立體高倉的建筑設計要素與規范研究

摘 要：立體高倉是一種在物流倉儲中出現的新概念，立體高倉建筑設計的提出，極大地緩解了城市土地資源利用率的壓力，為城市物流的運輸發展提供了更多的保障。但由于立體高倉建筑設計中包含有結構、安全以及消防等多個方面的因素，在對立體高倉進行建設設計時，設計師必須充分考慮到立體高倉建設設計的各個方面，才能確保立體高倉在后續的使用中滿足人們的需求。基于此，本文就立體高倉的建筑設計要素與規范展開研究分析，并提出針對性的改善策略，以期為推動城市物流行業的發展提供必要的參考借鑒。

關鍵詞：立體高倉；建筑設計要素；規范文章編號：2095-4085（2024）08-0073-03

隨著城市化進程的加速推進，土地資源日益緊張，立體高倉建筑作為一種高效利用空間的新型建筑形式，逐漸受到廣泛關注。立體高倉建筑通過垂直疊加的方式，實現了土地資源的最大化利用，同時滿足了現代城市對多功能、高效率的需求。然而，由于立體高倉建筑設計到多個方面，不同的設計方向對立體高倉建筑的設計有著不同的要求，而這也是立體高倉建筑設計師在設計中必須重點關注的問題，只有確保對立體高倉建筑從結構、安全以及消防等方面按照相應的設計規范和標準進行設計，才能滿足人們對立體高倉建筑的使用需求。

1 立體高倉相關概述

1.1 定義

立體高倉，也被稱為立體倉庫或高架倉庫，是一種特殊的倉儲設施，主要采用多層、十幾層乃至幾十層高的貨架來儲存單元貨物，并使用專門的物料搬運設備進行貨物的入庫和出庫作業，這種倉庫設計能充分利用空間，提高儲存效率，因此常被稱為“立體倉庫”，如圖1所示。

通常情況下，立體高倉按建筑構造可分類為整合型與分立型，整合型倉庫，或稱為庫架一體化，其貨架不僅用于存放物品，還充當建筑的支撐結構，頂部承載屋頂，四周裝配保溫墻板構成倉庫主體。相反，分立型高架倉庫則是在既有的倉庫建筑內部增設獨立貨架，貨架與建筑結構分離，適合改造現有建筑物為倉庫，尤其適用于倉庫高度不超過12m且地面承重有限的情況，因其后期安裝貨架靈活性較高［1］。

依據倉庫的高度，立體高倉可分為低層、中層與高層三類。通常，低于5m的歸為低層，5～12m為中層，而12m及以上則視為高層。國際上，普遍認為10～20m為立體倉庫的理想高度范圍，極端情況下可高達40～45m。美國大部分倉庫高度維持在13～18m之間，超過18m的僅占少數，30m以上的更為罕見。日本因地震頻發，倉庫傾向于低矮且規模較小。中國建筑設計防火規范將貨架高度超7m的機械或自動化高架倉庫界定為高架倉庫。此類倉庫多服務于配送需求，存儲商品以單元形式置于貨架，出庫時根據訂單需求重新組合成新單元送至目的地。配送中心是立體倉庫的典例，除高聳的貨架外，還配備大面積的揀選作業區以滿足復雜配送作業。

圖1 立體高倉

1.2 特點

（1）空間利用最大化，縮小占地規模。人工存取的倉庫通常貨架高度約為2m，而采用常規叉車的倉庫可提升至3～4m，但這要求3m多寬的通道。這類倉庫平均每平方米存儲量大約在0.3～0.5t。相比之下，高層貨架倉庫的高度已突破40m，其單位面積存儲能力顯著優于傳統倉庫。例如，一個15m高的貨架倉庫在存儲機電零件及外包部件時，每平方米存儲量可增至2～15t。

（2）全面適應生產需求。高架倉庫能促成高效的生產鏈條，推動生產力進步。專家指出，自動化立體倉庫的高效存取機制，有助于無縫銜接倉儲與外部生產流程，形成自動化物流體系，從而建立有序的生產鏈路，大幅提升生產效率。

（3）提升倉庫管理水平。通過計算機系統的管理，倉庫存儲能力得以優化，便于庫存盤點，合理控制庫存量，減少流動資金占用。特別是對于存放半成品的倉庫，能夠實現對半成品的追蹤管理，融入企業物流管理體系。

2 立體高倉結構設計要素分析

立體高倉的結構設計是確保倉庫高效、安全運作的關鍵環節，在結構設計過程中，設計師需要充分考慮多個要素，包括倉庫的形態、貨架的布置、層高和承重能力等，這些要素均對倉庫的整體性能和使用效果產生深遠影響，如表1所示。在貨架的布置和層高方面，貨架的布局應根據貨物的進出流程、存儲密度和作業效率等因素進行合理規劃，同時，層高的確定需考慮到貨物的尺寸、搬運設備的作業高度以及倉庫的整體高度等因素，一般來說，立體高倉的層高通常在3～5m之間，以確保足夠的存儲空間和作業空間［2］。此外，承重能力也是立體高倉結構設計中不可忽視的一個要素，貨架、樓層和倉庫整體的承重能力需根據存儲貨物的重量、密度和分布情況進行精確計算和設計，以確保倉庫結構的安全性和穩定性。

3 立體高倉消防設計要素分析

立體高倉作為現代物流體系的重要組成部分，其合理的消防設計不僅能夠及時有效地探測和報警，還能確保在火災發生時能夠迅速啟動滅火裝置，保護人員安全和財產安全。因此在對立體高倉進行消防設計時，首先，火災探測器的選擇和布置是關鍵，在立體高倉中，應安裝煙霧探測器、溫度探測器和火焰探測器等多種類型的探測器，以確保對火災的全面監測。這些探測器應布置在倉庫的各個區域，包括貨物存儲區、設備區和人員通道等，以便及時發現火源［3］。其次，火災報警系統的設計和安裝也是必不可少的，當火災探測器探測到火災信號時，報警系統應能立即發出聲光報警信號，提醒人員疏散。報警系統還應具備自動撥號功能，能夠及時向消防部門報警，以便及時得到救援。最后，自動噴水滅火系統是立體高倉消防設計的另一重要因素，該系統能夠在火災發生時迅速啟動并噴灑滅火劑，有效控制火勢的蔓延。而且滅火系統的管道和噴頭布置也需要經過精心設計，以確保在火災發生時能夠迅速啟動并有效工作。除了上述要素外，立體高倉消防設計還需要考慮應急照明系統、疏散通道設計以及消防設備配備等要素［4］。應急照明系統能夠在火災發生時提供足夠的照明，確保人員疏散的安全，疏散通道的設計應合理布置，確保人員能夠快速、安全地疏散，消防設備如滅火器、消防栓等應設置在易于取用的位置，方便人員及時進行初期滅火，如表2所示為立體高倉消防設計要求與對應消防設備安裝數量表。

4 立體高倉設計規范和標準分析

在對立體高倉進行設計時，必須遵循相應的行業標準和規范，以確保倉庫的結構穩定、功能完善、操作便捷。立體高倉設計需要遵循建筑行業的通用標準，如2007年3月1日推出的《建筑模數協調統一標準》（GBJ2-86），這一標準規定了建筑設計中的基本模數和優選模數，對立體高倉的尺寸設計具有指導意義。例如，庫房柱距、跨度以及高度等參數都需要根據這些模數進行選擇和調整，以確保倉庫結構的合理性和穩定性。同時，立體高倉的貨架設計則應該按照《立體倉庫貨架系統設計規范》（GB/T 39681-2020），貨架作為立體高倉的核心組成部分，其設計直接影響到倉庫的存儲效率和安全性。貨架的設計應遵循貨架設計規范，包括貨架的尺寸、承重能力、穩定性等方面的要求。此外，貨架的布局也需要根據貨物的特性、存取頻率等因素進行合理規劃，以提高倉庫的空間利用率和作業效率。隨著環保意識的提高，越來越多的企業開始注重綠色倉儲的建設。在立體高倉設計中，可以采用節能型照明設備、環保型建筑材料等措施，降低倉庫的能耗和環境污染。最后，立體高倉的設計還需要遵循相關的行業標準和法律法規，這些標準和法規對倉庫的設計、施工、驗收等方面都有明確規定，必須嚴格遵守。同時，隨著技術的不斷發展和市場的變化，立體高倉的設計規范和標準也會不斷更新和完善，需要及時關注并更新設計理念和方法。

5 結語

立體高倉建筑作為現代城市發展的重要組成部分，其設計要素與規范的研究具有重要意義。通過本文的探討，了解到立體高倉建筑設計的核心要素和規范要求，為設計師提供了有益的參考。同時，立體高倉建筑的設計仍面臨著諸多挑戰和未知領域，需要不斷探索和創新。未來，隨著科技的不斷進步和城市規劃理念的更新，立體高倉建筑將在可持續城市發展中發揮更加重要的作用。相信經過不斷的研究探索，能夠更進一步共同推動立體高倉建筑設計理論和實踐的發展。

參考文獻：

［1］黃敏恩，梁智鋒，許成漢，等.站城融合的立體都市巨型建筑全流程全要素設計方法探討——以金融城站綜合交通樞紐為例［J］.建筑技藝，2019（7）：8.

［2］羅木華，洪芳林.中國古代藏書樓建筑設計研究：要素，驅動與啟示［J］.圖書館，2022（12）：8.

［3］徐知航.加強建筑工程結構設計和施工管理對策研究［J］.工程與管理科學，2022，4（8）：62-64.

［4］宋曉剛，李澤昊，姚旭.基于BIM的裝配式建筑全產業鏈質量管理研究［J］.工程管理學報，2023，37（5）：30-35.