現代社會隨著人工成本的升高和自動化水平的提高，企業為節約用地，提高自動化成本，降低土地和人工成本，在保持原料或產品性質不變的情況理，對于大宗貨物企業逐漸不再采用傳統靠人工進出貨的單層或多層倉庫，而是采用自動化立體倉庫。石油化工行業中，近年來立體倉庫的設計明顯增加。以河北省某石化廠區內自動化立體倉庫為例，就建筑設計方面的問題進行分析與探討。

自動化立體倉庫是現代物流系統的一個重要組成部分，它具有節約用地、減輕勞動強度、提高勞動生產效率、提高物流效率、降低儲運損耗等諸多優點。在廠區尤其是化工廠廠區內，自動化立體倉庫并不適用于所有物料，主要適用于儲存以下貨物：火災危險性為丙類的固體物料（不包括硫磺）；潤滑油；火災危險性為丁、戊類的固體和液體物料?？赡墚a生爆炸性混合氣體或在空氣中能形成粉塵、纖維等爆炸性混合物的物料不應采用自動化立體倉庫儲存；易破損、易潮解、腐蝕性的物料不宜采用自動化立體倉庫儲存。倉庫內儲存物料的存儲規劃應遵循“上輕下重、均勻存儲、分類存儲”的原則；儲存物料的出入庫應遵循“先進先出”的原則。

本項目位于河北省某化工廠內，6個成品倉庫均為自動化立體庫，由南向北“一”字排開形成倉庫區。倉庫區周圍情況如下：西側隔50 m為化工園區道路，南側為化工園區綠地，北側為園區110 k V變電站，東側為這些立體倉庫對應的生產車間或包裝車間。本倉庫區交通復雜，且外來人員較多，與廠區內其他區域之間設置圍墻，獨立成區，布置在廠區最西側通過廠區的物流出入口直接與園區道路連通，使得倉庫區具有方便的交通運輸條件，且安全、便于管理。該自動化立體倉庫區與相鄰工廠、交通線等的防火間距滿足GB 50160—2008《石油化工企業設計防火標準》，并根據自動化立體倉庫建筑體量大一旦起火撲救困難的特點確定防火間距。具體布置如圖1所示。

圖1 河北省某化工廠倉庫區平面布置   下載原圖

選取成品庫一進行介紹，該建筑為單層立體倉庫，長約56 m，寬約39 m，建筑面積2 650 m2，建筑高度23.20 m。儲存貨物為丙類2項固體，包裝材料為丙類固體，為丙類倉庫。該倉庫主要由3部分組成，即為倉庫；輔助生產用房：雨淋閥室、休息室、衛生間、操作間、工具間；裝車站臺。

成品倉庫一位于廠區全年最小風向頻率的上風側。按照生產流程，本廠區由東向西依次布置原料倉庫或罐區→生產車間→包裝車間→倉庫區。為滿足生產流程的需要將成品倉庫一與該倉庫對應的造粒包裝車間統一規劃，2個建筑物之間用空中棧橋進行連接，布置在廠區的最西側。成品造粒包裝通過包裝造粒車間與成品倉庫一之間的空中棧橋輸送至成品倉庫一東側，存儲在倉庫內，出售時通過西側的裝車站臺裝車運走。

成品倉庫一與周圍建筑物之間的防火間距滿足GB50160—2008《石油化工企業設計防火標準》的有關規定。該倉庫四周設置環形消防通道，消防車道的路面寬度為6 m，路面內緣的轉彎半徑為12 m，路面凈空高度不低于5 m。

該倉庫符合工廠總體布置的要求，滿足生產流程的需要，并符合安全、消防、環保和職業衛生的要求。

成品倉庫一西側為30 m寬的裝車區，且緊鄰廠區物流出口，方便廠外運輸。汽車裝車區考慮貨車回車和裝車的場地，考慮到公路運輸量較大，在裝車場地的西側設置貨車停車場。運輸線路的布置可使物料運輸順暢、便捷，或迂回折返。

根據廠區生產流程，成品倉庫一由東至西依次布置如下：與造粒包裝車間之間的成品輸送空中棧橋→倉庫→裝車站臺及雨篷；北側建筑外側布置叉車通道；西南角倉庫內部布置局部二層的輔助生產用房。具體布置如圖2所示。

圖2 成品倉庫一平面布置圖   下載原圖

本倉庫采用建筑雙側進出工藝流程，倉庫部分進深55.8 m，該部分對物流系統進行科學規劃，按照功能劃分區域，保證物流順暢。倉庫東側為入庫作業區，西側為出庫作業區，避免了作業干擾，同時有利于庫外運輸車輛的調度，提高了有效庫存和存取作業效率。

考慮到廠區的工藝流程和整體布置，建筑外西側全部設置裝車站臺：作業面寬度可滿足高峰時車輛裝車時泊位數量需求，進深為6 m，站臺高出停車地面1.1 m，并配備3臺液壓升降平臺。為方便雨雪天裝車，裝車站臺設置雨篷，雨篷伸出站臺邊緣的挑出長度為4 m，雨篷高度為7.2 m，滿足裝車高度。具體布置如圖3所示。立體倉庫的收發貨裝卸站臺不宜朝向冬季主導風向，嚴寒地區和氣象災害嚴重地區宜采用室內裝車站臺。成品倉庫一裝車站臺雖未完全避開冬季主導風向——西南向，但有一定夾角，盡量減少風向對建筑的影響。

成品倉庫一服務的操作間、休息室、衛生間等輔助生產用房布置在倉庫的西南角，采用局部二層布置，方便工作人員就近喝水、更衣、休息等，既未遮擋有物料進出口的建筑外墻面，也盡量少占用庫房的倉儲空間。

圖3 雨篷示意   下載原圖

本倉庫北側的叉車坡道寬度為3 m，坡度為10%，坡道面層為防滑坡道，臨空側設置欄桿，保證叉車行走安全。如倉庫位于積雪地區，室外運輸坡道宜采取融雪防滑措施。

本倉庫室內高度滿足物流工藝對凈高的要求；采用分離式貨架，貨架頂面至屋架下弦的距離滿足安裝要求，且大于300 mm；滿足公用設備及工藝管線空間敷設的要求；滿足物流建筑內運輸通道的高度要求。

本立體倉庫高度較高，屋面維修相對困難，屋面排水等級適當提高，設置為一級防水，采用鋼結構柔性卷材防水屋面，屋面坡度為5%。

立體倉庫屋面一般為大跨度輕鋼結構，屋面匯水面積較大，可敷設立管的地方比較少，而采用重力流排水需要設置較多立管，布置困難，因而宜采用滿管壓力流排水即虹吸排水系統。如立體倉庫位于積雪較多的地區，屋面設計應將雪荷載的不均勻分布影響計算在內，并應采取措施防止屋頂雪塊滑落和冰掛墜落傷人。本項目屋面跨度適中，為避免內排水泄漏帶來的隱患，采用重力流外天溝排水系統，天溝設置溢流口。本倉庫屋面檐口高度較高，為方便屋面設備檢修和屋面防水系統維護設置檢修人員上下屋面的檢修鋼梯，鋼梯牢固安裝于屋脊所在軸線的結構框架柱上。該固定式鋼梯的設置符合現行國家標準GB 4053—2009《固定式鋼梯及平臺安全要求》的規定。

本建筑采用鍍鋁鋅壓型鋼板復合墻體，勒腳1 m范圍內采用蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑。金屬壓型板墻體在開洞時，洞四周做加固處理，門洞兩側采用槽鋼與門框連接；管線不直接固定在金屬壓型板墻體上，當需固定時，采取加強措施。

本倉庫裝車站臺側對著液壓升降平臺的作業大門為2.7 m寬、3.3 m高的鋼質電動卷簾門；東側設置1個門洞凈寬為3.0 m、凈高為3.6 m的鋼制電動卷簾門滿足設備檢修需要；其余供人員通行的門均為向疏散方向開啟的平開門。電動控制的卷簾門同時配置手動控制設施。以上大門的設置滿足了物流操作、人流以及安全、防火和疏散等要求。

因自動化立體倉庫內掃碼設施對光線敏感，本倉庫除設置消防救援窗口、排煙窗外未設置其他透光的玻璃門窗及屋面采光帶。

該倉庫主體采用門式剛架結構，保證建筑內有效使用空間盡可能大，布置盡量多的貨架，同時也避免了柱子影響無軌堆垛機和自動導向搬運車等自動化設備運行。

立體倉庫結構型式有2種：庫架分離式和庫架合一式。石油化工行業的立體倉庫儲存物料的火災危險性多為丙類，建議采用庫房建筑結構與貨架分離、庫架分離式，貨架只承受貨物荷載。成品倉庫一儲存物料的火災危險性為丙類，采用庫架分離式。

為保證貨架基礎地坪局部傾斜不超過1/2 000，本倉庫地面采用零層板整體地面，地面厚度根據堆載和車輛沖擊荷載綜合計算確定，且滿足自動化立體倉庫地面平整、耐磨、不起塵、防滑、易清潔的要求。

成品倉庫一的耐火等級為二級，局部2層，建筑面積為2 650 m2，倉庫內設置自動滅火系統，設置為1個防火分區。本倉庫建筑構件的耐火極限、防火分區、安全疏散距離均滿足GB 50016—2014《建筑設計防火規范》的有關規定。

本倉庫初版方案建筑面積為5 300 m2，設置自動滅火系統，劃分為2個防火分區，防火分區之間用耐火極限不小于4 h的防火墻分開。GB 50016—2014《〈建筑設計防火規范〉》（2018年版）實施指南》第6.1.1條規定：在實際工程中不應采用“輕質防火板材+填充不燃材料”的墻體作為防火墻，以免在火災和射流水槍的作用下或者在受損結構或者相鄰垮塌物體的側向作用下很快失去其完整性，不能很好地發揮阻止火勢蔓延的作用。且經過與規范編制人員溝通，考慮到立體倉庫儲存量大，一旦失火造成損失巨大，經反復比較擬采用整體性好的砌筑墻體作為防火墻。但該防火墻高23 m，通過墻體抗震和高厚比的驗算，發現：（1）該墻體的框架柱間距?。s為3.5 m）且斷面大（約為1.3 m×0.7 m），影響貨架布置；（2）造價太高。向業主匯報后，業主決定把該立體庫拆成2個，每個庫僅設置1個防火分區。對于這類單層層高很高，需要設置防火墻的建筑，防火墻如何既能滿足防火整體性，又能滿足抗震要求且經濟是目前該類建筑較難解決的問題。

僅供本倉庫使用的操作間、休息間、衛生間靠外墻布置，并采用防火墻和耐火極限不小于1.5 h的樓板與其他部分完全分隔，該部分相對獨立，并未對倉庫內開門。

本倉庫與造粒包裝車間之間的空中棧橋作為獨立的構筑物，不屬于其中任何1座建筑?？紤]洞口有運送物料的刮板通過，設置防火門在火災時無法完全關閉，棧橋與成品倉庫一、造粒包裝車間的洞口均設置防火水幕，阻止火災時火勢擴散。

本倉庫外墻不同方位共設置6個消防救援窗，間距均不大于20 m，消防救援窗口正對貨架或堆垛間的通道設置，其尺寸為1.2 m×1.4 m，下沿距地為1.3 m，方便火災時消防援救。

該丙類自動化立體倉庫采用自然排煙，在外墻儲煙倉高度范圍內設置排煙窗，且排煙窗進行消防聯動。該倉庫劃分為2個防煙分區，空間凈高大于9 m，防煙分區之間未設置擋煙垂壁。以上防排煙設計均符合GB 50016—2014《建筑設計防火規范》和GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》的要求。

通過對石化廠區自動化立體倉庫建筑設計過程中遇到問題的探索分析，自動化立體庫的建筑設計在滿足儲存大量物料基本功能的基礎上，需同時滿足物料存儲的入庫、出庫工藝流程的合理性，并提高有效庫存和存取作業效率，綜合考慮該類建筑的儲存、進出貨、運輸、消防、安全等方面的要求，合理布置輔助生產用房，設計出的自動化立體庫才能更好地滿足各方面的需求。