伍強精品課堂:物流中心設計的消防問題

作者:尹軍琪 時間:2020/03/26 來源:伍強智能科技

        01設計規范

        在我國,物流中心(也稱為倉庫或廠房)的消防設計,具有強制性的規定。為此,中華人民共和國住房和城鄉建設部頒發了《建筑設計防火規范》,供全社會執行。

        《建筑設計防火規范》經過幾十年的發展,對于廠房和倉庫的設計更加重視,規范也在根據實際應用需求與時俱進,不斷完善。目前執行的規范版本是GB50016-2014,2015年1月1日開始實施。

        為了適應大型物流中心的建設需求,2006年上海市出臺了《上海市大型物流倉庫消防設計若干規定》,對當時的《建筑設計防火規范》進行了修正。

        2016年,中國首次頒布《物流建筑設計規范GB 51157-2016》,2016年12月1日開始執行。這是對物流中心建筑專門制定的第一個國家規范文件。本規范與《建筑設計防火規范GB50016-2014》并行不悖。并有針對性的進行了補充。以下為了敘述簡化,均略去版本號。

        我國對物流建筑消防安全設計所持的基本原則是:預防為主,防消結合?!督ㄖO計防火規范》重點對廠房和倉庫(第3章)、液體氣體儲罐和可燃材料堆場(第4章)的設計進行了規范,對建筑構造、滅火救援措施、消防設施的設置、供暖、通風和空氣調節、電氣等設計進行規范。本規范將民用建筑分為兩大類,即高層民用建筑和單、多層民用建筑。

        從現有物流建筑應用上看,絕大部分屬于單、多層民用公共建筑,極少部分屬于二類高層民用公共建筑。所謂單、多層民用公共建筑是指:1 建筑高度大于24m的單層公共建筑;2 建筑高度不大于24米的其他公共建筑。

        《物流建筑設計防火規范》首次對物流建筑分類(即作業型、儲存性和綜合型)做出了明確定義。其中(參見3.0.1條):

        1  作業型物流建筑應同時滿足下列條件:

        1)   建筑內存儲區的面積與該建筑的物流生產面積之比不大于15%;

        2)   建筑內存儲區的容積與該建筑的物流生產區容積之比不大于15%;

        3)   貨物在建筑內的平均滯留時間不大于72h;

        4)   建筑內存儲區的占地面積總和不大于現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016規定的每座倉庫的最大允許占地面積。

        2  存儲型物流建筑應滿足下列條件之一:

        1)   建筑內存儲區的面積與該建筑的物流生產面積之比大于65%;

        2)   建筑內存儲區的容積與該建筑的物流生產區容積之比大于65%。

        3)   除作業型物流建筑、存儲型物流建筑之外的物流建筑應為綜合型物流建筑。

        此外,《物流建筑設計規范》明確規定(3.0.3條):存儲型物流建筑應按庫房建筑要求設計;作業型與綜合型物流建筑應按廠房建筑要求設計,且其存儲區應按庫房建筑要求設計;特殊物流建筑與危險品物流建筑還應執行相應的專用設計標準。規范還對物流建筑的存儲區、作業區的劃分做出明確定義,應符合下列規定(3.0.4條):

        1  存儲區應滿足下列條件之一:

        1)   物品平均堆放高度大于1m、面積利用系數大于0.4且物品平均滯留時間大于24h的堆存區域;

        2)   物品存放高度不大于2m且物品平均滯留時間大于24h的貨架區;

        3)   物品存放高度大于2m的貨架區;

        4)   物品平均滯留時間大于72h的區域。

        2  作業區應同時滿足下列條件:

        1)   用于對物品進行物流作業的區域;

        2)   不屬于本條第1款的區域;

        3)   物品在該區域的最長滯留時間不大于72h。

        02作為選址的安全性

        《物流建筑設計防火規范》對選址的安全做出強制性規定(6.1.5):

        安全等級為一級、二級的物流建筑用地不應選址在下列地段及地區:

        1   發震斷裂帶和抗震設防烈度為9度及高于9度的地區;

        2   有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段;

        3   具有開采價值的礦藏區以及采礦沉陷(錯動)區界內;

        4   易受洪水淹沒或防洪工程量很大的地段。

        這一規定具有一定的指導意義。

        地震設防烈度在我國的分布,不低于9度的地區不多,見下圖(表):

        臺灣:臺中、苗栗、云林、嘉義、花蓮;

        新疆:烏恰、塔什庫爾干;

        甘肅:古浪;

        西藏:當雄、墨脫;

        云南:尋甸、東川、瀾滄;

        四川:康定、西昌、冕寧;

        以上這些地方,都屬于經濟欠發達地區,對于目前來說沒有什么限制意義。更為詳細的數據其實很難確定。2008年的汶川地震,遠在寶雞的倉庫都受到了重擊,需要引起重視。

        03作為貼鄰建筑的安全性

        《物流建筑設計防火規范》對與物流中心貼鄰的辦公建筑的安全做出強制性規定(15. 3. 11):

        為物流建筑服務的辦公建筑與丙類物流建筑貼鄰建造時,其耐火等級不應低于二級,并應采用耐火極限不低于 2.0h的不燃燒體墻與物流建筑分隔,并應設置獨立的安全出口。當隔墻上需開設相互連通的門時,應采用乙級防火門。

        這一規定在實際中非常重要。物流中心的辦公建筑一般都會有貼臨建筑,以便于物流管理。

        04關于建筑面積的規定

        《建筑設計防火規范》對廠房和倉庫的面積、層數均做出強制性規定。以丙二類倉庫為例,當耐火等級為一、二類時,倉庫層數不限。單層倉庫每座倉庫最大允許6000㎡,防火分區為1500㎡,多層倉庫每座限制4800㎡,防火分區最大為1200㎡,當采用自動滅火系統時,其面積可以增加1.0倍。

        作為丙類二級耐火等級的單層廠房,每個防火分區的面積為8000㎡,多層廠房為4000㎡,當采用自動滅火系統時,其面積可以增加1.0倍。

        該規范對于分揀區的規定有重大變化(15.3.1),即在原有廠房規定的基礎上增加了1.0倍:

        注:安裝自動噴淋系統時,面積按照上表增加1.0倍。

        這一改進大大方便了大型配送中心分揀區域的設計,也大大節約了成本。

        規范對于作為作業型和綜合型的物流中心,其總體面積并無限制,但在實施過程中,逃生距離有嚴格的限制(參見后面“安全疏散”一節)。

        05關于閣樓貨架

        閣樓貨架應用于電子商務物流中心。在規范中并沒有特別限制。但卻對作業平臺做出了規定。值得注意(參見《物流建筑設計規范》15.2.2條):

        用于物流作業或貨物存儲的平臺,其耐火等級不應低于二級。

        關于構件的耐火等級,應符合如下表的要求(參見《建筑設計防火規范》表3.2.1):

        這就要求對作為平臺使用的物流設備,進行耐火等級的測試和試驗。這在以前是沒有的。

        《物流建筑設計防火規范》第15.3.6 條規定:用于物流作業及貨物存儲的平臺、建筑夾層應計入防火分區面積。當建筑夾層面積小于多、高層廠房或倉庫防火分區面積的30%時,可不計入建筑層數;當超過多、高層廠房或倉庫防火分區面積的30%時,應在單層與多、高層之間劃分不同的防火分區,且倉庫的占地面積不應超過一座倉庫的最大允許占地面積。

        檢修平臺,無人作業的設備平臺不計入防火分區面積及建筑層數。

        06集裝箱儲存與密集存儲

        《物流建筑設計防火規范》第15.3.9條:對于只有一個巷道的高貨架存儲區,當面積超過一個防火分區最大允許建筑面積時,若同時滿足下列條件,其防火分區之間可不設防火墻:

        1   出入庫設備需要在整個巷道范圍內作業;

        2   貨架內設置自動滅火系統;

        3   各防火分區的貨架獨立,相鄰的貨架區的間距不小于10m。

        本條對于大型集裝箱高架存儲系統和密集存儲有響應的應用意義。

        07庫架合一倉庫

        庫架合一式倉庫是一種非常獨特的倉庫形式,它采用倉庫的貨架作為建筑的支撐,大大節約了空間和成本,縮短了工期。因此,廣受市場歡迎。尤其在歐洲和東南亞地區。

        庫架合一倉庫都是針對AS/RS而言的,其它倉庫并不能采用庫架合一的形式。因此,先行消防規范并沒有涉及到這一倉庫形式。因為無法定義貨架到底是屬于建筑還是屬于設備,因此存在很大爭議。導致庫架合一式倉庫的消防問題,到目前為止還沒有一個合理的解決方案,這為庫架合一式倉庫的設計和應用帶來了限制。

        在實際設計應用中,庫架合一式倉庫很難設計防火分區,這也在一定程度上限制了倉庫的規模。一般情況下,作為建筑支撐的立柱仍然要考慮表面防護問題,如刷防護涂料等。

        08超越規范的情形

        總有一些特殊的情況是超越規范許可的。這在實際應用中并不少見。尤其是現在大型配送中心越來越多的情況下,盡管設計規范一再放寬,但仍然有超出規范限制的情況發生。

        為了使規范具有嚴肅性,一般要求采用防火隔離帶,并進行性能化分析和消防論證。如高等教育出版社的物流中心,就采用了中心逃生通道方式,并進行了防火性能化分析。

        09安全疏散

        關于疏散距離的要求,《建筑設計防火規范》3.7.4規定丙2類廠房最大疏散距離:單層廠房為80米,多層廠房為60米,地下火半地下室為30米。

        《物流建筑設計規范》對此進行了補充與修正,考慮到自動化物流車間人員數量較少(每百平方米少于1人),作業模式有別于工廠車間,且均為內部員工,容易培訓,疏散速度快等因素。因此,在設計了自動噴淋系統的前提下,疏散距離可以在原設計規范上提高25%,分別為100米、75米和37.5米(參見15.4.1條)。

        《物流建筑設計規范》對于疏散距離的修正,充分體現了規范制定者實事求是,科學務實的精神,大大擴充了物流系統設計的邊界。

        010關于冷庫的設計

        冷庫設計有專門的消防規范,目前執行的是國家標準《冷庫設計規范GB 50072-2010》,于2010年7月1日施行。這一規范與《建筑設計防火規范》還是有很大差異的。如對于一、二級耐火等級的單多層建筑,規定冷藏間占地部超過7000㎡,防火分區不超過3500㎡。在冷庫實際設計應用中,可以按照實際情況采用更合適的規范,但還是以冷庫的規范為主。估計未來標準修訂時兩者會統一。

        有些冷庫溫度很低,不適合采用自動噴淋系統,其消防系統設計應與常溫庫有很大差異。這是需要注意的地方。

        目前,自動化冷庫越來越多,冷庫的消防設計將成為一個重點內容。

        011結束語

        物流中心的消防安全設計是物流中心設計的重要內容。越來越多的大型物流中心均在消防安全設計方面出現問題,或耽誤時間,或增加費用,或違反規范。事實上,如何合理應用有關規范,使設計符合規范要求是非常重要的。

        由于消防規范本身在不斷修訂,導致各地消防主管部門和建筑設計院對規范的理解并不一致,因此,在設計中往往要做好深入細致的說服工作,這也是消防設計的一個特點。

        消防設計中,要明確適用的法規條文,切勿張冠李戴。因此,仔細領會規范條文的含義和適用范圍對每一個設計者都非常重要。

        (注:本篇多處引用《建筑設計防火規范GB50016-2014》,以及《物流建筑設計規范GB5117-2016》內容,部分地方可能未作標注。特此說明。)

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