上海浦东国际机场西货运区公共货运站自动喷水灭火系统设计_王玉玲

大空间货运站的自动喷水灭火设计

上海浦东国际机场西货运区公共货运站自动喷水灭火系统设计

王玉玲　黄晓家

（）中国中元国际工程公司，北京　１０００８９

由于货运站工艺作业的需要，往往作业区面积较大、作业空间　　摘要　在航空货运站工程设计中，

较高，其防火分区面积、自动喷水灭火系统设置高度等远超出国家现行设计规范规定，如何合理确定自动喷水灭火系统及其设计参数成为工程设计的难点之一。重点介绍了上海浦东国际机场西货运区公共货运站作业区、高货架库、雨棚自动喷水灭火系统设计。

关键词　货运站　作业区　高货架库　自动喷水灭火系统　规范

１　工程概况

上海浦东国际机场西货运区公共货运站为上海，见图１）浦东国际机场二期扩建工程的组成部分（为国家重点工程项目，工程投资１设计目５．６亿元，，标为年货物处理能力１工程总占地面积５８０万ｔ５

２２

，，是目前国内建设水总建筑面积约２４０５４５ｍｈｍ　平最高、中国内地规模最大的国际大型枢纽性航空

由于工艺作业的需要，该项目作业区面积较大、建筑空间较高，其防火分区面积、自动喷水灭火系统建筑设计防火规范》设置高度等远超出国家现行《

１］

（，以下简称“建规”）的规定［为ＧＢ５００１６—２００６，　

了给设计提供合理的设计参数以符合工程的实际，本项目进行了消防性能化分析，通过编制计算软件，计算了不同设计高度、不同类型喷头、距火源中心不同距离下，火灾规模和自动喷水灭火系统的启动时确定了自动喷水灭火系统设计参数。间，

以下重点介绍货运站火灾危险性类别，货物作业区、高货架库、雨棚自动喷水灭火系统设计。２　货运站火灾危险性类别

１］

，根据“建规”规定［航空货运站火灾危险性类别为丙Ⅱ类，过去一直按仓库设计，经研究作业区为厂房，而高架仓库区为仓库。

货运站，也是世界排名第二的航空货运站

。

图１　项目鸟瞰

］文献［分析认为，航空货运站最大特点是货物２在站的滞留时间短。根据统计资过站流通速度快，

料显示，近年来航空货运货物的停留时间通常不超大部分货物会在起飞前２～３ｈ送到货站，过当天，

经地面处理后装上飞机，集散的国际货物由设在进出货运区范围以外的海关二级监管库进行存储监集散的国内货物由代理等进行及时收交，所以现管，

代航空货运站的作业性质已完全从我国民航运输早期的中转储存型转变为如今的直通快速过站型。由于货运站作业性质的变化，本项目在站需要暂存的货，并且存储时间小于２存物仅占总量的４０％以下，４ｈ储也只是解决流通过程中因运输问题等特殊原因而引起的货物在站内的等待

。

给水排水　Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．２　２０１３

该工程主要处理浦东机场第三跑道纯货机的国际进、出港及中转货物，所处理的货物有普货及冷冻、冷保鲜、贵重物品、动物、危险品等特殊货，主要的货藏、

，、物类别为丙类（固体）由货运站Ａ、ＢＣ和配套设施组Ⅱ

货运站Ａ、南北长约成，Ｂ连为一体，Ｅ字形布置，

２

，东西长约３总建筑面积约１主６４０ｍ，５０ｍ，６３７３８ｍ　

要由国际货物进港区、出港区及代理作业区组成，进、

出港区分别包括单层的货物处理作业区、高货架暂存区、空侧和陆侧雨篷以及贴建的３层营业办公楼；代理作业区包括单层的作业区及贴建的２层办公楼。除贴建的办公楼为钢筋混凝土框架结构的房屋外，其余各部分均为门式钢架钢结构及钢柱钢网架结构。

４１　

大空间货运站的自动喷水灭火设计

航空货运站另外一个特点为全年３６５天全天能够对工作对象全天候监控，可２４小时运营作业，

以保证工作对象在站的安全。

货运站处理的货物有普货、冷藏货、贵重物品及动物。普货主要是服装、电子电器、日用百货等，均为丙Ⅱ类（固体）货物。货运站的作业区相当于分拣生产厂房，因此本项目在消防设计中，货运站的作业而集装板箱存放区和散货架区按丙Ⅱ类厂房设计，

按丙Ⅱ类仓库设计。区为高货架库，

３　作业区自动喷水灭火系统３．１　作业区设置自动喷水灭火系统的理由

货运站的作业区按丙Ⅱ类厂房设计，根据“建

１］

，规”的有关规定［可以不设自动喷水灭火系统，如

火分隔，净空高度Ⅰ、３．２～１７．９ｍ，Ⅱ、Ⅲ区为１Ⅳ区为９．６～１３．８ｍ。

作业区最高点高度１大部分空间的高度７．９ｍ，（自动喷水灭火系统设计规范》均超过《ＧＢ５００８４—　）以下简称“喷规”２００１，２００５年版，６．１．１条规定的

４］

。如按照“采用闭式自动喷水灭火系统的高度［喷规”的规定，在作业区应设置雨淋系统，但对于面积如设置雨淋系统因系统复杂、消防用水量此大的场所，

及投资过大并不合适。近年来国内研制出大空间智能型主动喷水灭火系统产品，在大空间场所得到广泛应用，其最主要的特点是能自动探测火灾、自动灭火，但作业区货物堆放、零散货架等仍可能会对智能型灭火装置红外探测组件探测火灾有遮挡，以及这种系统的水渍损失相对可能较大，因此是否适用于像航空货运站作业区这样的大空间场所也值得探讨。

综观各国对自动喷水灭火系统能有效扑救地面自动喷水灭火火灾的高度的规定并不统一，根据《

５］

，的理论分析［当空间高度高时，自系统设计手册》

广州白云国际机场货运站等。

本工程作业区设置了自动喷水灭火系统，其理由基于以下几点：

（）货运站的作业区从作业空间、所处理货物１

工作特点等均类似邮政楼邮件的火灾危险性类别、

处理中心，当时的上海市地方标准《民用建筑水灭火

３］

（，系统设计规程》规定［市级邮ＤＧＪ０８４００１）９２

动喷水灭火系统设计作用面积加大，使之满足因火灾烟气流和热量积聚而影响系统喷头的开启数量，采用闭式系统同样是可行的，但其作用面积必须加大，系统应根据空间高度确定其作用面积，系统作用面积宜是规范规定值的１．５～４倍不等。

在文献［中，利用火灾动力学原理、火灾发展２］通过对距及消防性能化分析理论编制了计算软件，火源中心不同高度、不同水平距离条件下响应时间指数不同的喷头动作时间和火灾发展规模的计算，得到各种情况下的自动喷水灭火系统的启动时间和。计算结果表明建筑火灾规模（计算公式与结果略）物的高度对喷头的启动时间影响较大，以标准喷头

／１２

［）］为例，当喷头离火源中心的水ＲＴＩ＝１００（ｍ·ｓ平距离为３喷头安装高度分别为１．２３ｍ时，７．９ｍ和

政楼的信函和包裹分拣间、邮袋库应设闭式自动喷

３］

，水灭火系统。如参考上海地标规定［货运站作业

区应该设置自动喷水灭火系统。

（）考虑到航空货运站处理国际货物的重要２

把因火灾造成的损失控制在最低和减少商业连性，

续性中断的可能性，我院从２０世纪８０年代设计第一个航空货运站开始，作业区就设置自动喷水灭火系统，参考以往的工程实例，作业区应该设置自动喷水灭火系统。国内外类似航空货运站设置自动喷水灭火系统的案例有上海浦东机场一期航空货站、虹桥机场一期货运站、首都机场货运站、深圳机场货运站、成都机场货运站、厦门国际机场货运站、香港机场货运站及新加坡机场货运站等。

（）按照上海市消防局沪消［］上３２００６３０３号文《

海市大型物流仓库消防设计若干规定》的要求，作业区也应设置自动喷水灭火系统。

３．２　作业区自动喷水灭火系统

货运站Ａ、Ｂ的作业区共划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

２

，区，最大一个区建筑面积为７作为一个防０２６１ｍ　

；喷头的启动时间分别为３１３．９４ｍ时，８４ｓ和２８４ｓ其次喷头距离火灾发生的部位不同其火灾规模变化也很大，同样以上述喷头为例，喷头安装高度分别为火灾规模分别为６．１７．９ｍ和１３．９４ｍ时，９ＭＷ和

当高度高于１喷头启动时间和火灾３．７８ＭＷ，２ｍ时，规模都明显加大，在作业区最大高度１７．９ｍ处的喷头动作时的热量最大，为６在考虑一定的安全系．９ＭＷ，（。数为１．５时的火灾规模为６．９×１．５＝９．９ＭＷ）

火分区进行设计，设置１２ｍ宽的防火隔离带进行防

４２　

给水排水　Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．２　２０１３

大空间货运站的自动喷水灭火设计

图２　自动喷水灭火系统报警阀系统

计算结果也表明在喷头距火灾发生部位水平距离相同的条件下，对于高度超过１２ｍ的高大空间，尽管不同响应时间指数的喷头启动时间不同，但响应时间指数对喷头启动时间的影响没有安装高度大，如当喷头离火源中心的水平距离为３．２３ｍ时，

／１２

）喷头安装高度为１采用Ｒ７．９ｍ时，ＴＩ＝２８（ｍ·ｓ

／１２）快速响应喷头、快速响应喷头和ＲＴＩ＝５０（ｍ·ｓ／１２

（）标准喷头时，喷头的启动时间则ＲＴＩ＝１００ｍ·ｓ、。文献［］分别为３建议的作业区５５ｓ３６４ｓ和３８４ｓ２

高货架库储存物品火灾危险性类别属于丙Ⅱ类可燃物品，设置５层自动化立体货架，根据“建

［］

规”８．５．１条的规定应设置自动喷水灭火系统１。

按储存物品的火灾危险等级，高货架库自动喷水灭火系统应为仓库危险级Ⅱ级，由于高货架库最大净空高度及储物高度均超出了“喷规”５．０．５条

［］和５．按照“喷规”０．６条的规定４，５．０．７条的规

定首先设置了货架内置喷头，设计采用Ｋ＝１１５快速响应喷头，开放的喷头数１喷头最低工作４只，。顶板自动喷水灭火系统设计参照压力０．１ＭＰａ“喷规”表５．０．５６混杂储物仓库的系统设计基本

４］２

，／（·ｍ），取设计喷水强度１作用面参数［６Ｌｍｉｎ２

，，积２持续喷水时间２ｈ采用Ｋ＝１４０ｍ６５仓库专

自动喷水灭火系统的设计参数为：作用面积为５００／（·ｍ）；喷水强度大于８Ｌ作用面积为ｍ以上，ｍｉｎ

２２

／（）。以上，喷水强度大于１４００ｍ２Ｌｍｉｎ·ｍ

２

２

货运站处理的航空货物不能因管道泄漏或系统误喷造成损坏，因此作业区采用预作用自动喷水灭作用面积为５喷水强度８火系统。设计参数：００ｍ，

２

用喷头。

高货架库采用预作用自动喷水灭火系统，系统／，设计流量为１其中顶板喷头设计用水量为１８Ｌｓ／，／，

货架内喷头设计用水量为３设置８３．２Ｌｓ４．８Ｌｓ

／（，采用Ｋ＝８系统设Ｌｍｉｎ·ｍ）０快速响应喷头，

／。在Ⅰ、计流量为８７Ｌｓ６个Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区共设置了１

２

另有一组报警阀直接设置在Ⅱ区作业区报警阀间，

作业区共设置了３内，６组ＤＮ２００预作用报警阀组，如图２所示。

作业区每个预作用报警阀组控制的喷头数在每个系统的充水时间在２ｍ５４０～８００只，ｉｎ之内。４　高货架库自动喷水灭火系统

集装板箱存放区和散货架区为高货架库按丙Ⅱ类仓库设计。Ⅰ区和Ⅲ区的高货架库，其建筑面积

２

，各为７净空高度为１４０３ｍ９．５～２１．２ｍ，　Ⅱ区的

２，高货架库建筑面积为４净空高度为１５４８ｍ５．９～　

上述３个高货架区各作为一个单独的防火１７．８ｍ，

分区。

图３　

高货架库自动喷水灭火系统

给水排水　Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．２　２０１３

４３　

大空间货运站的自动喷水灭火设计

单独报警阀组，货架内喷头上方设置集热板，其平面

２

。面积不小于０．１２ｍ

吹离布水轨迹和汽化的水量增大，导致送达到位的灭火水量减小，增加控灭火的难度。因此本工程设计加大了系统作用面积，但仅是理论数据，还缺乏实火的试验数据。

６．２　报警阀组设置位置

对本工程而言，报警阀组宜集中设置在报警阀间。报警阀组分散布置的优点是节省系统管材，但增加排水系阀组太多时由于每处需设置排水设施，

每处还需设置防撞护栏加以保护，不利于作统投资，

业，尤其由于货站作业性质为２门基本４小时运营，上敞开，报警阀组还出现过冬季冻坏的情况，集中设置的报警阀间，避免了上述问题，但增加了建筑面积和管道长度。

本工程在每套报警阀组出水管设置了三通加盲法兰，以便需要时连接流量测试装置。６．３　消防水泵

北侧市政本工程西侧市政给水管道为ＤＮ８００，从西侧及北侧市政给水管道各给水管道为ＤＮ６００，引入１根ＤＮ在公共货运站用地范围内４００给水管，形成环状供水管网，采用消防泵直接从市政给水管网吸水，不设消防水池。目前国内大多数城市不允许消防泵直接从市政给水管网吸水，笔者认为当市建规”可以不设消防水池的条政给水管网能满足“

件，市政给水管网能力足够，不会因消防泵直接吸水应优先采用直接吸水方式。对附近用户造成影响时，

采用消防泵直接从市政给水管网吸水，当消防用水量较大，为了准确计量平时生活用水量，应在市政给水引入管之后设置各自独立的生活给水与消防给水管网。

为防止自动喷水灭火系统超压，设计采用了恒压消防泵组，但消防验收试水时发现实际安装的消防泵并未达到小流量时泵出口压力基本恒定的要求，最终不得已在消防泵出水管又安装了泄压阀。因此，为避免出现因订货消防泵达不到恒压要求，建议最好还是设计时就考虑设置泄压阀来防止消防系统超压。

６．４　消防水泵接合器

上海地区按常规应该设置地上式消防水泵接合器，但根据场地平面布置，消防水泵接合器不能全部布置在绿化带内，有一部分需设置在硬化场地，

采用

高货架库顶板喷头在初步设计中采用了流量认为Ｅ系数Ｋ＝２００的ＥＳＦＲ喷头，ＳＦＲ喷头相对其他喷头而言，由于具有流量大、火灾初期能快速反应的特点，对这种自动化立体仓库灭火会更有效。但ＥＳＦＲ喷头最重要的特性是以喷出水流的高压和大水滴）直接作用于火灾物体的表动量（

系统被设计成没有货架内置喷头，大大简化了面，

系统设计，同时也提高了该系统控火、灭火的可靠性。但是ＥＳＦＲ喷头对使用场所的净空高度有严

格的限制，喷头安装的高度在７．６～１３．７ｍ之间，“喷规”也对Ｋ＝２００和Ｋ＝３６０两种ＥＳＦＲ喷头的

［］最大净空高度规定为１２．０ｍ和１３．５ｍ４。另外

不适ＥＳＦＲ喷头仅适用于湿式自动喷水灭火系统，

再者高货架库存储的用干式系统和预作用系统，

也是Ｅ货物为集装板／箱包装，ＳＦＲ喷头不适用场再考虑到每层货架内均按“喷规”所。综上所述，

规定设置了货架内置喷头，喷头平面及竖向交错布置，对货架内货物能全面保护，施工图设计时将顶板采用Ｋ＝２００的ＥＳＦＲ喷头改为采用Ｋ＝１６５的标准覆盖面喷头。

５　雨棚自动喷水灭火系统

公共货运站空侧雨蓬宽度为２陆侧雨棚宽０ｍ，均按中危险级Ⅰ级设置了干式自动喷水灭度为１６ｍ，

２

／（·ｍ），火系统，系统设计参数为：喷水强度６Ｌｍｉｎ

２

，作用面积２喷头采用Ｋ＝８０８ｍ０标准喷头。共设

置了１５个ＤＮ１５０的干式报警阀组。每个干式报警阀组控制的喷头数在１每个系统的充水９２～２８８只，时间在１ｍｉｎ之内。

６　几点体会

６．１　作业区自动喷水灭火系统

航空货运站作业区因工艺作业的需要往往净采用闭式自动喷水灭火系统，由于室空高度较高，

内净空高度的增大，使火灾烟气流在上升过程中，与被卷吸的空气混合而逐渐降低温度和流速的作用加大，流经喷头热气流温度与速度的降低将造成喷头推迟动作，存在闭式喷头开放时间滞后于火灾水平蔓延的可能性，同时对于喷头洒水，因与上升热气流接触的时间和距离的加大，被热气流

４４　

给水排水　Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．２　２０１３

大空间货运站的自动喷水灭火设计

满管压力流（虹吸式）雨水系统天沟计算探讨

高　敬　黄晓家

（）中国中元国际工程公司，北京　１０００８９

虹吸式）雨水系统设计计算的重要环节，如何正确界定汇　　摘要　雨水天沟的计算是满管压力流（

水面积是计算雨水天沟的关键。分析了设计中常用的四种雨水天沟计算方法，提出雨水天沟尺寸应按１个虹吸雨水系统服务的汇水面积计算。

关键词　满管压力流（虹吸式）雨水系统　设计流量　汇水面积　屋面集水时间　雨水天沟随着城市化进程的不断发展，大型公共建筑剧院、机场候机楼及物流库房等大屋如会展中心、

面建筑的建设越来越多，满管压力流（虹吸式）雨以下简称虹吸雨水系统）的应用也日益广水系统（

天沟设泛。虹吸雨水系统的设计除系统设计外，计计算也很重要，但我国现行规范和设计行业内对虹吸雨水系统天沟计算的规定有些欠缺，没有统一的做法，使得不同设计人的计算结果相距甚远，甚至出现了天沟满水向室内漏水的情况。为了更合理地设计屋面虹吸雨水系统，本文就屋面雨水天沟的设计计算进行探讨。

１　天沟设计计算公式

雨水天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定，天沟计算的影响因素诸多，如天沟坡度、天沟材质、断面形状等，而天沟坡度的大小是选择天沟计算公式最重要的因素。目前雨水天沟的计算方法有以下两种：

当天沟坡度＞０．天沟的排水量应根据００３时，

［］１《（—２，室外排水设计规范》ＧＢ５００１４００６２０１１年版）　

给出的下列公式计算：

Ｑ＝Ａｖ

１２

／ｖ＝Ｒ２３Ｉｎ

３

——天沟设计排水量，／；式中Ｑ—ｍｓ

２——水流有效断面面积，；Ａ—ｍ——流速，／；ｖ—ｍｓ

／

／

（）１（）２

——水力半径，Ｒ—ｍ；——粗糙系数。Ｉ—

当天沟坡度≤０．宜采用《建筑与小区雨００３时，（以下简称水利用工程技术规范》ＧＢ５０４００—２００６，　

［２］

“）雨水规范”给出的以下公式计算：

１．２５

ＱｄｋｋＡｚＳＸｘｄｘｇ＝ｇｄｆ

（）３

——短天沟设计排水量，／；式中ＱｄＬｓｇ—

——安全系数，取０．ｋ９；ｄｇ———断面系数，］；取值见文献［ｋ２ｄｆ—

２——沟的有效断面面积，；ＡＺ—ｍｍ——深度系数，］；取值见文献［Ｓ２ｘ—

——形状系数，］。取值见文献［Ｘｘ—２

檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿ＧＪ０８４００１民用建筑水灭火系统设计规程３　Ｄ９地上式消防水泵接合器时，影响货运站作业，而且货必须设置防撞护栏加以保护。车很容易将其撞坏，

因此这部分消防水泵接合器均采用地下式，而设置在绿化带内的采用地上式。

参考文献

１　ＧＢ５００１６—２００６建筑设计防火规范　

李基波，寇怡军，等．大型航空货运站火灾危险性分析与２　黄晓家，

消防措施．中国中元国际工程公司，２００６．２９～３５

４　ＧＢ５００８４—２００１自动喷水灭火系统设计规范，２００５年版　姜文源．自动喷水灭火系统设计手册．北京：中国建筑工５　黄晓家，

业出版社，２００２

１０００８９北京市海滨区西三环北路５号　　※通讯处：

（）电话：０１０６８７３２９５４：Ｅ－ｍａｉｌｗａｎｕｌｉｎ＠ｉｒ．ｎｅｔｇｙｇｐｐ收稿日期：２０１２１０２６修回日期：２０１２１２２

６

给水排水　Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．２　２０１３

４５　

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2tui.html