冷庫火災自動報警系統設計初探

唐 毅

(上海市普陀區消防救援支隊,上海 200333)

0 引 言

目前,冷庫建筑的快速增長給消防設計帶來更多挑戰,尤其體現在火災自動報警系統的設置上。由于早期冷庫功能單一、環境低溫高濕且平時無人員停留,火災危險性較小,因此國家標準GB 50016—2014《建筑設計防火規范》[1]以及GB 50072—2010《冷庫設計規范》[2]并未對冷庫明確要求設置火災自動報警系統,GB 50072—2010條文說明綜合經濟投入和安全效益更是不推薦設置火災自動報警系統,更為后續冷庫設置火災自動報警系統帶來不確定性。然而,隨著冷庫從中小體量建筑到大規模、大跨度建筑發展,從單一冷庫倉儲到功能多樣的冷鏈物流配送,從平時無人員停留到人員大量流通,甚至為勞動密集場所,因此冷庫內增設火災自動報警系統,做到早期預警,對保證人員生命安全、減少經濟損失非常必要[3-4]。

1 冷庫火災原因分析

冷庫在正常使用情況下,火災大部分發生在新建和維修過程中,少數火災則發生在建成使用中。該類建筑一旦發生火災,初起火點隱蔽,迅速蔓延,撲救難度大,且易對消防人員構成威脅。

(1)動火作業引發火災。冷庫在建造、檢修、拆除過程中,一般涉及到動火作業。由于冷庫保溫材料多采用聚氨酯泡沫等可燃材料,因而如不加強現場可燃物管理,動火作業產生的高溫焊渣、切割火花等,一旦散落到保溫材質上,極易引發火災。

(2)電氣設備故障及使用不當引發火災。冷庫中使用的照明燈、冷庫風機、傳輸設備,電加熱器等電氣設備使用不當或電氣故障均可能引發火災。

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

(4)氨氣泄漏爆炸引起火災。一些冷鏈物流企業中使用液氨制冷劑,一旦液氨發生泄漏,將迅速汽化形成氨蒸汽,與空氣混合形成爆炸性混合氣體,當氨氣濃度達到爆炸極限15.7%至27.4%時,若遇火源將可能發生爆炸。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極易發生爆炸。

(5)遺留火種引發火災。如施工現場管理不當,作業工人在施工冷庫內吸煙、亂扔煙頭、使用蚊香等有明火火源,可能引發火災。

2 冷庫火災自動報警系統設計

冷庫建筑與其他建筑相比,具有低溫、高濕特性,火災自動報警系統的設計,主要從火災探測器的選型、電氣火災監控系統設置、可燃氣體探測報警系統設置、火災報警系統線路敷設等方面進行深入探討。

2.1 火災探測器的選型

火災探測器是火災自動報警系統的關鍵組成部件,火災探測器的選型直接影響火災自動報警系統的準確性和可靠性。冷庫建筑與其他建筑相比具有低溫、高濕極端環境,對探測器的工作環境要求特殊,普通火災探測器將難以產生作用。速凍間、冷藏庫作為冷庫建筑低溫、高濕環境的代表,因此此類場所的火災探測器選型將作為本節討論的重點,冷庫內其他常溫區域應嚴格按照現行國家標準設計。

根據GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》[5]有關火災探測器選型要求,同時結合冷庫特點,冷庫建筑火災探測器選型原則如表1所示。

表1 冷庫建筑火災探測器選型原則

2.1.1 速凍間內火災探測器的選型

冷庫速凍間平均溫度一般為-25～-20 ℃,相對濕度較大,超出吸氣式感煙探測器主機的工作環境溫度下限,因此該場所設置的吸氣式感煙探測器應考慮將探測器主機設置在溫度相對較高(0 ℃以上)或常溫區域,以保證主機能夠正常工作,同時還應考慮探測管道內形成的冷凝水的收集還排放措施。陳增偉[6]在冷庫設置吸氣式感煙探測器要求中提到,采樣管網和探測器主機相連的地方應做U 型彎管冷凝水排水設施,以排除因室內外溫差在探測管內形成的冷凝水。

2.1.2 冷藏庫內火災探測器的選型

冷藏庫是利用降溫設施創造適宜的濕度和低溫條件的庫室,大多數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 ℃。該場所火災初期階段發展較慢,陰燃時間較長,進入發展階段后由于火災荷載大,燃燒將迅速擴大,因此該類場所應采用極早期吸氣式感煙探測器,其設置要求與速凍間相同。

2.1.3 悶頂內火災探測器的選型

冷庫建筑中的悶頂主要是對建筑起保溫隔熱作用,悶頂內部一般都敷設有大量的電氣線路,且空間相對密閉,一旦發生電氣線路故障,極易引發火災,且充煙蓄熱較快,火勢多呈放射狀蔓延。通過對環境、報警階段、報警時間、靈敏度和維護成本等方面的分析比較,分布式線型光纖感溫火災探測器比較適合安裝在冷庫悶頂中,其具有測量距離長、報警級別設置靈活、性能穩定、絕緣性能高等優點,探測器維護簡單,可免清洗,便于安裝在狹小的空間內。因此,在冷庫悶頂內建議選擇分布式線性光纖感溫探測器。

2.2 電氣火災監控系統的設置

前文對冷庫建筑火災起因分析可知電氣故障或電氣線路故障為冷庫建筑火災的重要起因,因此設置電氣火災監控系統對冷庫防火十分必要。GB 50116—2013第10.2.7條規定,室外消防用水量大于30 L/s的廠房,其非消防用電負荷宜設置電氣火災監控系統;根據前文對冷庫建筑特點分析可知,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,因此從現行國家標準角度也建議冷庫建筑中設置電氣火災監控系統。

“6.3”吉林寶源豐禽業有限公司特別重大火災事故調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致事故發生的直接原因。如早期安裝電氣火災監控系統,該系統就能監控電氣線路的故障和異常狀態,發現電氣火災隱患,及時報警以消除這些隱患,避免事故發生。

2.3 氣體探測報警系統設置

冷庫內的制冷壓縮機房由于儲存大量的制冷劑,存在較大的安全隱患。目前我國企業中采用的制冷劑大多為液氨、氟利昂和二氧化碳。因此,認為需要在冷庫內的制冷機房區域安裝氣體探測報警系統。

建議氨制冷機房設置可燃氣體的探測報警裝置,氟利昂制冷機房可不安裝氣體探測報警系統,二氧化碳制冷機房內應設置相應的氣體濃度報警裝置。

2.4 火災報警系統線路的敷設

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

3 結 語

綜上所述,建議在冷庫內的速凍間和冷藏間內選擇用吸氣式火災感煙探測器,在建筑的悶頂內選擇用分布式線性光纖感溫探測器。另外,建議冷庫內按照規定設置電氣火災監控系統,在氨制冷機房和二氧化碳制冷機房分別設置可燃氣體的探測報警裝置和相應的氣體濃度報警裝置,并提出了電氣線路敷設的相關要求。