关于原糖仓建筑和消防设计几个问题的探讨
杨伟红;李建业;梁贤慧
【摘 要】文章总结了二步法制糖厂原糖仓建筑防火分区和消防设计中设计规范与原糖仓实际使用的矛盾等几个问题，提出了自己的观点和解决思路。
【期刊名称】《广西糖业》
【年(卷),期】2016(000)001
【总页数】4页(P31-34)
【关键词】原糖;原糖仓;防火分区;消防设计
【作 者】杨伟红;李建业;梁贤慧
【作者单位】华蓝设计（集团）有限公司,广西南宁530011
【正文语种】中 文
【中图分类】TS244.7
蔗糖是人们日常生活中常见的甜味剂。蔗糖产品是指以蔗糖为主要成分的产品，蔗糖产品种类繁多，其蔗糖成分根据种类不同，有较大区别，一般都在85%至99.8%之间。原糖是由原糖厂（车间）生产出来的初级产品。原糖属于蔗糖产品，但由于某些指标不符合食品卫生要求，一般不作为成品糖进入消费市场。
近年来，我国采用“二步法”生产工艺的糖厂逐步增加，“二步法”工艺是指原糖厂（车间）先用甘蔗原料生产出初级产品——原糖，然后将原糖运输到精炼糖厂（车间），作为精炼糖厂（车间）生产的原料，生产出精制糖产品。精制糖作为最终产品进入消费市场。
在生产中间环节中，各国糖厂为了降低成本和减少包装材料消耗，作为初级产品的原糖已不再采用袋装包装，而普遍采用散装运输和散装堆存。在二步法糖厂中，原糖从原糖车间生产出来后，先经过原糖输送系统输送进原糖仓进行暂存。当精糖车间生产时，首先将原糖仓的原糖通过铲车或机械送到原糖仓旁边的回溶间，通过回溶设备将原糖加水溶解成糖浆，然后通过糖浆泵输送到精炼车间进行精糖生产。
这样原糖仓就成了连接原糖和精糖两大车间的重要建筑物，由于原糖贮存方式的特殊性，原糖仓就成为了与成品糖仓不同的构造特殊的仓库。
由于原糖仓贮存的物品为散装原糖，散装原糖的外观象黄沙一样，具有较强的流动性。为了实现机械自动堆存，设计上利用了原糖的流动性，通常在原糖仓中心顶部最高处设置原糖输送和卸料系统，卸料时，原糖从糖仓顶部自由落下，到地上后自由流动，逐步堆高，最后堆满后形成一个锥体形状。
当原糖堆到糖仓墙壁达到一定高度后，会对墙壁产生一个较大的侧压力。为了防止墙壁被推倒，原糖仓墙壁通常被设计成挡土墙的形式，用来承受糖堆的侧压力。由于这个原因，糖仓墙壁一般不能设置窗户，只设置必要的大门，而且要求大门能够承受糖堆的侧压力。
为了充分利用空间，达到最大贮存量，糖仓屋顶常设计成锥形（见图1），其锥形空间内需能满足原糖堆存形成的锥度要求。目前国内外大型原糖仓其原糖贮存量已超过10万吨。
由于原糖仓具有的这些与其他仓库不同的特点，给原糖仓的建筑和消防设计带来了一些问题和困扰。
原糖和其他蔗糖产品一样，其主要成分为蔗糖，原糖中的蔗糖成分在96%以上。蔗糖（分子式：C12H22O11）是由葡萄糖及果糖各一个分子脱水缩合而成的非还原性的双糖。蔗糖晶体的比重为1.5879，而散堆蔗糖由于颗粒间存在空隙，其视比重为0.8～0.9。蔗糖极易溶于水，其溶解度随温度的升高而增大。
纯蔗糖加热至185℃，便熔化成为浓稠透明的液体，然后分解为葡萄糖及脱水果糖。继续加热到200℃时，进一步脱水转化为深黑色的焦糖和其他产物。此时如有火种引燃，这些深黑色的转化产物会发生燃烧现象。根据文献资料，纯蔗糖的理论燃烧热为5640.9kJ/mo（l即16494kJ/kg），蔗糖燃烧的化学式为：
根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014（以下简称《规范》），物质的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊五个类别，其特征概括起来就是：甲类—易燃易爆、乙类—易燃、丙类—可燃、丁类—难燃和戊类—不燃。糖仓贮存的物品的主要成分为蔗糖，蔗糖属于哪一类呢？在《规范》附录的条文说明的分类举例中没有明确列出，这就给各相关部门在设计和管理中留下了自行定义的空间。
例如：在国家商务部《中央储备糖储存库资质条件》SB/T10385-2004中，将储备糖库房的
火灾危险性类别列为戊类；在《甘蔗糖厂设计规范》QBJ102G-87中，将成品糖仓列为丙类；而在一些设计单位的糖仓设计蓝图中，又将糖仓列为丁类。虽然这些单位都定义了糖仓的火灾危险性类别，但均未提供定义依据，让人无从考证，也无法让人信服，更让人无所适从。
让我们来看《规范》中对可燃和难燃的定义。可燃：在空气中受到火焰和高温作用时能发生燃烧，即使移走火源仍能继续燃烧；难燃：在空气中受到火焰和高温作用时难着火、难燃或微燃，移走火源燃烧即可停止。
对照定义，我们做实验看一下蔗糖的燃烧过程，先用外部热源将蔗糖持续加热至熔化成液体。继续加热，液体中水分挥发完毕，逐渐转化成为黑色固体物质，然后再用火种引燃，这时发现黑色物质燃烧了。然后移走火源，可发现黑色物质仍能继续燃烧一段时间，但不久便熄灭了。其原因是黑色物质燃烧产生的热量使旁边的蔗糖脱水熔化变成液体，液体起到了灭火和隔离作用，使火势不能蔓延，燃烧不能继续，黑色物质燃烧完火便熄灭了。
对照《规范》的定义，从上述对蔗糖的燃烧特性的分析来看，蔗糖似乎是在可燃和难燃之间，但还是无法严格区分蔗糖到底是可燃还是难燃。这给我们的建筑和消防设计带来了困
扰。在没有权威部门给出科学和权威定义之前，从安全角度来说，我们建议在设计上宜将蔗糖的火灾危险性定为可燃固体，糖仓的火灾危险性类别宜定为丙类。
根据《规范》中对仓库的层数和面积的规定，糖仓属于丙类单层仓库，其最大允许占地面积为6000平方米，每个防火分区最大建筑面积为1500平方米。这个规定对普通的糖仓影响不大，因为袋装糖产品在糖仓贮存形式为人工堆叠和码垛，糖仓的防火分区不影响糖产品的堆存，反而有利于企业的现场管理。但对散装原糖仓来说，情况完全不同了，如果仍按此规定进行防火分区，由于糖堆形状为锥形，如在中间加入防火隔墙，则其高度将远高于糖仓的四周边墙。对建筑结构来说，这就不是普通的砖砌防火隔墙了，而是要承受巨大侧压力的体积庞大的钢筋混凝土挡土墙了。
对于散装原糖堆来说，即使糖堆某处表面着火，但由于糖堆内部密不透风和蔗糖受热熔化成液体的特性。燃烧既不能往着火处四周扩散，也不能往糖堆内部发展。由此可见，这个投资巨大的防火隔墙对原糖仓消防安全毫无作用。不但如此，原糖仓分区后对生产使用造成严重的不便。
但是在建筑设计上我们又不能违反《规范》要求，这一度使我们陷入了两难境地。最后变
通的解决办法是，将原糖仓建筑属性定义为物流建筑，于是在建筑设计上我们套用了《规范》中有关物流建筑的条文规定。在该规定中，当仓库设计满足一系列条件后，其最大允许占地面积和每个防火分区最大建筑面积可以增加3倍。按此计算，每个防火分区最大建筑面积变成了6000平方米。这样，只要糖仓的占地面积不超过6000平方米时，就不需要设置防火分区。这样变相解决了建筑设计上防火分区过小的问题。至于原糖仓是否真的属于物流建筑，我们认真研究了《物流建筑设计规范》中的物流建筑的定义，物流建筑是用于进行物品运输、储存、装卸、搬运、包装、物流加工、配送等物流活动的建筑。按此定义，原糖仓似乎也算得上是物流建筑。
在《规范》中有关的消防设施设置的条文中，规定建筑面积大于300平方米的厂房和仓库中应设置室内消火栓系统。每座占地面积大于1500平方米或总建筑面积大于3000平方米的其他单层或多层丙类物品仓库应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统。
由于我们设计的糖仓几乎占地面积都大于1500平方米。按此规定，我们所有的糖仓都需要设置室内消火栓系统和自动喷水灭火系统。但是我们知道，蔗糖是易溶于水的，而且在空气中容易吸潮发生霉变。在糖仓的管理中，防水防潮是重要的一环。而我们在设计上却不得不按照《规范》的要求，在糖仓内设置喷水灭火系统，让人哭笑不得又无可奈何。
其实我们糖业界人士也注意到了这一点，在广西地方标准《食糖仓储设施基本要求》DB45/T 629-2009中有条文规定，白糖仓库发生火灾时不宜用水淋灭火，不应在仓内设消防给水设施。但是该文并未给出具体的消防措施和建议，而且该文为地方标准，其权威性并不足以对抗国家住建部的《建筑设计防火规范》，设计者也不敢以此依据来进行设计。
在原糖仓内设置灭火设施时，还存在另一问题。就是当糖仓堆满原糖时，灭火设施被覆盖在糖堆下，而且此时被原糖堆满处的大门也无法打开。假使糖仓内部发生火灾，人员也无法从外面进入室内，使用室内灭火设施。因此，从上分析得知，在原糖仓内设置室内消防设施毫无用处。

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