伍强精品课堂:物流中心设计的消防问题

作者:尹军琪 时间:2020/03/26 来源:伍强智能科技

        01设计规范

        在我国,物流中心(也称为仓库或厂房)的消防设计,具有强制性的规定。为此,中华人民共和国住房和城乡建设部颁发了《建筑设计防火规范》,供全社会执行。

        《建筑设计防火规范》经过几十年的发展,对于厂房和仓库的设计更加重视,规范也在根据实际应用需求与时俱进,不断完善。目前执行的规范版本是GB50016-2014,2015年1月1日开始实施。

        为了适应大型物流中心的建设需求,2006年上海市出台了《上海市大型物流仓库消防设计若干规定》,对当时的《建筑设计防火规范》进行了修正。

        2016年,中国首次颁布《物流建筑设计规范GB 51157-2016》,2016年12月1日开始执行。这是对物流中心建筑专门制定的第一个国家规范文件。本规范与《建筑设计防火规范GB50016-2014》并行不悖。并有针对性的进行了补充。以下为了叙述简化,均略去版本号。

        我国对物流建筑消防安全设计所持的基本原则是:预防为主,防消结合。《建筑设计防火规范》重点对厂房和仓库(第3章)、液体气体储罐和可燃材料堆场(第4章)的设计进行了规范,对建筑构造、灭火救援措施、消防设施的设置、供暖、通风和空气调节、电气等设计进行规范。本规范将民用建筑分为两大类,即高层民用建筑和单、多层民用建筑。

        从现有物流建筑应用上看,绝大部分属于单、多层民用公共建筑,极少部分属于二类高层民用公共建筑。所谓单、多层民用公共建筑是指:1 建筑高度大于24m的单层公共建筑;2 建筑高度不大于24米的其他公共建筑。

        《物流建筑设计防火规范》首次对物流建筑分类(即作业型、储存性和综合型)做出了明确定义。其中(参见3.0.1条):

        1  作业型物流建筑应同时满足下列条件:

        1)   建筑内存储区的面积与该建筑的物流生产面积之比不大于15%;

        2)   建筑内存储区的容积与该建筑的物流生产区容积之比不大于15%;

        3)   货物在建筑内的平均滞留时间不大于72h;

        4)   建筑内存储区的占地面积总和不大于现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016规定的每座仓库的最大允许占地面积。

        2  存储型物流建筑应满足下列条件之一:

        1)   建筑内存储区的面积与该建筑的物流生产面积之比大于65%;

        2)   建筑内存储区的容积与该建筑的物流生产区容积之比大于65%。

        3)   除作业型物流建筑、存储型物流建筑之外的物流建筑应为综合型物流建筑。

        此外,《物流建筑设计规范》明确规定(3.0.3条):存储型物流建筑应按库房建筑要求设计;作业型与综合型物流建筑应按厂房建筑要求设计,且其存储区应按库房建筑要求设计;特殊物流建筑与危险品物流建筑还应执行相应的专用设计标准。规范还对物流建筑的存储区、作业区的划分做出明确定义,应符合下列规定(3.0.4条):

        1  存储区应满足下列条件之一:

        1)   物品平均堆放高度大于1m、面积利用系数大于0.4且物品平均滞留时间大于24h的堆存区域;

        2)   物品存放高度不大于2m且物品平均滞留时间大于24h的货架区;

        3)   物品存放高度大于2m的货架区;

        4)   物品平均滞留时间大于72h的区域。

        2  作业区应同时满足下列条件:

        1)   用于对物品进行物流作业的区域;

        2)   不属于本条第1款的区域;

        3)   物品在该区域的最长滞留时间不大于72h。

        02作为选址的安全性

        《物流建筑设计防火规范》对选址的安全做出强制性规定(6.1.5):

        安全等级为一级、二级的物流建筑用地不应选址在下列地段及地区:

        1   发震断裂带和抗震设防烈度为9度及高于9度的地区;

        2   有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害的地段;

        3   具有开采价值的矿藏区以及采矿沉陷(错动)区界内;

        4   易受洪水淹没或防洪工程量很大的地段。

        这一规定具有一定的指导意义。

        地震设防烈度在我国的分布,不低于9度的地区不多,见下图(表):

        台湾:台中、苗栗、云林、嘉义、花莲;

        新疆:乌恰、塔什库尔干;

        甘肃:古浪;

        西藏:当雄、墨脱;

        云南:寻甸、东川、澜沧;

        四川:康定、西昌、冕宁;

        以上这些地方,都属于经济欠发达地区,对于目前来说没有什么限制意义。更为详细的数据其实很难确定。2008年的汶川地震,远在宝鸡的仓库都受到了重击,需要引起重视。

        03作为贴邻建筑的安全性

        《物流建筑设计防火规范》对与物流中心贴邻的办公建筑的安全做出强制性规定(15. 3. 11):

        为物流建筑服务的办公建筑与丙类物流建筑贴邻建造时,其耐火等级不应低于二级,并应采用耐火极限不低于 2.0h的不燃烧体墙与物流建筑分隔,并应设置独立的安全出口。当隔墙上需开设相互连通的门时,应采用乙级防火门。

        这一规定在实际中非常重要。物流中心的办公建筑一般都会有贴临建筑,以便于物流管理。

        04关于建筑面积的规定

        《建筑设计防火规范》对厂房和仓库的面积、层数均做出强制性规定。以丙二类仓库为例,当耐火等级为一、二类时,仓库层数不限。单层仓库每座仓库最大允许6000㎡,防火分区为1500㎡,多层仓库每座限制4800㎡,防火分区最大为1200㎡,当采用自动灭火系统时,其面积可以增加1.0倍。

        作为丙类二级耐火等级的单层厂房,每个防火分区的面积为8000㎡,多层厂房为4000㎡,当采用自动灭火系统时,其面积可以增加1.0倍。

        该规范对于分拣区的规定有重大变化(15.3.1),即在原有厂房规定的基础上增加了1.0倍:

        注:安装自动喷淋系统时,面积按照上表增加1.0倍。

        这一改进大大方便了大型配送中心分拣区域的设计,也大大节约了成本。

        规范对于作为作业型和综合型的物流中心,其总体面积并无限制,但在实施过程中,逃生距离有严格的限制(参见后面“安全疏散”一节)。

        05关于阁楼货架

        阁楼货架应用于电子商务物流中心。在规范中并没有特别限制。但却对作业平台做出了规定。值得注意(参见《物流建筑设计规范》15.2.2条):

        用于物流作业或货物存储的平台,其耐火等级不应低于二级。

        关于构件的耐火等级,应符合如下表的要求(参见《建筑设计防火规范》表3.2.1):

        这就要求对作为平台使用的物流设备,进行耐火等级的测试和试验。这在以前是没有的。

        《物流建筑设计防火规范》第15.3.6 条规定:用于物流作业及货物存储的平台、建筑夹层应计入防火分区面积。当建筑夹层面积小于多、高层厂房或仓库防火分区面积的30%时,可不计入建筑层数;当超过多、高层厂房或仓库防火分区面积的30%时,应在单层与多、高层之间划分不同的防火分区,且仓库的占地面积不应超过一座仓库的最大允许占地面积。

        检修平台,无人作业的设备平台不计入防火分区面积及建筑层数。

        06集装箱储存与密集存储

        《物流建筑设计防火规范》第15.3.9条:对于只有一个巷道的高货架存储区,当面积超过一个防火分区最大允许建筑面积时,若同时满足下列条件,其防火分区之间可不设防火墙:

        1   出入库设备需要在整个巷道范围内作业;

        2   货架内设置自动灭火系统;

        3   各防火分区的货架独立,相邻的货架区的间距不小于10m。

        本条对于大型集装箱高架存储系统和密集存储有响应的应用意义。

        07库架合一仓库

        库架合一式仓库是一种非常独特的仓库形式,它采用仓库的货架作为建筑的支撑,大大节约了空间和成本,缩短了工期。因此,广受市场欢迎。尤其在欧洲和东南亚地区。

        库架合一仓库都是针对AS/RS而言的,其它仓库并不能采用库架合一的形式。因此,先行消防规范并没有涉及到这一仓库形式。因为无法定义货架到底是属于建筑还是属于设备,因此存在很大争议。导致库架合一式仓库的消防问题,到目前为止还没有一个合理的解决方案,这为库架合一式仓库的设计和应用带来了限制。

        在实际设计应用中,库架合一式仓库很难设计防火分区,这也在一定程度上限制了仓库的规模。一般情况下,作为建筑支撑的立柱仍然要考虑表面防护问题,如刷防护涂料等。

        08超越规范的情形

        总有一些特殊的情况是超越规范许可的。这在实际应用中并不少见。尤其是现在大型配送中心越来越多的情况下,尽管设计规范一再放宽,但仍然有超出规范限制的情况发生。

        为了使规范具有严肃性,一般要求采用防火隔离带,并进行性能化分析和消防论证。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,并进行了防火性能化分析。

        09安全疏散

        关于疏散距离的要求,《建筑设计防火规范》3.7.4规定丙2类厂房最大疏散距离:单层厂房为80米,多层厂房为60米,地下火半地下室为30米。

        《物流建筑设计规范》对此进行了补充与修正,考虑到自动化物流车间人员数量较少(每百平方米少于1人),作业模式有别于工厂车间,且均为内部员工,容易培训,疏散速度快等因素。因此,在设计了自动喷淋系统的前提下,疏散距离可以在原设计规范上提高25%,分别为100米、75米和37.5米(参见15.4.1条)。

        《物流建筑设计规范》对于疏散距离的修正,充分体现了规范制定者实事求是,科学务实的精神,大大扩充了物流系统设计的边界。

        010关于冷库的设计

        冷库设计有专门的消防规范,目前执行的是国家标准《冷库设计规范GB 50072-2010》,于2010年7月1日施行。这一规范与《建筑设计防火规范》还是有很大差异的。如对于一、二级耐火等级的单多层建筑,规定冷藏间占地部超过7000㎡,防火分区不超过3500㎡。在冷库实际设计应用中,可以按照实际情况采用更合适的规范,但还是以冷库的规范为主。估计未来标准修订时两者会统一。

        有些冷库温度很低,不适合采用自动喷淋系统,其消防系统设计应与常温库有很大差异。这是需要注意的地方。

        目前,自动化冷库越来越多,冷库的消防设计将成为一个重点内容。

        011结束语

        物流中心的消防安全设计是物流中心设计的重要内容。越来越多的大型物流中心均在消防安全设计方面出现问题,或耽误时间,或增加费用,或违反规范。事实上,如何合理应用有关规范,使设计符合规范要求是非常重要的。

        由于消防规范本身在不断修订,导致各地消防主管部门和建筑设计院对规范的理解并不一致,因此,在设计中往往要做好深入细致的说服工作,这也是消防设计的一个特点。

        消防设计中,要明确适用的法规条文,切勿张冠李戴。因此,仔细领会规范条文的含义和适用范围对每一个设计者都非常重要。

        (注:本篇多处引用《建筑设计防火规范GB50016-2014》,以及《物流建筑设计规范GB5117-2016》内容,部分地方可能未作标注。特此说明。)

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