大型变温冷库水消防设计的难点探讨

大型变温冷库水消防设计的难点探讨

许多 朱云鹏 周伟 樊晔 刘刚 裴晗博

中国中轻国际工程有限公司

摘要：大型变温冷库消防设计在国内设计经验较少。本文以某大型变温冷库的水消防设计方案为例，针对大型变温冷库水消防设计难点进行了探讨，并对类似冷库的消防设计提出了设计建议。

关键词： 消防设计 冷库 水消防系统 室内消火栓系统 自动喷水灭火系统

1  工程概况

本建筑为医药仓库，项目位于河北省廊坊市临空经济区，使用功能为冷库、丙二类多层仓库，制冷剂采用氟利昂R507A制冷剂，冷库一层库内设计温度为2~8摄氏度，二层库内设计温度为2~8摄氏度或-20~-25摄氏度（后期承租方确定），穿堂设计温度为8~10摄氏度，本建筑占地面积9572.49平方米，建筑面积为19507.64平方米，建筑高度22.7米，建筑层数为二层（局部四层），耐火等级二级，结构形式为钢结构。冷库库内设置货架，最大净空高度（吊顶高度）8.6m，最大储物高度小于7.5m；穿堂最大净空高度（吊顶高度）5.5m。本建筑还在夹层内设置设备机房，管理用房等房间。

2水消防系统设计难点探讨

2.1室内消火栓系统

室内消火栓系统采用临时高压供水系统。

根据《冷库设计标准》 GB50072-2021 ，8.4.3冷库的消火栓应设置在穿堂或楼梯间内，当环境温度低于4℃时，室内消火栓系统可采用干式系统，但应在首层入口处设置快速接口和止回阀，管道最高处应设置自动排气阀。

《消防给水及消火栓系统技术规范》 GB50974-2014（2018年版），

7.4.3设置室内消火栓的建筑，包括设备层在内的各层均应设置消火栓。

7.4.7-5冷库的室内消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内。

7.4.6 室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求，但建筑高度小于或等于24.0m 且体积小于或等于5000m3的多层仓库、建筑高度小于或等于54m且每单元设置一部疏散楼梯的住宅，以及本规范表3.5.2中规定可采用1支消防水枪的场所，可采用1支消防水枪的1股充实水柱到达室内任何部位。

冷库库内是否设置消火栓系统，规范并未明确说明。

考虑本建筑温度分区多，储存货物量大且价值高，冷库库房面积大，仅在穿堂或楼梯间内设置消火栓，无法满足室内消火栓有2股水柱到达室内任何部位的要求，故本建筑室内消火栓系统采用干式与湿式两套消火栓系统。在医药仓库内设计温度5摄氏度及以下（包括2~8摄氏度）的场所采用干式消火栓系统，设计温度大于4摄氏度的场所采用湿式消火栓系统。

消火栓及其竖管的布置保证同层相邻两个消火栓的充实水柱同时到达被保护范围的任何部位，消火栓充实水柱不小于13m，栓口动压不小于0.35MPa。干式消火栓干管设置在一层（2~8摄氏度）库房顶板下方，可保证干式消火栓充水后干管不结冻。

干式消火栓系统的充水时间保证不大于5分钟，在供水干管上设置电磁阀，在消火栓箱处设置直接开启快速启闭装置的按钮，当人员操作消火栓灭火时，可以手动启动消火栓箱内的手动按钮，开启控制阀向管网充水，消火栓按钮可作为启动干式消火栓系统的快速启闭装置。在首层入口处设置快速接口和止回阀，在系统管道的最高处，设置快速排气阀。干式消火栓系统的其他报警联动控制要求，与湿式消火栓系统相同。

2.2自动喷水灭火系统

《建筑防火通用规范》 GB55037-2022,8.1.8-10 设计温度高于0℃的地上高架冷库，设计温度高于0℃且每个防火分区建筑面积大于1500㎡的地上非高架冷库应设置自动灭火系统。

本建筑一层库内设计温度为2~8摄氏度，二层库内设计温度为2~8摄氏度或-20~-25摄氏度，均应设置自动喷水灭火系统。

穿堂是否需要设置自动喷水灭火系统，规范并未明确说明，考虑到穿堂内为封闭式控温穿堂，设计温度为8~10摄氏度，使用时有作为库房的可能，故设置自动喷水灭火系统。

冷库是准工作状态下严禁充水场所，故冷库采用预作用系统喷水灭火系统（双连锁，带空压机），按照仓库危险2级设计，冷库内货架区域最大净空高度≤9m，单双排货架，最大储物高度＜7.5m，喷水强度为22+1J（L/（min*m2）），顶板下喷头作用面积200*1.3=260m2，设置一层货架内喷头，持续喷水时间2h，货架内选用K80标准覆盖面积标准响应时间直立型喷头，顶板下选用K115标准覆盖面积标准响应时间直立型喷头。货架内与顶板下及货架内与货架内喷头交错布置。冷库缓存间最大净空高度≤9m，储存方式按照堆垛处理，最大储物高度≤7.5m，喷水强度为22L/（min*m2），作用面积200*1.3=260m2，持续喷水时间2h，采用k115的标准覆盖面积标准响应时间的直立型型喷头。冷库穿堂最大净空高度6m，喷水强度为16L/（min*m2），作用面积200*1.3=260m2，采用K115标准覆盖面积标准响应时间的直立型喷头。冷库夹层冬季有采暖，等级按照中危一级考虑，喷水强度6L/（min*m2），作用面积160m2，喷淋采用湿式系统，选用K115标准覆盖面积标准响应时间喷头。综上，冷库自动喷水灭火系统设计流量经计算后确定为140L/s，火灾延续时间2h。喷头动作温度：冷库及穿堂内喷头动作温度为57℃，夹层内喷头动作温度为68℃。

3  思考与建议

1）大型冷库冷间内是否设置室内消火栓。

大型冷库，库房面积大，仅在楼梯间，穿堂设置室内消火栓，冷间内会无法满足建筑内任意一点两股水柱同时到达的要求。冷间内是否设置消火栓可具体问题具体分析，若冷间设计温度0~4摄氏度，可在冷间内设置干式消火栓系统，若冷间内设计温度为4摄氏度以上，可在冷间内设置湿式消火栓系统，若冷间为冷冻间（设计温度0摄氏度及以下），因干管充水会结冻，且发生火灾的几率大大减小，冷间内可不设置室内消火栓系统。

2）冷库穿堂是否设置自动喷水灭火系统

对于穿堂为封闭式控温穿堂，且设计温度大于0摄氏度时，应设置自动喷水灭火系统。

非封闭式控温穿堂或闭式控温穿堂设计温度小于等于0摄氏度，可不设置自动喷水灭火系统。

3）冷间内自动喷水灭火系统，喷头采用上喷还是下喷。

对于设计温度大于0摄氏度的制冷间，喷头建议采用下喷形式，美观，且喷头处产生的冷桥比较容易处理。

对于设计温度有时零上有时零下的变温制冷间，因喷头处冷桥很难处理，跑冷量巨大，喷头建议采用上喷形式，但要注意与制冷专业设备及布袋风管打架问题，应在项目初期确定好各自标高及吊顶形式。

参考文献

[1]《建筑设计防火规范》 GB50016-2014（2018年版）

[2]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014

[3]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017

[4]《建筑防火通用规范》 GB55037-2022