0 引言

高架仓库是一种使用现代化计算机技术控制搬运装卸操作，仓库容量利用率较高的仓库，不仅在工业产业中得到了广泛的应用，在大型港口、机场和物流等产业领域中也在不断推广应用[1,2]。根据高架仓库的建筑及火灾特点，许多国家的消防部门作出规定，必须在高架仓库内安装自动喷水灭火系统[3]。国内外应用实践证明，该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点[4]。

自动喷水灭火系统的选择对于高架仓库自动喷水灭火系统的设计至关重要[5]。《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2017）对不同使用条件下洒水喷头的选型做出了规定和说明，但是实际设计工作中还需要综合考虑适用环境、仓库利用率、流量压力、系统组件、系统价格以及建设消防水池场地大小等条件的要求，造成实际选用的困难。本文通过分析3种洒水喷头应用系统的适用条件、举例货架形式对系统选择的影响以及同工况高架仓库3种洒水喷头应用系统的经济性对比，为设计时有针对性的选用系统提供参考。

1 高架仓库喷淋系适用条件分析

按现行《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017）中条款，净空高度在9～12 m的高架仓库，按喷头形式，可有3种不同的自动喷水灭火系统可选择：标准覆盖面积洒水喷头系统、早期抑制快速响应喷头系统、仓库特殊应用型喷头系统。3种不同洒水喷头应用系统的选择与仓库的环境条件、控火模式、使用高度等实际使用情况密切相关，需要根据各喷水灭火系统的使用条件进行初步分析和确定，具体见表1。

表1 3种自动喷水灭火系统适用条件

Tab.1 Application conditions of three sprinkler systems

图1 密集货架平面布置 

Fig.1 Dense shelf layout

(1）由表1可得出结论，在仓库净高大于13.5m且储物高度大于12 m时，以及仓库环境温度小于4℃或高于70℃、自动喷水灭火系统准工作状态下仓库严禁误喷或严禁管道充水的情况下，只能选择标准覆盖面积喷头系统。

(2）在环境条件允许采用湿式自动喷水灭火系统，且仓库净空高度小于12 m，最大储物高度小于10.5m的情况下，3种洒水喷头系统均可选用。如果货架形式不同，可根据货架形式，分析自动喷水系统对仓库吞吐量的影响后进行选择。现根据一个实际案例进行说明。

某公司2 700单元高架立体库，平库2层2-12轴层高10.80m,4层货架，储物高度7.7m，为密集货架，库内温度20～25℃，3种洒水喷头系统均可采用，货架平面见图1。

根据货架形式，如采用顶板下洒水喷头+货架内置洒水喷，因洒水喷头及配水支管全都设置于货架内，从而每层货架高度均需增加0.3m，以便有充足空间进行货架内洒水喷头及管道安装，4层货架则共需增加1.2 m。但梁下除去空调送风管道、空调设备配管以及顶板下洒水喷头系统所占空间，已无多余空间，若为满足安装高度减少一层货架，则货架吞吐量减少1/4，不能达到建设方对货物吞吐量的要求。因此为保证对此仓库的高效利用，设计中采用了早期抑制快速响应喷头系统，只设置了顶板下洒水喷头。

2 同工况高架仓库3种自喷系统设计数据对比

当环境条件允许采用湿式自动喷水灭火系统，仓库净空高度小于12m，最大储物高度小于10.5m，货架形式为单双排货架，3种洒水喷头系统均可选用。具体选用哪种，可进行经济性对比后做出判断。

以板底高度12.0m，无吊顶，储物高度10.5m，单双排货架，每层货架高度1.65m，仓危Ⅱ级，仓库温度大于4℃为例，此工况下可采用湿式自动喷水系统，则3种洒水喷头系统均可选用。可对3种洒水喷头系统进行设计计算后，统计材料，进行经济性对比。

2.1 系统设计流量及工作压力对比

2.1.1 标准覆盖面积洒水喷头系统

高架仓库净空高度超过了《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.4条规定，可采用顶板下洒水喷头+货架内置洒水喷的设计，设计参数见表2。

表2 标准覆盖面积喷头系统设计参数

Tab.2 Design parameters of standard coverage sprinkler system

顶板下洒水喷头及货架内置洒水喷头布置见图2～图4。

按计算区域到消防水池管道长度为250 m，系统计算结果见表3。

根据计算结果选取消防泵参数见表4。

2.1.2 早期抑制快速响应喷头系统

高架仓库净空高度及储物高度满足《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.5条规定，可采用早期抑制快速响应喷头，设计参数见表5。

顶板喷头布置平面见图5。

按计算区域到消防水池管道长度为250m，系统计算结果见表6。

表3 标准覆盖面积喷头系统计算结果

Tab.3 Design results of standard coverage sprinkler system

图2 标准覆盖面积喷头系统顶板下喷淋平面布置  

Fig.2 Layout plan of roof spray of standard coverage sprinkler system

图3 货架顶部管道及喷头平面布置   

Fig.3 Layout plan of piping and sprinkler at the top of shelf

表4 标准覆盖面积喷头系统消防水泵参数

Tab.4 Fire pump parameters of standard coverage sprinkler system

表5 早期抑制快速响应喷头系统设计参数

Tab.5 Design parameters of early suppression fast response sprinkler system

根据计算结果选取消防泵参数见表7。

2.1.3 仓库特殊应用喷头系统

高架仓库净空高度及储物高度满足《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.6条规定，可采用仓库特殊应用喷头，同时选用流量系数为363的直立型及下垂型两种形式喷头作比较，设计参数见表8。

表6 早期抑制快速响应喷头系统计算结果

Tab.6 Caculation results of early suppression fast response sprinkler system

表7 早期抑制快速响应喷头系统消防水泵参数

Tab.7 Fire pump parameters of early suppression fast response sprinkler system

表8 仓库特殊响应喷头系统设计参数

Tab.8 Design parameters of specific application sprinkler system

屋面顶板喷头布置平面见图6。

按计算区域到消防水池管道长度为250 m，计算结果见表9。

根据计算结果选取消防泵参数见表10。

根据计算结果可见，下垂型喷头更具经济性。

2.2 高架仓库自动喷水系统参数汇总对比

经由以上计算，3种洒水喷头应用系统的主要参数做如下对比，见表11。

图4 货架内置喷头布置A-A剖面 

Fig.4 A-A section of layout of sprinkler in shelf

图5 早期抑制快速响应喷头系统平面布置 

Fig.5 Layout plan of early suppression fast response sprinkler system

图6 仓库特殊应用喷头系统平面布置 

Fig.6 Layout plan of specific application sprinkler system

表9 仓库特殊响应喷头系统计算结果 

Tab.9 Layout plan of specific application sprinkler system

表1 0 仓库特殊响应喷头系统消防水泵参数 

Tab.10 Fire pump parameters of specific application sprinkler system

表1 1 3种自喷系统参数对比  

Tab.11 Parameters comparison of three sprinkler systems

由此可见，3种洒水喷头应用系统所需消防水量及工作压力有较大差异。

3 高架仓库自喷系统经济性分析与对比

根据以上计算结果，参照《化工建设概算定额》下册[6]，由图纸统计材料后进行概算。因各种系统的外管、消防水箱及泵房建设费用基本一致，故均不在概算中进行统计，且各组件及管材均选用国内产品进行估价。

(1）标准覆盖面积喷头系统概算，见表12。

(2）早期抑制快速响应喷头系统概算，见表13。

(3）仓库特殊应用喷头系统概算，见表14。

(4）根据以上计算，可看出当仓库净空高度小于12m，最大储物高度小于10.5 m，货架形式为单双排货架，采用湿式自动喷水灭火系统时，同一高架仓库3种喷头应用系统的投资有较大差异，其中仓库特殊应用系统花费最低，早期抑制快速响应喷头系统其次，标准覆盖面积喷头系统花费最高。

表1 2 标准覆盖面积喷头系统概算  

Tab.12 System budget estimate of standard coverage sprinkler system

表1 3 早期抑制快速响应喷头系统概算

Tab.13 System budget estimate of early suppression fast response sprinkler system

表1 4 仓库特殊响应喷头系统概算

Tab.14 System budget estimate of specific application sprinkler system

4 小结

仓库自动喷水系统的选择需要经过多方面因素的综合考虑，如货架形式、仓库吞吐量、仓库温度、仓库高度、储物高度、投资等，只有对每个个案进行详细分析，才可选择出即可满足消防要求，又可实现仓库利用率最大化的自动喷水灭火系统；另外，仓库特殊应用喷头目前还无国家统一标准，而暖通专业排烟系统要求火灾后第一时间开启，热气的过早排出则会影响到早期抑制快速响应喷头的快速开启，日后还需两专业规范相协调后制定更为科学的运行方式。在选择自动喷水灭火系统时，这些因素都应考虑在内。

总之，高架仓库选择何种自动喷水灭火系统，设计人员应根据实际情况进行具体分析。