冷库消防安全设计初探

张汉诚，顾正军

（1.江苏省泰州市公安消防支队，江苏泰州225300；2.南京工业大学城市建设与安全工程学院，南京210009）

冷库消防安全设计初探

张汉诚1，顾正军2

（1.江苏省泰州市公安消防支队，江苏泰州225300；2.南京工业大学城市建设与安全工程学院，南京210009）

随着冷库建筑的普及，冷库建筑建设规模逐年加大，保温材料大量使用可燃、易燃材料，火灾负荷较大；施工过程中使用明火，极易引燃保温材料；氨制冷工艺一旦存在氨气泄露，极易造成火灾爆炸危险；有的冷库电气线路和电气设备陈旧，极易发生电气故障引发火灾。近年来，冷库重特大火灾事故也不断呈现，因此有必要对冷库建筑的防火设计进行进一步的探讨和研究。

冷库；消防；设计；探讨

0　引言

近年来，我国冷库建设发展十分迅速，高度、面积及规模也不断扩大，由于规模的扩大造成防火分区及安全疏散不能符合规范要求，由于冷库内大量采用易燃、可燃材料做保温隔热材料，造成火灾负荷不断加大，由于制冷采用氨制冷工艺造成火灾爆炸危险不断加大，由于低温储存造成初期火灾不能及时发现从而引发大火。国内冷库的火灾爆炸案例也令人触目惊心：2013年6月3日，吉林制冷企业吉林宝源丰禽业有限公司发生特别重大火灾爆炸事故，造成了121人死亡和1.82亿元的直接经济损失，火灾原因系电气线路短路引发火灾并导致氨设备和氨管道发生物理爆炸后介入燃烧[1]。2014年11月16日，山东潍坊市制冷企业寿光市龙源食品有限公司厂房发生重大火灾事故，造成18人死亡和2666.2万元的直接经济损失，火灾原因系制冷系统供电线路短路引燃墙面聚氨酯保温材料[2]。2005年10月7日下午5时许，江苏泰州市海陵区益民果蔬有限公司冷库发生火灾，造成8人死亡5人受伤。火灾原因系施工人员使用乙炔气烧烤地面油毡时，不慎引燃了隔热层保温材料。2015年8月11日上午11时许，徐州雨润物流园一在建冷库发生火灾，事故造成3人死亡，9人受伤，火灾原因系保温层施工导致。冷库建筑设计中应重视其防火设计，包括其最大占地面积、防火分区、安全疏散、保温材料燃烧性能、氨制冷装置、防排烟、室内外消火栓、灭火设施、火灾自动报警系统等消防设施设置。

1　火灾危险性

1.1保温隔热材料采用可燃、易燃材料

冷库对保温隔热要求较高，一些冷库往往为了节省工程造价而大量使用了易燃可燃保温材料，一旦发生火灾，产生明火后，由于其四壁垂直贯通，空心夹墙会产生烟囱效应，燃烧速度迅猛，蔓延速度快。

1.2氨的火灾爆炸毒性危险性

用于制冷的氨压缩机房中使用的氨气为易燃易爆有毒气体，氨气与空气或氧气混合能形成爆炸性气体，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，爆炸下限为15.7%，爆炸上限为27.4%，引燃温度为651℃，其火灾危险性定性为乙类。一旦氨气泄露，人员引起中毒无法正常疏散，当氨气介入燃烧，会引发爆炸和爆燃，造成火灾迅速蔓延扩大。

1.3违章明火施工作业［3］

冷库在建造过程中，隔热层中要进行充填保温材料，地面和墙面要进行高温防潮防水处理，这种情况下极易引发火灾。在进行管道的检修时，特别是进行管道的焊接时，也极易引发火灾。

1.4火灾初期时间长［3］

低温条件下冷库起火阴燃时间长、燃烧隐蔽，不易寻找着火点，阴燃火焰有时会在夹墙内，外部不易发现[4]。

1.5火灾毒害气体多，易爆炸

冷库起火后由于空气不足，燃烧不充分，一氧化碳含量较高，用泡沫塑料作保温材料的，火灾时同时释放大量有毒气体，遇明火即发生爆炸。

1.6电气设备线路老化或使用不当易引发火灾

冷库中使用的照明灯、冷库风机、电加热门的使用不当以及电线的老化也会引发火灾。

2　消防安全设计要求［5］

2.1分类

冷库按照其冷藏间或冰库的公称容积分为3类：公称容积大于20000m3的冷库为大型冷库；公称容积为20000m3～5000m3的冷库为中型冷库；公称容积小于5000m3的冷库为小型冷库。

2.2总平面布局

2.2.1周边间距

考虑到氨气的毒性和易燃易爆性，对于氨制冷工质的冷库，其与其下风侧居住区需保留一定的安全距离，建议不小于300m，与其他方位居住区的距离建议不小于上述数值的一半。

2.2.2建筑物之间的防火间距

以最为普遍的一二级耐火等级丙、丁类冷库为例，其防火间距一般不应小于10m。

2.2.3冷库贴邻布置设置要求

每座冷库都有最大占地面积的要求，但允许两座一、二级耐火等级的库房贴邻布置，但必须满足以下要求：总长度不大于150m，总占地面积不大于10000m2；贴邻库房两侧的外墙均应为防火墙，屋顶的耐火极限不应低于1h。

2.3平面布置

表1　耐火等级、层数、最大允许建筑面积参数表

每座冷库冷藏间耐火等级、层数和面积应符合表1的要求，地下冷库仅允许设置在地下一层，地下冷藏间的占地面积不应大于下表关于地上冷藏间所允许的最大占地面积，同时其防火分区不应大于1500m2。因为冷库防火分区面积已经相对于《建筑设计防火规范》做了一定的放宽，因此在设置了自动灭火系统后，其防火分区和占地建筑面积不能再扩大一倍[6]。

2.4安全疏散

2.4.1疏散楼梯设置形式

高层冷库的疏散楼梯应采用封闭楼梯间。

2.4.2楼梯间设置要求

2.4.2.1采光通风要求

楼梯间应能天然采光和自然通风。

2.4.2.2与穿堂之间的分隔

楼梯间应采用非燃烧体，并应设在穿堂附近，楼梯间通向穿堂的门应设置为乙级防火门。

2.4.2.3底层楼梯疏散要求

底层楼梯出口应能直通室外或将楼梯出口设置在距离直通室外的出口不大于15m之处。

2.4.3疏散门设置要求

建筑面积大于1000m2的冷藏间至少应设置两个疏散门，当冷藏间之间的隔墙上设置有门时，该门可计入疏散门数量。

2.5防火构造

2.5.1防火分隔

库房与制冷机房、变配电所和控制室贴邻布置时，相邻侧的墙体，应至少有一面为防火墙，屋顶耐火极限不应低于1h。冷藏间与穿堂之间的隔墙应为耐火极限不低于3h的防火隔墙，冷藏门可为非防火门。

2.5.2可燃绝热层处理

冷库采用可燃材料作墙体内的绝热层时，宜采用不燃材料在每层楼板处做水平防火分隔，外墙与阁楼楼面相交处应设防火分隔带。上述防火分隔和防火带的耐火极限不应低于楼板的耐火极限。

2.6氨制冷机房要求

2.6.1防火分隔

氨制冷机房与其他部位之间应采用防火墙分隔，该墙上仅能设置向疏散方向开启的甲级防火门。氨制冷机房内部与配电室和控制室之间的墙应设置为防火分隔墙，墙上的门应为乙级防火门。

2.6.2氨泄漏处理

对使用氨作制冷剂的冷库，宜设置紧急泄氨装置，将氨溶于水并安排可靠地排至水池。

2.6.3事故排风装置设置

氨制冷机房应设事故排风机，在控制室和机房门外墙上应安装人工启停按钮。

2.6.4浓度报警装置设置

涉及氨的位置均应在上部位置设置氨气体浓度报警装置和事故排风机。

2.6.5消火栓设置

大型冷库涉氨场所出入口位置宜设置室内消火栓和开花水枪。

2.6.6自动喷水灭火系统设置

大型冷库的涉氨装置上方宜设置全覆盖的开式喷头喷淋系统。

2.7氟制冷机房要求

氟制冷机房应设事故排风机，大、中型冷库氟制冷机房应设置气体浓度报警装置。

2.8消防给水

2.8.1室外消防给水

2.8.1.1设置要求

冷库应设置室外消火栓给水系统。

2.8.1.2设置位置

库区及氨压缩机房和设备间（靠近贮氨器处）门外应设室外消火栓。

2.8.2水泵接合器设置

超过4层的冷库室内消火栓系统和自动喷水灭火系统应设置水泵接合器。

2.8.3室内消火栓设置

2.8.3.1设置要求

建筑占地面积大于300m2的冷库应设置室内消火栓给水系统。

2.8.3.2设置位置

消火栓应设置在常温位置，当环境温度过低时可采用干式系统。

2.8.4自动喷水灭火系统

设计温度高于零度、防火分区建筑面积大于1500m2的大型、高架、高层冷库应设置自动喷水灭火系统。当冷藏间内设计温度不低于4℃时，应采用湿式系统，否则应采用干式系统或预作用系统。

2.9消防供电

2.9.1消防电源

大型冷库、高层冷库及有特殊要求的冷库、建筑高度超过50m的冷库及室外消防用水量大于30L/s的仓库消防用电应按二级负荷供电，事故排风机应按二级负荷供电，气体浓度报警装置应设备用电源。

2.9.2火灾应急照明

高、低压配电室、柴油发电机房、封闭楼梯间内应设置火灾应急照明，疏散门上方应设置长明灯光疏散指示标志。

2.10排烟设施

占地面积大于1000m2的冷库应设置排烟设施。

3　相关问题探讨

3.1消防车道的设置［5-6］

《冷库设计规范》第4.1.8条规定库房应设置环形消防车道，如果按照此规定不论面积而设置环形消防车道，实际工程中也不可行。因一般冷库均为丙类考虑，即便是丁戊类冷库，但是使用的保温材料仍然为大量的可燃材料，即使使用了难燃材料其阻燃的效果也不佳，笔者建议一般冷库可以作为丙类冷库，按照《建筑设计防火规范》第7.1.3条的要求，其占地面积如大于1500m2，则应设置环形消防车道。

3.2疏散楼梯的设置数量［5-6］

《冷库设计规范》对疏散楼梯设置数量未作出明确要求，仅第4.2.12条规定建筑面积大于1000m2的冷藏间应至少设两个冷藏门；《建筑设计防火规范》第3.8.2条规定，仓库安全出口不应少于两个，当占地面积不大于300m2时可设置一个。鉴于冷库内低温储存，库区人员较少，库存非密集储存，另外假设二层仅设置带一个门的900m2冷藏间，再设置两个疏散楼梯意义不大，因此，笔者建议可以参照冷库冷藏间疏散门的设置要求设置疏散楼梯，即最大层面积超过1000m2且楼层冷藏间设置两个门或有两个以上冷藏间的情况下，该楼层应设置两个疏散楼梯。

3.3火灾报警系统的设置［5-6］

《冷库设计规范》中未对火灾自动报警系统的设置做出明确要求，《建筑设计防火规范》第8.4.1条规定每座占地面积大于1000m2的棉、毛、丝、麻、化纤及其制品的仓库应设置火灾自动报警系统，也未明确冷库火灾报警系统的设置要求。占地面积大于1000m2的冷库应设置排烟设施，达到一定条件的冷库应设置自动喷水灭火系统，鉴于排烟和喷淋的联动设置要求[7]，建议当建筑规模达到一定程度且具备一定火灾危险性的冷库，如占地超过1000m2的丙类冷库，需要设置火灾自动报警系统。

3.4火灾探测器的选择

在需设置火灾自动报警系统的冷库中，因为冷库的运行温度通常在-45℃～+8℃[8]，报警启动的控制温度很难确定，如设置感温探测器，则火灾不容易被探测；因大型冷库一般高度均大于8m，如设置点型感烟探测器，初期火灾不易被探测；由于冷库处于低温条件，探测器容易产生冷凝水，如果选择点型火灾探测器会影响其使用寿命和其探测元件的性能；综上，笔者建议冷库可以结合实际设置红外线型光束感烟火灾探测器。

3.5保温隔热材料的燃烧性能［7］

《冷库设计规范》第4.3.1条规定库房的隔热材料宜为难燃或不燃材料，鉴于大量的冷库火灾事故均缘于其易燃、可燃保温材料，建议其隔热材料应为不燃或难燃材料，确需采用可燃材料应当经过省级专家论证并采取增强防火措施来解决。

3.6其他场所内设置冷库的情况

对于同时设置冷库、物流、生产、经营功能的建筑，应综合考虑其防火设计，其防火分区和消防设施设置应按照各规范较严格者适用[9]。

3.7排烟设施的具体设置

冷库中如果发生火灾，其产生的烟气温度较低，烟气上升的速度很慢，燃烧很不充分，毒性大，往往初期产生的烟气较大部分靠近地面[4]，而一般情况下设置的排烟系统的排烟口均设置在高位，建议在冷库中设置机械排烟时，应增加低位排烟口。

[1]国务院事故调查组.吉林省长春市宝源丰禽业有限公司“6·3”特别重大火灾爆炸事故调查报告[R].吉林：国务院报告，2013.

[2]山东省政府事故调查组.潍坊市寿光市龙源食品有限公司“11.16”重大火灾事故调查报告[R].山东：省政府报告，2015.

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

[4]代旭日.冷库初期火灾特点及处置对策研究[J].消防技术与产品信息，2010（10）：22-24.

[5]GB50072-2010，冷库设计规范[S].

[6]GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[7]张兵.冷库建筑防火设计分析—以宝源丰禽业有限公司特别重大火灾事故为例[J].中国安全生产科学技术，2013，9（10）：157-161.

[8]陈伟.冷库火灾及其消防设施配备研究[C].中国会议：第十届中国科协年会论文集，2008：1340-1343.

[9]陈诚.大型冷链物流仓库消防设计[J].消防科学与技术，2014，33（3）：290-292.

TU892

C

1673-1093（2015）12-0084-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.12.020

张汉诚（1977），男，江苏人，中国人民武装警察部队学院毕业，工程师，现任江苏省泰州市公安消防支队后勤处处长。

2015-07-25；

2015-08-09