现有的物流仓库建筑是介于仓库与厂房之间的特殊建筑形态,游离于现行消防技术标准之外,给消防技术应用带来一定的困扰。首先对当前物流仓库建筑存在的消防安全问题进行分析,研究火灾危害的特点,文献
传统仓库是指货物静态存放。现有物流仓库建筑不仅存放货物,同时还有加工、分拣、包装、销售等功能。
现有物流仓库建筑内货物储存周期缩短,有时只是中转、拼箱或贴标,不上货架,很快又拉走了;有些货物在理货区分拣后直接销售,未进入储存区。
库中的货物多种多样,如食品饮料、电器产品、服装服饰等。储存数量不确定,销售旺季来临前仓库内货物满满,有时货架空空如也。
有些物流仓库是高架仓库,自动化程度高;有些采用货架、排架,有的采用地面堆放、散放,甚至毫无规则。
传统仓库以货物储存为主,货物摆放完之后,搬运人员不需要滞留在库内。物流仓库的货物流转较快,需要大量的人员对货物进行接收、分类、加工、输送等工作,进出储存区、理货区的人员比传统仓库要多很多。
物流仓库自动化、机械化程度越来越高,用电负荷量越来越大,与传统仓库仅使用照明用电有天壤之别,火灾危险性增加。
仓库内存放大量家电产品、食品、日用品、书籍、服装等易燃可燃货物,其包装多数使用纸张、纸箱、泡沫塑料、塑料薄膜等易燃可燃材料。存放货物的木质货架、输送设备上的橡胶履带、搬运货物使用的叉车、铲车及电动车的蓄电池等,极易引发火灾事故。
很多物流仓库的建筑结构使用无防火保护的钢结构或钢结构构件,有的原设计为丁类或戊类厂房或仓库,现改为丙类物流仓库建筑使用,擅自改变建筑使用性质。因钢结构未刷防火涂料或未做防火保护,或者保护不到位,建筑构件耐火极限达不到国家标准规范要求,导致建筑的耐火等级不足。
由原有仓库、厂房或展厅等建筑改造后,未按照国家标准规范配置室内消火栓、报警和喷淋等消防设施器材,遗留先天性火灾隐患。有的已配置消防设施器材,因管理不善,导致消防设施损坏[5],甚至处于停用或瘫痪状态。
很多物流仓库建筑的现代化程度较高,操作人员多,集加工、分拣、包装、运输、销售、储存等多功能于一体,防火分区面积按照国家标准规范难以划分,防火分隔难以控制,甚至未划分防火分区,出现难以整改的火灾隐患。
有的物流仓库建筑内使用大量机械、设备、电气产品等,自动化程度高,用电负荷大。电气线路乱拉乱接,有的未穿金属管直接敷设在货物上,有的可燃物离照明灯具过近。有的电气线路老化、绝缘层破损,极易引发火灾事故。
由于物流仓库的多功能化,仓库内工作人员较多,尤其夜间人员作业越来越频繁,晚间作业时间加长,滞留人员较多。因仓库内存放大量货物影响视线,时常有堵塞疏散通道、锁闭安全出口、遮挡消防设施等违法行为,不能保障人员安全疏散。
物流仓库的使用单位未履行消防安全职责,未定期组织开展防火检查巡查工作[3],未查改占用或堵塞疏散通道、安全出口,遮挡或擅自关停消防设施等违法行为。未对员工开展消防安全培训,未组织员工参加灭火疏散演练,员工不熟悉场所火灾危险性、未掌握扑救初起火灾方法、不会逃生自救技能。
多数大型物流仓库建筑的高度超过12 m, 建筑面积约20 000 m2,防火分区面积约10 000 m2。仓库内货物堆垛高度在10 m以上,储存的物品密度大、种类多、数量庞大。仓库的储存区约占60%,分拣区约占30%,物品在不同功能区域频繁流动,一旦发生火灾,非常容易形成大面积火灾。大型物流仓库因是高大空间,初起火灾很快向四周蔓延形成立体火灾。
当前物流仓库建筑部分采取自然排烟、部分设置机械排烟。自然排烟是通过仓库屋面或靠近屋面的墙上开设窗口进行自然排烟,火灾发生时,需要第一时间打开窗户进行排烟;机械排烟一般通过火灾自动报警系统联动开启排烟口。因为仓库建筑是高大空间,烟气容易被货架和货物阻挡,导致需要较长时间到达屋面层。火灾产生的高温有毒烟气长时间留在室内,因为热对流导致火灾迅速蔓延扩大,严重威胁建筑结构,增加灭火救援难度。由于物流仓库建筑大多采用钢结构或钢桁架屋顶承重构件,当烟气温度达到300 ℃~400 ℃时,钢构件强度急剧下降、变形,600 ℃时失去承载能力而倒塌。
物流仓库建筑内在理货区进行分拆、包装、运输等工作需要人员较多,使用电气设备多,工作期间货物、包装废料乱堆乱放,影响安全疏散。多数物流仓库建筑内货架高度超过7 m, 货架摆放长度较长。一旦发生火灾, 人员视觉受限,难以发现并扑灭初起火灾,室内形成的高温浓烟严重威胁人员生命安全。尤其是旺季时仓库堆放大量货物,堵塞疏散通道严重,视觉更加受限。货架多数是钢质材料,因火灾导致变形坍塌概率增大,严重威胁灭火救援人员的安全。
GB 55037—2022建筑防火通用规范中明确丙、丁类物流建筑耐火等级不应低于二级,但在防火分隔、平面布置、消防设施配置等方面分别按照厂房或仓库要求。GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018版)中规定,物流仓库建筑按主要功能以分拣、加工等作业为主时,按照厂房的规定确定;当以仓储为主或难以区分主要功能时,按照仓库的规定确定,但实际现有的多数物流仓库是两者功能都有,存在现有规范执行困难。建议在修订标准规范时,充分考虑现有物流仓库建筑规模、功能等实际情况,按照物流仓库的建筑规模进行分类,补充完善平面布置、有效防火分隔、建筑消防设施配置等要求。《仓储场所消防安全管理通则》对物流仓库的管理进行了补充,但还是不全面。需要根据现有物流仓库实际情况和现代化发展趋势,加强日常消防安全管理,严格安全疏散要求,规范电气设备使用等,分别明确建设单位、使用单位、管理单位的消防安全职责,规范消防安全管理要求。
物流仓库分为货物储存区(含货架存放区),运输、装卸作业区,进行加工、计量、包装、分拣、销售、配送等使用的理货区,以及附属办公室,铲车停放、充电区等。其中运输、装卸在建筑物外通过平台进行交接,储存区和理货区需要在同一建筑空间内进行,所占建筑面积比例约为60%和30%,其他部分约占10%,两者之间一般设有输送带连接。货物储存区与理货区相比,理货区货物密度较小,人员较多,火灾危险性类似于厂房;储存区货物密度较大,人员较少,火灾危险性类似于中转仓库。
1)同一座仓库或其中同一个防火分区内,应尽量储存火灾危险性类别相同的物品。如确有困难,可将数种物品存放在同一座仓库或其中同一个防火分区内,但化学性质相互抵触或灭火方法不同的货物严禁存放在一起,并且应分垛或分架布置。不同火灾危险级别或不同灭火方式的物品应分别集中布置在不同的防火分区内。
2)货物储存区和理货区之间无防火分隔设施的,应设置防火分隔带进行防护,宽度不应小于6 m, 其间不得堆放物品。当仓库任一边长大于220 m时,中间应设置防火分隔通道,宽度不应小于6 m。通道内不得堆放物品,且应直通室外。
3)设置在仓库内的办公室、休息室等辅助用房,应采用防火门、防火窗、2.0 h的防火隔墙和1.0 h的楼板与其他部位分隔[6],并应设置独立的安全出口。物流仓库内严禁设置员工宿舍。
4)铲车蓄电池充电间应靠外墙设置,面积一般在100 m2左右,充电间应设置耐火极限不低于2.0 h的隔墙和1.0 h的楼板与其他部分分隔,隔墙上的门应为甲级防火门。应保证有良好的通风设施。应设置直通室外出口。充电间内应设置气体自动灭火设施。铲车电源直充区,其停放区与可燃物应保持不小于1 m的距离。
5)物流仓库的建筑设计如不能满足现行GB 55037—2022建筑防火通用规范和GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018版)对最大允许占地面积或防火分区最大面积的要求,可采取对具体项目进行火灾危险评估和性能化设计的方式来确定。
1)物流仓库建筑的耐火等级不得低于二级。使用钢结构的物流仓库的承重构件耐火极限应满足现行GB 55037—2022建筑防火通用规范和GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018版)的规定。钢柱可采用外包敷防火材料,也可采用刷非膨胀型(厚型)防火涂料保护。外墙可采用轻质砖墙或彩钢板外墙,如采用彩钢板,其耐火极限一级不应低于0.75 h, 二级不应低于0.5 h。当屋顶采用钢桁架承重构件时,由于物流仓库内物品堆放高度离层顶距离较近,如上部发生火灾时,高温会影响屋顶结构安全。所以,屋顶钢桁架承重构件仍应按相应耐火等级要求进行防火保护,一般刷防火涂料保护。刷防火涂料的厚度必须与防火涂料的型式检验报告中描述的一致,且必须全部覆盖,不能只刷面向货物的一面。
2)物流仓库建筑内的每个防火分区之间必须采用防火墙分隔,防火墙应从地面基层隔断至钢筋混凝土顶板底面基层。当屋面承重构件和屋面板采用轻钢结构时,防火墙可砌至屋面板底,并在防火墙两侧屋面各做1.5 m宽防火板带,防火墙和屋面彩钢板及檩条间的缝隙用防火封堵材料封堵,如图1所示。如采用轻钢承重结构,防火墙不宜砌筑在钢梁下或钢柱中,宜和钢结构脱开单独设置。防火墙和彩钢板外墙垂直相交处,防火墙两侧各2 m范围内在彩钢板外墙内侧、檩条间须敷设防火棉和涂防火漆的钢板,它可以阻隔防火墙一侧的火苗通过外墙迅速蹿至另一侧防火分区,如图2所示。
当物流仓库建筑采用彩钢板外墙,充电间的顶板及和仓库相隔的防火墙和彩钢板外墙之间会有缝隙,除用防火封堵材料封堵外,防火墙两侧各2 m范围内在彩钢板外墙内侧、檩条间须敷设防火棉和涂防火涂料的钢板,见图2[7]。
物流仓库建筑应设置消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、应急照明和疏散指示系统、排烟系统、灭火器等。物流仓库内还应配备适量的防烟防毒面具。
物流仓库建筑内应按规定配置室内消火栓,消火栓箱内配置消防水带、水枪、消防软管卷盘。室内消火栓的间距不应大于30 m, 并保证室内任何一点均有两支水枪的充实水柱到达。在仓库中间的消火栓应布置在消防通道上,靠柱安装,消火栓不应被货架阻碍。对于室内空间采用无柱或少柱设计的大型物流仓库,如柱间距大于40 m时,可考虑将消火栓箱镶嵌在固定消防通道的地板内,栓口设置为垂直向上,箱内配置不变。
占地面积大于1 000 m2的物流仓库建筑应设置自动喷水灭火系统,一般适合采用早期抑制快速响应喷头的自动喷水灭火系统。物流仓库建筑通常采用湿式自动喷水灭火系统,如不允许有水浸损失的,可设置干式系统或预作用系统,水量计算不变。按国家标准GB 55036—2022消防设施通用规范和GB 50084—2017自动喷水灭火系统设计规范规定,物流仓库建筑内仓库的最大净空高度或最大储物高度超过规定高度时,应从地面起每3.0 m设置一层货架内置喷头。当内置喷头流量系数K=80时,工作压力不应小于0.20 MPa; 当内置喷头流量系数K=115时,工作压力不应小于0.10 MPa。货架内喷头间距不应大于3 m, 且不得小于2 m。设置2层及以上货架内置洒水喷头时,洒水喷头应交错布置。货架内开放洒水喷头数量如表1所示。
仓库危险级 |
货架内置洒水喷头的层数 |
||
1 |
2 | >2 | |
Ⅰ级 |
6 | 12 | 14 |
Ⅱ 级 |
8 | 14 | |
Ⅲ级 |
10 |
物流仓库建筑应设置火灾自动报警系统,应设有自动和手动两种触发装置。物流仓库建筑宜首选吸气式感烟火灾探测器,吸气式感烟火灾探测器特别适合点型感烟、感温火灾探测器不适宜的大空间、建筑高度超过12 m的场所,且适合需要进行火灾早期探测的重要场所。物流仓库建筑高度低于12 m以下,宜采用点型感烟探测器及红外光束感烟探测器[8]。物流仓库建筑高度高于12 m、低于20 m的应采用红外光束感烟探测器。
设置消防控制室的物流仓库建筑应选择集中控制型系统;设置火灾自动报警系统,但未设置消防控制室的物流仓库建筑宜选择集中控制型系统;未设置火灾自动报警系统的可选择非集中控制型系统。根据物流仓库建筑的防火分区设置方式,在各安全出口设置安全出口指示灯,并且疏散走道每20 m设置疏散指示灯及消防应急照明灯,保证发生事故后,人员能够快捷、合理地疏散。
占地面积大于1 000 m2的物流仓库建筑应设置排烟设施;物流仓库内建筑面积大于300 m2且经常有人停留或可燃物较多的地上房间应设置排烟设施;高度大于32 m的高层仓库内长度大于20 m的疏散走道,其他仓库内长度大于40 m的疏散走道应设置排烟设施。
物流仓库建筑一般按A类火灾严重危险等级配置灭火器,通常采用磷酸铵盐(ABC)干粉灭火器。灭火器宜与消火栓箱布置在同一地点。
物流仓库建筑应设置双回路供电,发、配电房应独立建造,并设置自动灭火系统保护。物流仓库通过变电所的低压配电屏,采用放射式和链式方式向各动力、照明部件供电。为防止引起电气火灾,物流仓库的总配电箱进线处应装设电气火灾监控系统。物流仓库内配电线路应穿金属管沿墙沿梁明敷设。库内不得使用卤钨灯、白炽灯、高压钠灯等高温照明灯具,应采用低温照明灯具。铲车、输送带等用电设备,应与可燃物保持安全距离,不得在仓库内充电、维修。
物流仓库建筑的使用单位应依法履行消防安全管理职责,定期组织开展防火检查巡查,及时消除火灾隐患[9];组织全体员工参加消防安全教育培训、灭火疏散演练,使员工掌握“一懂三会”;加强消防控制室管理,安排持证人员值班,且能熟练操作消防设施设备;定期维护、检测消防设施,保证完好有效;保持疏散通道、安全出口、消防车通道畅通[10]。成立由保安或员工组成的志愿消防队或微型消防站,配备必要的灭火救援装备和器材,定期组织开展消防技能培训和演练,发生事故能第一时间迅速处置。
通过分析当前物流仓库建筑与传统仓库的差异,研究现有物流仓库建筑存在的消防问题及救援难点,提出修订完善标准规范和法规。严格划分室内平面布置,使用防火隔离带扩大防火分区面积,加强钢结构构件的防火保护。提高物流仓库建筑的耐火等级,配置消防设施和器材,保障建筑的主体安全。督促使用单位履行消防安全管理职责,提升单位自防自救能力和水平。