小编语:冷库作为现代冷链物流的核心设施,在食品、医药等行业中扮演着至关重要的角色。然而,由于冷库内环境的特殊性,火灾等安全隐患成为不容忽视的问题。本文从冷库的历史发展、现代冷库的建设特点入手,分析了冷库火灾的成因及其特点,并提出了针对性的消防安全应对措施,以期为冷库安全管理提供切实可行的参考,确保冷库在高效运行的同时最大限度地降低安全风险。

冰与火的博弈:如何防范冷库火灾?

冷库的前世今生

冷库在中国历史上可以追溯到几千年前,尽管早期的冷藏设施与现代意义上的冷库存在较大差异,但它们却为冷链技术的产生和发展奠定了基础。《诗经·豳风·七月》中“二之日凿冰冲冲,三之日纳于凌阴”便描述了古人如何在寒冷的季节中取冰保存食物。而真正意义上的冷库,出现在19世纪末至20世纪初,随着卡尔·冯·林德等人发明和完善的机械制冷技术,冷库才得以规模化和系统化应用。20世纪中叶至80年代是中国冷库建设的快速发展阶段,一方面是由于制冷技术不断革新,氟利昂(CFCs)等新型制冷剂的出现大大提高了冷库的能效和制冷效果;另一方面中国经济的发展和人口的增长,使得冷链物流逐渐成为商业供应链的一部分。改革开放以来,中国的市场经济逐步形成,冷链物流的需求迅速增加。消费者对食品安全、品质要求的提高,促使冷库建设和技术升级的需求爆发。现如今,冷库行业发展进入了一个全新的阶段,尤其是随着电商、全球贸易化等的影响,冷链物流需求进一步扩大,冷库的建设标准越来越高,智能化与数字化、绿色环保、自动化、安全性等逐渐成为冷库建设的新要求。

现代冷库的建设特点

冷库是采用人工制冷降温并具有保冷功能的仓储用建筑群,包括库房、制冷机房、变配电间等。为了确保冷库库房内温度维持在规定范围内,其建筑围护结构往往根据库内温度要求设置一定厚度的保温层。20世纪80年代前,冷库常用保温材料多为木材、石膏板等,由于木材的吸湿性大、受潮后易腐烂、高温下易分解或燃烧,石膏板存在较大的导热率等原因已经逐步退出市场,被聚苯乙烯(EPS)、聚氨酯(PU)和挤塑聚苯乙烯(XPS)板、岩棉和玻璃棉等替代。

冷库按照建筑结构形式分为土建式冷库、装配式冷库、混合型冷库等。土建式冷库是指采用传统的建筑施工方式,使用砖、混凝土、钢筋等材料,按常规建筑设计标准进行建造的冷库。装配式冷库是将标准化的冷库构件进行工厂预制,再通过现场组装的方式进行建造。混合型冷库是指结合了土建式和装配式两种冷库结构特点的冷库,通常是以钢结构为主,墙体和屋顶等使用装配式冷库板或传统的土建材料,达到结构与保温性能的平衡。

冷库火灾成因及其特点

冷库火灾发生的危险性主要是由建造设计、制冷剂、保温材料和通风系统等方面决定的。

我国在冷库建造和使用管理过程中,对防火安全有着明确规定,尤其是在建筑材料的选择上,根据2021年实施的《冷库设计标准》(GB50072-2021)规定,冷藏间建筑的耐火等级为一、二、三级均可,单、多层和高层冷库冷藏间的防火分区分别为3500m2和2500m2,当设有地下室时,冷藏间应设在地下一层且冷藏间与室外出入口地坪的高差不应大于10m,地下冷藏间总面积不应大于地上冷藏间建筑的最大允许占地面积,每个防火分区建筑面积不应大于1500m2。目前,我国冷库多为一、二级耐火建筑,少数小型冷库为三级。但是,冷库的楼板要堆放大量货物,又要通行各种装卸运输机械设备,平顶上还设有制冷设备或管道,因此,冷库楼板结构应具有较大的承载力。低温环境中,特别是周期性冻结和融解循环过程中,建筑结构易受破坏。施工建设中,如果建筑材料不符合规范要求,就可能失去承载能力,发生坍塌,砸坏制冷设备或管道,导致火灾事故发生。

我国冷库制冷系统中大部分采用氨(NH3)作为制冷剂。一方面是因为氨气相较于氟利昂(CFCs)更加环保,不会对大气层造成破坏加剧温室效应;另一方面,氨(NH3)作为一种传统的冷库制冷剂,具有高效的热交换性能和较低的能耗,制冷效率高、成本相对较低。但是氨(NH3)有毒且具有腐蚀性,处理时需要严格的安全措施;更加值得注意的是,氨(NH3)还具有爆炸危险性,氨蒸汽在空气中的容积浓度达到11%~14%时具有可燃性,其浓度达到15.5%~27%时遇明火将会发生爆炸。

冷库保温所用的材料、管线外层包裹物和储物包装等一般都是可燃的,并且房顶与墙体多采用聚苯乙烯(EPS)和聚氨酯(PU)作为保温。聚苯乙烯(EPS)作为一种易燃材料,在火灾中会迅速燃烧大量放热,造成高温、缺氧;当冷库内氧气含量不足时,则会发生不完全燃烧,产生大量一氧化碳,并分解出大量的炭烟。聚氨酯(PU)在火灾中属于可燃材料,燃烧时会释放出有毒气体,并且会加速火势蔓延,正规的聚氨酯(PU)保温建材都是要求要经过阻燃处理,氧指数最低要求为24,达到离火自熄。然而,采用的阻燃剂过多,聚氨酯(PU)燃烧的有毒气体成分也会增加。

通风系统出于使用的目的考虑,《冷库设计标准》(GB50072-2021)要求进入冷藏间的新风应先进行冷却(或加热)处理,冷库外界的空气很难直接进入冷库。通风设计的最大限制是内外气体直接交换。不管是自然通风还是机械通风,标准中都要求通风管选用直径在250mm~300mm之间的水泥管,自然通风管中心距离不宜大于1.2m,机械通风管中心距离可按照1.5m~2m等距布置且管内风速应为不小于1m/s的匀速。因此,冷库内部发生火灾时往往通风困难,而保温夹层在火灾发生时由于四处连通,形成良好的通风环境,容易造成火灾蔓延态势。

如何应对这些潜在的消防安全隐患?

一是提高可燃物的阻燃性能。提高可燃物的阻燃性是预防火灾事故及防止火势蔓延的重要手段。《冷库设计标准》(GB50072-2021)规定冷库采用金属面绝热夹芯板等轻质复合夹芯板作保温隔热围护时,夹芯板芯材的燃烧性能不低于B1级,且B1级芯材应为热固性材料。建筑外围护结构的外墙及顶棚采用内保温隔热系统时,保温隔热材料的燃烧性能不低于B1级,并且隔热材料表面应采用不燃材料做保护层。

二是对起火源进行有效控制。针对冷库施工、检修维护、运行等阶段性电气焊、切割作业、电气线路短路、违规使用明火等火源必须有效控制。制定严格的操作规范并执行,对作业人员进行严格的岗前培训,严禁违规作业。对电气设备及线路应进行常规性检查,及时发现问题并解决,避免电线电缆绝缘老化、接头绝缘层松脱受潮、过负荷运行等原因造成短路现象发生。

三是火源与可燃物之间的有效隔断。防止火灾事故最有效的手段方法就是将火源和可燃物进行隔断,可以进行空间隔断、物理隔断等。首先,对相关区域进行划分,在一定的区域内严禁出现任何形式的火源。其次,在该区域内无法避免的火源必须进行有效的物理隔断。此外,开关、插座等一些电器配件周围也应采取防火保护措施等。

四是针对性防范次生灾害。冷库火灾事故往往伴随着一些次生灾害,为此需要结合厂区的专业用途制定严格的操作规范并执行,定期开展各项消防安全检查工作,从而及时发现问题并解决。

(本文章内容综合整理自网络)

(责编:张爱玲 李雄飞)