农产品交易大棚自动喷水灭火系统设置探讨
0 引言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高, 城市居民对新鲜蔬菜、水果的需求更加旺盛, 在城市周围设置农产品交易市场成为城市发展的必要配置。近年来, 各地农产品交易市场的建设项目不断增多, 这类建筑大部分都有以下这些特点:园区占地面积大;交易场所的建筑多为单层钢结构大棚;大多数运输货车停在交易大棚内交易;货车开走后大棚地面堆货现象比较普遍, 且中间没有必要的隔断, 货物连成一片;货物大多数有泡沫箱、纸箱、塑料薄膜等包装, 遇明火极易燃烧, 蔓延迅速;货物交易时, 商户有使用电风扇、电子称等电器现象, 存在电气火灾隐患。在这些场所设置合理的自动灭火系统, 可以有效控制前期火灾, 防止火灾蔓延, 降低人员伤亡和财产损失。
1 项目概况
某农产品交易市场占地面积387 365m2, 建筑面积778 822m2, 园区内大多数建筑为现货仓储分拣大棚, 每个大棚建筑面积5 000~8 000m2, 结构形式为钢结构单层大棚, 屋面为网架结构, 四周没有围护墙体。蔬菜、水果交易时货车停留在大棚内, 地面堆放正在交易的货物, 当货车上货物卸空后, 货车开离大棚。
项目处在亚热带季风气候区域, 气候温和, 夏长冬短, 年平均气温在21.6℃左右, 极端最高气温40.4℃, 极端最低气温-2.4℃。冬季最冷的1月平均12.8℃, 夏季最热的7、8月平均28.2℃。
2 国内同类项目的现状
2.1 农产品交易大棚现状特点
在设计本项目前, 笔者实地考察了广州、深圳、南宁、郑州等几个城市的农产品交易市场, 消防设计方面发现有以下6个特点:
(1) 国内农产品交易市场70%以上的交易均在大棚内完成, 交易大棚大多数为钢结构建筑, 部分采用混凝土柱子, 钢结构屋面。屋面形式主要为网架结构和桁架结构, 柱距都比较大, 均在12m以上。
(2) 农产品交易大棚均设置了消火栓系统, 并按A、B类火灾配置了建筑灭火器, 但没有设置自动报警系统和防排烟系统。
(3) 农产品交易大棚外面普遍加设活动帆布帐篷现象, 主要是解决货车上货物遮阳和遮雨问题。
(4) 交易高峰一般出现在凌晨2:00~6:00, 交易时大棚下面车流量和货流量较大, 光线较暗, 市场管理人员较少, 存在很大的火灾隐患;在交易低峰时期, 交易大棚地面堆货较多, 部分商户在货物中间休息。
(5) 大多数商户火灾意识较差, 货车存在乱停乱放现象, 车停在什么地方, 就在什么地方交易, 消防通道经常不通畅。一些可燃包装, 经常堆放在交易大棚之间, 造成防火间距名存实亡。
(6) 冬季不存在上冻现象的南方城市农产品交易市场, 大多数的交易大棚设置了自动喷水灭火系统, 而冬季上冻的北方城市, 交易大棚都没有设置自动喷水灭火系统, 仅设置了消火栓系统, 并配置了灭火器。
2.2 农产品交易市场火灾情况
根据中国消防官方微博发布的2016年1~10月国内火灾统计数据, 全国农副产品交易场所火灾1.2万起, 造成极大的人员伤亡和经济损失。近年来发生了两起较大火灾:2013年1月6日, 上海农产品交易中心火灾, 造成6人死亡, 10余人受伤;2015年3月4日, 昆明东盟联丰农产品商贸中心火灾造成9人遇难、10人受伤, 50余间商铺被烧毁。
总体来说, 农产品交易市场虽然不是从事高危产品交易, 但是交易市场仍然存在众多的可燃物, 商户及市场管理人员火灾意识淡薄, 存在极大的火灾隐患。尤其是这两起大型农产品市场火灾, 迅速蔓延, 造成重大的经济损失和人员伤亡, 更是给市场设计人员敲响了警钟。农产品交易市场火灾主要发生在凌晨交易高峰期, 由于光线不好, 市场嘈杂, 给发现火灾和扑救火灾造成不利影响, 设置必要的自动灭火系统, 在农产品交易市场就显得很重要。
3 设置自动喷水灭火系统的必要性
3.1 交易大棚可燃物的种类
农产品交易市场大棚主要功能是蔬菜、水果等的交易。满载货车进入交易市场后, 货车通过倒车停至交易大棚下, 整车货物交易完成后车开出大棚停至停车场。货物交易时需要用到电子称、电子点钞机、风扇等电器设备。货物往往有泡沫箱、纸箱、草垫等包装, 包装物经常堆放在大棚内。货物火灾类型可归为丙类可燃物, 货车带有部分柴油, 电器设备存在带电火灾隐患。
网架的机械性能, 如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。网架通常在450~600℃温度中就会失去承载能力, 发生很大的形变, 导致钢梁、钢柱弯曲而不能使用。不做防火处理的网架结构, 耐火极限为15 min左右;做防火处理的网架一般涂刷耐火极限1.5h超薄防火涂料, 小于规范规定的火灾延续时间2h。
3.2 市场经营管理中的隐患
农产品交易市场商户和管理者一般火灾安全意识淡薄, 对安全隐患排除不及时, 火灾风险较高。货物在交易大棚堆放比较随意, 往往形成连片现象;废弃的货物包装不能及时移出大棚, 临时堆放在货物旁边;在使用电器设备时, 存在任意拉扯电线现象, 并且不能做到人走后及时关闭电器;市场平时管理的主要方式为巡查, 商户往往采用打游击形式躲避检查, 管理人员配比也存在严重不足;大宗蔬菜水果交易往往在凌晨进行, 市场管理人员存在不到位现象;一些商户为了提神, 边交易边抽烟, 烟头没有熄灭即随意丢弃。
3.3 火灾损失的分析
农产品交易市场一般园区占地面积非常大, 并且货物的运输、仓储、装卸、加工、整理、配送均在园区内完成, 一旦发生火灾, 涉火面积非常大。交易大棚由于需要进货车, 净高一般在7.5m以上, 层高在9~12m, 空气流通快, 火灾蔓延迅速。交易大棚跨度较大, 网架屋面受热变形后, 可能造成整体坍塌, 建筑物、大棚下货车、货物、人员等均有可能受损, 火灾造成的经济损失和人员伤亡往往比较严重。
3.4 规范对设置自动喷水灭火系统的遗漏
农产品交易市场消防设计主要的依据是《建筑设计防火规范》 (GB 50016-2014) 和《物流建筑设计规范》 (GB 51157-2016) 。依据《建筑设计防火规范》可以定性为丙类分拣厂房, 如果从市场内货物存量来看, 也可以定性为丙类仓库;依据《物流建筑设计规范》可以定性为普通丙类物流建筑, 市场内作业和存储没有清晰的界限, 交叉进行, 无法准确定性是作业型还是存储型。《建筑设计防火规范》8.3.1条和8.3.2条中没有针对农产品交易市场设置自动喷水灭火系统的规定, 但是农产品交易市场中泡沫塑料、纸箱、草垫等可燃物使用很普遍, 且使用量很大。根据市场运营实际情况, 经多方比较和火灾分析, 参照规范中丙类仓库设置要求进行农产品交易市场消防设计比较切合实际, 且能有效降低火灾风险。《建筑设计防火规范》8.3.2条第7项规定:每座占地面积大于1 500m2或总建筑面积大于3 000m2的其他单层或多层丙类物品仓库应设置自动喷水灭火系统, 农产品交易市场中的交易大棚参照本条规定设置自动喷水灭火系统。
4 自动喷水灭火系统设计
农产品交易市场净空高度一般不小于7.5 m, 网架厚度2 m左右, 屋面彩钢板下高度不超过12m, 可以安装自动喷水灭火系统。该农产品交易市场冬季最冷的一月平均12.8℃, 且建筑高度不超过12m, 选择闭式喷头的湿式自动喷水灭火系统。
自动喷水灭火系统设计为中危险级I级:设计喷水强度为6L/ (m2·min) ;系统作用面积260m2, 最不利喷头工作压力0.1 MPa。
自动喷水灭火系统管道固定在网架上, 在网架设计时需要计算管道荷载, 网架设计按面荷载考虑, 根据布置管道情况, 网架设计荷载60kg/m2比较合理。
图1为喷头及管道布置平面示意。
5 自动喷水灭火系统施工要点
5.1 管道的固定
网架结构不允许螺栓球连接杆承受额外的重量, 自动喷水灭火系统管道只能固定在螺栓球上, 喷头间距只能随螺栓球间距。大棚屋面网架螺栓球间距一般在2.5~2.9m, 符合规范要求的喷头设置间距。具体管道固定详见图2。
5.2 施工平台的选择
网架结构屋面高度比较高, 喷头及管道均在网架中间敷设, 螺栓球连接杆又不允许承受重量, 不能在网架中间搭建施工平台, 施工难度比较大。如果满堂搭建脚手架, 造价比较高, 同时施工工期比较长;如果在螺栓球下面吊装施工平台, 施工平台增加的荷载可能超过螺栓球设计荷载。经过多方比较商讨, 最后选择了剪刀升降车, 这种设备移动方便, 省时省力。
6 小结
通过以上对农产品交易市场现状和火灾的分析, 在交易大棚网架结构内设置自动喷水灭火系统是有必要的, 现有工程技术上也是可行的, 施工难度不是很大, 对整个项目工程造价的增加值也是有限的。设置自动喷水灭火系统后, 可以降低农产品交易市场火灾风险, 控制火灾的蔓延, 减少经济损失和人员伤亡。建议在规范再次修订时可以考虑增加这方面的内容。
[2] GB 50016-2014建筑设计防火规范
[3] GB 50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范
[4] 07SG531钢网架结构设计
[5] GB 51157-2016物流建筑设计规范
[6] 黄晓家, 姜文源.自动喷水灭火系统设计手册.北京:中国建筑工业出版社, 2002