冷庫消防安全設(shè)計初探

張漢誠，顧正軍

（1.江蘇省泰州市公安消防支隊，江蘇泰州225300；2.南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)與安全工程學(xué)院，南京210009）

冷庫消防安全設(shè)計初探

張漢誠1，顧正軍2

（1.江蘇省泰州市公安消防支隊，江蘇泰州225300；2.南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)與安全工程學(xué)院，南京210009）

隨著冷庫建筑的普及，冷庫建筑建設(shè)規(guī)模逐年加大，保溫材料大量使用可燃、易燃材料，火災(zāi)負(fù)荷較大；施工過程中使用明火，極易引燃保溫材料；氨制冷工藝一旦存在氨氣泄露，極易造成火災(zāi)爆炸危險；有的冷庫電氣線路和電氣設(shè)備陳舊，極易發(fā)生電氣故障引發(fā)火災(zāi)。近年來，冷庫重特大火災(zāi)事故也不斷呈現(xiàn)，因此有必要對冷庫建筑的防火設(shè)計進行進一步的探討和研究。

冷庫；消防；設(shè)計；探討

0　引言

近年來，我國冷庫建設(shè)發(fā)展十分迅速，高度、面積及規(guī)模也不斷擴大，由于規(guī)模的擴大造成防火分區(qū)及安全疏散不能符合規(guī)范要求，由于冷庫內(nèi)大量采用易燃、可燃材料做保溫隔熱材料，造成火災(zāi)負(fù)荷不斷加大，由于制冷采用氨制冷工藝造成火災(zāi)爆炸危險不斷加大，由于低溫儲存造成初期火災(zāi)不能及時發(fā)現(xiàn)從而引發(fā)大火。國內(nèi)冷庫的火災(zāi)爆炸案例也令人觸目驚心：2013年6月3日，吉林制冷企業(yè)吉林寶源豐禽業(yè)有限公司發(fā)生特別重大火災(zāi)爆炸事故，造成了121人死亡和1.82億元的直接經(jīng)濟損失，火災(zāi)原因系電氣線路短路引發(fā)火災(zāi)并導(dǎo)致氨設(shè)備和氨管道發(fā)生物理爆炸后介入燃燒[1]。2014年11月16日，山東濰坊市制冷企業(yè)壽光市龍源食品有限公司廠房發(fā)生重大火災(zāi)事故，造成18人死亡和2666.2萬元的直接經(jīng)濟損失，火災(zāi)原因系制冷系統(tǒng)供電線路短路引燃墻面聚氨酯保溫材料[2]。2005年10月7日下午5時許，江蘇泰州市海陵區(qū)益民果蔬有限公司冷庫發(fā)生火災(zāi)，造成8人死亡5人受傷。火災(zāi)原因系施工人員使用乙炔氣燒烤地面油氈時，不慎引燃了隔熱層保溫材料。2015年8月11日上午11時許，徐州雨潤物流園一在建冷庫發(fā)生火災(zāi)，事故造成3人死亡，9人受傷，火災(zāi)原因系保溫層施工導(dǎo)致。冷庫建筑設(shè)計中應(yīng)重視其防火設(shè)計，包括其最大占地面積、防火分區(qū)、安全疏散、保溫材料燃燒性能、氨制冷裝置、防排煙、室內(nèi)外消火栓、滅火設(shè)施、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等消防設(shè)施設(shè)置。

1　火災(zāi)危險性

1.1保溫隔熱材料采用可燃、易燃材料

冷庫對保溫隔熱要求較高，一些冷庫往往為了節(jié)省工程造價而大量使用了易燃可燃保溫材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生明火后，由于其四壁垂直貫通，空心夾墻會產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，燃燒速度迅猛，蔓延速度快。

1.2氨的火災(zāi)爆炸毒性危險性

用于制冷的氨壓縮機房中使用的氨氣為易燃易爆有毒氣體，氨氣與空氣或氧氣混合能形成爆炸性氣體，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，爆炸下限為15.7%，爆炸上限為27.4%，引燃溫度為651℃，其火災(zāi)危險性定性為乙類。一旦氨氣泄露，人員引起中毒無法正常疏散，當(dāng)氨氣介入燃燒，會引發(fā)爆炸和爆燃，造成火災(zāi)迅速蔓延擴大。

1.3違章明火施工作業(yè)［3］

冷庫在建造過程中，隔熱層中要進行充填保溫材料，地面和墻面要進行高溫防潮防水處理，這種情況下極易引發(fā)火災(zāi)。在進行管道的檢修時，特別是進行管道的焊接時，也極易引發(fā)火災(zāi)。

1.4火災(zāi)初期時間長［3］

低溫條件下冷庫起火陰燃時間長、燃燒隱蔽，不易尋找著火點，陰燃火焰有時會在夾墻內(nèi)，外部不易發(fā)現(xiàn)[4]。

1.5火災(zāi)毒害氣體多，易爆炸

冷庫起火后由于空氣不足，燃燒不充分，一氧化碳含量較高，用泡沫塑料作保溫材料的，火災(zāi)時同時釋放大量有毒氣體，遇明火即發(fā)生爆炸。

1.6電氣設(shè)備線路老化或使用不當(dāng)易引發(fā)火災(zāi)

冷庫中使用的照明燈、冷庫風(fēng)機、電加熱門的使用不當(dāng)以及電線的老化也會引發(fā)火災(zāi)。

2　消防安全設(shè)計要求［5］

2.1分類

冷庫按照其冷藏間或冰庫的公稱容積分為3類：公稱容積大于20000m3的冷庫為大型冷庫；公稱容積為20000m3～5000m3的冷庫為中型冷庫；公稱容積小于5000m3的冷庫為小型冷庫。

2.2總平面布局

2.2.1周邊間距

考慮到氨氣的毒性和易燃易爆性，對于氨制冷工質(zhì)的冷庫，其與其下風(fēng)側(cè)居住區(qū)需保留一定的安全距離，建議不小于300m，與其他方位居住區(qū)的距離建議不小于上述數(shù)值的一半。

2.2.2建筑物之間的防火間距

以最為普遍的一二級耐火等級丙、丁類冷庫為例，其防火間距一般不應(yīng)小于10m。

2.2.3冷庫貼鄰布置設(shè)置要求

每座冷庫都有最大占地面積的要求，但允許兩座一、二級耐火等級的庫房貼鄰布置，但必須滿足以下要求：總長度不大于150m，總占地面積不大于10000m2；貼鄰庫房兩側(cè)的外墻均應(yīng)為防火墻，屋頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于1h。

2.3平面布置

表1　耐火等級、層數(shù)、最大允許建筑面積參數(shù)表

每座冷庫冷藏間耐火等級、層數(shù)和面積應(yīng)符合表1的要求，地下冷庫僅允許設(shè)置在地下一層，地下冷藏間的占地面積不應(yīng)大于下表關(guān)于地上冷藏間所允許的最大占地面積，同時其防火分區(qū)不應(yīng)大于1500m2。因為冷庫防火分區(qū)面積已經(jīng)相對于《建筑設(shè)計防火規(guī)范》做了一定的放寬，因此在設(shè)置了自動滅火系統(tǒng)后，其防火分區(qū)和占地建筑面積不能再擴大一倍[6]。

2.4安全疏散

2.4.1疏散樓梯設(shè)置形式

高層冷庫的疏散樓梯應(yīng)采用封閉樓梯間。

2.4.2樓梯間設(shè)置要求

2.4.2.1采光通風(fēng)要求

樓梯間應(yīng)能天然采光和自然通風(fēng)。

2.4.2.2與穿堂之間的分隔

樓梯間應(yīng)采用非燃燒體，并應(yīng)設(shè)在穿堂附近，樓梯間通向穿堂的門應(yīng)設(shè)置為乙級防火門。

2.4.2.3底層樓梯疏散要求

底層樓梯出口應(yīng)能直通室外或?qū)翘莩隹谠O(shè)置在距離直通室外的出口不大于15m之處。

2.4.3疏散門設(shè)置要求

建筑面積大于1000m2的冷藏間至少應(yīng)設(shè)置兩個疏散門，當(dāng)冷藏間之間的隔墻上設(shè)置有門時，該門可計入疏散門數(shù)量。

2.5防火構(gòu)造

2.5.1防火分隔

庫房與制冷機房、變配電所和控制室貼鄰布置時，相鄰側(cè)的墻體，應(yīng)至少有一面為防火墻，屋頂耐火極限不應(yīng)低于1h。冷藏間與穿堂之間的隔墻應(yīng)為耐火極限不低于3h的防火隔墻，冷藏門可為非防火門。

2.5.2可燃絕熱層處理

冷庫采用可燃材料作墻體內(nèi)的絕熱層時，宜采用不燃材料在每層樓板處做水平防火分隔，外墻與閣樓樓面相交處應(yīng)設(shè)防火分隔帶。上述防火分隔和防火帶的耐火極限不應(yīng)低于樓板的耐火極限。

2.6氨制冷機房要求

2.6.1防火分隔

氨制冷機房與其他部位之間應(yīng)采用防火墻分隔，該墻上僅能設(shè)置向疏散方向開啟的甲級防火門。氨制冷機房內(nèi)部與配電室和控制室之間的墻應(yīng)設(shè)置為防火分隔墻，墻上的門應(yīng)為乙級防火門。

2.6.2氨泄漏處理

對使用氨作制冷劑的冷庫，宜設(shè)置緊急泄氨裝置，將氨溶于水并安排可靠地排至水池。

2.6.3事故排風(fēng)裝置設(shè)置

氨制冷機房應(yīng)設(shè)事故排風(fēng)機，在控制室和機房門外墻上應(yīng)安裝人工啟停按鈕。

2.6.4濃度報警裝置設(shè)置

涉及氨的位置均應(yīng)在上部位置設(shè)置氨氣體濃度報警裝置和事故排風(fēng)機。

2.6.5消火栓設(shè)置

大型冷庫涉氨場所出入口位置宜設(shè)置室內(nèi)消火栓和開花水槍。

2.6.6自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置

大型冷庫的涉氨裝置上方宜設(shè)置全覆蓋的開式噴頭噴淋系統(tǒng)。

2.7氟制冷機房要求

氟制冷機房應(yīng)設(shè)事故排風(fēng)機，大、中型冷庫氟制冷機房應(yīng)設(shè)置氣體濃度報警裝置。

2.8消防給水

2.8.1室外消防給水

2.8.1.1設(shè)置要求

冷庫應(yīng)設(shè)置室外消火栓給水系統(tǒng)。

2.8.1.2設(shè)置位置

庫區(qū)及氨壓縮機房和設(shè)備間（靠近貯氨器處）門外應(yīng)設(shè)室外消火栓。

2.8.2水泵接合器設(shè)置

超過4層的冷庫室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置水泵接合器。

2.8.3室內(nèi)消火栓設(shè)置

2.8.3.1設(shè)置要求

建筑占地面積大于300m2的冷庫應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。

2.8.3.2設(shè)置位置

消火栓應(yīng)設(shè)置在常溫位置，當(dāng)環(huán)境溫度過低時可采用干式系統(tǒng)。

2.8.4自動噴水滅火系統(tǒng)

設(shè)計溫度高于零度、防火分區(qū)建筑面積大于1500m2的大型、高架、高層冷庫應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。當(dāng)冷藏間內(nèi)設(shè)計溫度不低于4℃時，應(yīng)采用濕式系統(tǒng)，否則應(yīng)采用干式系統(tǒng)或預(yù)作用系統(tǒng)。

2.9消防供電

2.9.1消防電源

大型冷庫、高層冷庫及有特殊要求的冷庫、建筑高度超過50m的冷庫及室外消防用水量大于30L/s的倉庫消防用電應(yīng)按二級負(fù)荷供電，事故排風(fēng)機應(yīng)按二級負(fù)荷供電，氣體濃度報警裝置應(yīng)設(shè)備用電源。

2.9.2火災(zāi)應(yīng)急照明

高、低壓配電室、柴油發(fā)電機房、封閉樓梯間內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急照明，疏散門上方應(yīng)設(shè)置長明燈光疏散指示標(biāo)志。

2.10排煙設(shè)施

占地面積大于1000m2的冷庫應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。

3　相關(guān)問題探討

3.1消防車道的設(shè)置［5-6］

《冷庫設(shè)計規(guī)范》第4.1.8條規(guī)定庫房應(yīng)設(shè)置環(huán)形消防車道，如果按照此規(guī)定不論面積而設(shè)置環(huán)形消防車道，實際工程中也不可行。因一般冷庫均為丙類考慮，即便是丁戊類冷庫，但是使用的保溫材料仍然為大量的可燃材料，即使使用了難燃材料其阻燃的效果也不佳，筆者建議一般冷庫可以作為丙類冷庫，按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第7.1.3條的要求，其占地面積如大于1500m2，則應(yīng)設(shè)置環(huán)形消防車道。

3.2疏散樓梯的設(shè)置數(shù)量［5-6］

《冷庫設(shè)計規(guī)范》對疏散樓梯設(shè)置數(shù)量未作出明確要求，僅第4.2.12條規(guī)定建筑面積大于1000m2的冷藏間應(yīng)至少設(shè)兩個冷藏門；《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第3.8.2條規(guī)定，倉庫安全出口不應(yīng)少于兩個，當(dāng)占地面積不大于300m2時可設(shè)置一個。鑒于冷庫內(nèi)低溫儲存，庫區(qū)人員較少，庫存非密集儲存，另外假設(shè)二層僅設(shè)置帶一個門的900m2冷藏間，再設(shè)置兩個疏散樓梯意義不大，因此，筆者建議可以參照冷庫冷藏間疏散門的設(shè)置要求設(shè)置疏散樓梯，即最大層面積超過1000m2且樓層冷藏間設(shè)置兩個門或有兩個以上冷藏間的情況下，該樓層應(yīng)設(shè)置兩個疏散樓梯。

3.3火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)置［5-6］

《冷庫設(shè)計規(guī)范》中未對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)置做出明確要求，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第8.4.1條規(guī)定每座占地面積大于1000m2的棉、毛、絲、麻、化纖及其制品的倉庫應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，也未明確冷庫火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)置要求。占地面積大于1000m2的冷庫應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施，達到一定條件的冷庫應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，鑒于排煙和噴淋的聯(lián)動設(shè)置要求[7]，建議當(dāng)建筑規(guī)模達到一定程度且具備一定火災(zāi)危險性的冷庫，如占地超過1000m2的丙類冷庫，需要設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

3.4火災(zāi)探測器的選擇

在需設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的冷庫中，因為冷庫的運行溫度通常在-45℃～+8℃[8]，報警啟動的控制溫度很難確定，如設(shè)置感溫探測器，則火災(zāi)不容易被探測；因大型冷庫一般高度均大于8m，如設(shè)置點型感煙探測器，初期火災(zāi)不易被探測；由于冷庫處于低溫條件，探測器容易產(chǎn)生冷凝水，如果選擇點型火災(zāi)探測器會影響其使用壽命和其探測元件的性能；綜上，筆者建議冷庫可以結(jié)合實際設(shè)置紅外線型光束感煙火災(zāi)探測器。

3.5保溫隔熱材料的燃燒性能［7］

《冷庫設(shè)計規(guī)范》第4.3.1條規(guī)定庫房的隔熱材料宜為難燃或不燃材料，鑒于大量的冷庫火災(zāi)事故均緣于其易燃、可燃保溫材料，建議其隔熱材料應(yīng)為不燃或難燃材料，確需采用可燃材料應(yīng)當(dāng)經(jīng)過省級專家論證并采取增強防火措施來解決。

3.6其他場所內(nèi)設(shè)置冷庫的情況

對于同時設(shè)置冷庫、物流、生產(chǎn)、經(jīng)營功能的建筑，應(yīng)綜合考慮其防火設(shè)計，其防火分區(qū)和消防設(shè)施設(shè)置應(yīng)按照各規(guī)范較嚴(yán)格者適用[9]。

3.7排煙設(shè)施的具體設(shè)置

冷庫中如果發(fā)生火災(zāi)，其產(chǎn)生的煙氣溫度較低，煙氣上升的速度很慢，燃燒很不充分，毒性大，往往初期產(chǎn)生的煙氣較大部分靠近地面[4]，而一般情況下設(shè)置的排煙系統(tǒng)的排煙口均設(shè)置在高位，建議在冷庫中設(shè)置機械排煙時，應(yīng)增加低位排煙口。

[1]國務(wù)院事故調(diào)查組.吉林省長春市寶源豐禽業(yè)有限公司“6·3”特別重大火災(zāi)爆炸事故調(diào)查報告[R].吉林：國務(wù)院報告，2013.

[2]山東省政府事故調(diào)查組.濰坊市壽光市龍源食品有限公司“11.16”重大火災(zāi)事故調(diào)查報告[R].山東：省政府報告，2015.

[3]李敏.冷庫的消防安全管理[J].水上消防，2013（05）：28-29.

[4]代旭日.冷庫初期火災(zāi)特點及處置對策研究[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2010（10）：22-24.

[5]GB50072-2010，冷庫設(shè)計規(guī)范[S].

[6]GB50016-2014，建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[7]張兵.冷庫建筑防火設(shè)計分析—以寶源豐禽業(yè)有限公司特別重大火災(zāi)事故為例[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013，9（10）：157-161.

[8]陳偉.冷庫火災(zāi)及其消防設(shè)施配備研究[C].中國會議：第十屆中國科協(xié)年會論文集，2008：1340-1343.

[9]陳誠.大型冷鏈物流倉庫消防設(shè)計[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2014，33（3）：290-292.

TU892

C

1673-1093（2015）12-0084-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.12.020

張漢誠（1977），男，江蘇人，中國人民武裝警察部隊學(xué)院畢業(yè)，工程師，現(xiàn)任江蘇省泰州市公安消防支隊后勤處處長。

2015-07-25；

2015-08-09