本文首先分析了大型冷库的火灾特点，并定性辨识了大型冷库的火灾危险性。提出了在冷库环境中设置干湿两用消火栓系统的构想，并进行了可行性分析。最后，针对干湿两用系统存在的弊端，从管道充水时间、系统可靠性和系统运营等方面提出了系统优化方案，解决了干湿两用消火栓系统的自身的缺陷和规范设计的难点，为实际大型冷库的消防安全设计提供参考。 

　　【关键词】 大型冷库 干湿两用 消火栓系统 充水时间 

　　冷库的发展逐渐转向大型化。基于冷库的结构特点和材料特性，大型冷库的消防安全问题，也成为人们日益关注的重点。冷库建筑由于保温隔热需要，大多采用有机外保温材料，并且建筑内部不设置排烟系统，此外，还存在制冷剂氨发生泄漏爆炸的危险。大型冷库建筑的冷藏间占地面积及防火分区面积较大。大型冷库冷藏间一般设置为高架仓库的形式，火灾荷载集中，具有更高的火灾危险性。因此，针对大型冷库的消防系统设计显得很有必要。 

　　1 大型冷库火灾特性分析 

　　冷库火灾初期和蔓延过程中呈现出不同的特点，故掌握不同火灾阶段胡特点，则能确保相关人员开展大型冷库消防安全的工作更有针对性。因此，本节主要从初期火灾和火势蔓延两阶段分析特大型冷库火灾特性。 

　　1.1 大型冷库初期火灾特点 

　　调研结果表明，大型冷库初期火灾特点如下： 

　　（1）可燃物分布集中，种类多。调研发现，冷库储存的货物的包装，墙体和管道隔热保温层均为可燃或易燃材料，这必然增加了冷库发生火灾的可能性。（2）燃烧隐蔽，情况复杂，冷库初期燃烧时，阴燃火焰在夹墙内隐蔽向上部或平行方向发展，外部不易发现。火势加大后，各类电器系统、制冷剂和制冷机械会产生许多复杂的变化，常伴随泄漏、爆炸等情况。（3）初期阶段时间长。冷库初期火灾一般持续15min，而这段时间也是火灾扑救的最佳时期，如果火灾没有及时发现并控制，一旦蔓延，后果十分严重。（4）起火点难以发现，起火原因复杂。冷库冷藏间起火点一般也较隐蔽，可能在堆垛内，甚至是保温夹层内；有不易发现的电气原因、吸烟和违章操作等；从点燃到成灾时间较长，导致燃烧成灾时不能及时发现，这些都增加了发现起火点的难度。（5）低温环境下，早期消防探测不能使用或探测不准。由于内部温度低，传统的火灾探测器不适合***在其内部，会造成结霜或故障。若探测器***在冷库外部，则不易及时准确地探测到火灾发生的情况。 

　　1.2 大型冷库火灾蔓延特性 

　　（1）燃烧猛烈，蔓延迅速。大型冷库跨度大，一旦起火，冷库的隔热保温材料（如稻壳、软木、聚苯乙烯和聚氨酯等）都是易燃物质，很容易造成火灾迅速蔓延并且不容易控制。同时冷库中的空心夹层形成了四壁贯通，通风条件好，纵横两向同时蔓延，形成立体火灾。 

　　（2）烟气影响大。火灾过程中的烟气经过冷藏间，形成了低温烟气，而低温烟气比一般火灾烟气的减光性更强，进一步增加了扑救的困难。同时采用聚苯乙烯塑料作保温材料的冷库，发生火灾后，立即释放出大量的有刺激性毒气。 

　　（3）容易发生爆炸事故。冷库内氨气管道破裂出现氨气泄漏后，会散发出大量氨气，除对人员有毒害外，遇明火还可发生爆炸。此外，在未排空管道时，氨气和氧气可形成爆炸混合气，遇作业明火也会发生爆炸。 

　　2 大型冷库火灾危险因素辨识 

　　2.1 冷库工艺系统危险因素识别 

　　冷库作为一种专用建筑，对工艺和建筑材料都有特殊的要求。冷库所用制冷剂，保温材料，建筑材料和通风系统等都可能引发火灾，且造成扑救困难。 

　　在冷库使用和管理中，国内外都十分重视防火的要求，我国规范上对冷间建筑材料的耐火等级和防火分区都进行了细化。而在低温环境中，特别是周期性冻结和溶解的循环过程中，建筑结构极易遭到破坏，平顶上的制冷设备和管道坍塌，导致火灾。 

　　冷库常用的保温材料、管线外层包裹物肯储物包装等都为可燃物。如果在施工焊接或其他作业用火不慎，引发火灾，保温材料具有燃烧速度快，产物毒性大和烟雾危害严重等特点。 

　　通风系统要求进入冷间新鲜空气应先冷却，因此外界空气很难直接进入冷库，当其内部着火时，通风困难，而在保温夹层在起火时和外界四处联通，通风环境良好，造成燃烧迅速蔓延。 

　　冷库中存在着大量的可燃物。其中液氨，聚苯乙烯泡沫芯材，油毡，软木和硬质聚氨酯泡沫塑料（又称聚氨酯硬泡）等为常见的物质。下面主要对这些物质的火灾危险性进行定性分析。 

　　我国80%的制冷系统中采用了液氨。氨蒸汽在空气中的浓度达11%～14%时，具有可燃性。而当达到15.5%～27%的爆炸极限时，遇明火可发生严重的火灾爆炸事故，造成严重后果。 

　　聚苯乙烯泡沫芯材由于保温效果良好而普遍用于房顶和隔层的保温。其燃点在90～120℃，遇明火或受热后极易发生燃烧，并发生大量有刺激性的毒气，燃烧速度极快，且产生熔滴现象，使火势扩大，不易扑救。 

　　油毡纸燃点在130℃左右，在油毡纸上涂上薄薄的沥青后，沥青接触氧的面积加大，在进行油毡的施工过程中能产生大量的可燃气体，遇明火就会引起猛烈燃烧，其火源主要是贴近施工地点的灯泡、焊割的高温熔渣、电线打火等。 

　　软木保温好，但软木在遇明火或受热后易发生燃烧。软木起火后，首先是阴燃，潜伏期可达10～15天，不易发现，期间软木逐渐炭化，变的松散，接触氧气的面积随之增大，最后由阴燃转变为明火燃烧。 

　　硬质聚氨酯泡沫塑料是一种有机高分子可燃材料，火灾中燃烧是不可避免。而且在燃烧的初始阶段烟气也具有较大毒性。燃烧产物毒性大，发烟量大，燃点低。 

　　除了上述客观因素外，还有一些人为因素也给冷库带来潜在火灾危险。本文认为，建筑设计不规范，不做任何防火措施；设备老化，消防器材不足；消防意识淡薄，人员素质不齐等都是造成冷库起火的人为因素。例如，有些业主只图眼前利益，不注意防火分区，选用保温材料而又不做任何防护措施，消防设施有名无实。 　　

　　3.1 冷库消火栓系统选型 

　　目前，国际上广泛应用的NFPA系列标准中，以管道内是否充水为标准，将消火栓系统分为干式和湿式两大类。其中干式消火栓系统最主要的特点是平时管道内无水，因此，该系统不存在冻结问题，也就不需要采取保温措施，这在低温环境（如我国北方地区）设置相当有利。同时，管道内无水，也可以适当减少分段阀门的设置，个别管道接口不够严密，也不会因漏水而影响生产运营。基于对冷库环境和干式消火栓系统特点的综合考虑，在冷库间设置干式消火栓系统较为合理。 

　　3.2 大型冷库干式消火栓系统工作原理及流程 

　　可在冷间内设置消火栓，在穿堂设控制阀门。平时将连接消火栓的消防支管放空；火灾时开启快开阀，消防支管迅速充水灭火。这种消火栓为干湿两用型，该系统的工作流程如图1所示。 

　　3.3 大型冷库干式消火栓系统可行性研究 

　　与湿式系统相比，干式系统也存在其缺点，如管道防腐要求较高，初期投入费用较高，当火灾发生后需要一定的充水时间，快速启、闭阀门要能实现远程控制可靠性略低，排气阀有可能堵塞，不能有效排除管道内的空气。 

　　虽然存在以上缺点，但是，对于大型冷库而言，干式系统还是优于湿式系统。例如早期费用虽然较高，但是后期运行维护费用可以大大降低，而如果采用湿式系统，还需要采暖系统，通常采用电伴热，其***费及运行费用很高。因此总体来讲，干式系统更具有费用优势。除此之外，还可以通过对该系统进行优化，解决系统自身存在的弊端，使其更好地服务于冷库的消防安全。 

　　4 大型冷库干式消火栓系统优化 

　　根据流体力学理论，管道中平均流速v按照下式确定： 

　　管道横截面面积A： 

　　管道充水时间可以按照以下公式计算： 

　　根据以上公式，公式（3）变成公式（4）：