區域按中危險等級設置,倉庫區采用預作用自動噴水滅火系統,室外雨蓬區采用干式自動噴水滅火系統,辦公樓采用濕式自動噴水滅火系統。

　　自動噴水給水泵為三用一備共四臺,性能為Q=32.5L/s,H=0.78MPa。氣壓罐為2.0m×2.0m一座。穩壓泵為兩臺一用一備,性能為Q=0.67L/s～1.31L/s,H=1.04MPa～0.77MPa,N=3.0kW。

　　高貨架庫按層設置貨架內快速反應噴頭(帶集熱罩和防護罩的噴頭),動作溫度為68℃,k=115;辦公樓選用可隱藏式噴頭,動作溫度為68℃,k=80;庫區屋面噴頭動作溫度為79℃,k=80;室外雨蓬設置噴頭的動作溫度為79℃,k=80。

　　自動噴水供水主干管為DN250的環狀管網,并設置7個DN150的室外地上式消防水泵接合器。每個報警閥就近從環網上接管,以枝狀管網供水。
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　　自動噴水給水泵由報警閥的壓力開關自動啟動,自動噴水給水泵由系統管網低壓壓力開關自動啟泵,啟泵壓力為0.75MPa,消防水池最低水位自動報警。預作用報警閥的閥后管道壓力控制在0.03MPa～0.05MPa之間,壓力由小型空壓機自動維持。干式系統每個報警閥噴頭控制在250個范圍內,干式報警閥設置加速排氣器,閥后空氣壓控制在0.25MPa～0.30MPa之間,壓力由小型空壓機自動維持。自動噴水給水系統的壓力由穩壓泵和隔膜式氣壓罐上的壓力開關自動控制,啟泵壓力為0.85MPa,停泵壓力為0.95MPa。

　　3.6高架庫噴頭布置

　　航空集裝箱一般有3種類型,一是6面圍合的鋼板集裝箱,二是僅有底盤,采用繩網或塑料布固定貨物的托盤集裝箱,三是有1～3面開口的鋼板集裝箱。通常集裝箱的尺寸較大,集裝箱單個貨架為3×7.1m,噴頭布置有2種形式,但布置原則是把單個集裝箱貨架作為一個單元來布置噴頭,見圖2。

　　散貨架噴頭布置,一般應根據貨架總高度和結構類型、貨物類別以及單個貨架尺寸來布置,形式較多,本設計的貨架噴頭布置采用平面立面交叉布置的方式,見圖3。

　　 4消火栓給水系統

　　4.1室外消防給水系統

　　本貨運站區域內的消防給水由機場配水站統一供給,機場區域內給水管網為環狀管網,本貨運站北邊緯七路上有DN500的給水管,東邊經十一路上有DN500的給水管,南邊緯九路上有DN400的給水管,本工程所在地的給水壓力約為0.28MPa,從站區東邊的DN500的給水干管上接引二條DN300的給水管進入站區,并在站區內形成DN300環狀給水管網,管網上設10個地上式消火栓。室外消防給水管網與生活給水管網合用,在管網上設14個地上式消火栓。

　　4.2室內消火栓給水系統

　　本工程與其配套項目貨代樓共用一消火栓給水設施,由地下消防泵站內的消火栓給水泵和地下儲水池供水,并由氣壓罐和補水泵維持系統壓力。設兩個消防水泵接合器,供水管網為環狀,干管管徑為DN150。

　　消火栓選用DN65消火栓(19mm水槍,L=25m水龍帶)和DN25的消防軟管卷盤(6mm水嘴,L=30m的膠管),動壓超過0.5MPa的消火栓設減壓孔板。

　　消火栓給水泵為兩臺一用一備 , 性能為 :Q=20L/s,H=0.71MPa 。隔膜式氣壓罐為 2.0m×2.0m 一座。穩壓泵為兩臺一用一備 , 性能為 Q=0.67L/s ～ 1.31L/s,H=1.04MPa ～ 0.77MPa,N=3.0kW 。

　　消火栓給水泵由系統管道低壓壓力開關自動啟泵(壓力為0.65MPa),消火栓按扭手動啟動,消防控制中心遙控。補水泵由隔膜式氣壓罐上的壓力開關自動控制,起泵壓力為0.75MPa,停泵壓力為0.85MPa。

　　 5消防泵站

　　消防泵站設在貨運樓的地下室,由消防儲水池和消防泵房組成,消防儲水池有效容積為600m³,消防泵房建筑面積約300m²。消火栓系統和自動噴水滅火系統的給水泵和穩壓裝置均設在泵站內。

　　消防泵房內設備詳見表2泵房設備一覽表

　　 消防水池設置在室外地下,水池頂為室外地面,無法設置通氣管,設計時把通氣管引入室內。

　　根據《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》的規定消防水泵應設置DN65的試驗管,目的是測試消防給水泵的供水能力,但DN65的測試管在實際中不便操作,而且很難測試出水泵的供水能力。設計時參考美國規范NFPA20[8]的有關規定,在消防水泵內設置了DN100的試驗管,并設置了額定流量為水泵額定設計流量的175%的流量計和精密壓力表。

　　6其他系統

　　6.1二氧化碳滅火系統

　　貨運站貴重物品倉庫設低壓CO 2 滅火系統,1號站貴重品庫為12m×8m×4m,需CO 2 768kg。2號站貴重品庫為12m×13m×3.9m,需CO 2 1200kg。

　　6.2滅火器

　　變配電室和充電室各設一臺MFAT35型推車式干粉滅火器,倉庫和辦公樓設MFA5型手動干粉滅火器318個。