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关于大型低温冷库消防报警设置与灭火应急救援系统的设计及要求
2021-02-04 18:50:06 来源：
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[摘要]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1500㎡ 。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。
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。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。
火灾危险性
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。
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。
违章明火施工作业
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。
火灾初期时间长
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。
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。
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。
消防安全设计要求
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。
总平面布局
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。
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10 m。
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10000㎡；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。
平面布置
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1500㎡ 。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。
安全疏散
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。
楼梯间设置要求
1.采光通风要求：楼梯间应能天然采光和自然通风。
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。
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。
疏散门设置要求：建筑面积大于1000㎡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。
防火构造：
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1 h。冷藏间与穿堂之间的隔墙应为耐火极限不低于3 h 的防火隔墙，冷藏门可为非防火门。
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。
氨制冷机房要求
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
消防给水
室外消防给水：
设置要求：冷库应设置室外消火栓给水系统。
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。
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。
室内消火栓设置：
设置要求：建筑占地面积大于300㎡的冷库应设置室内消火栓给水系统。
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。
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1500㎡ 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。
消防供电
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30 L/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。
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。
排烟设施：占地面积大于1000㎡的冷库应设置排烟设施。
GB 50016-2018《建筑设计防火规范》
GB 50072-2010《冷库设计规范》
GB 51157-2016《物流建筑设计规范 》
GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》
8.3.6 大型冷库和高层冷库设计温度高于0℃，且其中一个防火分区建筑面积大于1500㎡时，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，应采用湿式自动喷水灭火系统；当冷藏间内设计温度低于4℃时，应采用干式自动喷水灭火系统或预作用自动喷水灭火系统。
大型冷链物流防火设计十分重要，冷链特点：
1，建筑面积大，大型的冷链库房建筑面积都在2000平面以上；
2，流通快，一般冷链物流商品的中转周期2-3天；
3，保温采样大量使用；
4，冷库常年温度较低，低温冷库可达零下30°；
5，冷库储存食品大量采用纸箱、塑料包装；
6，冷库的非常干燥等。
关于冷库防火设计，大多数国家都认可多个国际消防工程指导方针，因而可以在这些国家使用性能化设计的概念， 这些指导方针如下列所示：
• International Fire Engineering Guidelines（国际消防工程指导方针）（2005 版）
• 英国标准 BS 7974
• SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection （SFPE 性能化防火工程指导方针）
国际规范中的防火解决方案可以满足地方性的和国家级的针对建筑物和生命安全而制定的规范和标准。
我国有关冷库专用的规范为GB50072-2010《冷库设计规范》，较为全面的介绍了建筑、结构、制冷、电气、给排水等方面内容。
国际标准中针对冷库隔热材料的厚度，在自动喷水灭火系统满足规定的情况下，认为泡沫绝缘度为100-305mm，美国《自动喷水灭火系统安装标准》在冷库消防设施安装介绍较为详细。
美国《火灾报警规范》规定当温度低于O度时，不能采样感烟探测器，美国法特瑞互助保险公司标准中提出建筑高度大于12.2m或最大储存高度大于10.7m时，吊顶或货架喷淋系统均需要独立的温度启动装置。对冷库自动喷水灭火系统管道内因积霜而引起的冻结，该标准建议使用再生空气干燥器去除系统内空气湿度方式。
相关问题探讨：
消防车道的设置
《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1500㎡，则应设置环形消防车道。
疏散楼梯的设置数量
《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1000㎡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300㎡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900㎡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1000㎡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。
火灾报警系统的设置
《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1000㎡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1000㎡ 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，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1000㎡ 的丙类冷库，需要设置火灾自动报警系统。
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℃，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，根据国内及国际消防规范，冷库宜采用结合实际设置吸气式感烟火灾探测器。
参照GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》、GB51219-2017《禽类屠宰与分割车间设计规范》、GB51225-2017《牛羊屠宰场与分割车间设计规范》；
其中GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》明确列出关于低温场所设计要求：
5.4.1 下列场所宜选择吸气式感烟火灾探测器：
1 具有高速气流的场所。
2 点型感烟、感温火灾探测器不适宜的大空间、舞台上方、建筑高度超过12m或有特殊要求的场所。
3 低温场所。
4 需要进行隐蔽探测的场所。
5 需要进行火灾早期探测的重要场所。
6 人员不宜进入的场所。
5.4.2 灰尘比较大的场所，不应选择没有过滤网和管路自清洗功能的管路采样式吸气感烟火灾探测器。
条文说明
5.4 吸气式感烟火灾探测器的选择
5.4.1 本条列出了宜选择吸气式感烟火灾探测器的场所。
具有高速气流的场所，如通信机房、计算机房、无尘室等任何通过空气调节作用而保持正压的场所。在这些场所中，烟雾通常被气流高度稀释，这给点型感烟探测技术的可靠探测带来了困难。而吸气式感烟火灾探测器由于采用主动的吸气式采样方式，并且系统通常具有很高的灵敏度，加之布管灵活，所以成功地解决了气流对于烟雾探测的影响。
一旦发生火灾会造成较大损失的场所，如通信设施、服务器机房、金融数据中心、艺术馆、图书馆、重要资料室等；对空气质量要求较高的场所，如无尘室、精密零件加工场所、电子元器件生产场所等，是需要早期探测火灾的特殊场所，因此应选择高灵敏型吸气式感烟火灾探测器。但这些场所使用的探测器的采样管网的长度和开孔数量均应小于探测器最大设计参数，以保证其灵敏度符合要求，必要时需要实际测量探测器的灵敏度。
5.4.2 虽然管路采样式吸气式感烟火灾探测器可以通过采用具备某些形式的灰尘辨别来实现对灰尘的有效探测，但灰尘比较大的场所将很快导致管路采样式吸气式感烟火灾探测器和管路受到污染，如果没有过滤网和管路自清洗功能，探测器很难在这样恶劣的条件下正常工作。
低温场所；
解读：例如物流食品冷冻冷藏库，点型烟感和线型光束感烟火灾探测器的应用温度限制较大，最低只能应用于-10℃的场所。而冷冻库根据其所储藏物品的类别，温度可能在-10℃~-30℃之间，此时，上述的烟感即无法使用。同样需要指出和注意的是，某些以激光为光源的吸气式感烟火灾探测器主机也无法直接安装在冷库内，只能安装在库外，通过在墙面上打孔后安装管路，容易破坏保温层，造成能耗的浪费；同时引起采样管温差，造成冷凝结冰等，影响设备的使用。所以在此类低温场所，推荐使用LED冷光源技术的吸气式感烟火灾探测器，它的应用温度为-40℃~+60℃，能直接安装在冷库内，不仅安装方便，不影响冷库的整体性，而且维护也非常简单。
关于物流建筑设计规范GB51157-2016中消防-火灾探测
15.8 火灾探测与报警
15.8.3 物流建筑高度大于12m的室内空间、低温场所及需要进行火灾早期探测的场所，宜设置吸气式感烟火灾探测器。在货架内部的垂直方向上，每隔12m应至少设一层采样管网。
条文说明
15.8 火灾探测与报警
15.8.3 本条规定主要参考北京市地方标准《吸气式感烟火灾探测报警系统设计、施工及验收规范》DB 11／1026-2013制定。物流建筑会有大量的大空间场所及存放鲜活物品的低温场所，这些场所均不适用普通的点式感烟、感温探测器，因此，当需要在上述场所设置火灾探测器时，宜采用管路采样吸气式感烟火灾探测器。
冷库中需要重点保护的区域
冷冻室/冷却室 、冷藏室 、车间及维修区、被保护区下方的回风管道、装卸台及周边区域、办公及监控场所、天花板/屋顶夹层、货架中间
探测器安装要求
如果探测安装在外面，内外较大的温差，容易产生气流故障、结冰现象，同时采样管会发生变形、弯曲，从而导致机器无法正常工作及引起设备故障；
探测器放在室外，需要在保温墙上穿孔作业，破坏冷库的结构，影响冷库的保温效果；
吸气式感烟火灾探测器应安装在冷库内，避免由于温差过大而产生出来的结冰及故障，无需在保温墙上穿孔作业，可最大限度的降低工程量及保证探测器可靠稳定的工作。
采样管材质的选择
采样管的材质要根据安装场所而定。例如，安装在吊顶上的采样管可以使用适合低温环境和温度经常波动的内部环境的较长采样管。这样的采样管有HFT 无卤素、耐火、耐高温塑料，ABS塑料以及HDPE 高密度聚乙烯塑料等。
施工工艺要求
采样管系统应安装在距离建筑结构尽可能远的位置。接触或距建筑结构近的地方，很容易凝露或结冰。尽管冷库中的工作温度一般都低于0℃，但仍会因热的辐射、对流或传导产生很大的温差。
冷冻装置会间歇性地发送远远低于冷库设计工作温度的冷空气，约-35℃至 -40℃。如果采样管直接安装在这一冷气流中，温度就会变得非常低。冷冻装置不工作时采样管需要一定时间才能达到冷库温度，因此有可能会结冰，在安装采样管时，尽量避开这一冷气流。
采样孔应打在采样管的侧面，这样凝露或冰霜不易积聚，如果打在采样管底部，则很容易被堵住。
采样管应离顶棚或墙壁至少300 mm，以减少从这些表面传导的热量。
设备日常维护保养
处于低温环境下，管路在使用一段时间后，在吸气孔处或多或少产生一些霜冻，我们在设备管路敷设时已经使用了专用气流减速膜片和防冻夹，配合反吹系统能产生振动，抖落采样孔处的冰霜，防止冰霜堵住采样孔及细菌灶的产生，确保管路通常，气流运行平稳。
保温隔热材料的燃烧性能
《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。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。
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，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。
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