李 建 高
(国贸工程设计院，北京 100037)
谷物筒仓工作塔室内消防设计若干问题
李 建 高
(国贸工程设计院，北京 100037)
针对谷物筒仓工作塔占地面积小、建筑高度高等特点，结合各消防规范要求，对消防设计中消防系统设置、消防水量选用等问题进行了讨论，并提出了相应的选用依据，为谷物筒仓工作塔室内消防设计提供了参考。
谷物筒仓工作塔，消防设计，消火栓，稳压泵
1 谷物筒仓工作塔特点及火灾危险性
谷物筒仓是指平面为圆形、方形、矩形、多角形及其他几何外形的储存散粮的直立容器；工作塔是指与谷物筒仓配套的，设置输送、计量、清理等设备，完成工艺作业的建(构)筑物。由于工艺作业形式多种多样，谷物筒仓工作塔的平面尺寸、建筑高度不尽相同，但大多数工作塔占地面积较小，有的甚至不足150 m2，而建筑高度较高，一般均大于24 m，甚至大于50 m，正是由此称之为“工作塔”。 依据《建规》3.1.1条条文解释“表1 生产的火灾危险性分类举例”，谷物筒仓工作塔属乙类厂房。
2 消防设计问题
2.1 室内消火栓系统
1)是否设置室内消火栓系统。GB 50016—2014建筑设计防火规范(以下简称《建规》)8.2.1条第1款“建筑占地面积大于300 m2的厂房和仓库”应设置室内消火栓系统。
工作塔占地面积一般情况比较小，不足300 m2，是否可以不设置室内消火栓系统，答案是否定的。GB 50322—2011粮食钢板筒仓设计规范(以下简称《筒规》)9.0.2条“封闭工作塔各层应设室内消火栓，消防给水宜采用临时高压给水系统，室内消防用水量可按10 L/s计。”由此工作塔应设置室内消火栓系统(不包含只设提升功能、敞开式提升塔架等构筑物)。
2)室内消火栓消防水量。依据不同规范设计，工作塔室内消火栓消防水量是不同的。GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范(以下简称《消规》)3.5.2条，工作塔室内消火栓消防用水量为25 L/s～30 L/s(视工作塔高度取值，24
工作塔室内消火栓消防水量应依据工作塔面积及单层布置消火栓数量选取。根据《建规》3.7.2条第2款，工作塔(属乙类厂房)建筑面积大于150 m2时，应设置2个安全出口即工作塔设置2部楼梯，楼梯间一般设置于工作塔的两端。第一种情况：工作塔单层建筑面积不大于300 m2，单层布置室内消火栓数量不超过2个。按照工作塔20 m×15 m计，每个楼梯间设置一个室内消火栓，每个室内消火栓内消防水带长度25 m(《消规》7.4.2条规定室内消火栓消防水带“长度不宜超过25 m”)，消防水带的折减系数取0.8，则室内消火栓保护的最远距离为20 m，见图1，刚好可以满足《消规》7.4.6条“同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时到达任何部位的要求”，此时室内消火栓消防水量宜按照10 L/s设计。其原因有两个：第一，工作塔建筑面积相对较小，工艺相对较简单，可燃物相对较少，即使着火，火灾发展蔓延较慢，过火体量较小，扑救较为容易，不易造成较大面积的火灾；第二，工作塔建筑面积较小，工艺设备及其他管线(电气管线、暖通管线、自动喷水管线)占据较大面积，无法布置较多的室内消火栓消防管，即便借用相邻层(上面一层或下面一层)室内消火栓仍不能满足室内25 L/s～30 L/s 的消防水量要求。第二种情况：工作塔单层建筑面积大于300 m2，单层布置室内消火栓数量不少于4个，此时室内消火栓消防水量宜按照25 L/s～30 L/s设计。其原因与第一种情况相反。
3)稳压泵启停压力及消防主泵扬程。工作塔高位消防水箱有效容积应按照《消规》5.2.1条设置，一般设置于建筑物最高层，不满足《消规》5.2.2条第3款“工业建筑不应低于0.10 MPa，当建筑体积小于20 000 m3时，不宜低于0.07 MPa”静水压力的要求，所以应设置稳压泵。稳压泵设计压力按照《消规》“5.3.3稳压泵的设计压力应符合下列要求：a.稳压泵的设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求；b.稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07 MPa～0.10 MPa；c.稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15 MPa”设置。分两种情况：第一种情况：稳压泵设置于高位消防水箱间内，见图2，由《消规》5.3.3条第2，3款知稳压泵启泵压力P1≥0.15-0.01H1+(0.07～0.10)，稳压泵停泵压力P2=P1+0.05，消防主泵启泵压力P=0.15+0.01H；第二种情况：稳压泵设置于消防泵房内，见图3，由《消规》5.3.3条第2，3款知稳压泵启泵压力P1≥0.15+0.01H+(0.07～0.10)，稳压泵停泵压力P2=P1+0.05，消防主泵启泵压力P=0.15+0.01H。
依据《消规》7.4.12条第2款，工作塔室内消火栓栓口动压不应小于0.35 MPa(此时消火栓充实水柱大于13 m)，则消防主泵扬程Hb=0.35+0.01H+hy+hj(其中，hy为沿程水头损失，MPa；hj为局部水头损失，MPa)。为使稳压泵满足其设定功能，又不致系统压力过大带来造价提高，建议按照P2≤Hb设定稳压泵的启停压力。
2.2 自动喷水灭火系统
1)是否设置自动喷水灭火系统。依据《建规》8.3.1条第5款“高层乙、丙类厂房”应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统；《筒规》9.0.2条“封闭工作塔各层应设室内消火栓，消防给水宜采用临时高压给水系统，室内消防用水量可按10 L/s计”，未要求设置室内自动喷水灭火系统。
工作塔应设置自动喷水灭火系统。其原因有四个：第一，《建规》8.3.1条第5款为强制性条文，必须执行，而《筒规》并未排斥设置自动喷水灭火系统，且《筒规》9.0.5条“粮食钢板筒仓的消防除应符合本规范的规定外，尚应符合现行国家标准GB 50016建筑设计防火规范的有关规定”；第二，工作塔内工艺设备、电气及控制设备较多，发生火灾几率相对较大，发生火灾后损失较大；第三，工作塔高度较高，扑救火灾有一定困难，设置自动喷水灭火系统符合高层立足自救的消防要求；第四，粮库一般建于城市郊区，距离城市消防站较远，消防车到达时间较长。基于以上原因，工作塔应设置主动消防的自动喷水灭火系统。
2)系统的选择。工作塔应采用预作用自动喷水灭火系统。其主要原因是谷物筒仓工作塔用于粮食输送、计量、清理，与粮食息息相关，而粮食怕水，在系统处于准工作状态时，严禁管道漏水、误喷，依据GB 50084—2001自动喷水灭火系统设计规范(以下简称《喷规》)4.2.3条，应采用预作用自动喷水灭火系统；其次，工作塔一般不设置采暖系统(控制室、值班室除外)，我国北方地区冬季寒冷，采用预作用自动喷水灭火系统可以有效解决防冻问题。
3)自动喷水灭火系统设计参数。依据《喷规》附录A及5.0.1条，工作塔属中危险等级Ⅱ级，设计喷水强度为8 L/(min·m2)，作用面积为160 m2。对于单层建筑面积较大的工作塔，按照规范要求设计即可；对于单层面积不足160 m2的工作塔，应按照喷头实际保护面积进行计算。自动喷水灭火系统稳压泵启停参照室内消火栓系统。
3 结语
1)谷物筒仓工作塔是粮食仓储工艺中较复杂的建(构)筑物，火灾危险程度较大，在室内消火栓、自动喷水灭火系统设计时应严格执行各规范。
2)针对谷物筒仓工作塔室内消火栓、自动喷水灭火系统设计中的问题进行分析、讨论，并给出设计方案，供同行参考。
[1] GB 50016—2014，建筑设计防火规范[S].
[2] GB 50974—2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].
[3] GB 50322—2011,粮食钢板筒仓设计规范[S].
[4] GB 50084—2001，自动喷水灭火系统设计规范[S].
Internal firefighting design matters of grain silo tower
Li Jiangao
(GuoMaoEngineeringDesignInstitute,Beijing100037,China)
In light of grain silo tower characteristics including small floor space, high tower height and so on, combining with firefighting regulations, the paper discusses firefighting system setting, firefighting water quantity selection and other problems occurring in firefighting design, and puts forward corresponding selection basis, which has provided some guidance for internal firefighting design of grain silo tower.
grain silo tower, firefighting design, fire hydrant, steady pressure pump
1009-6825(2016)18-0114-02
2016-04-16
李建高(1979- )，男，工程师
TU998.1
A
