Требования к складским помещениям для обычных паллетных стеллажей: полное руководство

Обычные паллетные стеллажи, также называемые селективными паллетными стеллажами, остаются наиболее широко используемой складской системой хранения в мире, на которую приходится более 60% всех установленных стеллажей. Его привлекательность хорошо известна: прямой доступ к каждому поддону, совместимость со стандартными вилочными погрузчиками с противовесом и низкая стоимость места хранения. Но производительность системы полностью зависит от того, насколько хорошо установка соответствует физическим ограничениям здания. Стойка, указанная без привязки к высоте потолка, ширине прохода и требуемым зазорам, либо будет недостаточно использовать доступный куб, либо создаст проблемы безопасности и соответствия требованиям, устранение которых станет дорогостоящим. В этом руководстве представлен полный набор параметров требований к пространству, необходимых для планирования установки обычных стеллажей для поддонов — от размеров рамы до ширины проходов, структурных зазоров, соответствия нормам пожарной безопасности и расчета полезной площади хранения. Оперативный обзор того, как традиционные стеллажи работают в различных сценариях складирования, см. в нашей статье. Полное руководство по обычным стеллажам .

Почему планирование пространства важнее выбора стойки

Правильная последовательность действий при проектировании стеллажа для поддонов: сначала измерьте здание, затем выберите размеры стеллажа, а не наоборот. Это важно, поскольку одна и та же стеллажная система может обеспечивать совершенно разную вместимость складских помещений в зависимости от высоты потолка, расположения колонн, положения дверей дока и уже используемого вилочного погрузчика. Объект с высотой потолка 7 метров и парком ричтраков имеет принципиально иные требования к пространству, чем объект с 5-метровым потолком и вилочными погрузчиками с противовесом, даже если на обоих предприятиях хранятся одинаковые поддоны.

Последовательность планирования, которая позволяет избежать дорогостоящего перепроектирования, такова: определить полезную ограждающую конструкцию здания (высоту в свету, полезную площадь пола после исключений), определить размер поддона и максимальный вес груза, выбрать глубину рамы, соответствующую глубине поддона, выбрать длину балки, соответствующую ширине поддона и количеству отсеков, рассчитать расстояние между уровнями балок, чтобы оно соответствовало высоте груза плюс зазор, определить количество уровней, которые вписываются в диапазон высоты, подтвердить ширину прохода в соответствии со спецификацией вилочного погрузчика, затем проверить все зазоры на соответствие применимым стандартам. Каждый шаг питает следующий. Пропуск выбора стойки до завершения оценки здания является наиболее распространенной причиной установки, не соответствующей спецификациям или несоответствующей требованиям.

Стандартные размеры рамы стеллажа для поддонов

Вертикальная рама состоит из двух вертикальных колонн, соединенных диагональными и горизонтальными связями. Два его критических измерения — это глубина (измерение спереди назад) и высота.

Глубина кадра

Глубина рамы определяется глубиной поддона со стандартным припуском в 3 дюйма как на передней, так и на задней части рамы. Для наиболее распространенного размера поддона глубиной 48 дюймов расчет следующий: 48 дюймов минус 3 дюйма переднего свеса минус 3 дюйма заднего свеса равны 42 дюймам требуемой глубины рамы. Это делает глубину рамы 42 дюйма глобальным стандартом для обычных стеллажей для поддонов, обслуживающих 48-дюймовые поддоны. Для поддонов глубиной 40 дюймов подойдет рама шириной 36 дюймов. Для негабаритных или нестандартных поддонов применяется та же формула.

Расчет высоты рамы и прозрачного потолка

Высота каркаса определяется высотой потолка здания в свету — расстоянием от чистого пола до самого низкого верхнего препятствия, которым может быть ферма крыши, воздуховод HVAC, спринклерная труба или конструкционная балка. Максимальный подъем балки (высота, на которой устанавливается верхний уровень балки) рассчитывается следующим образом:

Максимальная высота луча = высота потолка в свету − Расстояние до спринклера (минимум 18 дюймов / 457 мм согласно OSHA и NFPA 13) − Высота верхней нагрузки − Расстояние от верхней нагрузки до потолка (минимум 10 дюймов / 254 мм)

Например: для объекта с чистым потолком высотой 24 фута (7,3 м), где хранятся поддоны с максимальной высотой загрузки 60 дюймов, требуется: 288 дюймов минус 18 дюймов (спринклер) минус 60 дюймов (нагрузка) минус 10 дюймов (просвет) равняется максимальной высоте верхней балки 200 дюймов (16 футов 8 дюймов). Общая высота рамы должна быть выбрана так, чтобы она соответствовала этой высоте балки или немного превышала ее — обычно для этого диапазона высоты потолка рамы составляют 20 или 24 фута.

Длина балки и размещение поддонов

Длина балки определяет, сколько поддонов хранится рядом на каждом уровне в одном отсеке. В расчете необходимо учитывать ширину поддона, количество поддонов на уровне и минимальное расстояние от груза до стойки на каждом конце.

Стандартный минимальный зазор между краем поддона и внутренней поверхностью вертикальной рамы составляет 3 дюйма (75 мм) с каждой стороны. Между соседними поддонами на одном уровне необходим дополнительный зазор минимум 3 дюйма (75 мм). Эти зазоры позволяют устанавливать зубья вилочного погрузчика, не ударяя о раму или соседний груз.

Балка длиной 8 футов (2300 мм), вмещающая два стандартных поддона на каждом уровне, является наиболее распространенной конфигурацией на складах общего назначения. Балка длиной 12 футов (3600 мм) для трех поддонов на уровень используется на объектах с высокой пропускной способностью, где эффективность использования вилочных погрузчиков на проход между проходами является приоритетом. Балки никогда не должны быть короче расчетного минимума. — недостаточный зазор между грузом и стойкой является основной причиной повреждения рамы при установке поддона.

Требования к ширине проходов в зависимости от типа оборудования

Ширина прохода является важнейшим фактором, определяющим эффективность использования площади при традиционной планировке стеллажей. Более широкие проходы означают более безопасную и быструю работу вилочного погрузчика, но занимают пропорционально больше доступной площади пола в качестве не складских помещений. Требуемая ширина прохода определяется радиусом поворота погрузчика, используемого для обслуживания стеллажа, а именно, расстоянием, которое грузовик должен пройти до прохода, чтобы повернуться перпендикулярно и достичь положения поддона.

Для объектов, использующих вилочные погрузчики с противовесом — наиболее распространенный тип оборудования при обычных стеллажных операциях — рабочий проход длиной 3,5 метра (приблизительно 11,5 футов) является практическим стандартом для одностороннего движения. Двустороннее движение в одном и том же проходе требует дополнительной ширины, указанной производителем погрузчика. Основные поперечные проходы, используемые для движения грузовиков и изменения направления, должны соответствовать минимальным рекомендациям производителя вилочных погрузчиков по повороту и требованиям OSHA по обеспечению достаточных безопасных расстояний для механического погрузочно-разгрузочного оборудования.

Переход от вилочного погрузчика с противовесом к ричтраку может уменьшить ширину проходов с 3,5 метров до 2,7 метров — экономия 0,8 метра на проход. При планировке с десятью рабочими проходами это означает 8 метров восстановленной глубины пола, которую можно преобразовать в дополнительные ряды стеллажей или рабочую зону.

Требуемые зазоры: нагрузки, здание и правила пожарной безопасности

Помимо ширины прохода, соответствующая требованиям и безопасная установка традиционных стеллажей требует определенных зазоров в нескольких точках системы. Каждое зазор выполняет определенную функцию безопасности и регулируется сочетанием правил OSHA, ANSI/RMI MH16.1 (Северная Америка), EN 15512 (Европа) и местных норм пожарной безопасности.

Зазор от нагрузки до вертикальной стойки

Между краем хранимого груза и внутренней поверхностью соседней вертикальной рамы должно сохраняться расстояние не менее 3 дюймов (75 мм). Этот зазор позволяет устанавливать и снимать зубцы вилочного погрузчика, не ударяя о колонну. На верхних уровнях луча, где видимость оператора ограничена, рекомендуется увеличить этот зазор до 4–5 дюймов.

Расстояние от груза до груза (пространство дымохода)

Между поддонами, хранящимися в соседних рядах спина к спине, должно сохраняться пространство продольного дымохода не менее 4 дюймов (100 мм). Это пространство для дымохода — это не просто удобный зазор — это требование пожарной безопасности. NFPA 13 определяет, что дымоходные пространства позволяют спринклерной воде проникать вниз через стеллажи и тушить пожар на нижних уровнях. Загромождение пространства дымохода стеллажными приспособлениями, выступами груза или пленкой поддонов может привести к недействительности конструкции пожаротушения здания. Распорки между рядами, установленные между рамами, расположенными спина к спине, являются стандартным методом поддержания постоянного пространства дымохода.

Зазор от верхней нагрузки до препятствий над головой

Между верхом самого высокого хранимого груза и самым низким верхним препятствием, будь то ферма крыши, воздуховод, осветительный прибор или спринклерная труба, должно сохраняться расстояние не менее 10 дюймов (254 мм). Этот зазор позволяет операторам вилочных погрузчиков размещать и поднимать поддоны на уровень верхней балки без риска контакта с верхними элементами. Для грузов переменной высоты при расчете зазора необходимо использовать максимальную ожидаемую высоту груза, а не среднее значение.

Зазор спринклерной системы

OSHA и NFPA 13 требуют минимального зазора 18 дюймов (457 мм) между верхом любого хранимого груза и отражающей пластиной ближайшей верхней спринклерной головки. Это наиболее строгое требование к просвету над головой, которое обычно определяет максимальную практическую высоту луча на данном объекте. На объектах, хранящих товары, классифицированные как особо опасные в соответствии с NFPA, могут возникнуть дополнительные требования к спринклерам в стойках, которые влияют на конструкцию проходов и балок независимо от зазора спринклера на потолке.

Зазор между стойкой и конструкцией здания

Каркасы паллетных стеллажей не должны быть конструктивно связаны со зданием. Чтобы предотвратить контакт во время сейсмических событий или рабочей вибрации, действующие стандарты требуют следующего минимального расстояния между стойками и неподвижными элементами здания:

• Направление нижнего прохода (параллельно рядам стеллажей): 5 % от общей высоты стойки. Для стойки с высотой верхней балки 5 метров это соответствует минимальному зазору 250 мм от стен или колонн в направлении нижнего прохода.
• Поперечное направление (перпендикулярно рядам стоек): 2% от общей высоты стойки. Для той же 5-метровой стойки это соответствует минимальному зазору 100 мм от стен или колонн в поперечном направлении.

Колонны здания, расположенные между рядами стоек, должны сохранять эти зазоры от обоих соседних рядов, а положение колонн необходимо учитывать при планировании компоновки пролетов — колонны, падающие в середине пролета, требуют регулировки ширины пролета, чтобы поддерживать необходимые зазоры для нагрузки с обеих сторон поверхности колонны.

Расчет полезной площади хранения

После того, как установлены все параметры размеров и зазоров, можно рассчитать эффективность использования площади при стандартной компоновке стеллажей. Эта цифра — соотношение фактической площади склада поддонов к общей площади здания — является наиболее полезным показателем для сравнения вариантов планировки и обоснования решений об инвестициях в складские помещения.

В типичной традиционной компоновке стеллажей с использованием вилочных погрузчиков с противовесом и проходами шириной 3,5 метра площадь пола делится примерно следующим образом: занимаемая площадь стойки (вертикальные рамы плюс глубина загрузки с обеих сторон пары спин-к-спине рядов) обычно занимает 2,0–2,2 метра общей глубины на двойной ряд, а рабочий проход занимает 3,5 метра на проход. Зазоры по периметру, поперечные проходы, перевалочные площадки и колонны зданий занимают дополнительно 10–15% общей площади пола.

Результирующая чистая эффективность хранения для стандартных обычных стеллажей с вилочными погрузчиками с противовесом обычно составляет 35–45% общей площади здания. занимает площадь, занимаемую непосредственно стойкой. Остальные 55–65 % потребляются проходами, поперечными проходами, постановками и исключениями по периметру. Этот показатель можно повысить до 50–60 % за счет перехода на ричтраки (более узкие проходы) или конфигурации двойной глубины (меньшее количество проходов при том же количестве поддонов), а также до 65–75 % и выше при использовании оборудования с очень узкими проходами.

Упрощенную оценку положения поддона для целей планирования можно рассчитать как:

Общее количество позиций поддонов = [(Общая площадь пола × Коэффициент эффективности хранения) ÷ Площадь одного поддона] × Количество уровней балок

Для склада площадью 5000 м² с эффективностью хранения 40 % хранение поддонов размером 1,0 м × 1,2 м на 4 уровнях балок: (5000 × 0,40) ÷ (1,0 × 1,2) × 4 = примерно 6667 позиций поддонов. Этот рисунок обеспечивает реалистичную основу планирования до начала детального проектирования макета.

Когда обычные стеллажи достигают своих пределов пространства

Обычные селективные стеллажи обеспечивают превосходную производительность при работе с разнообразными товарными позициями, высокой частотой комплектации и стандартным вилочным погрузчиком. Однако по мере того, как требования к плотности хранения увеличиваются (вследствие роста стоимости недвижимости, расширения запасов или более высоких требований к пропускной способности), присущее системе потребление пространства в проходах становится ограничивающим ограничением.

Практические показатели того, что предприятие достигло потолка эффективности использования пространства для обычных стеллажей, включают: использование площади постоянно превышает 45% со стандартным оборудованием (это означает, что проходы не могут быть существенно сужены без замены оборудования); количество поддонов на квадратный метр ниже 0,8 при текущей высоте потолка (предполагает, что вертикальное пространство используется недостаточно); и загруженность проходов в периоды пиковой нагрузки (что позволяет предположить, что соотношение вилочных погрузчиков к проходам превысило практическую пропускную способность планировки).

На этом этапе система принятия решений смещается от оптимизации традиционных стеллажей к оценке альтернативных систем. Стеллажи двойной глубины увеличивают плотность примерно на 30% за счет снижения селективности. Въездные стеллажи могут обеспечить загрузку пола на 60–85%, но требуют управления запасами по принципу LIFO. Автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) могут обеспечить загрузку помещений на 80–90 % с полной селективностью при значительно более высоких капитальных затратах. Подробный анализ того, как традиционные стеллажи сравниваются с альтернативами с более высокой плотностью размещения при работе на нескольких объектах, см. в нашей статье. обычная стеллажная система и управление несколькими складами обзор. Для предприятий, готовых заказать или сконфигурировать новую стандартную установку стеллажей, мы предлагаем полный спектр складские паллетные стеллажи охватывает стандартные выборочные конфигурации и индивидуальные решения для нестандартной высоты потолка, характеристик нагрузки и сейсмических зон.