冷庫火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探

唐 毅

(上海市普陀區(qū)消防救援支隊(duì),上海 200333)

0 引 言

目前,冷庫建筑的快速增長(zhǎng)給消防設(shè)計(jì)帶來更多挑戰(zhàn),尤其體現(xiàn)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置上。由于早期冷庫功能單一、環(huán)境低溫高濕且平時(shí)無人員停留,火災(zāi)危險(xiǎn)性較小,因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[1]以及GB 50072—2010《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]并未對(duì)冷庫明確要求設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),GB 50072—2010條文說明綜合經(jīng)濟(jì)投入和安全效益更是不推薦設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),更為后續(xù)冷庫設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)帶來不確定性。然而,隨著冷庫從中小體量建筑到大規(guī)模、大跨度建筑發(fā)展,從單一冷庫倉(cāng)儲(chǔ)到功能多樣的冷鏈物流配送,從平時(shí)無人員停留到人員大量流通,甚至為勞動(dòng)密集場(chǎng)所,因此冷庫內(nèi)增設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),做到早期預(yù)警,對(duì)保證人員生命安全、減少經(jīng)濟(jì)損失非常必要[3-4]。

1 冷庫火災(zāi)原因分析

冷庫在正常使用情況下,火災(zāi)大部分發(fā)生在新建和維修過程中,少數(shù)火災(zāi)則發(fā)生在建成使用中。該類建筑一旦發(fā)生火災(zāi),初起火點(diǎn)隱蔽,迅速蔓延,撲救難度大,且易對(duì)消防人員構(gòu)成威脅。

(1)動(dòng)火作業(yè)引發(fā)火災(zāi)。冷庫在建造、檢修、拆除過程中,一般涉及到動(dòng)火作業(yè)。由于冷庫保溫材料多采用聚氨酯泡沫等可燃材料,因而如不加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)可燃物管理,動(dòng)火作業(yè)產(chǎn)生的高溫焊渣、切割火花等,一旦散落到保溫材質(zhì)上,極易引發(fā)火災(zāi)。

(2)電氣設(shè)備故障及使用不當(dāng)引發(fā)火災(zāi)。冷庫中使用的照明燈、冷庫風(fēng)機(jī)、傳輸設(shè)備,電加熱器等電氣設(shè)備使用不當(dāng)或電氣故障均可能引發(fā)火災(zāi)。

(3)電氣線路問題引發(fā)火災(zāi)。因建筑內(nèi)電氣線路或者電氣設(shè)備上冷凝水造成短路,引發(fā)火災(zāi)。電氣線路老舊,絕緣層老化、破裂,導(dǎo)致兩線相碰而發(fā)生短路;亂拉亂接電線,使電線的絕緣層機(jī)械損傷,引起短路。

(4)氨氣泄漏爆炸引起火災(zāi)。一些冷鏈物流企業(yè)中使用液氨制冷劑,一旦液氨發(fā)生泄漏,將迅速汽化形成氨蒸汽,與空氣混合形成爆炸性混合氣體,當(dāng)氨氣濃度達(dá)到爆炸極限15.7%至27.4%時(shí),若遇火源將可能發(fā)生爆炸。此外,氨氣在400～500 ℃高溫條件下可受熱分解為H2和N2,分解出的H2極易發(fā)生爆炸。

(5)遺留火種引發(fā)火災(zāi)。如施工現(xiàn)場(chǎng)管理不當(dāng),作業(yè)工人在施工冷庫內(nèi)吸煙、亂扔煙頭、使用蚊香等有明火火源,可能引發(fā)火災(zāi)。

2 冷庫火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷庫建筑與其他建筑相比,具有低溫、高濕特性,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要從火災(zāi)探測(cè)器的選型、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置、可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)線路敷設(shè)等方面進(jìn)行深入探討。

2.1 火災(zāi)探測(cè)器的選型

火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部件,火災(zāi)探測(cè)器的選型直接影響火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。冷庫建筑與其他建筑相比具有低溫、高濕極端環(huán)境,對(duì)探測(cè)器的工作環(huán)境要求特殊,普通火災(zāi)探測(cè)器將難以產(chǎn)生作用。速凍間、冷藏庫作為冷庫建筑低溫、高濕環(huán)境的代表,因此此類場(chǎng)所的火災(zāi)探測(cè)器選型將作為本節(jié)討論的重點(diǎn),冷庫內(nèi)其他常溫區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

根據(jù)GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]有關(guān)火災(zāi)探測(cè)器選型要求,同時(shí)結(jié)合冷庫特點(diǎn),冷庫建筑火災(zāi)探測(cè)器選型原則如表1所示。

表1 冷庫建筑火災(zāi)探測(cè)器選型原則

2.1.1 速凍間內(nèi)火災(zāi)探測(cè)器的選型

冷庫速凍間平均溫度一般為-25～-20 ℃,相對(duì)濕度較大,超出吸氣式感煙探測(cè)器主機(jī)的工作環(huán)境溫度下限,因此該場(chǎng)所設(shè)置的吸氣式感煙探測(cè)器應(yīng)考慮將探測(cè)器主機(jī)設(shè)置在溫度相對(duì)較高(0 ℃以上)或常溫區(qū)域,以保證主機(jī)能夠正常工作,同時(shí)還應(yīng)考慮探測(cè)管道內(nèi)形成的冷凝水的收集還排放措施。陳增偉[6]在冷庫設(shè)置吸氣式感煙探測(cè)器要求中提到,采樣管網(wǎng)和探測(cè)器主機(jī)相連的地方應(yīng)做U 型彎管冷凝水排水設(shè)施,以排除因室內(nèi)外溫差在探測(cè)管內(nèi)形成的冷凝水。

2.1.2 冷藏庫內(nèi)火災(zāi)探測(cè)器的選型

冷藏庫是利用降溫設(shè)施創(chuàng)造適宜的濕度和低溫條件的庫室,大多數(shù)冷藏庫均為大空間建筑,大量使用保溫材料,工作溫度大多在-5～0 ℃。該場(chǎng)所火災(zāi)初期階段發(fā)展較慢,陰燃時(shí)間較長(zhǎng),進(jìn)入發(fā)展階段后由于火災(zāi)荷載大,燃燒將迅速擴(kuò)大,因此該類場(chǎng)所應(yīng)采用極早期吸氣式感煙探測(cè)器,其設(shè)置要求與速凍間相同。

2.1.3 悶頂內(nèi)火災(zāi)探測(cè)器的選型

冷庫建筑中的悶頂主要是對(duì)建筑起保溫隔熱作用,悶頂內(nèi)部一般都敷設(shè)有大量的電氣線路,且空間相對(duì)密閉,一旦發(fā)生電氣線路故障,極易引發(fā)火災(zāi),且充煙蓄熱較快,火勢(shì)多呈放射狀蔓延。通過對(duì)環(huán)境、報(bào)警階段、報(bào)警時(shí)間、靈敏度和維護(hù)成本等方面的分析比較,分布式線型光纖感溫火災(zāi)探測(cè)器比較適合安裝在冷庫悶頂中,其具有測(cè)量距離長(zhǎng)、報(bào)警級(jí)別設(shè)置靈活、性能穩(wěn)定、絕緣性能高等優(yōu)點(diǎn),探測(cè)器維護(hù)簡(jiǎn)單,可免清洗,便于安裝在狹小的空間內(nèi)。因此,在冷庫悶頂內(nèi)建議選擇分布式線性光纖感溫探測(cè)器。

2.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置

前文對(duì)冷庫建筑火災(zāi)起因分析可知電氣故障或電氣線路故障為冷庫建筑火災(zāi)的重要起因,因此設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)冷庫防火十分必要。GB 50116—2013第10.2.7條規(guī)定,室外消防用水量大于30 L/s的廠房,其非消防用電負(fù)荷宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);根據(jù)前文對(duì)冷庫建筑特點(diǎn)分析可知,冷庫建筑多為高空間、大跨度建筑,其室外消火栓用水量普遍較大,因此從現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)角度也建議冷庫建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

“6.3”吉林寶源豐禽業(yè)有限公司特別重大火災(zāi)事故調(diào)查原因中主廠房一車間女更衣室西面和毗連的二車間配電室的上部電氣線路短路,引燃周圍可燃物是導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因。如早期安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)就能監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài),發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患,及時(shí)報(bào)警以消除這些隱患,避免事故發(fā)生。

2.3 氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置

冷庫內(nèi)的制冷壓縮機(jī)房由于儲(chǔ)存大量的制冷劑,存在較大的安全隱患。目前我國(guó)企業(yè)中采用的制冷劑大多為液氨、氟利昂和二氧化碳。因此,認(rèn)為需要在冷庫內(nèi)的制冷機(jī)房區(qū)域安裝氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

建議氨制冷機(jī)房設(shè)置可燃?xì)怏w的探測(cè)報(bào)警裝置,氟利昂制冷機(jī)房可不安裝氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng),二氧化碳制冷機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的氣體濃度報(bào)警裝置。

2.4 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)線路的敷設(shè)

冷庫內(nèi)阻燃型的耐低溫電纜或電線應(yīng)盡量避免穿過難燃材料隔熱墻體,確需穿過時(shí)應(yīng)做到相對(duì)集中敷設(shè),必須有防止產(chǎn)生冷橋的措施,并采用非燃材料保護(hù)。所有進(jìn)入冷間的電氣線路自引入冷間處開始均轉(zhuǎn)為直接明敷設(shè)或采用低溫環(huán)境專用橋架敷設(shè),穿墻處套直徑不大于25 mm的耐低溫耐火工程塑料管保護(hù),保溫層側(cè)聚氨酯發(fā)泡封堵,磚墻側(cè)采用防火堵料封堵,線纜與保護(hù)管間隙用環(huán)氧樹脂封堵。為保證線路齊整線路可采用橋架引至冷庫外引入點(diǎn)。

3 結(jié) 語

綜上所述,建議在冷庫內(nèi)的速凍間和冷藏間內(nèi)選擇用吸氣式火災(zāi)感煙探測(cè)器,在建筑的悶頂內(nèi)選擇用分布式線性光纖感溫探測(cè)器。另外,建議冷庫內(nèi)按照規(guī)定設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),在氨制冷機(jī)房和二氧化碳制冷機(jī)房分別設(shè)置可燃?xì)怏w的探測(cè)報(bào)警裝置和相應(yīng)的氣體濃度報(bào)警裝置,并提出了電氣線路敷設(shè)的相關(guān)要求。